物联网导论第3章-感知层技术(新版)课件.ppt

1、 通常我们将通常我们将物联网大致分为三层：感知层、网络层物联网大致分为三层：感知层、网络层和应用层和应用层，如图，如图3-13-1所示。所示。感知层相当于人体的皮肤感知层相当于人体的皮肤和五官，和五官，网络层相当于人体的神经中枢和大脑，应网络层相当于人体的神经中枢和大脑，应用层相当于人的社会分工。用层相当于人的社会分工。第3章 感知层技术3.1 条码技术条码技术3.2 电子标签电子标签RFID3.3 传感器及检测技术传感器及检测技术3.4 智能检测系统智能检测系统3.5 MEMS技术技术物联网应用系统拓扑图中间件部分（云计算处理处理） 感知感知是指对客观事物的信息直接获取并进行认知是指对客观事

2、物的信息直接获取并进行认知和理解的过程。和理解的过程。感知层感知层，承担信息的采集，可以，承担信息的采集，可以应用的技术包括应用的技术包括条码条码和和扫描器扫描器、智能卡智能卡、RFIDRFID电电子标签和子标签和读写器、摄像头、读写器、摄像头、GPSGPS、传感器、传感器、传感器、传感器网络网络等。其中条码和等。其中条码和RFIDRFID标签显示身份，传感器标签显示身份，传感器捕捉信息状态，摄像头记录图像，捕捉信息状态，摄像头记录图像，GPSGPS进行跟踪定进行跟踪定位，最终实现识别物体、采集信息的目标。人类位，最终实现识别物体、采集信息的目标。人类对事物的信息需求主要是对事物的识别与辨别、

3、对事物的信息需求主要是对事物的识别与辨别、定位及状态和环境变化的动态信息。感知信息的定位及状态和环境变化的动态信息。感知信息的获取需要技术的支撑获取需要技术的支撑, ,人们对于信息获取的需求促人们对于信息获取的需求促使其不断研发新的技术来获取感知信息使其不断研发新的技术来获取感知信息, ,目前这些目前这些技术应用社会实践活动中的主要有以下几种技术应用社会实践活动中的主要有以下几种 3.1 条码技术：物联网的第一代身份证一、条码产生的背景 2020世纪世纪2020年代，为了实现信件自动分拣想出在信年代，为了实现信件自动分拣想出在信封上做条码标记，条码中的信息是收件人的地址，如封上做条码标记，条码

4、中的信息是收件人的地址，如现在的邮政编码。使用一个条表示现在的邮政编码。使用一个条表示“ “1”1”，两个条表示，两个条表示“ “2”2”，而条码识别设备：一个能够发射光并接收反射，而条码识别设备：一个能够发射光并接收反射光的扫描期；一个测定反射信号光的扫描期；一个测定反射信号“ “条条” ”和和“ “空空” ”的方法。的方法。扫描器利用光电采集器来收集发射光。扫描器利用光电采集器来收集发射光。“ “空空” ”发射回来发射回来的是强信号，的是强信号，“ “条条” ”反射回来的是弱信号。与当今电子反射回来的是弱信号。与当今电子元器件应用不同的是，利用磁性线圈来测定元器件应用不同的是，利用磁性线圈

5、来测定“ “条条” ”和和“ “空空” ”。在接收到。在接收到“ “空空” ”信号的时候吸引一个开关，在接信号的时候吸引一个开关，在接收到收到“ “条条” ”信号的时候，释放开关并接通电路。信号的时候，释放开关并接通电路。 19481948年，条码发明人知道食品连锁店老板询问年，条码发明人知道食品连锁店老板询问开发自动化结账系统。开发自动化结账系统。1949年10月20日提出了今日条码雏形的专利 该条码最大的特点是将竖直该条码最大的特点是将竖直的条码弯曲呈环形，就像是的条码弯曲呈环形，就像是箭靶或是公牛眼一样。公牛箭靶或是公牛眼一样。公牛眼代码的好处在于无论什么眼代码的好处在于无论什么地方都可

6、以扫描出来，缺点地方都可以扫描出来，缺点是太浪费空间，如图是太浪费空间，如图3-23-2所所示示 伍德兰在伍德兰在19921992年才获得美国年才获得美国国家科技与发明奖的肯定国家科技与发明奖的肯定 19591959年提出能够描述数字年提出能够描述数字0 0 - 9- 9中每个数字可由中每个数字可由7 7段平行段平行条码组成的条码条码组成的条码 20世纪初，伍德兰教授致力于条码的开发，其研世纪初，伍德兰教授致力于条码的开发，其研究成果成为现代通用产品代码（究成果成为现代通用产品代码（UPC, Uniform Product Code)的码规基础。的码规基础。60年代末，条码的读年代末，条码的读

7、取开始与计算机互联取开始与计算机互联 1970年，年， 条码识别用在了有轨电车和北美铁路系条码识别用在了有轨电车和北美铁路系统。第一次在仓库管理系统中得到应用。统。第一次在仓库管理系统中得到应用。 1973年，美国统一代码委员会（年，美国统一代码委员会（UCC, Uniform Code Committee)建立了建立了UPC条码系统，并全面实条码系统，并全面实现了该条码编码以及其所标识的商品的标准化。现了该条码编码以及其所标识的商品的标准化。UPC条码一般包括条码一般包括12个数字，每个字符由两个黑个数字，每个字符由两个黑线条和两个白线条组成。代码由左右两个半截线线条和两个白线条组成。代码由

8、左右两个半截线条组成，便于实现双扫描识别条组成，便于实现双扫描识别。UPC条码有四大优点： 利用商店结利用商店结账机可快速账机可快速加以识别加以识别 从各种角度从各种角度都能识别都能识别 印刷成本比印刷成本比较便宜较便宜 不需多余的不需多余的费用费用 1974年，年，Intermec公司推出公司推出39码，很快码，很快被美国国防部所采纳。被美国国防部所采纳。 1975年欧洲共同体在年欧洲共同体在UPC条码基础上，条码基础上，开发了欧洲物品编码系统（开发了欧洲物品编码系统（EANS, European Article Numbering System)，简称简称EAN码，正式成立欧洲物品编码协码

9、，正式成立欧洲物品编码协会（会（EAN, European Article Numbering Association)，直到，直到1981年该组织发展为年该组织发展为国际性组织，称为国际性组织，称为“国际物品编码协会国际物品编码协会”（IAN, International Article Numbering Association)。并推出。并推出EAN128码和码和93码码（其密度均比（其密度均比39码高出近码高出近30%） 1981年，建立行业标准和本业内的条码年，建立行业标准和本业内的条码应用系统应用系统 2005年年1月，月，EAN正式更名为全球第一标准正式更名为全球第一标准化组织（

10、化组织（GSI，Global standard 1st)。 2005年年6月，月，UCC正式更名为正式更名为GS1 US 目前，目前，EPCglobal就是就是GS1和和GS1 US两大标两大标准联合成立准联合成立 1970年年Iterface Mechanisms公司开发出公司开发出“二二维码维码”，组合成高密度信息图案，组合成高密度信息图案 随着随着LED、微处理器和激光二极管的不断、微处理器和激光二极管的不断发展，迎来了新的标识符号（象征学）和发展，迎来了新的标识符号（象征学）和其应用的大爆炸，被称之为其应用的大爆炸，被称之为“条码工业条码工业”3.1.2条码的构成与工作原理 条形码是一

11、种信息的图形化表示方法，可以把信息条形码是一种信息的图形化表示方法，可以把信息制作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信制作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信息输入到计算机中。条形码分为一维条码和二维条息输入到计算机中。条形码分为一维条码和二维条码，一维码比较常见，如日常商品外包装上的条码码，一维码比较常见，如日常商品外包装上的条码就是一维码。它的信息存储量小，仅能存储一个代就是一维码。它的信息存储量小，仅能存储一个代号，使用时通过这个代号调取计算机网中的数据。号，使用时通过这个代号调取计算机网中的数据。二维码是近几年发展起来的，它能在有限的空间内二维码是近几年发展起来的，它能在有限的

12、空间内存储更多的信息，包括文字、图像、指纹、签名等，存储更多的信息，包括文字、图像、指纹、签名等，并可脱离计算机使用。并可脱离计算机使用。 条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和空条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和空白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。是白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。是一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的特殊一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的特殊代码，深色为条，浅色为空，条空代表的代码，深色为条，浅色为空，条空代表的1313位数字位数字是直观的代表特定商品相关信息。这是人与计算机是直观的代表特定商品相关信息。这是人与计算机“沟通沟通”的一

13、种特定语言。的一种特定语言。常用的条码和条码扫描器 当光电扫描器发出的光束扫过条码时，扫描光线照在浅色的空上容易发射，而找到深色的条上则不反射，这样被调取过的条码能够发射回来的强弱、长短不同的光信号即转换成相应的电信号，经过处理后变成计算机可接收的数据，从而读出商品上条码的信息。 常见的大概有二十多种码制 Code39码（标准码（标准39码）、码）、codabar码（库德巴码（库德巴码）、码）、code25码（标准码（标准25码）、码）、ITF25码（交叉码（交叉25码）、码）、Matrix25码（矩阵码（矩阵25码）、码）、UPC-A码、码、EAN-13码（码（EAN-13国际商品条码）、国

14、际商品条码）、EAN-8码码（EAN-8国家商品条码）、中国邮政码（矩阵国家商品条码）、中国邮政码（矩阵25码的一种变体）、码的一种变体）、code-B码、码、MIS码、码、code93码、码、ISBN码、码、ISSN码、码、Code128码（码（Code128，包括包括EAN128码）、码）、code39EMS(EMS专用的专用的39码码)等一维条码和等一维条码和PDF417等二维条码。等二维条码。国际广泛使用的条码种类有： EANEAN、UPCUPC码码商品条码，用于在世界范围内唯商品条码，用于在世界范围内唯一标识一种商品。我们在超市中最常见的就是一标识一种商品。我们在超市中最常见的就是E

15、ANEAN和和UPCUPC条码。条码。3.1.3一维符号结构与代码结构 1. 商品编码原则 1）唯一性）唯一性 唯一性是指商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品唯一性是指商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识同一商品项目。商品项目只有一个代码，一个代码只标识同一商品项目。商品项目代码一旦确定，永不改变，即使该商品停止生产、停项目代码一旦确定，永不改变，即使该商品停止生产、停止供应了，在一段时间内（有些国家规定为止供应了，在一段时间内（有些国家规定为3年）也不得年）也不得将该代码分配给其他商品项目。将该代码分配给其他商品项目。 2）无含义）无含义 无含义代码是

16、指代码数字本身及其位置不表示商品的任何无含义代码是指代码数字本身及其位置不表示商品的任何特定信息。在特定信息。在EAN及及UPC系统中，商品编码仅仅是一种识系统中，商品编码仅仅是一种识别商品的手段，而不是商品分类的手段。无含义使商品编别商品的手段，而不是商品分类的手段。无含义使商品编码具有简单、灵活、可靠、充分利用代码容量、生命力强码具有简单、灵活、可靠、充分利用代码容量、生命力强等优点，这种编码方法尤其适合于较大的商品系统。等优点，这种编码方法尤其适合于较大的商品系统。 3）全数字型）全数字型 在在EAN及及UPC系统中，商品编码全部采用阿拉伯数字。系统中，商品编码全部采用阿拉伯数字。2.

17、一维符号结构 表3-1 EAN/UCC-13代码结构分配商品上的条码 条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和条码是由一组宽度不同、平行相邻的黑色条纹和空白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。空白，按预设的格式与间距组合组合起来的符号。是一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的是一种供光电扫描器识读、由计算机自动识别的特殊代码，深色为条，浅色为空，条空代表的特殊代码，深色为条，浅色为空，条空代表的13位数字是直观的代表特定商品相关信息。这是人位数字是直观的代表特定商品相关信息。这是人与计算机与计算机“沟通沟通”的一种特定语言。的一种特定语言。 标准条码是由厂商识别代码、商品项目代码、校标

18、准条码是由厂商识别代码、商品项目代码、校验码三部分组成的验码三部分组成的13位数字代码，分为四种结构。位数字代码，分为四种结构。厂商识别代码由厂商识别代码由710位数字组成，中国物品编码位数字组成，中国物品编码中心负责分配和管理，厂商识别代码是由前缀码中心负责分配和管理，厂商识别代码是由前缀码和厂商代码构成的。前和厂商代码构成的。前3位代码为前缀码，国际物位代码为前缀码，国际物品编码协会已分配给品编码协会已分配给中国大陆的前缀码为中国大陆的前缀码为690695，分配给中国分配给中国台湾的前缀码为台湾的前缀码为471，分配给中国，分配给中国香港香港特别行政区的特别行政区的前缀码为前缀码为489。

19、 表表3-1为商品标识代码之一，为商品标识代码之一， EAN/UCC-13代码代码结构分配。例如：结构分配。例如：13位代码结构 图图3-5所示，前所示，前3位数字代表的是国家或地区的代码。位数字代表的是国家或地区的代码。690代表产地为中国大陆。中间代表产地为中国大陆。中间4位数是厂商代码，它是由商位数是厂商代码，它是由商品的厂商自行编码的，代表这这个商品的厂商编号。后品的厂商自行编码的，代表这这个商品的厂商编号。后5位是商品项目代码，由各厂自行确定产品号码，代表商品位是商品项目代码，由各厂自行确定产品号码，代表商品的类别，如日期、年份等。最后一个数字则是校验码的类别，如日期、年份等。最后一

20、个数字则是校验码 图右所示中，这两件商品都是同一厂家出产的，其条码只图右所示中，这两件商品都是同一厂家出产的，其条码只是位数相差了一位数：一个代表香辣味的，一个代表麻辣是位数相差了一位数：一个代表香辣味的，一个代表麻辣味的味的条码是一种信息采集的新技术 当光电扫描器发出的光束扫过当光电扫描器发出的光束扫过条码时，扫描光线照在浅色的条码时，扫描光线照在浅色的空上容易发射，而找到深色的空上容易发射，而找到深色的条上则不反射，这样被调考能条上则不反射，这样被调考能够发射回来的强弱、长短不同够发射回来的强弱、长短不同的光信号即轮换成相应的电信的光信号即轮换成相应的电信号，经过处理后变成计算机可号，经过

21、处理后变成计算机可接收的数据，从而是读出商品接收的数据，从而是读出商品上条码的信息。商品信息输入上条码的信息。商品信息输入电子收款机的计算机中后，计电子收款机的计算机中后，计算机自动查阅商品数据库中的算机自动查阅商品数据库中的价格数据，在反馈给电子收款价格数据，在反馈给电子收款机，随即打印出售款清单和金机，随即打印出售款清单和金额，其速度几乎与扫描条码同额，其速度几乎与扫描条码同步完成。步完成。 印刷在商品包装袋印刷在商品包装袋上的条码，像一条上的条码，像一条条商品信息的纽带，条商品信息的纽带，将世界各国制造厂将世界各国制造厂商的和形形色色的商的和形形色色的商品有机地联系起商品有机地联系起来，

22、有清清楚楚地来，有清清楚楚地加以识别。它使商加以识别。它使商品在世界迅速流通，品在世界迅速流通，解除了各国文字语解除了各国文字语言的障碍，给计算言的障碍，给计算机信息采集带来很机信息采集带来很多方便，为建立起多方便，为建立起全球性的商品交易全球性的商品交易网络，发挥着很大网络，发挥着很大作用。作用。3. 条码的符号特征条码的符号特征 条与空是由标准宽度的模块组合而成。一条与空是由标准宽度的模块组合而成。一个标准宽度的条模块表示二进制的个标准宽度的条模块表示二进制的“1”，而一个标准宽度的空模块表示二进制的而一个标准宽度的空模块表示二进制的“0”。条码符号的放大系数：条码符号的放大系数：0.82

23、.0 （1）条和空分别由）条和空分别由14个同一宽度的深或个同一宽度的深或浅颜色的模块组成。深色模块用浅颜色的模块组成。深色模块用“1”表示，表示，浅色模块用浅色模块用“0”表示。表示。 （2）数字条码字符：）数字条码字符：2条条2空，共空，共7个模块个模块 （3）辅助条码字符：起始、终止符、中间）辅助条码字符：起始、终止符、中间分隔符分隔符 商品条码的条码字符集：商品条码的条码字符集： 0 9。条码字符：条码字符：2条条2空，共空，共7个模块。每个条或空由个模块。每个条或空由14个模块组成个模块组成。 条码字符集条码字符集: A子集、子集、B子集、子集、C子集。子集。A子集与子集与C子集互为

24、子集互为反相反相， B子集与子集与C子集子集互为镜像互为镜像。A子集子集中条码字符包含的条模块的个数为奇数，称中条码字符包含的条模块的个数为奇数，称奇奇排列排列；B、C子集为偶数，称偶排列子集为偶数，称偶排列。EAN-13条码构成及符号构成 4. EAN-13商品条码字符集的选用商品条码字符集的选用表3-2 左侧数据符字符集的选用规则选用选用A子集还是子集还是B子集表示左侧数据符子集表示左侧数据符取决于前置取决于前置码的数值。码的数值。 譬如，图譬如，图3-8中中EAN-13商品条码确定商品条码确定13位数字代位数字代码码6901234567892的左侧数据符的二进制表示。的左侧数据符的二进制

25、表示。 第一步：根据前表，前置码为第一步：根据前表，前置码为6的左侧数据符所的左侧数据符所选用的字符集依次排列为选用的字符集依次排列为ABBBAA。 第二步：查表，左侧数据符第二步：查表，左侧数据符901234的二进制表示。的二进制表示。如表如表3-3所示。所示。5、店内条码、店内条码 在购买散装食品时，会使在购买散装食品时，会使用一种独特的条码用一种独特的条码店店内条码。这种条码是工作内条码。这种条码是工作人员现将商品的名称和保人员现将商品的名称和保质期输入计算机备案数据质期输入计算机备案数据库，消费者只要将所过食库，消费者只要将所过食品放在称重器上，然后输品放在称重器上，然后输入商品相关的

26、信息后，就入商品相关的信息后，就可以进行打印了。可以进行打印了。 在商品条码的盲区里（主在商品条码的盲区里（主要是一些散装的商品）店要是一些散装的商品）店内条码就成为超市唯一的内条码就成为超市唯一的选择，所以店内条码会一选择，所以店内条码会一定范围内和商品条码长期定范围内和商品条码长期共存共存。图图3 - 9 店内条码店内条码6. EAN部分已分配的前缀码部分已分配的前缀码3.1.4二维条码组成与辨识 一维条码只是在一个方向上（一般是水平方向）一维条码只是在一个方向上（一般是水平方向）表达信息，使用时通过这个代号调取计算机网络表达信息，使用时通过这个代号调取计算机网络中的数据。因此一维条码有一

27、个明显得缺点，即中的数据。因此一维条码有一个明显得缺点，即垂直方向不携带信息，故信息密度偏低。受信息垂直方向不携带信息，故信息密度偏低。受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。它对两个助手不是对物品的描述。它对两个助手计算机和计算机和数据库相当依赖。没有两个助手的鼎力相助，一数据库相当依赖。没有两个助手的鼎力相助，一维条码很难派上用场。维条码很难派上用场。 由于受信息容量的限制，一维条码符号仅仅是对由于受信息容量的限制，一维条码符号仅仅是对物品信息代码的标识，而不是对物品的描述。所物品信息代码的标识，而不是对物品的描述。所谓对

28、物品的标识，就是给某物品分配一个代码，谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代码，代码以条码符号的形式印制在物品上，用来标识代码以条码符号的形式印制在物品上，用来标识该物品以便自动扫描设备的识读，代码或一维条该物品以便自动扫描设备的识读，代码或一维条码本身不表示该产品的描述性信息，更详细的信码本身不表示该产品的描述性信息，更详细的信息要通过访问数据库才可以了解。息要通过访问数据库才可以了解。 1. 二维条码组成与优势二维条码组成与优势 二维条码技术就是在一维条码无法满足实二维条码技术就是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。二维条码是际应用需求的前提下产生的。二维条码是用某种特定的几何图

29、形按一定规律在平面用某种特定的几何图形按一定规律在平面(水平和垂直二维方向水平和垂直二维方向)上分布的条、空相间上分布的条、空相间的图形来记录数据符号信息，作为一种全的图形来记录数据符号信息，作为一种全新的自动识别和信息载体技术，二维条码新的自动识别和信息载体技术，二维条码能将图像、声音、文字等信息进行整合，能将图像、声音、文字等信息进行整合，从而增加搭载的信息量，二维码的数据存从而增加搭载的信息量，二维码的数据存储量是一维码的几十倍到几百倍，就像一储量是一维码的几十倍到几百倍，就像一个便携式的数据库。个便携式的数据库。 表表3-5给出一维码和二维码的比较。给出一维码和二维码的比较。 二维条码

30、的设计中有两个目的：二维条码的设计中有两个目的： 一是为了保证局部损坏的条码仍可正确辨识；一是为了保证局部损坏的条码仍可正确辨识； 二是使扫描容易完成。二是使扫描容易完成。二维条码的优点 （1）可靠性强）可靠性强条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每15000个字符才会出现一个错误。个字符才会出现一个错误。（2）效率高）效率高条形码的读取速度很快，相当于每秒条形码的读取速度很快，相当于每秒40个字符。个字符。（3）成本低）成本低与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅需要一小张贴纸和相对构造简单的光学扫描与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅

31、需要一小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪，成本相当低廉。仪，成本相当低廉。（4）易于制作）易于制作条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印刷，被称作为条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印刷，被称作为“可印刷的计算机语言可印刷的计算机语言”。（5）构造简单）构造简单条形码识别设备的构造简单，使用方便。条形码识别设备的构造简单，使用方便。（6）灵活实用）灵活实用条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管

32、理。 （7）高密度）高密度二维条码通过利用垂直方向的堆积来提高条码的信息密度，而且采用高密度图形表示，因此二维条码通过利用垂直方向的堆积来提高条码的信息密度，而且采用高密度图形表示，因此不需事先建立数据库，真正实现了用条码对信息的直接描述。不需事先建立数据库，真正实现了用条码对信息的直接描述。（8）纠错功能）纠错功能二维条形码不仅能防止错误，而且能纠正错误，即使条形码部分损坏，也能将正确的信息还二维条形码不仅能防止错误，而且能纠正错误，即使条形码部分损坏，也能将正确的信息还原出来。原出来。（9）多语言形式，可表示图像）多语言形式，可表示图像二维条码具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机制

33、。不论何种语言文字它们在计二维条码具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机制。不论何种语言文字它们在计算机中存储时以机内码的形式表现，而内部码都是字节码，可识别多种语言文字的条码。算机中存储时以机内码的形式表现，而内部码都是字节码，可识别多种语言文字的条码。（10）具有加密机制）具有加密机制可以先用一定的加密算法将信息加密，再用二维条码表示。在识别二维条码时，再加以一定可以先用一定的加密算法将信息加密，再用二维条码表示。在识别二维条码时，再加以一定的解密算法，便可以恢复所表示的信息。的解密算法，便可以恢复所表示的信息。2. 常见的二维条码分类常见的二维条码分类堆叠式和矩阵式二维条码的组成特

34、点堆叠式二维条码的编码堆叠式二维条码的编码原理是建立在一维条码原理是建立在一维条码的基础上，将一维条码的基础上，将一维条码的高度变窄，再根据需的高度变窄，再根据需要堆成多行，其编码设要堆成多行，其编码设计、检查原理、识读方计、检查原理、识读方式等方面都继承了一维式等方面都继承了一维条码的特点，但由于行条码的特点，但由于行数增加，对行的辨识、数增加，对行的辨识、解码算法及软体则与一解码算法及软体则与一维条码有所不同。维条码有所不同。49码、码、16K码、码、PDF417等为等为代表。其中代表。其中PDF是取英是取英文文Portable Data File的的缩写，意为缩写，意为“便携数据便携数据

35、文件文件”，是目前应用最，是目前应用最为广泛的堆叠式二维条为广泛的堆叠式二维条码码矩阵式二维条码是以矩阵的形式组成，矩阵式二维条码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点的出现在矩阵相应元素位置上，用点的出现表示二进制的表示二进制的“1”，不出现表示二进，不出现表示二进制的制的“0”，点的排列组合确定了矩阵，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其点可以是方点、码所代表的意义。其点可以是方点、圆点或其他形状的点。圆点或其他形状的点。是建立在计算机图像处理技术、组合是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制。识的码制。Data

36、Matrix码、码、 Maxi Code码、快速响应码、快速响应( QR,Quick Response)码为代表性。码为代表性。我国自主产权的国家标准二维码有我国自主产权的国家标准二维码有GB/T 17172-1997 四一七条码四一七条码GB/T18284-2000 快速响应矩阵码快速响应矩阵码紧密矩阵紧密矩阵CM码码/网格矩阵网格矩阵GM码码SJ/T11349-2006网格矩阵码网格矩阵码和和SJ/T11350-2006紧密矩阵码紧密矩阵码3.1.5二维条码的应用1. 二维条码与手机二维条码与手机 手机二维条码的出现，为手机和网络的联运创造了无限可手机二维条码的出现，为手机和网络的联运创造

37、了无限可能，打开了一条跨媒体的通道，它轻松地连接起了人们日能，打开了一条跨媒体的通道，它轻松地连接起了人们日常生活和网络世界，尽管它与商业的结合散发出来的魅力常生活和网络世界，尽管它与商业的结合散发出来的魅力因为稚嫩还有所局限，但一个新兴营销国度的开启已势在因为稚嫩还有所局限，但一个新兴营销国度的开启已势在必然。必然。 手机二维码工作特点就是一种内部存入了有关信息的特殊手机二维码工作特点就是一种内部存入了有关信息的特殊几何图案，它会随着信息的改变而改变。手机二维码是横几何图案，它会随着信息的改变而改变。手机二维码是横纵排列的，大大提高了它的信息容量。在读取上，手机二纵排列的，大大提高了它的信息

38、容量。在读取上，手机二维条码可分为主动读取和被动读取两种。主动读取就是用维条码可分为主动读取和被动读取两种。主动读取就是用手机作为拍摄体，去拍摄印刷品上的二维条码。被动读取手机作为拍摄体，去拍摄印刷品上的二维条码。被动读取是把二维条码传输到手机上显示出来，然后另外专用的设是把二维条码传输到手机上显示出来，然后另外专用的设备去照射。也就是说，如果用手机去拍摄印有二维条码的备去照射。也就是说，如果用手机去拍摄印有二维条码的图案就是主动读取；当手机内已经存入一个二维条码的图图案就是主动读取；当手机内已经存入一个二维条码的图案，用特殊设备来识别它，就是被动读取。案，用特殊设备来识别它，就是被动读取。当

39、二维条码遇见手机 二维条码是由黑白方格组成的马赛克矩阵，它可以二维条码是由黑白方格组成的马赛克矩阵，它可以横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的内容，且具有纠错能力强、识的面积内表达大量的内容，且具有纠错能力强、识别速度快、全方位识读等特点。就是这样一个神奇别速度快、全方位识读等特点。就是这样一个神奇的图案，配合已越来越高效的网络，借助与手机的的图案，配合已越来越高效的网络，借助与手机的扫码功能，即可轻而易举的获得丰富的信息。扫码功能，即可轻而易举的获得丰富的信息。 手机二维条码的出现，为手机和网络的联运创造了手机二维条码的出

40、现，为手机和网络的联运创造了无限可能，打开了一条跨媒体的通道，它轻松地连无限可能，打开了一条跨媒体的通道，它轻松地连接起了人们日常生活和网络世界，尽管它与商业的接起了人们日常生活和网络世界，尽管它与商业的结合散发出来的魅力因为稚嫩还有所局限，但结合散发出来的魅力因为稚嫩还有所局限，但一个一个新兴营销国度的开启已势在必然新兴营销国度的开启已势在必然。 如如“一键上网一键上网”、“移动商务移动商务”、 “二维码导二维码导游游”、“二维码导购二维码导购” 、“二维码名片二维码名片” 等等手机二维码工作特点 手机二维码就是一种内部存入了有关信息的手机二维码就是一种内部存入了有关信息的特殊几何图案，它会

41、随着信息的改变而改变。特殊几何图案，它会随着信息的改变而改变。手机二维码是横纵排列的，大大提高了它的手机二维码是横纵排列的，大大提高了它的信息容量。在读取上，手机二维条码可信息容量。在读取上，手机二维条码可分为分为主动读取和被动读取两种主动读取和被动读取两种。 主动读取就是用手机作为拍摄体，去拍摄印主动读取就是用手机作为拍摄体，去拍摄印刷品上的二维条码。被动读取是把二维条码刷品上的二维条码。被动读取是把二维条码传输到手机上显示出来，然后另外专用的设传输到手机上显示出来，然后另外专用的设备去照射。也就是说，备去照射。也就是说，如果用手机去拍摄印如果用手机去拍摄印有二维条码的图案就是主动读取；当手

42、机内有二维条码的图案就是主动读取；当手机内已经存入一个二维条码的图案，用特殊设备已经存入一个二维条码的图案，用特殊设备来识别它，就是被动读取来识别它，就是被动读取。二维码的安全性很高 手机二维码在开展应用的时候，都已经采用了非常高级别的手机二维码在开展应用的时候，都已经采用了非常高级别的安全加密，是对业务信息进行加密，这样其他用户就无法伪安全加密，是对业务信息进行加密，这样其他用户就无法伪造这个而二维码了造这个而二维码了 譬如，电影票上的二维码是经过高级加密，把这个二维码用譬如，电影票上的二维码是经过高级加密，把这个二维码用扫描设备识别一下，读出来的信息是乱码。在传输过程中，扫描设备识别一下，

43、读出来的信息是乱码。在传输过程中，破解它的规律，伪造另一张合法电影票，基本上是无法实现破解它的规律，伪造另一张合法电影票，基本上是无法实现的。的。只有传输到后台系统，后台系统在进行解密之后，才能只有传输到后台系统，后台系统在进行解密之后，才能还原到最初的业务信息还原到最初的业务信息。普通的消费者和玩家几乎不可能破普通的消费者和玩家几乎不可能破解密码。解密码。 从技术角度来看，从技术角度来看，手机二维码用于一般商业用途，基本上不手机二维码用于一般商业用途，基本上不会出现安全隐患，而对于掌握各种二维码生成源程序的厂家会出现安全隐患，而对于掌握各种二维码生成源程序的厂家老说，都可以在生成手机条码的过

44、程中采用二维码内部的加老说，都可以在生成手机条码的过程中采用二维码内部的加密，对二维码进行防盗和防伪。密，对二维码进行防盗和防伪。 在日本市场基于二维码的适度应用上，手机二维码占据了在日本市场基于二维码的适度应用上，手机二维码占据了80%以上。以上。2. 主要应用主要应用 1）物流管理）物流管理2）优惠券；）优惠券；3）火车票实名制；）火车票实名制；4）超市商品信息管理；）超市商品信息管理；6）解析网址解析网址5）海报广告）海报广告7）购买产品）购买产品8）防伪）防伪9） 证照应用证照应用10） 备援应用备援应用3. 二维条码的识读设备二维条码的识读设备（1） 线性线性CCD和线性图像式识读器

45、（和线性图像式识读器（Linear Imager） 可识读一维条码和行排式二维条码（如可识读一维条码和行排式二维条码（如PDF417），在阅），在阅读二维条码时需要沿条码的垂直方向扫过整个条码，又称读二维条码时需要沿条码的垂直方向扫过整个条码，又称为为“扫动式阅读扫动式阅读”，这类产品的价格比较便宜。，这类产品的价格比较便宜。（2）带光栅的激光识读器）带光栅的激光识读器 可识读一维条码和行排式二维条码。识读可识读一维条码和行排式二维条码。识读二维码二维码时将扫描时将扫描光线对准条码，由光线对准条码，由光栅光栅部件完成垂直扫描，不需要手工扫部件完成垂直扫描，不需要手工扫动。动。（3）图像式识读器

46、（）图像式识读器（Image Reader） 采用面阵采用面阵CCD摄像方式将条码图像摄取后进行分析和解码，摄像方式将条码图像摄取后进行分析和解码，可识读一维条码和二维条码。可识读一维条码和二维条码。 另外，二维条码的识读设备依工作方式的不同还可以分为：另外，二维条码的识读设备依工作方式的不同还可以分为：手持式、固定式和平版扫描式。手持式、固定式和平版扫描式。 二维条码的识读设备对于二维条码的识读会有一些限制，二维条码的识读设备对于二维条码的识读会有一些限制，但是均能识别一维条码。但是均能识别一维条码。 4. 二维码的局限性二维码的局限性 尽管二维码作用很大，但还是无法承载图像、视频尽管二维码

47、作用很大，但还是无法承载图像、视频等超大的流媒体信息。按照二维码编码规范，其图等超大的流媒体信息。按照二维码编码规范，其图形的面积越大，它可以储存的信息量也就越大。但形的面积越大，它可以储存的信息量也就越大。但是，由于手机屏幕是有一定大小限制的，尤其是咱是，由于手机屏幕是有一定大小限制的，尤其是咱中国的手机种类特别复杂。所以，现在的手机二维中国的手机种类特别复杂。所以，现在的手机二维码信息，能储存的大概是码信息，能储存的大概是100个汉字以内，不会太个汉字以内，不会太多。这个长度应付我们大部分的应用是绰绰有余。多。这个长度应付我们大部分的应用是绰绰有余。此时，我们所需要得到的是一个方便快捷的索

48、引介此时，我们所需要得到的是一个方便快捷的索引介质，质，二维码作为一个人机交互的理想载体二维码作为一个人机交互的理想载体，是可以，是可以承担这个功能的。承担这个功能的。 它可以让你很方便的找到你所需要的东西，而为必它可以让你很方便的找到你所需要的东西，而为必须要在二维码本身里面，把所有完整的信息存进去须要在二维码本身里面，把所有完整的信息存进去 电子射频标识（电子射频标识（RFID）高技术含量的芯片，高技术含量的芯片，可视为可视为包装商品的包装商品的“智能大脑智能大脑” 基于基于RFID技术的可用于单品识别的物联网平台给技术的可用于单品识别的物联网平台给人们提供了无限的想象空间。随着人们提供了

49、无限的想象空间。随着RFID的发展和的发展和普及，贴有电子标签的商品随处可见，与我们的普及，贴有电子标签的商品随处可见，与我们的一代居民身份证换发为二代身份证一样，商品的一代居民身份证换发为二代身份证一样，商品的身份证也在身份证也在“升级升级”。作为物联网的第二代身份。作为物联网的第二代身份证，电子标签将伴随商品从仓库到商店再到购买证，电子标签将伴随商品从仓库到商店再到购买者，甚至一直到变成垃圾的整个生命过程。同时，者，甚至一直到变成垃圾的整个生命过程。同时，顾客还可以通过这种智能标签直接了解他们所需顾客还可以通过这种智能标签直接了解他们所需要的商品，并立刻得到带有标签的商品的有关信要的商品，

50、并立刻得到带有标签的商品的有关信息息3.2 电子标签：物联网的第二代身份证3.2.1 RFID3.2.1 RFID技术的理论基础技术的理论基础 RFID (Radio Frequency Identification) 射频识别是一项利用射频信号通过空间耦射频识别是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别系统通息达到识别目的的技术。射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。射频识别系常由电子标签和阅读器组成。射频识别系统的数据存储在射频标签之中，其能量供统的数据存储在射频标签之中，其能量供应以及与识读器之间的