第2章_自动识别技术与RFIDv1.1
自动识别技术RFID
1940—1950年 奠定了RFID技术理念基础
1950—1960年
处于实验室实验研究
1960—1970年
开始了一些应用尝试
1970—1980年
出现最早的RFID应用
1980—1990年
各种规模应用开始出现
1990—2000年
7
RFID产品得到广泛采用
射频识别技术的历史
2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，RFID 产品种类更加丰富，主动式电子标签、被动式电 子标签及半被动式电子标签均得到发展，电子标 签成本不断降低，规模应用行业扩大。 至今，RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片 电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、被 动式电子标签的远距离识别、适应高速移动物体 的RFID技术与产品正在成为现实并走向应用。
组员：程晓兴 薛朝峰 陶秀 时家凤 余绍芳
目录
RFID技术的概述及其特点
REID技术的发展
RFID技术的工作原理和 流程 RFID技术在物流领域的 应用研究 应用RFID技术后的物流 效益
自动识别技术RFID概述 （一） 操 作 方
法
自动识别技术（RFID）俗称电子标签，是一种非接 触的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标 对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可 工作于各种恶劣环境。一套完整的RFID系统,是由 读写器(Reader)、电子标签(Tag)(也称应答器)和应 用软件系统三个部分组成，
RFID工作原理
读写器 天 线 数据 天 线
中央信息系统
Internet
货物
标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所 获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无 源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至 中央信息系统进行有关数据处理。
自动识别技术与RFID
随着技术的进步，RFID标签的尺寸正在不断减小，未来将能够应用于更小的物品和产品上，如珠宝、 手表等。
更快的读写速度
目前RFID的读写速度已经比较快速，但未来还有望进一步提高，以适应更高效的数据处理和传输需求 。
多频段与超高频段的开发与应用
多频段
随着不同频段的应用需求不断增加，多频段的RFID技术将得到更广泛的应用，以满足不同场景下的需求。
工作原理
RFID系统由电子标签、阅读器和天线三部分组成。阅读器通 过天线发送射频信号，电子标签接收到信号后，将存储的信 息编码后反射回阅读器，阅读器接收到编码信息后进行解码 并传输到计算机系统进行处理。
RFID的分类与标签类型
分类
RFID根据工作频率可分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波 频段（MW）等类型。
06
结论：RFID的未来前景与影响
对各行业的影响与变革
物流与供应链管理
RFID技术能够实现物品的快速、 准确识别，提高物流效率和透明 度，优化供应链管理。
零售业
RFID可以帮助零售商跟踪库存， 提高补货速度，实现智能化的商 品管理和陈列，提升客户购物体 验。
制造业
在生产线上使用RFID技术可以实 现自动化、高效的生产流程管理， 提高生产效率和产品质量。
零售业
实现商品的快速结算和库存管 理，提高销售效率和客户满意 度。
身份识别
用于身份认证和门禁系统，提 高安全性和便利性。
02
RFID技术简介
RFID的定义与工作原理
定义
RFID（Radio Frequency Identification）即无线射频识别技 术，是一种利用无线电波进行非接触双向通信，从而达到识别 目的的技术。
自动识别技术概念
自动识别技术概念一、自动识别技术简介自动识别技术是一种通过电子或光学方式自动记录信息并识别物体的技术。
随着信息化时代的到来，自动识别技术在各个领域得到了广泛应用，大大提高了生产效率和生活便利性。
二、自动识别技术的分类1.条形码识别条形码识别技术是一种利用黑白相间的条纹表示数据的自动识别技术。
它是最早的自动识别技术之一，广泛应用于商品流通、邮政、物流等领域。
2.磁卡识别磁卡识别技术是一种利用磁记录技术在卡上记录信息的技术。
磁卡常用于银行、身份认证等领域。
3.射频识别（RFID）射频识别技术是一种利用无线电波进行通信的自动识别技术。
RFID标签内部装有电子芯片和天线，可以存储物品的相关信息，并通过无线方式与读写器进行通信，实现物品的自动识别。
RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、身份认证等领域。
4.智能卡识别智能卡识别技术是一种利用智能卡进行身份认证和数据存储的自动识别技术。
智能卡内部含有微处理器和存储器，可以存储和处理信息，常用于金融、交通、身份认证等领域。
5.生物识别生物识别技术是一种利用人体生物特征进行身份认证的自动识别技术。
常见的生物识别技术包括指纹识别、虹膜识别、人脸识别等。
生物识别技术具有高度的安全性和可靠性，被广泛应用于金融、军事、安全等领域。
6.图像识别图像识别技术是一种利用计算机视觉技术对图像进行分析和识别的技术。
图像识别技术可以用于人脸识别、物体识别、场景识别等方面，被广泛应用于安防、智能交通等领域。
7.语音识别语音识别技术是一种利用语音信号处理技术将人类语音转化为文字或命令的技术。
语音识别技术可以帮助人们更加方便地与计算机进行交互，被广泛应用于智能客服、智能家居等领域。
8.光学字符识别（OCR）光学字符识别技术是一种利用计算机视觉技术将印刷或手写文字转换为计算机可编辑文本的技术。
OCR技术广泛应用于文档数字化、邮政编码识别等方面。
9.视频监控与图像分析。
自动识别技术
自动识别技术序论:背景:据统计，我国已成为世界上自动识别市场增长最快的国家。
条码产业已初具规模，RFID射频技术和生物识别等技术在中国也正飞速发展。
国家已把“大力发展现代RFID技术”列入“十一五”计划纲要。
概况:自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它将数据自动识别、自动采集并且自动输入计算机进行处理。
自动识别技术近些年的发展日新月异，它已成为集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。
是当今世界高科技领域中的一项重要的系统工程。
作用与优势:可以帮助人们快速、准确地进行数据的自动采集和输入，解决计算机应用中由于数据输入速度慢、出错率高等问题。
目前它已在商业、工业、交通运输业、邮电通信业、物资管理、物流、仓储、医疗卫生、安全检查、餐饮、旅游、票证管理以及军事装备等国民经济各行各业和人们的日常生活中得到广泛应用。
发展:(起步较晚，但发展很快)自动识别技术在20世纪70年代初步形成规模，在近40年的发展中，逐步形成了一门包括条码技术、磁卡(条)技术、智能卡技术、射频技术、光字符识别、生物识别和系统集成在内的高技术学科。
应用最早、发展最快的条码识别技术已得到广泛的应用。
射频识别技术、生物特征识别的发展，将会带来新的革命。
第一章自动识别技术概述一、自动识别(automatic identification,简称Auto-ID)的概念自动识别是通过将信息编码进行定义、代码化，并装载于相关的载体中，借助特殊的设备，实现定义信息的自动采集，并输入信息处理系统从而得出结论的识别。
自动识别技术是以计算机技术和通信技术为基础的一门综合性技术，是数据编码、数据采集、数据标识、数据管理、数据传输的标准化手段。
二、自动识别技术系统自动识别系统是一个以信息处理为主的技术系统，它的输入端是将被识别的信息，输出端是已识别的信息。
分类:自动识别系统的输入信息分为特定格式信息和图像图形格式信息两大类流程:被识别信息——获取信息——处理信息——识别信息——已识别信息 1、特定格式信息识别系统特定格式信息就是采用规定的表现形式来表示规定的信息。
第2讲 RFID技术
光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡
目前市场上常见的是一维条形码，信息量约几十位数 据和字符；二维条形码相对复杂，但信息量可达几千 字符。
5
物 联 网 技 术 概 论
第2讲 RFID技术
自动识别技术举例
条形码技术：一维条形码
一维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。普通的一维条码在使用过程中仅作为识 别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取 相应的信息而实现的。 一个完整的条码的组成次序依次为：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）。
第2讲 RFID技术
IC卡：按芯片分类
（1）存储器卡。存储器卡卡内嵌入的芯片为存储器芯片，这些芯片多
为通用E2PROM（或Flash Memory）；无安全逻辑，可对片内信息不受
限制地任意存取；卡片制造中也很少采取安全保护措施；不完全符合或 支持ISO/IEC 7816国际标准，而多采用两线串行通信协议（I2C总线协议）
目前，世界上应用最多的二维条码符号有Aztec Code、 PDF147、DataMatrix、QR Code、Code16K等。
条形码
PDF147 Aztec Code QR Code
光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡
DataMatrix
Code 16K
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物 联 网 技 术 概 论
均采取较好的安全保护措施，如运输密码TC（Transport Card）的取用；
支持ISO/IEC 7816国际标准。
逻辑加密卡有一定的安全保证，多用于有一定安全要
特点： 求的场合，如保险卡、加油卡、驾驶卡、借书卡、IC
RFID技术在物联网中的应用课后习题答案
第二章1、完整的自动识别管理系统包括哪几个部分？答：完整的自动识别管理系统包括自动识别系统（AutoIdentification System，AIDS），应用程序编程接口（Application Programming Interface ,API），或则中间件（Middleware）和应用系统软件（Application Software）。
2、自动识别技术主要包括哪几种类型？答：自动识别技术可以分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、光学识别技术和射频识别技术。
3、简述RFID系统的主要构成。
答：RFID系统主要有电子标签、读写器、RFID中间件和应用系统软件四部分组成。
第三章1、简述EPC系统（物联网）的基本构成及其主要功能。
答：EPC系统有全球产品电子编码体系、射频识别系统及信息网络系统三大部分组成，它利用全球产品电子编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码，构成一个实现全球万事万物信息实时共享的实物物联网。
2、EPC系统的工作流程。
答：在物联网中每一物品都被赋予一个产品电子编码即EPC，可用来对物品尽心五一的表示。
产品电子编码主要存储在物品的电子标签中，读写器可通过对电子标签进行读写达到对产品的识别的目的，电子标签与读写器构成一个识别系统，读写器对电子标签进行读取后将产品电子编码发送给中间件，中间件通过物联网向名称解析服务器发送一条查询指令，名称解析服务根据特定规则查询获得物品存储信息的IP 地址，并根据IP地址访问物联网信息发布服务以获得物品的详细信息，IOT-IS中存储着该物品的详细信息，当期收到查询要求后就将该物品的详细以网页的形式返回给中间件以供查询。
在上述过程中，通过将产品电子编码与物联网信息发布服务联系起来，不仅可以获得大量的物品信息，而且将实现对物品数据的实时更新。
3、物联网RFID标准体系包括哪些？答：射频识别标准体系主要有4部分组成，分别为基数标准，数据内容标准，一致性标准和应用标准。
第2章 自动识别技术(2.1--2.2 )
2020年7月20日星期一
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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）。
自动识别技术与RFID
速度：条形码输入速度是键盘的5倍； 可靠性：键盘输入的数据出错率一般为1/300，而条形码 的误码率低于百万分之一。
条形码技术：一维条形码
一维条码
一个完整的条码的组成次序依次为：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）。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
IC卡：按芯片分类
（1）存储器卡。 其内嵌芯片相当于普通串行EEPROM存储器，这类卡信息存储方 便，使用简单，价 格便宜，很多场合可替代磁卡，但由于其本身不具备 信息保密功能，因此，只能用于保密性要求不高的应用场合。
存储器卡功能简单，没有（或很少有）安全保护逻辑，但价格
特点： 低廉，开发使用简便，存储容量增长迅猛，因此多用于某些内
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
指纹识别技术
从实用角度看，指纹识别是一种生物识
别技术的身份鉴别方法。因为指纹具有各不相 同、终生基本不变的特点，且目前的指纹识别 系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的 阶段。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
IC卡技术
IC卡（Integrated
RFID技术
3．RFID标签的分类
依据不同的标准，我们可以对RFID 标签进行分类。
（1）按标签供电方式分类
按标签供电方式可以分为无源RFID、 半有源RFID和有源RFID 标签3线类。
（2）按标签工作频率分类
RFID系统的工作频率一般是指读写器 发送无线信号时所使用的频率，基本上划 分为4个范围：低频（30～300 kHz）、高 频（3～30 MHz）、超高频（300 MHz～3 GHz）和微波（2.45 GHz以上）。
图2-2 RFID的系统组成
2.2.1 RFID标签
RFID标签俗称电子标签，也称应答 器（Tag，Transponder，Responder）。
电子标签中存储有能够识别目标的信 息，由耦合元件及芯片组成，有的标签内 置有天线，用于和射频天线间进行通信。
标签中的存储区域可以分为两个区， 一个是ID 区—每个标签都有一个全球唯
RFID 技术的标准体系主要包括应答 器与读写器之间的空中接口规范、物理特 性、读写协议、编码体系、应用规范、测 试规范、数据安全和应用管理等方面。
标准化是推动产品广泛获得市场接 受的必要措施，但目前，RFID还未形成 统一的全球化标准，呈现一片多种标准 共存的局面。
在行业标准方面，全球有三大RFID标准 阵营：欧美的全球产品电子代码（Electronic Product Code global，EPC Global）、日本的 Ubiquitous ID和国际标准化组织的ISO/IEC 18000。
2.2.2 天线
天线是一种以电磁波形式把前端射频 信号功率接收或辐射出去的装置，是电路 与空间的界面器件，用来实现导行波与自 由空间波能的转化。
在RFID系统中，天线分为电子标签 天线和阅读器天线两大类，分别承担接收 能量和发射能量的作用。
自动识别技术与RFI
• 引言 • 自动识别技术概述 • RFI技术原理及特点 • 自动识别技术与RFI结合应用
• 自动识别技术与RFI在物流行业应用 • 自动识别技术与RFI在零售行业应用 • 总结与展望
01
引言
目的和背景
自动识别技术快速发展，应用广 泛，成为现代社会不可或缺的一
部分。
随着自动识别技术应用领域的不 断拓展，对相关技术的研究和探
货物种类繁多，信息 录入和识别存在困难。
自动识别技术在物流行业应用
01
02
03
条码识别技术
通过扫描条码快速准确地 获取货物信息，提高物流 效率。
RFID技术
通过无线电信号自动识别 目标对象并获取相关数据， 实现批量读取和远程管理。
图像识别技术
利用计算机视觉技术对货 物进行图像采集和处理， 实现自动分类和识别。
RFI在物流行业应用
库存管理
01
通过RFI技术实现库存货物的自动盘点和实时监控，提高库存准
确率。
运输管理
02
利用RFI技术对运输过程中的货物进行追踪和监控，确保货物安
全准时到达。
信息共享
03
通过RFI技术与供应链各方实现信息共享，提高供应链协同效率。
案例分析
01
公司背景
一家大型物流公司，面临人力成 本上升和信息录入错误率高的挑 战。
促进信息化发展
为企业提供了实时、准确的数据支持，促进 了企业的信息化发展。
04
自动识别技术与RFI结合应用
结合方式及实现方法
基于图像识别的RFI检测
利用计算机视觉技术对图像进行自动识别和特征提取，结 合RFI信号特征，实现RFI源的自动定位和识别。
物联网技术与应用第二章
防水 耐高温 使用寿命长 读取距离远 便签数据可以加密
存储数据容量大 存储信息可以随意修改 可识别高速运动中的物体 可识别多个标签 可在恶劣环境下工作
随着物联网的兴起和发展， RFID正在成为全球热门的技术。 目前，RFID应用范围越来越广， 涉及动物芯片、商品防伪、国 防军事、智能交通、电子门票、 身份识别和一卡通等多种领域。
2.1 RFID技术基础知识
微波电子标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多电子标签读写、是否适合高速 识别应用、读写器的发射功率容限、电子标签及读写器的价格等方面。微波电子标签的数据存储容量一般限定 在2 Kbit以内，从技术及应用的角度来说，微波电子标签并不适合作为大量数据的载体，其主要功能在于标识 物品并完成无接触的识别过程。典型的数据容量指标有1 Kbit，128 bit，64 bit等。
大。
（7）系统安全性 • 将产品数据从中央计算机中转存到标签上将为系统提供安全保障。射频标签
中数据的存储可以通过校验或循环冗余校验的方法来得到保证。
2.1 RFID技术基础知识
2
RFID的分类
RFID即射频识别（Radio Frequency Identification），又称无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术。 RFID常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其基本原理是利用射频信号 通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并达到识别的目的。
（3）一次写入多次读出（WORM） 标签
• 一次写入多次读出（WORM）的电 子标签既有接触式改写的电子标签 存在，也有无接触式改写的电子标 签存在。这类WORM电子标签一般 大量用在一次性使用的场合，如航 空行李标签、特殊身份证件标签等。
物联网概论L3自动识别技术与RFID
第2章 感知与定位技术
5. 按照保存信息方式分类 电子标签保存信息的方式有只读式和读写式两种，具
体分为只读电子标签、一次写入只读电子标签、现场有线可 改写式、现场无线可改写式。
6. 按照系统档次分类 按照存储能力、读取速度、读取距离、供电方式和密
码功能等的不同，射频识别系统分为低档系统、中档系统和 高档系统。
18
物联网概论 2. 电子标签的选择
第2章 感知与定位技术
19
物联网概论
第2章 感知与定位技术
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物联网概论 2. 读写器的选择
第2章 感知与定位技术
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物联网概论
第2章 感知与定位技术
射频识别发展历史
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物联网概论
第2章 感知与定位技术
射频识别系统分类
RFID系统的分类方法很多，常用的分类方法有按照 频率分类、按照供电方式分类、按照耦合方式分类、按 照技术方式分类、按照信息存储方式分类、按照系统档 次分类和按照工作方式分类等。
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物联网概论
第2章 感知与定位技术
3. 按照耦合方式分类 根据耦合方式、工作频率和作用距离的不同，无
线信号传输分电感耦合方式和电磁反向散射方式两种。 4. 按照技术方式分类 按照读写器读取电子标签数据的技术实现方式，
射频识别系统可以分为主动广播式、被动倍频式和被动 反射调制式三种方式。
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物联网概论
物联网概论
第2章 感知与定位技术
物联网概论
The Introduction of the Internet of Things
1
物联网概论
第2章 感知与定位技术
第2章 感知与识别技术
2.2 RFID 2.3 其他识别技术
2 自动识别技术与RFID.
网络与主计算机：通常用于金融服务等较大的系统
2019/4/27
通信与信息工程学院
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2.1 自动识别技术
IC卡的种类（按功能）
（1）存储器卡：无安全加密，可对片内信息进行任意存取， 卡片制造中也很少采取安全保护措施（身份证、就诊卡）
（2）逻辑加密卡：由非易失性存储器和硬件加密逻辑构成， 安全性能较好，芯片制造采取较好的安全保护措施（IC电话 卡、公交卡）
铁电随机存取存储器（FRAM）：与EEPROM相比，该方式 写入功耗减小100倍，写入时间甚至缩短1000倍。然而，由于 生产方面的问题未获得广泛应用
静态随机存取存储器（SRAM）：SRAM能快速写入数据，
1984年：美国联合科技公司首提概念 2006年：物联网与智能家居结合，无线智能家居 2011年：在我国初步实现商用化，主要在部分经济发达地区
进行规模化部署 2012年：拓展至部分省会城市和个别非省会地级城市
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1.2 核心技术
根据信息生成、传输、处理和应用的原则 物联网可分为4层：感知识别层、网络构建层、管理服务层、 综合应用层
应用领域，以Wal-Mart、UPS、Gillette为代表的众多企 业开始全面使用RFID技术对业务系统进行改造，以改进企 业的工作效能、生产方式与管理水平
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2.3 RFID技术分析
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2.3 RFID技术分 析
RFID系统由五个组件构成：传送器、接收器、微处理器、 天线、标签
3. 保密性高（可加密）
4. 安全级别最高时，损污 50%仍可读取完整信息
物联网技术案例教程之自动识别技术(PPT 78张)
(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。
编码。
主要用于工业、仓库和零售批发。
2、一维条形码
由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记
优点
(1) 输入速度快 (2) 可靠性高
(3) 灵活实用 (4) 制作简单
3、二维条形码
是在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形 码，它根据某种特定的几何图形和规律，在二维平 面上利用黑白相间的图形来记录数据信息。
(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。
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
2.1 自动识别技术概述
自动识别技术的分类
自动识别技术
优点：抗干扰能力强、信息量大、非视觉范围读写和寿命长
2、RFID技术原理
(1) 系统组成
RFID的组网技术
(2)电压调节器：把由标签阅读器送来的射频信号转换为直流 电源，由大电容储存，经稳压电路以提供稳定的电源。
(3)调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载 到天线发送给阅读器。
(4)解调器：去除载波以取出真正的调制信号。 (5)逻辑控制单元：用于译码阅读器送来的信号，并依其要求
2.3 RFID电子标签
2.3.1 电子标签的工作原理 2.3.2 RFID标签的天线 2.3.3 RFID标签的分类
2.3.1 电子标签的工作原理
天线
芯片
射频接口
调制器
解调器 电压调节器
逻辑控制单元
EEPROM
ROM
图2-9 电子标签的结构图
2.3.1 电子标签的工作原理
电子标签内部各模块功能如下：
2.2.2 软件组成
1、中间件
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软 件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。
中间件管理计算资源和网络通信。中间件应该具备两个关 键特征：首先要为上层的应用层服务；又必须连接到操作 系统的层面，并且保持运行工作状态。
应用程序使用中间件提供的一组通用的应用程序接口 （API），连到RFID阅读器，读取电子标签数据。
2.1自动识别和数据采集技术
2.1.1 自动识别技术的概念和分类 2.1.2 常用的数据采集技术 2.1.3 射频标签与条形码的区别 2.1.4 RFID在中国的发展现状
2.1.1 自动识别技术的概念和分类
自动识别技术根据识别对象的特征可分为 两大类，数据采集技术和特征提取技术。
它们的基本功能都是完成对物品的自动识 别和数据的自动采集，数据采集技术需要 被识别物体具有特定的识别特征载体(如标 签、磁卡等)；
自动识别技术与RFID比较
自动识别技术概述近年来，自动识别系统 (Auto-ID) 在很多效劳领域、商务和分销、物流、工业和制造以及材料流等领域变得越老越流行。
在这些领域中，自动识别过程提供关于人员、动物、货物、材料和产品等在传输过程中的信息。
普遍使用的条形码标签在很久前出发了一场识别系统的革命，但是现在随着急剧增长的编号数量已经发现越来越不适用了。
条形码可以十分廉价，但是其致命缺陷是其低存储容量和不能重新编程的特点。
技术上讲更好的方案是在硅芯片之上存储数据。
我们日常生活中在用的最常见的电子数据设备是接触式IC卡(卡，银行卡等)。
然是机械接触的IC卡却限制了其适用性。
在数据承载设备和阅读器之间的非接触式数据传输可以带来更大的灵活性。
在理想情况下，用于操作数据承载设备所需的电力也可以通过非接触方式从阅读器进展传输。
因为用于传输数据和电力的方式，非接触ID 系统也称为是RFID 系统(射频识别)。
活泼在RFID系统领域中进展开发和销售的公司的数量说明了这是一个应该认真对待的市场。
在2000年，RFID系统在美国的销售额大约是9亿美元，并可望在2005年到达26.5亿美元。
RFID 市场因此成为射频技术领域〔还包括移动和无绳〕增长最快的领域。
图 1 RFID的应用市场增长并且，近年来，非接触识别已经开展成一本独立的穿插学科，它整合了多种完全不同的领域：高频技术和EMC，半导体技术，数据保护和加密，通信，制造科学和其他相关领域的技术。
自动识别系统Automatic Identification Systems〕图2 主要的自动识别技术条形码系统条形码系统〔Bar Code System〕在过去20年历牢牢的统治着识别系统领域。
据专家估计，在上世界90年代早期，条形码系统在西欧的总容量曾到达30亿德国马克。
条形码是由平行排列的线条和间隔所组成的二进制编码。
它们根据预定的模式进展排列并且表达相应记号系统的数据项。
宽窄不同的线条和间隔的排列次序可以解释成数字或者字母。
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本章内容
2.1 自动识别技术 2.2 RFID的历史和现状 2.3 RFID技术分析 2.4 RFID标签冲突* 2.5 RFID和物联网 自动识别技术是模式识别理论的典型应用，选取不同 的特征产生了多样的自动识别技术。
光符号识别&语音识别
光学字符识别（Optical Character Recognition，
CPU卡：按数据传输形式分类
根据与外界数据传输形式的不同可将智能卡分为串行通信卡和并 行通信卡。串行通信卡即为目前最常用的卡，也是目前国际标准中所 规定的接口方式。 采用串行方式与外界交换信息，卡芯片引脚较少，易于封装和接 口。但随着芯片存储容量的增大，引发了两个问题：一是芯片面积急 剧增长，给卡的封装带来困难；二是读写时间过长，读写1 MB的容量 需要12分钟。 并行通信卡由于采用并行通信，故无此二弊，但国际标准中尚无 此类接口标准。例如某种P型IC卡的引脚数多达32个，不仅速度极快， 而且容量增大。与串行通信卡一样，它也有存储型、逻辑加密型和 CPU型，并已在纳税申报等系统中得以应用。
第2章 自动识别技术 世界，是物 联网区别于其他网络最 独特的部分。
自动识别 技术与RFID开始，
本篇从
逐一介绍多样化的信息 生成方式。
内容提要
内容回顾
•第1章介绍了物联网的基本概念，核心技术，主要特点和 应用前景。把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理 服务层和综合应用层四层。 •本章介绍自动识别技术和RFID，重点讨论RFID组成， 分类等，并简要介绍防止RFID标签冲突算法。
部信息无须保密或不允许加密（如急救卡）的场合。
IC卡：按芯片分类
（2）逻辑加密卡。逻辑加密卡由非易失性存储器和硬件加密逻辑构 成，一般是专门为IC卡设计的芯片，具有安全控制逻辑，安全性能较 好；同时采用ROM、PROM、E2PROM等存储技术；从芯片制造到交货，
均采取较好的安全保护措施，如运输密码TC（Transport Card）的取用；
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
一维条形码：几个基本概念
模块：构成条码的基本单位是模块，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，有些码制中，如 EAN码，所有单元由一个或多个模块组成；而另一些码制，如39码中，所有 单元只有两种宽度，即宽单元和窄单元，其中的窄单元即为一个模块。 密度（Density）：条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数。模块尺 寸越小，密度越大，所以密度值通常以模块尺寸的值来表示（如5mil）。通 常7.5mil以下的条码称为高密度条码，15mil以上的条码称为低密度条码。 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）。宽窄比较大时，阅读设备更容易 分辨宽单元和窄单元，因此比较容易阅读。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
为通用E2PROM（或Flash Memory）；无安全逻辑，可对片内信息不受
限制地任意存取；卡片制造中也很少采取安全保护措施；不完全符合或 支持ISO/IEC 7816国际标准，而多采用两线串行通信协议（I2C总线协议）
或3线串行通信协议。
存储器卡功能简单，没有（或很少有）安全保护逻辑，但价格
特点： 低廉，开发使用简便，存储容量增长迅猛，因此多用于某些内
指纹特征有哪些（局部特征）？
终结点（Ending）：一条纹路在此终结。 分叉点（Bifurcation) ：一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。 分歧点（Ridge Divergence）：两条平行的纹路在此分开。 孤立点（Dot or Island） : 一条特别短的纹路，以至成为一点。 环点（Enclosure）: 一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为 一条，这样形成的一个小环称为环点。 短纹（Short Ridge）: 一端较短但不至于成为一点的纹路。
PC ：系统的核心，完成信息处理、报表生成输出和指
令发放、系统监控管理以及卡的发行与挂失、黑名单的 建立等。
网络与计算机：通常用于金融服务等较大的系统。
IC卡：分类
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
IC卡：按芯片分类
（1）存储器卡。存储器卡卡内嵌入的芯片为存储器芯片，这些芯片多
虹膜识别是当前应用最方便精确的生物识别技术，
虹膜的高度独特性和稳定性是其用于身份鉴别的基础。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
虹膜识别的特点：
•生物活性: 虹膜处在巩膜的保护下，生物活性强。 •非接触性: 从无需用户接触设备,对人身没有侵犯。 •唯一性: 形态完全相同虹膜的可能性低于其他组织。 •稳定性: 虹膜定型后终身不变，一般疾病不会对虹膜组 织造成损伤。 •防伪性: 不可能在对视觉无严重影响的情况下用外科手 术改变虹膜特征。
条形码技术
条码技术是在计算机应用发展过程中，为消除数据
录入的“瓶颈”问题而产生的，可以说是最“古 老”的自动识别技术。
条形码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组 成的标记。当使用专门的条形码识别设备如手持式条码 扫描器扫描这些条码时，条码中包含的信息就转化为计 算机可识别的数据。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
目前市场上常见的是一维条形码，信息量约几十位数 据和字符；二维条形码相对复杂，但信息量可达几千 字符。
条形码技术：一维条形码
一维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。普通的一维条码在使用过程中仅作为识 别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取 相应的信息而实现的。 一个完整的条码的组成次序依次为：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）。
一维条形码：几个基本概念（续）
对比度（PCS）：条码符号的光学指标，PSC值越大则条码的光学特性越好 PCS=（RL-RD）/RL×100% （RL：条的反射率 RD：空的反射率） 条码长度: 从条码起始符前缘到终止符后缘的长度 条码密度:单位长度的条码所表示的字符个数 双向条码：条码的两段都可以作为扫描起点的。 中间分隔符：在条码符号中，位于两个相邻的条码符号之间且不代表任何 信息的空。 连续性条码：在条码字符中，两个相邻的条码字符之间没有中间分隔符的 条码。 非连续性条码：在条码字符中，两个相邻的条码字符之间存在中间分隔符 的条码。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
IC卡：基本组成
IC卡：由持卡人掌管，记录持卡人特征代码、文件资料
的便携式信息载体。
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接口设备：即IC卡读写器，是卡与PC信息交换的桥梁，
且常是IC卡的能量来源。核心为可靠的工业控制单片机， 如Intel的51系列等。
接触式IC卡的多个金属触点为卡芯片与外界的信息传输媒介，成 本低，实施相对简便；非接触式IC卡则不用触点，而是借助无线收 发传送信息，因此在前者难以胜任的交通运输等诸多场合有较多应 用。
CPU卡：按应用领域分类
根据应用领域的不同可将智能卡分为金融卡和非金融卡（即银行 卡和非银行卡）。金融卡又分为信用卡和现金卡。前者用于消费支付 时，可按预先设定额度透支资金，后者可用做电子钱包和电子存折， 但不得透支。而非金融卡的涉及范围极广，实质上囊括了金融卡之外 的所有领域，如门禁卡、组织代码卡、医疗卡、保险卡、IC卡身份证、 电子标签等。
OCR），是模式识别（Pattern Recognition，PR）的一种 技术，目的是要使计算机知道它到底看到了什么，尤 其是文字资料。OCR技术能使设备通过光学机制识 别字符。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码
语音识别研究如何采用数字信号处理技术自动
提取及决定语言信号中最基本有意义的信息，同时 也包括利用音律特征等个人特征识别说话人。
支持ISO/IEC 7816国际标准。
逻辑加密卡有一定的安全保证，多用于有一定安全要
特点： 求的场合，如保险卡、加油卡、驾驶卡、借书卡、IC
卡电话和小额电子钱包等。
IC卡：按芯片分类
（3）CPU卡。CPU卡也称智能卡。CPU卡的硬件构成包括CPU、存储器
（含RAM、ROM、E2PROM等）、卡与读写终端通信的I/O接口及加密 运算协处理器CAU，ROM中则存放有COS（Chip Operation System，片
语音识别框架：典型的模式识别系统
失真测度
语音 信号 输入 · 欧氏距离 · 似然比测度
○
预处理
声学参数 分析
训练
测度估计
识别 结果 判决
· 反混叠失真滤波器 · 预加重器 · 端点检测 · 噪声滤波器
语音库
专家知识库 · 构词规则 · 同音字判决 · 语法语义 · 背景知识
虹膜识别：合适的生物特征
一维条形码：译码原理
激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或 来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过 条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换 器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。
一维条形码：典型一维条形码制比较
二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的 字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功 能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处 理图形旋转变化等特点。
自动识别技术举例 光符号识别 语音识别 虹膜识别 指纹识别 IC卡 条形码