《物联网》全册配套完整教学课件2.pptx

1、物联网全册配套完整教学课件物联网全册配套完整教学课件2 物联网的由来与发展物联网的由来与发展 物联网的定义物联网的定义物联网的特征物联网的特征物联网的框架结构框架结构4123物联网的关键技术关键技术5应用领域应用领域 6目录物联网由来与发展1.1 1.1 由来与发展20052005年年 国际电信联盟发布了国际电信联盟发布了ITUITU互联网报告互联网报告20052005：物联网：物联网，引用了，引用了“物联网物联网”的概念，并且指出无所不在的的概念，并且指出无所不在的“物联网物联网”通信时代通信时代即将来临。然而，报告对物联网缺乏一个清晰的定义，并且覆即将来临。然而，报告对物联网缺乏一个清晰的

2、定义，并且覆盖范围有了较大的拓展盖范围有了较大的拓展20092009年初年初美国国际商业机器公司，即美国国际商业机器公司，即IBMIBM，提出，提出“智慧的地球智慧的地球”概念，认概念，认为：信息产业下一阶段的任务是把新一代信息技术充分运用在为：信息产业下一阶段的任务是把新一代信息技术充分运用在各行各业之中，具体就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、各行各业之中，具体就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网物体中，并且被普遍连接，形成物联网20092009年年

3、6 6月月欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了委员会递交了欧盟物联网行动计划欧盟物联网行动计划，其目的为希望欧洲通，其目的为希望欧洲通过构建新型物联网管理框架来引领世界过构建新型物联网管理框架来引领世界“物联网物联网”发展。发展。20092009年年8 8月月日本提出日本提出“智慧泛在智慧泛在”构想，将传感网列为国家重要战略，致力构想，将传感网列为国家重要战略，致力于一个个性化的物联网智能服务体系于一个个性化的物联网智能服务体系发展之路发展之路（续）20092009年年8 8月月国务院总理温家宝国务院总理温

4、家宝来到中科院无锡研发中心考察，指出关来到中科院无锡研发中心考察，指出关于物联网可以尽快去做三件事情：一是把传感系统和于物联网可以尽快去做三件事情：一是把传感系统和3G3G中中的的TDTD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫叫“感知中国感知中国”中心中心20092009年年1010月月韩国通信委员会通过韩国通信委员会通过物联网基础设施构建基本规划物联网基础设施构建基本规划，将物联网确定为新增长动力，树立了将物联网确定为新增长动力，树立了“

5、通过构建世界最先通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流信息强国信息强国”的目标的目标20102010年年3 3月月 国务院总理温家宝国务院总理温家宝在在政府工作报告政府工作报告中，将中，将“加快物联加快物联网的研发应用网的研发应用”明确纳入重点产业振兴，表明物联网已经明确纳入重点产业振兴，表明物联网已经被提升为国家战略，中国开启物联网元年被提升为国家战略，中国开启物联网元年物联网的定义1.2 1.2 物联网定义 The Internet of things 物物相连物物相连 人人-车车-物物-信息流信息流让客观事物会

6、说话AnytimeAnythingAnyoneAnywhere 物联网物联网是一种通过射频识别（是一种通过射频识别（RFID）、红）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，使物体与信息传感设备，按照约定协议，使物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的监控和管理的网络网络。 全面感知全面感知利用射频识别、二维码、传感器等感知、利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信捕获、测量技术随时

7、随地对物体进行信息采集和获取息采集和获取 可靠传送可靠传送通过将物体接入信息网络，依托各种通信通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享共享智能处理智能处理利用各种智能计算技术，对海量的感知数利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制的决策和控制主要特征主要特征 物联网的特征1.3 网络化网络化 物联化互联化互联化自动化自动化4123感知化5智能化智能化 6物联网的本质是网络通讯网络通讯 物联网核心技术是无线技术无线技术 框架结构1.4 物联网硬件软件感知

8、控制层网络传输层应用服务层1.4 框架结构框架结构感知控制层感知控制层网络传输层网络传输层应用服务层应用服务层主要技术主要技术EPCEPC编码和编码和RFIDRFID射频识别技术射频识别技术无线传感器网络，无线传感器网络，PLCPLC，蓝牙，蓝牙，Wi-FiWi-Fi，现场总线，现场总线云计算技术、数据融合与云计算技术、数据融合与智能技术、中间件技术智能技术、中间件技术知识点知识点EPCEPC编码的标准和编码的标准和RFIDRFID的工作原的工作原理理数据传输方式，算法，原理数据传输方式，算法，原理云连接、云安全、云存储、云连接、云安全、云存储、知 识 表 达 与 获 取 、 智 能知 识 表

9、 达 与 获 取 、 智 能AgentAgent知识单元知识单元产品编码标准、产品编码标准、RFIDRFID标签、阅读标签、阅读器、天线、中间件器、天线、中间件组网技术，定位技术，时间同组网技术，定位技术，时间同步技术，路由协议，步技术，路由协议，MACMAC协协议，数据融合议，数据融合数据库技术、智能技术、数据库技术、智能技术、信息安全技术信息安全技术知识体系知识体系通过对产品按照合适的标准来进通过对产品按照合适的标准来进行编码实现对产品的辨别。和通行编码实现对产品的辨别。和通过射频识别技术，完成对产品的过射频识别技术，完成对产品的信息读取，处理和管理信息读取，处理和管理技术框架，通信协议，

10、技术标技术框架，通信协议，技术标准准云计算系统、人工智能系云计算系统、人工智能系统、分布智能系统统、分布智能系统软件软件（平台）（平台）RFIDRFID中间件（产品信息转换软件、中间件（产品信息转换软件、数据库等）数据库等）NS2NS2，IAR, KEIL, Wave IAR, KEIL, Wave 数据库系统、中间件平台、数据库系统、中间件平台、云计算平台云计算平台硬件硬件（平台）（平台）RFIDRFID应答器、阅读器，天线组成应答器、阅读器，天线组成的的RFIDRFID系统。系统。CC2430, EM250, JENNIC CC2430, EM250, JENNIC LTD, FREESC

11、ALE BEELTD, FREESCALE BEEPCPC机和各种嵌入式终端机和各种嵌入式终端相关课程相关课程编码理论、通信原理、数据库、编码理论、通信原理、数据库、电子电路电子电路无线传感器网络简明教程，电无线传感器网络简明教程，电力线通信技术，蓝牙技术基础，力线通信技术，蓝牙技术基础，现场总线技术现场总线技术微机原理与操作系统、计微机原理与操作系统、计算机网络、数据库技术、算机网络、数据库技术、信息安全信息安全软件软件应用服务层应用服务层掌握应用系统设计技术关键，物掌握应用系统设计技术关键，物联网应用软件开发；应用数据结联网应用软件开发；应用数据结构，数据流设计；能够独立设计构，数据流设计

12、；能够独立设计不同需要的物联网应用系统不同需要的物联网应用系统硬件硬件网络传输层网络传输层多种网络网关设计，多种网络网关设计，HF,UHFHF,UHFRFIDRFID读卡器设计；掌握主流无线读卡器设计；掌握主流无线和无线网络标准，主要路由算法和无线网络标准，主要路由算法掌握，网络监视和数据库设计掌握，网络监视和数据库设计感知控制层感知控制层无线节点硬件和核心协议栈软件无线节点硬件和核心协议栈软件设计，设计，RFIDRFID无源有源标签设计技无源有源标签设计技术掌握，低功耗无线设计，基础术掌握，低功耗无线设计，基础无线网络技术掌握，安全和加密无线网络技术掌握，安全和加密原理和设计原理和设计物联网

13、关键技术1.5 1.5 关键技术RFIDRFID和和EPCEPC技技术术物联网中让物品物联网中让物品“开口说话开口说话”的关键技术，物联网中，通过的关键技术，物联网中，通过EPCEPC编码，编码，RFIDRFID标签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络标签上存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别传感控制技术传感控制技术在物联网中，传感控制技术主要负责接收物品在物联网中，传感控制技术主要负责接收物品“讲话讲话”的内容。传感的内容。传感控制技术是关于从自然信源获取信息

14、，并对之进行处理、变换和识别的控制技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等活动别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等活动无线网络技术无线网络技术物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量物联网中，物品与人的无障碍交流，必然离不开高速、可进行大批量数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的数据传输的无线网络。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数

15、据网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术全球语音和数据网络，也包括为近距离的蓝牙技术和红外技术组网技术组网技术组网技术就是网络组建技术，分为以太网组网技术和组网技术就是网络组建技术，分为以太网组网技术和ATMATM局域网组局域网组网技术，也可分为有线、无线组网，在物联网中，组网技术起到网技术，也可分为有线、无线组网，在物联网中，组网技术起到“桥梁桥梁”的作用，其中应用最多的是无线自组网技术，它能将分散的节点在一定的作用，其中应用最多的是无线自组网技术，它能将分散的节点在一定范围之内自动组成一个网络，来增加各采集节点获取信息的渠道。除了范围之内自动组成一个网络，来增加各采集节点获取信息的渠道。

16、除了采集到的信息外，该节点还能获取一定范围之内的其他节点采集到的信采集到的信息外，该节点还能获取一定范围之内的其他节点采集到的信息，因此在该范围内节点采集到的信息可以统一处理，统一传送，或者息，因此在该范围内节点采集到的信息可以统一处理，统一传送，或者经过节点之间的相互经过节点之间的相互“联系联系”后，它们协商传送各自的部分信息后，它们协商传送各自的部分信息人工智能技术人工智能技术人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的技术。在物联网中，人工智能技术主要负习、推理、思考、规划等）的技术。在

17、物联网中，人工智能技术主要负责将物品责将物品“说话说话”的内容进行分析，从而实现计算机自动处理的内容进行分析，从而实现计算机自动处理应用中的难点技术标准问题技术标准问题世界各国存在不同的标准，中国信息技术标准化技术委员世界各国存在不同的标准，中国信息技术标准化技术委员会于会于20062006年成立了无线传感器网络标准项目组。年成立了无线传感器网络标准项目组。20092009年年9 9月，传感器网络标准组正式成立了月，传感器网络标准组正式成立了PG1(PG1(国际标准化国际标准化) )、PG2(PG2(标准体系与系统架构标准体系与系统架构) )、PG3(PG3(通信与信息交互通信与信息交互) )

18、、PG4(PG4(协同信息处理协同信息处理) )、PG5(PG5(标识标识) )、PG6(PG6(安全安全) )、PG7(PG7(接口接口) )和和PG8(PG8(电力行业应用调研电力行业应用调研) )等等8 8个专项组，开展具体的国家个专项组，开展具体的国家标准的制定工作标准的制定工作数据安全问题数据安全问题信息采集频繁，其数据安全必须重点考虑信息采集频繁，其数据安全必须重点考虑IPIP地址问题地址问题每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的联网需要更多的IPIP地址，地址，IPv4IPv4资源即将耗尽，那就需要资源即

19、将耗尽，那就需要IPv6IPv6来支撑。来支撑。IPv6IPv6协议已经从实验室走向了应用阶段协议已经从实验室走向了应用阶段物联网终端问题物联网终端问题 物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战样化需求，对运营商来说是一大挑战应用领域1.6 物联网管理平台移动POS金融供应链智能运输工业自动化智能建筑消防公共安全环境保护气象数字化医疗遥感勘测军事农业林业 水务电力煤炭石化物流、零售、自动服务设备、安全、节

20、能生产、安全、防灾、水电油气防火、勘察、报警污染检测、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、环境、跟踪抄表、监控、节能设备、临床、辅助诊断、病程险情、油井、运输、管线联动、消防栓、定位、调度照明、信号、应急、灾害、识别大地勘测、森林、地震、海洋侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备交易、订单、跟踪、识别通风、瓦斯、救灾定位库存、车队、监控、导航、识别、货物电子支付、实时信息十大领域智能智能电网电网智能智能交通交通智能智能物流物流智能智能家居家居环境与安环境与安全检测全检测医疗医疗健康健康国防国防军事军事精细精细农牧农牧业业金融金融与服与服务业务业工业与自工业与自动化控制动化控制智能交

21、通物联网系统组成小 结 物联网的发展是随着互联网、传感器等物联网的发展是随着互联网、传感器等发展而发展的。理念是在计算机互联网的发展而发展的。理念是在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通基础上，利用射频识别技术、无线数据通信等技术，构造一个实现全球物品信息实信等技术，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。时共享的实物互联网。 物联网的显著特点是技术高度集成，学科物联网的显著特点是技术高度集成，学科复杂交叉，综合应用广泛，目前发展应用复杂交叉，综合应用广泛，目前发展应用主要体现在智能电网、智能交通、智能物主要体现在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居等领域。流、智能家居等

22、领域。P31第第2章章物联网的体系结构物联网的体系结构P32 123本本 章章 要要 点点物联网的体系结构物联网的技术体系EPC的编码系统P332.1 物联网的体系结构 物联网的英文名称是“Internet of Things”，它的概念最早是在1999年，由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出的。它是指利用产品电子代码EPC、射频识别技术，通过网络（当时网络的概念还仅限于通过互联网），实现在任何的时候，任何地点对任何物品识别和管理，即物品的互联互通。P342.1 物联网的体系结构感知层皮肤、传感器网络层接入、传输应用层目的、核心P352.1 物联网的体系结构P362.1 物联网的体系结构P

23、372.1 物联网的体系结构v 3.物联网体系架构物联网体系架构物联网系统划分为三个层次:一是感知层，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是网络层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是应用层，把感知层得到的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。P382.1 物联网的体系结构P392.1 物联网的体系结构v 4.物联网感知层物联网感知层感知层主要包括：自动识别技术产品和传感器(条码、RFID、传感器等)，无线传输技术（WLAN、Bluetooth、ZigBee、UWB），自织组网技术和中间件技术P402.1 物联网的

24、体系结构v 5.物联网网络层物联网网络层网络层起连接上下两层的作用。网络层的作用就是当感知层中的感应设备将物品信息传输到网络节点后,再通过网络层中的移动通信网、互联网和其他专用网络连接各个服务器,以此来使客户可以根据自己的需要获取物品信息。P412.1 物联网的体系结构v 6.物联网应用层物联网应用层物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。应用层是物联网发展的目的。P422.2 物联网的技术体系结构v 1.物联网的技术体系物联网的技术体系物联网技术涉及多个领域，这些技术在不同的行业具有不同的应用需求和技术形态。在这个技术体系中

25、，物联网的技术构成主要包括感知与标识技术、网络与通信技术、计算、服务技术、管理与支撑技术、及应用技术与公共技术。P432.2 物联网的技术体系结构EPC编码协议编码协议EPC系统结构系统结构EPC条形码标签条形码标签EPC、条形码、条形码、RFID标签标签4123EPC编码系统 Electronic Product Code电子产品编码什么是EPC？EPC最终目标是为每一个商品建立全球的、开放的编码标准。我们身边的EPC1EPC统一了对世界范围内的商品的标识编码的规则，并通过应用于RFID系统中，联合网络技术而组成了EPC系统。2EPC规定了用数字信息的形式存储于和具体的商品实物固定在一起的R

26、FID应答器中EPC编码协议2.1 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三种：64位、96位和256位。 EPC编码由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段组成。 64位EPC-64编码类型，分为type、type和type三种类型目前只有一种type型，版本号字段占8位，域名管理占28位，序列号为36位。目前主要三种EPC应用编码EPC-256编码类型，分为type、type和type三种类型，它的域名管理分别占32位、64位和128位96位256位 型EPC-64编码提供的占有两个数字位的版本号编码。 21位被分配给了具体的EPC域名管理编码，17位被用于标识产品具体的分类信

27、息，最后的24位序列具体地标识了具体的产品的个体。 当型EPC-64无法满足需要时可以采用型EPC-64来满足大量产品和对价格反应敏感的消费品生产者的要求。 型EPC-64编码采用34 位的产品序列号，与13位对象分类区结合（允许多达8192库存单元），远远超过了世界上最大的消费品生产商的生产能力。 型EPC-96的设计目的是成为一个公开的物品标识代码。它的应用类似于目前的统一产品代码，具体的字段含义如下 EPC的64位编码和96位编码版本已经不足以长期使用。更长的EPC编码规则一直以来就广受期待并酝酿已久。EPC的256位编码标准就是在这种情况下应运而生的。 EPC的系统结构2.2 EPC的

28、系统结构1ONS ( Object Naming Service) 对象名称解服务器，它用来把EPC转化成IP地址，用来定位相应的计算机和完成相应的信息交互服务。2PML ( Physical Markup Language) 实体标识语言服务器中，存储用PML语言描述的实物信息，如实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、实物存放位置、实物的使用说明等。EPC编码读写器读出商品中的EPC编码信息，由EPC产品管理中间件，传输到Internet中，经过网络传到ONS服务器，找到该EPC对应的IP地址，由IP地址找到PML服务器，从产品信息的数据库中，获取相关实物信息并作相应处理。2.3 E

29、PC条形码标签EPC条形码标签条形码标签 条形码技术是集编码、印刷、识别、数条形码技术是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身。据采集和处理于一身。 条形码是将宽度不等的多个黑条和空白，条形码是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用来表达信息按照一定的编码规则排列，用来表达信息的图形标识符。的图形标识符。一维条形码一维条形码二维条形码二维条形码一维条码是由一组宽度不同、一维条码是由一组宽度不同、反射率不同的平行相邻的线条反射率不同的平行相邻的线条和空白，按照一定的编码规则和空白，按照一定的编码规则和技术标准组合而成，用来表和技术标准组合而成，用来表示某种数据信息的符号。示某种

30、数据信息的符号。 在在EPCEPC条形码的编码方式中在条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二维空间存水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码储信息的条码，称为二维条码（2 dimensional bar code2 dimensional bar code），），可直接显示英文、中文、数字、可直接显示英文、中文、数字、符号、图型符号、图型条形码条形码一维条形码一维条形码二维条形码二维条形码2.4 EPC、条形码、RFID标签EPCRFID条形码条形码条形码是应用了不同宽度的黑白条条形码是应用了不同宽度的黑白条码反射光来编码，具体成本低廉，码反射光来编码，具体成本低廉，使用方便，缺点

31、是使用方便，缺点是编码容量不足。RFIDRFID标签是存储了具体的标签是存储了具体的EPCEPC标准的产品编码信标准的产品编码信息的产品标签，它会因不同应用场合的具体要求息的产品标签，它会因不同应用场合的具体要求而表现出不同的封装形式，如纽扣类、而表现出不同的封装形式，如纽扣类、ICIC卡类以卡类以及条形码形式等等。及条形码形式等等。EPCEPC是编码标准，规定了对具体不同是编码标准，规定了对具体不同商品产品唯一的编码格式，完成商品产品唯一的编码格式，完成RFIDRFID产品信息编码。产品信息编码。EPC、条形码、RFID标签的区别 RFIDRFID标签与阅读器的信息标签与阅读器的信息交互的媒

32、介是通过射频，交互的媒介是通过射频，即电磁场，同时它也具备即电磁场，同时它也具备微型存储器、微处理器、微型存储器、微处理器、天线等部件。天线等部件。 日常看到的条形码只是利日常看到的条形码只是利用不同宽度黑白条码来完用不同宽度黑白条码来完成信息编码，物理上并不成信息编码，物理上并不具备以上几部分。具备以上几部分。 一维条形码一维条形码一维条码只是在一个方向一维条码只是在一个方向（一般是水平方向）表达（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其一定的表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读高度通常是为了便于阅读器的对准。器的对准。在在EPCEPC条形码的

33、编码方式条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二中在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码。维空间存储信息的条码。贮存数据量大，可存放贮存数据量大，可存放1K1K字符，可用扫描仪直接读字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库取内容，无需另接数据库二维条形码二维条形码自动识别技术概念自动识别技术概念条形码（一维、二维）条形码（一维、二维）卡识别（磁卡、卡识别（磁卡、ICIC卡）卡）生物识别（人脸、指纹、虹膜等）生物识别（人脸、指纹、虹膜等）4123目录 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

34、的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。常见的自动识别技术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P73 2. 条形码(barcode) 识别技术P74一维条码优越性一维条码优越性1. 可靠性强 （误差概率1/15000）2. 效率高。 （速率40字符/秒）3. 成本低。 4. 易于制作。 5. 构造简单。6. 灵活实用。7. 实现自动化管理。 2. 条形码(barcode) 识别技术P75一维条码局限性一维条码局限性1. 数据容量较小2.

35、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） 2. 条形码(barcode) 识别技术P76二二维条码维条码 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 2. 条形码(barcode) 识别技术P77二二维条码维条码 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

36、维条码，二维码记载更复杂的数据，比如图片、网络链接等。 2. 条形码(barcode) 识别技术P78二维条码的优越性二维条码的优越性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。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

37、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一维条码和二维条码的比较 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。 常见自动

38、识别技术常见自动识别技术3. 卡识别技术(1)磁条(卡)技术(2)IC卡识别技术 常见自动识别技术常见自动识别技术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) 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。 常见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。 常见自动识别技术常见

39、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。 常见自动识别技术常见自动识别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应用各级人大、政协两会自主研发的人脸识别技术自主研发的人脸识别技术RFID部分RFIDRFID概述概述RFIDRFID原理原理RFIDRFID分类分类RFIDRFID应用应用4123目录1 RFID 概 述RFID概述概述 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

40、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。RFID原理原理RFID原理原理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。 识别作用距离小于1米，典型作用距离为1020厘米。电感耦合示意图 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

41、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3l0米。 电磁反向散射耦合RFID构成和原理构成和原理 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电子标签、读写器读写器、天线天线。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。 RFID构成和原理构成和原理2

42、)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。RFID概述概述1940195019601970198019902000出现探索丰富发展商用提速广泛RFID发展历程RFIDRFID产品种类更加产品

43、种类更加丰富，成本不断降丰富，成本不断降低。低。19411941196019601961196119801980198119812000200020002000今今RFID 发展历史RFIDRFID技术有了大技术有了大的发展，有了早的发展，有了早期的应用期的应用RFIDRFID进入商业应用进入商业应用标准化出现，标准化出现，RFIDRFID产品逐渐进入生活。产品逐渐进入生活。雷达的改进催生雷达的改进催生RFIDRFID技术，技术，19481948年年奠定了奠定了RFIDRFID理论基础理论基础处于实验室阶段。处于实验室阶段。RFID概述概述 与其他自动识别技术相比，RFID的主要特性包括以下4

44、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3 RFID 分 类 RFID分类分类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分类分类低频低频135KHz以下以下高频高频13.56MHz超高频超高频860M960MHz微波微

45、波2.4GLFLF代表低频射频，在代表低频射频，在125KHz125KHz左右。左右。HFHF代表高频射频，在代表高频射频，在13.54MHz13.54MHz左右。左右。UHFUHF代表超高频射频，在代表超高频射频，在850850910MHz910MHz范围范围之内。之内。还有还有2.4G2.4G的微波频段。的微波频段。RFID主要频段和特性RFID技术的应用技术的应用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技术的应用技术的应用 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。

46、 LF、 HF、UHF就分别对应着不同频率的射频频段。具体见下表 在在RFIDRFID系统中，识别信息存放于电子系统中，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，现为多种不同的形式， 应答器的基本是由应答器的基本是由天线、编天线、编/ /解码解码器、电源、解调器、存储器，控制器以器、电源、解调器、存储器，控制器以及负载电路及负载电路组成。组成。 从应答器传送信息到阅读器，状态从应答器传送信息到阅读器，状态数据在数据在CPUCPU的控制下，从存储器中取出经的控制下，

47、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。过编码器和负载调制单元发送到阅读器。 应答器天线部分主要用于应答器天线部分主要用于数据通信数据通信和和获取射频能量获取射频能量。 应答器能源不同可以分为：应答器能源不同可以分为：无源（被动无源（被动式）应答器、半无源（半被动式）应答器式）应答器、半无源（半被动式）应答器和有源（主动式）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。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，由于这样的就需要

48、比较大能量供应，所以有源应答器的体积往往比较大，重所以有源应答器的体积往往比较大，重量也较重。量也较重。 控制器是应答器系统的核心部分，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。制对读写的使能，读写的操作的支持。 对于有密码的答器，要求控制器能对于有密码的答器，要求控制器能进行数字验证操作进行数字验证操作。 图中黑色区域就是该应答器的图中黑色区域就是该应答器的CPUCPU、存储器、编解码、存储器、编解码功能单元，外功能单元，外围印制铜模线即为应答器的围印制铜模线即为应答器的天线单天线单元元。 RFID R

49、FID的应答器的存储容量一般在几字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，一般为产品的序列号，如如EPCEPC编码编码。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（860960MHz）和微波频段， (1) (1) 天线方向性天线方向性 发射天线的基本功能

50、之一是把从馈线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。能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。(2) (2) 天线增益天线增益 增益是指在输入功率相等的条件下，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。处所产生的信号的功率密度之比。 (3) (3) 波瓣宽度波瓣宽度 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。的瓣称为主瓣，