第三章 自动识别技术

常见自动识别技术
4.2 虹膜识别
虹膜识别技术是指 利用人体虹膜特征的差异进行身份认证的一种技术。
常见自动识别技术
4.3 静脉识别
静脉识别技术是指 利用人体静脉血管特征的差异进行身份认证的一种 技术。
常见自动识别技术
4.4 人脸识别
人脸识别技术是指 利用人体面部特征的差异进行身份认证的一种技术。
人脸识别技术
人脸识别的过程
自主研发的人脸识别技术应用各级人大、政协两会
自主研发的人脸识别技术
RFID部分
目录
1 2 3 4 RFID概述 RFID原理
RFID分类 RFID应用
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RFID 概 述
RFID概述
RFID是Radio Frequency Identification的缩写， 即无线射频识别，俗称电子标签。是一种非接触式 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。RFID技术可识别高速运动物体 并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
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2. 条形码(barcode) 识别技术
一维条码局限性 1. 数据容量较小 2. 只能包含字母和数字 3. 条码尺寸相对较大（空间利用率较低）
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2. 条形码(barcode) 识别技术
二维条码 二维条码正是为了解一维条码无法解决的问题而产生的。 因为它具有高密度、高可靠性等特点，所以可以用它表示数据 文件(包括汉字文件)、图像等。二维条码是大容量、高可靠性信 息实现存储、携带并自动识读的最理想的方法
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RFID 分 类
RFID分类
1. 按供电方式不同的分类 (1) 有源电子标签 (2) 无源电子标签 (3) 半无源电子标签
RFID分类
2. 按使用频率不同的分类 (1)低频(Low Frequency，LF) (2)高频(High Frequency，HF) (3)超高频(Ultra High Frequency，UHF) (4)微波(Microwave，uW)
RFID分类
低频（LF）
高频（HF）
超高频 （UHF）
微波（MW）
低频135KHz以下
高频13.56MHz
超高频 860M~960MHz
微波2.4G
LF代表低频射频，在125KHz左右。 HF代表高频射频，在13.54MHz左右。 UHF代表超高频射频，在850～910MHz范围 之内。 还有2.4G的微波频段。
垂直方向的资料 主要用途
资料库与网络依赖性
多数场合需依赖资料库及通讯网络
可不依赖资料库及通讯网络而单 独使用
对于堆叠式可用线型扫描器，或 图像扫描仪识读，对于矩阵式则 只能用图像扫描仪识读
ห้องสมุดไป่ตู้
识读设备
可用线型扫描器识读，如光笔、线 型CCD等
常见自动识别技术
2. 光学字符识别(OCR) 光学字符识别(Optical Character Recognition， OCR)是指对文本资料进行扫描，然后对图像文件进 行分析处理，获取文字及版面信息的过程。
应答器天线部分主要用于数据通信和 获取射频能量。
应答器能源不同可以分为：无源（被动 式）应答器、半无源（半被动式）应答器 和有源（主动式）应答器。
有源应答器，这种应答器工作所需 的能量完全来自于自身的电源模块，它 会主动地与阅读器信息传输。 由于这样的就需要比较大能量供应， 所以有源应答器的体积往往比较大，重 量也较重。
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2. 条形码(barcode) 识别技术
二维条码 二维码（dimensional barcode），又称二维条码，是在一 维条码的基础上扩展出的一种具有可读性的条码。设备扫描二 维条码，通过识别条码的长度和宽度中所记载的二进制数据， 可获取其中所包含的信息。相比一维条码，二维码记载更复杂 的数据，比如图片、网络链接等。
控制器是应答器系统的核心部分， 对于可读可写应答器，需要内部逻辑控 制对读写的使能，读写的操作的支持。 对于有密码的答器，要求控制器能 进行数字验证操作。
图中黑色区域就是该应答器的 CPU、存储器、编解码功能单元，外 围印制铜模线即为应答器的天线单 元。
RFID的应答器的存储容量一般在几字 节到几千字节之间，存储器存储的数据量 一般为产品的序列号，如EPC编码。
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2. 条形码(barcode) 识别技术
二维条码的优越性
1．高密度编码，信息容量大： 2．编码范围广： 3．容错能力强，具有纠错功能 （损毁面积50%正常读取） 4．译码可靠性高 （误码率：千万分之一） 5．可引入加密措施： 6．成本低，易制作，持久耐用。 7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。 8．二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。
RFID概述
2000
RFID发展历程
1970
1990
1980
1960
1950 1940 发 展 提 速 商 用 广 泛
丰 富
出 现
探 索
RFID 发展历史
2000—今 1941— 1960 1981—2000
雷达的改进催生 RFID技术，1948年 奠定了RFID理论基础 处于实验室阶段。
RFID产品种类更加 丰富，成本不断降 低。
电磁传播或电磁反向散射（Back Scatter）耦合，即所谓的雷达原 理模型，发射出去的电磁波，碰 到目标后反射，同时携带回目标 信息，依据的是电磁波的空间传 播规律，如图所示。 电磁反向散射耦合方式一般适合 于超高频、微波工作的远距离射 频识别系统。 典型的工作频率有：433MHz、 915MHz、2.45GHz、5.8GHz。 识别作用距离大于1米，典型作用 距离为3～l0米。
一维条形码二维条形码资料密度与容量密度低容量小密度高容量大错误侦测及自我纠正能力可以进行错误侦测但没有错误纠正能力有错误检验及错误纠正能力并可根据实际应用设置不同的安全等级垂直方向的资料不储存资料垂直方向的高度是为了识读方便并弥补印刷缺陷或局部损坏携带资料可以纠正印刷缺陷或局部损坏等并能恢复资料主要用途主要用于对物品的标识用于对物品的描述资料库与网络依赖性多数场合需依赖资料库及通讯网络可不依赖资料库及通讯网络而单独使用识读设备可用线型扫描器识读如光笔线型ccd等对于堆叠式可用线型扫描器或图像扫描仪识读对于矩阵式则只能用图像扫描仪识读一维条码和二维条码的比较光学字符识别ocr光学字符识别opticalcharacterrecognitionocr是指对文本资料进行扫描然后对图像文件进行分析处理获取文字及版面信息的过程
在RFID系统中，识别信息存放于电子 信息载体中，这个电子信息载体就是应 答器，应答器在具体不同应用领域有表 现为多种不同的形式，
应答器的基本是由天线、编/解码 器、电源、解调器、存储器，控制器以 及负载电路组成。 从应答器传送信息到阅读器，状态 数据在CPU的控制下，从存储器中取出经 过编码器和负载调制单元发送到阅读器。
RFID构成和原理
2)读写器 读写器是一个捕捉和处理 RFID标签数据的设备，它可以 是单独的个体，也可以嵌入到 其他系统之中。读写器也是构 成RFID系统的重要部件之一， 由于它能够将数据写到RFID标 签中，因此称为读写器。
RFID构成和原理
3)天线 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的设备，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量的转化。 在RFID系统中，天线分为电子标签天线和读写器 天线两大类，分别承担接收能量和发射能量的作 用。
5 RFID的天线
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 能量的转化。
在RFID系统中，天线分为电子标签天线和 读写器天线两大类，分别承担接收能量和发 射能量的作用。当前的RFID系统主要集中在 LF、HF (13.56MHz)、UHF（860~960MHz） 和微波频段，
常见自动识别技术
3. 卡识别技术 (1)磁条(卡)技术 (2)IC卡识别技术
4. 生物识别技术
利用人的生物个体差异，通过计算技术，进行识别 代表有： (1)指纹识别 (2)人脸识别 (3)虹膜识别 (4)声音识别 (5)静脉识别 (6)………
常见自动识别技术
4.1 指纹识别
指纹识别技术是指利用人体指纹特征的差异进行 身份认证的一种技术。
RFID原理
天线
标签
阅读器
RFID原理
RFID系统的工作原理
电磁感应工作方式一般适合 于中低频工作的近距离射频 识别系统。 典型的工作频率有：125KHz 、225KHz和13.56MHz。 天线 识别作用距离小于1米，典型 作用距离为10～20厘米。
电磁感应
标签
信号
电感耦合示意图
RFID主要频段和特性
RFID技术的应用
RFID技术的应用
RFID发展面临的难题 (1) 成本的下降； (2) 国际标准的制定与推行； (3) 可能引起隐私权的问题。
RFID阅读器频率分类和我们听 的收音机类似，射频应答器和阅 读器同样要调制到相同的频率点 才能工作。 LF、 HF、UHF就分别对应着不 同频率的射频频段。具体见下表
常见的自动识别技术
1. 条码技术(Barcode) 条形码是日常生活中经常会看到的一种自动识别 技术，也是迄今为止最经济、实用的一种自动识别 技术。
2. 条形码(barcode) 识别技术
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2. 条形码(barcode) 识别技术
一维条码优越性 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 可靠性强 （误差概率1/15000） 效率高。 （速率40字符/秒） 成本低。 易于制作。 构造简单。 灵活实用。 实现自动化管理。
(4) 天线的极化 天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电 场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天 线极化方向。一般使用的天线为单极化的。如 图所示为两种基本的单极化方式：垂直极化是 最常用的；水平极化也是要被用到的。
自 动 识 别
技 术
1961—1980
RFID进入商业应用 标准化出现，RFID 产品逐渐进入生活。
RFID技术有了大 的发展，有了早 期的应用
RFID概述
与其他自动识别技术相比，RFID的主要特性包括 以下4个方面。 (1) 数据的读写(Read Write)机能; (2) 小型化和多样化的形状; (3) 耐环境性; (4) 可重复使用
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一维条码和二维条码的比较
一维条形码 资料密度与容量 错误侦测及自我纠正能力 密度低，容量小 可以进行错误侦测，但没有错误纠 正能力 不储存资料，垂直方向的高度是为 了识读方便，并弥补印刷缺陷或局 部损坏 主要用于对物品的标识 二维条形码 密度高，容量大 有错误检验及错误纠正能力，并 可根据实际应用设置不同的安全 等级 携带资料，可以纠正印刷缺陷或 局部损坏等，并能恢复资料 用于对物品的描述
(1) 天线方向性 发射天线的基本功能之一是把从馈线 取得的能量向周围空间辐射出去，基本功 能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
(2) 天线增益 增益是指在输入功率相等的条件下， 实际天线与理想的辐射单元在空间同一点 处所产生的信号的功率密度之比。
(3) 波瓣宽度
方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大 的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。 在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 3 dB的 两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽 度或半功率角）。
标签
信号
天线
电磁传播
电磁反向散射耦合
RFID构成和原理
RFID系统可分为硬件和软件两大部分，硬件组件 包括电子标签、读写器、天线。RFID系统的软件 组件可分RFID系统软件、RFID中间件和主机应用程 序。
RFID构成和原理
RFID的硬件组成 1)电子标签 电子标签也称应答器，是一个微型的无线收发装 置，主要由内置天线和芯片组成。芯片中存储能够 识别目标的信息，当读写器查询时它会发射数据给 读写器。
自 动 识 别
技 术
目录
1 2 3 自动识别技术概念 条形码（一维、二维）
卡识别（磁卡、IC卡）
4 生物识别（人脸、指纹、虹膜等）
3.1 自动识别技术
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。