物联网技术案例教程之自动识别技术
物联网的自动识别技术
（ 2014 / 2015 学年第一学期）物联网的自动识别技术专业财务管理学生姓名朱凌亮班级学号B********摘要：物联网是一次新的信息产业革命浪潮，是一个全新的技术领域。
自动识别技术是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。
关键字：物联网、自动识别技术、光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术、射频识别技术（RFID）自动识别技术是在计算机技术和通信技术的上发展出来的综合性科学技术，它是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动识别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术。
自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，中国物联网校企联盟认为自动识别技术可以分为：光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术、射频识别技术（RFID）。
一般来讲，在一个信息系统中，数据的采集（识别）完成了系统的原始数据的采集工作，解决了人工数据输入的速度慢、误码率高、劳动强度大、工作简单重复性高等问题，为计算机信息处理提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段，因此，自动识别技术作为一种革命性的高新技术，正迅速为人们所接受。
自动识别系统通过中间件或者接口（包括软件的和硬件的）将数据传输给后台处理计算机，由计算机对所采集到的数据进行处理或者加工，最终形成对人们有用的信息。
在有的场合，中间件本身就具有数据处理的功能。
中间件还可以支持单一系统不同的协议的产品的工作。
完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统（Auto Identification System, 简称 AIDS），应用程序接口(Application Interface, 简称API )或者中间件（Middleware）和应用系统软件（Application Software）。
物联网中的智能识别技术研究
物联网中的智能识别技术研究第一章：引言近年来，物联网（Internet of Things, IoT）技术在全球各个领域得到了广泛的应用，物联网中的智能识别技术也随之迅速发展。
智能识别技术是一个包含了多个方面的技术，主要由计算机视觉、语音识别、生物特征识别等技术组成。
本文将从物联网中智能识别技术的发展历程、技术分类、应用领域、存在问题及未来发展方向等方面进行研究。
第二章：物联网中智能识别技术的分类物联网中智能识别技术主要分为计算机视觉、语音识别、生物特征识别、虚拟现实和增强现实等几大类。
计算机视觉技术是指计算机通过对图像或视频的处理，实现对事物的识别、分析、跟踪和计量等功能。
计算机视觉技术可以应用于各种领域，如智能安防、自动驾驶、智能家居等。
语音识别技术是指计算机通过对语音的处理，能够准确地识别人类语音并转化为可处理的数字信号。
语音识别技术广泛应用于智能家居、智能客服、智能语音助手等领域。
生物特征识别技术是指计算机通过对人类的生物特征进行识别，实现对个人身份的准确识别。
生物特征识别技术主要包括人脸识别、指纹识别、虹膜识别等。
生物特征识别技术应用广泛，如身份验证、出入管理等领域。
虚拟现实技术是指通过计算机技术创建出一种虚拟的环境，使用户可以进入其中进行交互和体验。
虚拟现实技术的应用领域广泛，如教育培训、游戏娱乐、旅游观光等。
增强现实技术是指通过计算机技术对现实环境进行增强，为用户提供增加的视觉和听觉信息。
增强现实技术应用领域较多，如教育培训、智能维修、文化遗产保护等。
第三章：物联网中智能识别技术的应用领域智能识别技术在物联网中的应用领域广泛，下面将从智能安防、智能交通、智能家居和智慧城市等方面进行介绍。
智能安防领域：智能安防系统通过计算机视觉技术进行人脸识别、视频分析、事件检测等操作，可以实现24小时不间断的监控和管理。
同时，智能安防系统还可以通过智能语音助手、虚拟现实等技术提供更加便捷的交互方式，为用户带来更好的使用体验。
物联网自动识别技术
物联网自动识别技术
自动识别技术应用在企业的管理工作中，使得传统企业管理方式更新换代。
传统管理方式的落后成为企业发展的阻碍，所以说更新换代是企业发展的趋势，管理方式科技化也是管理方式发展的趋势，这样能够对企业有一个符合实际的管理效果。
自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的无线连接，自动地获取被识别物品的信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。
自动识别技术与互联网、移动通信等技术相结合，实现了全球范围内物品的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予智能，实现人与物体以及物体与物体之间的沟通和对话，称为“物联网”。
无线射频技术是自动识别技术不可缺少的，通过电波把载体内的信息出地道信息采集器显示到管理软件界面，直接呈现到客户面前。
信息载体有无电源都可以，没有电源的通过数据采集器磁场产生交流电发送出去，一般用在企业资产管理。
有电源的一般使用在小区门禁、安防、以及人员管理（身份识别、部队、NFC等）有不错的安防效果。
自动识别的使用领域非常广泛，在科技化道路上又前进了一点。
这项技术近年来应用在各领域取得的效果非常好，大大提高了人们生活质量、企业生产效率。
自动识别技术(实训)
3.3 射频识别系统分类
1. 按照频率分类
2. 按照供电方式分类 3. 按照耦合方式分类 4. 按照技术方式分类 5. 按照保存信息方式分类 6. 按照工作方式分类
自动识别得到的信息，在互联网的 基础上将用户端延伸和扩展到任何物品， 并在人与物品之间进行信息的交换和通信， 就构成了物联网。 在物联网中，自动识别系统可以对 物品自动进行标识和识别，并可以将数据 实时更新，是全球物品信息实时共享的重 要组成部分，是物联网的基石。
1.2 自动识别系统的组成
自动识别系统因应用不同其组成会有所 不同，但基本都是由标签、读写器和计算 机网络这三大部分组成。标签的形式很多， 例如可以是条码或电子标签。读写器是读 写标签信息的设备。读写器可以通过标准 接口与计算机网络进行连接，计算机网络 完成数据的处理、传输、通信和管理的功 能。
自动识别系统
在物联网中，自动识别系统可以对物品自 动进行标识和识别，并可以将数据实时更 新，是全球物品信息实时共享的重要组成 部分，是物联网的基石。 射频识别以电子标签来标识某个物体，以 读写器作为识别装置，通过射频无线信号 自动识别目标对象，是一种非接触式的自 动识别系统，也是目前最重要的自动识别 系统。
1.2 自动识别系统的组成
2 自动识别技术分类
2.1 分类标准
2.2 条码识别
2.3 磁识别 2.4 IC卡识别 2.5 射频识别
2.1 分类标准
3 射频识别系统
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 射频识别系统组成 射频识别发展历史 射频识别系统分类 射频识别工作原理 电子标签与读写器 射频识别标准体系பைடு நூலகம்射频识别发展趋势
《物联网概论》第3章-自动识别技术
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NFC的技术指标
通信频带 为13.56MHz 通信距离 最大10cm左右 数据传输速率 为106kbit/s、212kbit/s和424kbit/s
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3.6.2 NFC系统工作原理
1.NFC系统的组成 2.NFC的使用模式 3.NFC的工作模式
《物联网概论》
第3章 自动识别技术 机械工业出版社
第3章 自动识别技术
3.1 自动识别技术概述 3.2 条码识别 3.3 RFID技术及其分类 3.4 RFID系统的构成
第3章 自动识别技术
3.5 RFID系统的能量传输和防碰撞机制 3.6 NFC 3.7 其他自动识别技术 3.8 自动识别技术比较
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2. 按工作频率划分
低频系统 高频系统 超高频系统 微波系统
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3. 按距离划分
密耦合 遥耦合 远距离
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3.4 RFID系统的构成
3.4.1 电子标签 3.4.2 RFID读写器 3.4.3 应用系统 3.4.4 RFID系统中间件
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RFID系统组成
电子标签 读写器 中间件 应用系统
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RFID系统构成框图
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3.7.3 光学字符识别
OCR系统工作原理 OCR的发展和应用
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OCR概念
OCR 光学字符识别 Optical Character Recognition 将图像信息转换为计算机文字
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OCR系统的识别过程
图像输入 图像预处理 特征提取 比对识别 人工校正 结果输出
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OCR应用
零售价格识读 单数据输入 单证识读 支票识读 车牌号码识别
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频分多址法
物联网科技导论李梅第2章自动识别技术资料
为了阅读出条形码所代表的信息，需要一套条形 码识别系统，它由条形码扫描器、放大整形电路、 译码接口电路和计算机系统等部分组成。
当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜1后，照射到黑白 相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换 器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的 反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，整 形电路把模拟信号转化成数字电信号，再经译码接口电路译成 数字字符信息。
二是在人机交互的过程中，需要反问确认来降低误 差，这个过程称为“问”；
三是人机交互还需要根据上下文进行判断和推测， 这可以理解为“猜”； 除此之外，整个软件系统还需要具备持续的学习能 力和良好的扩展能力。
1、条码识别技术 2、语音识别技术
3、生物特征识别技术
4、磁识别和IC卡技术
在当今信息化时代，如何准确鉴定一个人的身份、保护 信息安全，已成为一个必须解决的关键社会问题。传统 的身份认证由于极易伪造和丢失，越来越难以满足社会 的需求，目前最为便捷与安全的解决方案无疑就是生物 识别技术。它不但简洁快速，而且利用它进行身份的认 定，安全、可靠、准确。同时更易于配合电脑和安全、 监控、管理系统整合，实现自动化管理。由于其广阔的 应用前景、巨大的社会效益和经济效益，已引起各国的 广泛关注和高度重视。 每个个体都有唯一的可以测量或可自动识别和验证的生 理特性或行为方式，即生物特征。它可划分为生理特征 （如指纹、面像、虹膜、掌纹等）和行为特征（如步态、 声音、笔迹等）。生物识别就是依据每个个体之间独一 无二的生物特征对其进行识别与身份的认证。他的主要 内容是生物识别技术和生物识别系统
1.1+6+2+7+1+7=24 2.24×3=72 3.0+1+1+6+7+9=24 4.72+24=96 5.100-96=4 所以最后校验码X=4。此条形码为9771671216014
(二)物品自动识别技术介绍
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条码技术——名词解释
• 什么是条码和条码系统？
–条码（bar code）：由一组规则排列的条、空及对应 字符组成的标记，用以表示一定的信息。
–条码系统（bar code system）：由条码符号设计、制 作及扫描阅读组成的自动识别系统。
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物品的识别：条码技术
• 条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标 记，通常对于每一种物品，它的编码是惟一的，普通的一 维条码在使用过程中仅作为识别信息。
• 条码技术的核心内容是利用光电扫描设备识读条码符号， 从而实现机器的自动识别，并快速准确地将信息录入到计 算机进行数据处理，以达到自动化管理之目的。
• RFID标签具有各种各样的形状，但不是任意形状都能满 足阅读距离及工作频率的要求，必需根据系统的工作原理 ，即磁场耦合(变压器原理)还是电磁场耦合(雷达原理)， 设计合适的天线外形及尺寸。
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标签基本构造
天線 Chip
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RFID技术特性——操作频段
135kHz 、 13.56MHz 、 433.92MHz 、 860~930MHz 、 2.45GHz 、 5.8GHz
• 条码种类很多，常见的大概有两类二十多种码制：
–一维条码：
二维条码：
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一维条形码技术
• 条码是由一组规则排列的条和空、相应的数字组成，这种 用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译 成二进制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组 合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系，也称码 制，适用于不同的应用场合。
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RFID技术的发展
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第2章 自动识别技术(2.1--2.2 )
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图2-2 商品用条码组成图
刘化君 刘传清编著
1 ）EAN 码 EAN 条码符号有两种版本，即 13 位标准码（又称 EAN-13 码）
和 8 位缩短码（又称 EAN-8 码）。
EAN-13 条码 2）UPC 码
EAN-8 条码
是由美国统一代码委员会（ UCC ）制定的一种码制，常用的
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刘化君 刘传清编著
《物联网技术》（第2版）
第2章 自动识别技术
2.1 条形码识别技术
条形码技术是集条码理论、光电技术、计算机技术、图像技 术、条码印制技术于一体的一种针对识别技术。条形码技术 具有速度快、准确率高、可靠性强、寿命长、成本低等特点， 因而被广泛应用。
2.1.1 条码的基本概念
9. 条码双向可读性
从条码的左、右两侧开始扫描都可被识读的特性。双向可读的条码，识读过程 中译码器需要判断扫描方向。
10. 条码的码制
条码的码制指条码符号的类型。每种码制都具有固定的编码容量和所规定
的条码字符集。目前常用的一维码码制有EAN码、UPC码、交叉25码、39码、
128码以及库德巴码码（Codabar）等。
2. 模块的概念
模块是指条码中最窄的条或空。模块的宽度通常以mm或mil（千分 之一英寸）为单位。构成条码的一个条或空称为一个单元，一个单 元包含的模块数是由编码方式决定的。
3. 条码符号的密度
条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数。
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刘化君 刘传清编著
《物联网技术》（第2版）
第2章 自动识别技术
4. 条码的宽窄比
对于只有两种宽度单元的码制，宽单元与窄单元的比值称为宽窄比， 一般为2～3左右（常用的有2:1、3:1）。
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EAN条形码
➢ 分为EAN-13(标准版)和EAN-8(缩短版)两种类型
国 家 标 记
企 业 编 号
商 品 编 号 校 验 码
6 9 0 7992 5 0 7 0 9 5 8 中 国 大 陆产 地 市 及 金 地 积 址 工 ： 业 宁 园 夏 区 吴 忠 全 脂 灭 菌 纯 牛 乳 250m L
➢条形码系统广泛应用于商品和图书管理等领域。
(2) 射频识别技术
➢利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接 触信息传递，并通过所传递的信息达到自动识别的目的。常 把这种非接触式的识别系统称为射频识别系统。
“接触式”：机械触电的接通是不可靠的，或者是无法使 用的，比如高温、高腐蚀性的环境。
➢最好的颜色搭配是黑“条”、白“空”。红色、金色和浅黄 色不宜作为“条”的颜色，透明色、金色不能作为“空”的 颜色。
条形码的码制
➢ 条形码的编码方法称为码制。 ➢ 常用的码制包括：EAN条形码、UPC(统一产品代码)条形码、
二五条形码、交叉二五条形码(Interleaved 2/5 Bar Code)、 库德巴(Codabar)条形码、三九条形码和128条形码等。 ➢ 最常使用的是EAN商品条形码。
条形码的扫描原理
➢ 一个完整的条形码组成序列依次为：静区（前）、起始符、 数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符)、终止 符、静区（后）。
①静区：顾名思义，这是不携带任何信息的空白区域，起 提示作用，位于条形码起始和终止部分的边缘的外侧。
②起始字符：这是条形码的第一位字符，具有特殊的结构， 当扫描器读取该字符时，便开始正式读取代码了。
➢ 数据采集技术的基本特征是需要被识别对象具有不同于其他 事物的独特标识，如唯一性的标签、光学符号等。
➢ 特征提取技术则是根据被识别对象的生理或行为特征，来完 成数据的自动采集与分析，如语音识别、指纹识别等。
自动识别系统的优点
➢具有较高的识别准确度，抗干扰性能好 ➢识别效率高，信息可以进行实时交换与处理 ➢兼容性好，可以与计算机系统或其他管理系统
2.1 自动识别技术概
卡识 射频 条形 生物
符号识别 别 识别 码 识别
磁卡 识别
IC卡识别
语音 指纹 虹膜与视 识别 识别 网膜识别
(1) 条形码识别技术
➢条形码是由一组规则排列的条、空和相应的数字组成的 识别系统，条和空的不同组合代表了不同的符号，以供 条形码识别器读出其中的信息。
③数据字符：条形码的主要信息内容。
④校验字符：检验读取的数据是否正确，不同的编码规则 可能会使用不同的校验规则。
⑤终止字符：这是条形码的最后一位字符，也具有特殊的结 构，用于告知代码扫描完毕，同时还起到检验计算的作用。
条形码的特征
➢唯一性 ➢永久性 ➢无含义
➢条形码的利用条和空的颜色对比度识读，通常浅色作为“空 ”的颜色，如白色、橙色和黄色；深色作为“条”的颜色， 如黑色、暗绿色和深棕色。
实现无缝连接
2.2 条形码
1 条形码概述
超市收银员用具
➢ 条形码系统是随着计算机与信息技术的发展而 诞生的，它是集编码、印刷、识别、数据采集和 处理于一身的综合技术。
➢ 条形码(Bar Code)是一种产品代码(Product Code)，由一组宽窄不同且间隔不等的平行线条 和相应的数字组成。
➢ 自动识别技术是对信息数据进行自动采集与传 输的方法和手段。
本章内容
➢ 2.1 自动识别技术概述 ✓ 2.1.1 自动识别技术的分类 ✓ 2.1.2 自动识别系统的特征 ➢ 2.2 条形码 ✓ 2.2.1 条形码概述 ✓ 2.2.2 一维条形码 ✓ 2.2.3 二维条形码
本章内容
➢ 2.3 射频识别 ✓ 2.3.1 RFID概述 ✓ 2.3.2 RFID技术原理 ✓ 2.3.3 RFID应用需注意的问题 ➢ 2.4 卡识别 ✓ 2.4.1 磁卡识别技术 ✓ 2.4.2 IC卡识别技术 ➢ 2.5 光学符号识别 ➢ 2.6 生物特征识别
EAN-13条形码的编码结构示例
EAN-8标识数字代码为8位的商品条形码，由7位数字表示的商品 项目代码和1位数字表示的校验符组成。
UPC条形码
➢ 1973年美国统一编码协会(简称UCC)在IBM公司条形码系 统基础上创建了UPC码系统。只能表示数字，主要用于美 国和加拿大地区的工业、医药、仓库等部门。
“非接触式”：在数据载体与阅读器之间进行非接触式的 数据传输，显然更为灵活和方便。
(3) 卡识别技术 ——包括磁卡和IC卡两种识别技术
➢磁卡是有磁性材料掺以粘合剂而制成的，它借助磁性材 料的磁极趋向来实现数据的读写操作。磁卡内部有数据 存储器，克服条形码系统存储量小、不易改写的问题。
➢IC卡多指接触式的IC芯片卡，它比磁卡的存储容量更 大、抗干扰能力更强、使用寿命也更长。
广泛应用于公共交通、银行和学校等行业或机构，如公交 乘车卡、银行卡、会员卡等。
(4) 光学符号识别技术
➢光学符号识别(Optical Character Recognition, OCR)是通过 计算机等设备自动辨别出纸张或其他介质上的文字或图像。
➢出现于20世纪50年代中期，是随着模式识别和人工智能技 术的发展而出现的，在计算机录入、票据识别、信函和资料 分析等领域得到了应用。
➢ 条形码可以表示商品的多种信息（生产国、制造企业名称、品名规格、价 格等），通过光电扫描输入电脑，大大提高商品管理的效率。
（1）条形码的扫描原理
➢ 条形码（默认为一维）是一种二进制代码，由 一组规则排列的“条”（反射率较低 ）、“空” （反射率较高）及其对应字符组成，用来表示一 定的物品信息。
(5) 生物特征识别技术 ➢是利用生物的身体特征或行为特征的差异性来进行识别的。 ➢根据识别技术采取的生物特征的不同，生物识别技术可以分 为语音识别、指纹识别、虹膜识别等。
一种安全性和保密性较高的识别手段
常用自动识别技术的系统参数
自动识别系统的特征
➢ 按照识别对象的特征不同，自动识别技术分为两大类，即数 据采集技术和特征提取技术，它们的基本功能是分别完成数 据采集和自动识别。