第2章自動識別技術培訓專用自動識別技術是對信息數據進行自動采集與傳輸的方法和手段。培訓專用2.1自動識別技術概述2.1.1自動識別技術的分類2.1.2自動識別系統的特征2.2條形碼2.2.1條形碼概述2.2.2一維條形碼2.2.3二維條形碼本章內容培訓專用2.3射頻識別2.3.1RFID概述2.3.2RFID技術原理2.3.3RFID應用需注意的問題2.4卡識別2.4.1磁卡識別技術2.4.2IC卡識別技術2.5光學符號識別2.6生物特征識別

本章內容培訓專用2.1自動識別技術概述自動識別技術的分類

培訓專用(1)條形碼識別技術條形碼是由一組規則排列的條、空和相應的數字組成的識別系統，條和空的不同組合代表了不同的符號，以供條形碼識別器讀出其中的信息。條形碼系統廣泛應用于商品和圖書管理等領域。

培訓專用(2)射頻識別技術

利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達到自動識別的目的。常把這種非接觸式的識別系統稱為射頻識別系統。“接觸式”：機械觸電的接通是不可靠的，或者是無法使用的，比如高溫、高腐蝕性的環境。

“非接觸式”：在數據載體與閱讀器之間進行非接觸式的數據傳輸，顯然更為靈活和方便。

培訓專用(3)卡識別技術磁卡是有磁性材料摻以粘合劑而制成的，它借助磁性材料的磁極趨向來實現數據的讀寫操作。磁卡內部有數據存儲器，克服條形碼系統存儲量小、不易改寫的問題?！ù趴ê虸C卡兩種識別技術

IC卡多指接觸式的IC芯片卡，它比磁卡的存儲容量更大、抗干擾能力更強、使用壽命也更長。

廣泛應用于公共交通、銀行和學校等行業或機構，如公交乘車卡、銀行卡、會員卡等。

培訓專用(4)光學符號識別技術光學符號識別(OpticalCharacterRecognition,OCR)是通過計算機等設備自動辨別出紙張或其他介質上的文字或圖像。

出現于20世紀50年代中期，是隨著模式識別和人工智能技術的發展而出現的，在計算機錄入、票據識別、信函和資料分析等領域得到了應用。

培訓專用(5)生物特征識別技術是利用生物的身體特征或行為特征的差異性來進行識別的。根據識別技術采取的生物特征的不同，生物識別技術可以分為語音識別、指紋識別、虹膜識別等。一種安全性和保密性較高的識別手段

培訓專用常用自動識別技術的系統參數

系統參數RFIDIC卡條形碼光學符號生物特征存儲容量16~64KB16~64KB1~100Byte1~100Byte/數據密度很高很好小小高機器可讀性好好好好費時個人可讀性不可能不可能受限容易困難受污染影響無影響可能嚴重嚴重/光遮影響無影響/失效失效可能方向位置影響無影響一個方向很小很小/磨損無影響接觸有條件有條件/購置費一般很少很小一般很高非允許篡改不可能不可能容易容易不可能閱讀速度0.5s4s4s3s>5s使用距離0~5m接觸0~50cm<1cm接觸智能化有有無無/讀寫性能可讀寫可讀寫可讀可讀可讀多標簽同時識別不能不能不能不能不能培訓專用自動識別系統的特征

按照識別對象的特征不同，自動識別技術分為兩大類，即數據采集技術和特征提取技術，它們的基本功能是分別完成數據采集和自動識別。數據采集技術的基本特征是需要被識別對象具有不同于其他事物的獨特標識，如唯一性的標簽、光學符號等。特征提取技術則是根據被識別對象的生理或行為特征，來完成數據的自動采集與分析，如語音識別、指紋識別等。培訓專用自動識別系統的優點具有較高的識別準確度，抗干擾性能好識別效率高，信息可以進行實時交換與處理兼容性好，可以與計算機系統或其他管理系統實現無縫連接

培訓專用2.2條形碼1條形碼概述

超市收銀員用具培訓專用條形碼系統是隨著計算機與信息技術的發展而誕生的，它是集編碼、印刷、識別、數據采集和處理于一身的綜合技術。培訓專用條形碼(BarCode)是一種產品代碼(ProductCode)，由一組寬窄不同且間隔不等的平行線條和相應的數字組成。

條形碼可以表示商品的多種信息（生產國、制造企業名稱、品名規格、價格等），通過光電掃描輸入電腦，大大提高商品管理的效率。培訓專用培訓專用（1）條形碼的掃描原理條形碼（默認為一維）是一種二進制代碼，由一組規則排列的“條”（反射率較低

）、“空”（反射率較高）及其對應字符組成，用來表示一定的物品信息。培訓專用條形碼的掃描原理培訓專用一個完整的條形碼組成序列依次為：靜區（前）、起始符、數據符、（中間分割符，主要用于EAN碼）、(校驗符)、終止符、靜區（后）。培訓專用①靜區：顧名思義，這是不攜帶任何信息的空白區域，起提示作用，位于條形碼起始和終止部分的邊緣的外側。培訓專用②起始字符：這是條形碼的第一位字符，具有特殊的結構，當掃描器讀取該字符時，便開始正式讀取代碼了。培訓專用③數據字符：條形碼的主要信息內容。培訓專用④校驗字符：檢驗讀取的數據是否正確，不同的編碼規則可能會使用不同的校驗規則。培訓專用⑤終止字符：這是條形碼的最后一位字符，也具有特殊的結構，用于告知代碼掃描完畢，同時還起到檢驗計算的作用。培訓專用唯一性永久性無含義條形碼的利用條和空的顏色對比度識讀，通常淺色作為“空”的顏色，如白色、橙色和黃色；深色作為“條”的顏色，如黑色、暗綠色和深棕色。最好的顏色搭配是黑“條”、白“空”。紅色、金色和淺黃色不宜作為“條”的顏色，透明色、金色不能作為“空”的顏色。

條形碼的特征培訓專用條形碼的碼制條形碼的編碼方法稱為碼制。常用的碼制包括：EAN條形碼、UPC(統一產品代碼)條形碼、二五條形碼、交叉二五條形碼(Interleaved2/5BarCode)、庫德巴(Codabar)條形碼、三九條形碼和128條形碼等。最常使用的是EAN商品條形碼。培訓專用分為EAN-13(標準版)和EAN-8(縮短版)兩種類型

EAN條形碼

EAN-13條形碼的編碼結構示例

EAN-8標識數字代碼為8位的商品條形碼，由7位數字表示的商品項目代碼和1位數字表示的校驗符組成。培訓專用

UPC條形碼

培訓專用

UPC條形碼

UPCA版的編碼方案：——第1位是數字標識，已經由UCC(統一代碼委員會)建立；第2～6位是生產廠家的標識號(包括第1位)；第7～11位是唯一的廠家產品代碼；第12位是校驗位。培訓專用交叉二五條形碼

培訓專用三九條形碼

培訓專用庫德巴條形碼

1972年美國人蒙納奇?馬金研制出庫德巴碼，可表示數字0～9、字符$、+、-，還有只能用做起始/終止符的a、b、c、d四個字符。長度可變化，沒有校驗位，每個字符表示為4“條”、3“空”。主要用于物料管理、圖書館、血站和當前的機場包裹派送。培訓專用

128條形碼

用來表示高密度的數據，字符串可變長，內含校驗碼。128條形碼由106個不同的條形碼字符組成，每個條形碼字符具有三種含義不同的字符集，分別為A、B、C。利用A、B、C三個交替的字符集，實現128個ASCII碼的編碼。主要用于工業、倉庫和零售批發。培訓專用2、一維條形碼

由一組規則排列的條、空以及對應的字符組成的標記優點(1)輸入速度快

(2)可靠性高

(3)靈活實用

(4)制作簡單

培訓專用3、二維條形碼

是在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條形碼，它根據某種特定的幾何圖形和規律，在二維平面上利用黑白相間的圖形來記錄數據信息。

類型(1)線性堆疊式二維碼

(2)矩陣式二維碼

(3)郵政碼

培訓專用①由于在兩個維度上進行編碼，二維碼的數據存儲量顯著提高，數據容量更大；②增加了數據類型，超越了字母和數字的限制；③由于采用兩個維度的組合來存儲信息，比同樣信息的一維碼所占用的空間尺寸要小，因而提高了空間利用率，使得條形碼的相對尺寸變??；④提高了保密性和抗損毀能力。優勢培訓專用二維碼技術已進入流通領域

帶有二維碼的火車票

培訓專用二維碼和一維碼可以各自發揮優勢，不能相互取代

一維碼的信息容量小，依賴數據庫和通信網絡，但識讀的速度快，識讀設備的成本低；二維碼的數據容量大，無需依賴數據庫和通信網絡，但當條形碼密度大時，識讀速度較慢，且識讀設備的成本較高。

培訓專用2.3射頻識別RFID技術是利用射頻信號或空間耦合(電感或電磁耦合)的傳輸特性，實現對物體或商品的自動識別。

1、RFID概述

RFID系統運行示意圖

培訓專用RFID技術的前身可以追溯到第二次世界大戰——英軍用于識別敵我雙方的飛機發展史1999年非盈利性的開發組織Auto-IDCenter正式創建——產品電子代碼及物聯網概念提出

1993年我國政府頒布實施“金卡工程”計劃1996年10月北京首都機場高速公路天竺收費站安裝基于RFID技術的不停車收費系統優點：抗干擾能力強、信息量大、非視覺范圍讀寫和壽命長培訓專用2、RFID技術原理

射頻識別系統的組成

(1)系統組成射頻標簽

射頻標簽

培訓專用射頻標簽①體積小且形狀多樣

②適應環境能力強

③可重復使用

④穿透性強

⑤數據安全性

特點①被動式標簽

②主動式標簽

類型射頻標簽培訓專用(2)工作流程

——RFID基本模型

①讀頭將無線電載波信號經過發射天線向外發射。②當射頻標簽進入發射天線的工作區域時，射頻標簽被激活，將自身信息的代碼經天線發射出去。培訓專用③系統的接收天線接收射頻標簽發出的載波信號，經天線的調節器傳輸給讀頭。讀頭對接收到的信號進行解調解碼，送往后臺的控制器。④電腦控制器根據邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行機構的動作。(2)工作流程

——RFID基本模型

培訓專用⑤執行機構按照電腦的指令進行操作。⑥通過計算機網絡將各監控點連接起來，構成總控信息平臺，可以根據不同的項目設計不同的軟件來完成要實現的功能。(2)工作流程

——RFID基本模型

培訓專用(3)工作原理

當標簽進入磁場后，接收到閱讀器發出的特殊射頻信號，能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(PassiveTag，無源標簽或被動標簽)，或主動發送某一頻率的信號(ActiveTag，有源標簽或主動標簽)，當閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行數據處理。培訓專用(4)頻率范圍

依據國際電信聯合會(ITU)的規范，目前RFID使用的頻率共有6種，分別為135KHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860MHz～930MH2(即UHF)、2.45GHz和5.8GHz。

培訓專用無線電頻譜頻率范圍波長大量應用應用頻率極低頻VLF(VeryLowFrequency)10KHz~30KHz40000英尺語音低頻LF(LowFrequency)20KHz~300KHz4000英尺航空、海運和玩具制造125KHz、135KHz中頻(MediumFrequency)300KHz~3MHz400英尺調幅收音機高頻(HighFrequency)3MHz~30MHz40英尺短波無線電13.56MHz頻譜范圍培訓專用無線電頻譜頻率范圍波長大量應用應用頻率特高頻(VeryHighFrequency)30MHz~300MHz4英尺調頻收音機433.92MHz超高頻(UltraHighFrequency)300MHz~3GHz4英尺電視、手機與微波爐860MHz~950MHz、2.45GHz極高頻(SuperHighFrequency)3GHz~30GHz0.4英尺衛星5.8GHz至高頻(ExtremelyHighFrequency)30GHz~300GHz0.04英尺科研用途（續前表）培訓專用特點和用途

頻率特點應用范圍注意事項低頻(9KHz~135KHz)這種頻段在大多數國家是開放的，一般這個頻段的電子標簽屬于被動式。低頻的優點在于當標簽靠近金屬或液體的物品時，仍能有效發射信號①畜牧管理；②門禁管理、防盜系統讀取范圍限制在1.5米以內，不能同時讀取多個標簽高頻(13.56MHz)這種頻段的電子標簽主要以被動式為主，傳輸速度較快，可讀取多標簽，能正常運行在大多數環境下①圖書館管理；②貨物跟蹤；③航空行李標簽或電子機票；④會員卡在金屬物品附近無法正常操作；讀取范圍在1.5米左右培訓專用頻率特點應用范圍注意事項超高頻(300MHz~3GHz)這種頻段可采取主動式或被動式兩種標簽，讀取范圍超過1.5米，不易受氣候影響。盡管對金屬與液體物品的應用不理想，但讀取距離較遠、傳輸速率較快，且可同時進行大數量標簽的讀取與辨識，市場應用較多。①工廠的物料清點系統；②車輛跟蹤；③航空旅客與行李管理系統；④貨架管理；⑤物流管理頻率太相近時會同頻干擾；在陰濕環境下使用會影響系統性能。微波(2.45GHz或0.8GHz)與高頻段相似，讀取范圍超過1.5米。①高速公路收費系統；②行李跟蹤；③物品管理；④供應鏈管理系統開發流程復雜；對應用環境敏感。特點和用途（續）

培訓專用3、RFID應用需注意的問題

(1)成本問題

(2)信號干擾問題

(3)頻段管制問題

(4)國際標準指定

注意問題(5)隱私權問題

培訓專用通常包括磁卡和IC卡兩種技術磁卡屬于磁存儲器識別技術IC卡屬于電存儲器技術2.4卡識別培訓專用磁卡出現于20世紀70年代，它伴隨著自動取款機(ATM)的出現而首先用于銀行業。目前磁卡已廣泛用于銀行、零售業、電話系統、機票和預付款消費等領域。

1、磁卡識別技術

培訓專用一個完整的磁卡識別系統配置包括磁卡、讀寫裝置和信息分析平臺。

培訓專用優點①數據可讀寫

②數據容量滿足需求

③數據安全可靠

與條形碼的差異①數據可進行部分讀寫操作

②給定面積的編碼容量比條形碼大

③對于物品逐一標識成本比條形碼高

培訓專用2、IC卡識別技術

IC卡(IntegratedCircuitCard)即“集成電路卡”在日常生活中已隨處可見，實際上IC卡是一種數據存儲系統，在必要時它可附加一定的計算能力。早在1984年第一張IC卡就開始作為預付費的電話卡使用。

培訓專用按內部結構分類①存儲器卡

②微處理器CPU卡

僅具有數據存儲能力數據存儲能力和一定的運算能力

培訓專用——利用時序邏輯電路對存儲器(大多是一個電可擦除的只讀存儲器EEPROM)進行存取的，可以實現一些簡單的安全算法。(1)存儲器卡

安全算法典型電路

培訓專用例如在政府公共醫療系統使用的部分醫?？ê屯诵萁鹣到y中使用的退休保險卡等。功能特征①針對某些特殊應用

②靈活性受限

③價格低廉

培訓專用——智能卡“SmartCard”。包括中央處理器CPU、可編程只讀存儲器EEPROM、隨機存儲器RAM和固化在只讀存儲器ROM中的卡內操作系統。數據分外部讀取和內部處理，數據安全可靠。

(2)CPU卡

CPU卡典型電路

培訓專用按應用分類①金融卡

②非金融卡

①信用卡

②現金卡③電子標簽……

①門禁卡

②IC卡身份證CPU卡主要用于安全敏感領域，如手機的SIM卡或電子現金卡培訓專用優點①存儲容量大

②安全性高

③抗電磁干擾能力強

④使用壽命長

⑤低成本

培訓專用(3)近場通信技術

——近場通信(NearFieldCommunication,NFC)技術是由非接觸式射頻識別和互連互通技術整合演變而來，通過在單一芯片上集成感應式讀卡器、感應式卡片和點對點通信的功能，將這種NFC芯片安裝在移動終端，可以實現移動支付、電子票務、門禁、移動身份識別和防偽等應用。

培訓專用(3)近場通信技術

優勢①無線傳輸范圍比RFID小，具有距離近、帶寬高、能耗低的特點②與現有的非接觸型智能卡技術相兼容

③近場通信屬于一種近距離的私密通信模式④用在門禁、公交和手機支付等重要或敏感領域

培訓專用2.5光學符號識別

——通過掃描等光學輸入方式，將各種票據、報刊、書籍、文稿和其他印刷品的文字或圖像，轉換為計算機可識別的影像信息，再利用圖像處理技術將這些影像信息轉換為可使用的文字。1、基本概念

光學符號識別技術是利用計算機來自動辨別文字或圖像的技術。培訓專用2、分類

分類標準類別按處理的字符集西文識別數字、字母和符號中文識別按識別文字的類型單體印刷體識別、多體印刷體識別手寫印刷體識別、自然手寫體識別按采用的技術原理相關匹配識別、概率判斷識別和模式識別其他票據識別、筆跡鑒定、印章鑒別培訓專