1、第四章第四章 物联网电子商务应用物联网电子商务应用2011-8电子商务研究中心2内容概要内容概要物联网基本概念物联网基本概念1物联网电子商务技术架构物联网电子商务技术架构2物联网电子商务应用物联网电子商务应用34.1 物联网基本概念物联网基本概念4.1.1 物联网概念的提出物联网概念的提出4.1.2 物联网的定义物联网的定义电子商务研究中心44.1.1 物联网概念的提出物联网概念的提出 “物联网物联网”概念的正式的提出是在概念的正式的提出是在2005年年11月月17日，在日，在突尼斯举行的突尼斯举行的“信息社会峰会上，国际电信联盟发布了信息社会峰会上，国际电信联盟发布了ITU 互联网报告互联网
2、报告2005：物联网。该报告指出：无所不在：物联网。该报告指出：无所不在的的“物联网物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体都可以通信时代即将来临，世界上所有的物体都可以通过互联网进行数据交换。通过互联网进行数据交换。4.1.2 物联网的定义物联网的定义 1）物联网（）物联网（The Internet of Things，IoT）的定义有多种，）的定义有多种，普遍认可的一种是：通过射频识别（普遍认可的一种是：通过射频识别（RFID）、红外感应）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联
3、网连定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、接，进行通信和信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。跟踪、监控和管理的一种网络。4.1.2 物联网的定义物联网的定义 2）对）对“The Internet of Things”可理解为可理解为“物物相连的互物物相连的互联网联网”，但互联网原义指计算机网络，所以，但互联网原义指计算机网络，所以“物联网物联网”有有两层含义：第一，物联网的基础和支撑仍是功能强大的计两层含义：第一，物联网的基础和支撑仍是功能强大的计算机系统，它是以计算机网络为核心进行延伸和扩展而成算机系统，它是
4、以计算机网络为核心进行延伸和扩展而成的网络；第二，其用户端已延伸和扩展到了众多物品与物的网络；第二，其用户端已延伸和扩展到了众多物品与物品之间，进行数据交换和通信。品之间，进行数据交换和通信。4.1.2 物联网的定义物联网的定义 3）英文百科）英文百科Wikipedia的定义较简单：的定义较简单：The Internet of Things refers to a network of objects，such as household appliances，物联网即，物联网即“像家用电器一样的物体的互联网络像家用电器一样的物体的互联网络”。同时。同时在不同场合中有不同的表述方式，如在不同场合
5、中有不同的表述方式，如M2M（Machine to Machine）、传感网（）、传感网（Sensor Networks）、普适计算（）、普适计算（Pervasive Computing）、泛在计算（）、泛在计算（Ubiquitous computing）、环境感知智能）、环境感知智能 （Ambient Intelligence）等，都从不）等，都从不同侧面各自反映了物联网的一些特征。同侧面各自反映了物联网的一些特征。电子商务研究中心84.2 物联网电子商务技术架构物联网电子商务技术架构4.2.1 传感器技术传感器技术4.2.2 无线网络无线网络4.2.3 无线传感器网络无线传感器网络4.2.
6、4 无线接入技术无线接入技术4.2.5 自动识别技术自动识别技术4.2 物联网电子商务技术构架物联网电子商务技术构架智能商业智能商业智能物流智能物流智能交通智能交通精准农业精准农业智能家居智能家居军事航天军事航天无线通信无线通信网网云计算平云计算平台台互联网互联网物联网管物联网管理中心理中心3G网络网络4G网络网络传感器传感器射频识别射频识别扫描设备扫描设备视频监控视频监控卫星定位卫星定位手机与移手机与移动设备动设备图图4-1 物联网电子商务技术构架物联网电子商务技术构架4.2 物联网电子商务技术构架物联网电子商务技术构架 感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化感知层由各种传感器以及
7、传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码扫描设碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码扫描设备、备、RFID标签和读写器、视频监控摄像头、标签和读写器、视频监控摄像头、GPS、手机与移、手机与移动设备等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和动设备等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。源，其主要功能是识别物体，采集信息。 网络层由互联网、无线通信网、物联网络管理系统和云网络层由互联网、无线通信网、物联网络管理系统和云计
8、算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。4.2.1 传感器技术传感器技术1）传感器的定义）传感器的定义 传感器的英文是传感器的英文是“Sensor”，意为感觉或知觉等。国际，意为感觉或知觉等。国际电工委员会（电工委员会（IEC）定义为：）定义为：“传感器是测量系统中的一种传感器是测量系统中的一种前置部件
9、，它将输入变量转换成可供测量的信号前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”，即其，即其是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置。它的前端由敏感元器件（感知元件）和转换信号的装置。它的前端由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。信号，本身就构成传感器。2）传感器的应用）传感器的应用 各种传感器用来监视和控制生产过程中的各种参数，使设各种传感器用来监视和控制生产过程中的各种参数，使设备工作在最佳或正常状态，并使产
10、品达到质量要求。在家用备工作在最佳或正常状态，并使产品达到质量要求。在家用电器领域，如全自动洗衣机、电饭煲、冰箱和微波炉等都离电器领域，如全自动洗衣机、电饭煲、冰箱和微波炉等都离不开传感器。在医疗卫生领域，电子脉博仪、体温计、医用不开传感器。在医疗卫生领域，电子脉博仪、体温计、医用呼吸机、超声波诊断仪、断层扫描（呼吸机、超声波诊断仪、断层扫描（CT）及核磁共振诊断设）及核磁共振诊断设备等，都大量地使用了各种各样的传感技术。在军事国防领备等，都大量地使用了各种各样的传感技术。在军事国防领域，各种侦测设备，红外夜视探测，雷达跟踪、武器精确制域，各种侦测设备，红外夜视探测，雷达跟踪、武器精确制导等，
11、没有传感器是难以实现的。在航空航天领域，空中管导等，没有传感器是难以实现的。在航空航天领域，空中管制、导航、飞机的飞行管理和自动驾驶着陆系统等，都需要制、导航、飞机的飞行管理和自动驾驶着陆系统等，都需要大量的传感器。大量的传感器。4.2.2 无线网络无线网络 无线网络是物联网的基础，包括远距离无线连接的语音无线网络是物联网的基础，包括远距离无线连接的语音和数据网络，近距离无线连接的红外线及射频技术等。通和数据网络，近距离无线连接的红外线及射频技术等。通常用于各种设备如便携式计算机、台式计算机、手持终端常用于各种设备如便携式计算机、台式计算机、手持终端、个人数字助理（、个人数字助理（PDA）、移
12、动电话、笔式计算机，以及）、移动电话、笔式计算机，以及大量带有无线传感器的装置等的接入。大量带有无线传感器的装置等的接入。1）无线网络分类）无线网络分类无线个人网（WPAN）无线局域网（WLAN）无线城域网（WMAN）无线广域网（WWAN）1）无线网络分类）无线网络分类（1）无线广域网（）无线广域网（WWAN），用户可通过公用或专用网络建立无），用户可通过公用或专用网络建立无线网络连接，以覆盖广大的地理区域，例如若干城市或国家和线网络连接，以覆盖广大的地理区域，例如若干城市或国家和地区。地区。（2）无线城域网（）无线城域网（WMAN），它可在城区的多个场所之间创建无），它可在城区的多个场所之间
13、创建无线连接（如一个城市或大学校园的多个办公楼之间），使用无线连接（如一个城市或大学校园的多个办公楼之间），使用无线电波或红外光波传送数据，为用户提供高速互联网接入的宽线电波或红外光波传送数据，为用户提供高速互联网接入的宽带无线接入服务。带无线接入服务。（3）无线局域网（）无线局域网（WLAN），可为用户创建本地无线连接。可用），可为用户创建本地无线连接。可用于临时办公室或其他流动场所，使用户能在不同时间、不同场于临时办公室或其他流动场所，使用户能在不同时间、不同场所、或同一办公楼的不同地方工作。所、或同一办公楼的不同地方工作。（4）无线个人网（）无线个人网（WPAN），它使用户能为个人操作空
14、间），它使用户能为个人操作空间 （POS）设备（如）设备（如 PDA、移动电话和笔记本电脑等）创建临时无线、移动电话和笔记本电脑等）创建临时无线通讯。通讯。POS指以个人为中心，最大距离为指以个人为中心，最大距离为10米的一个空间范围。米的一个空间范围。目前两个主要技术是蓝牙和红外线。目前两个主要技术是蓝牙和红外线。2）无线网络的特点）无线网络的特点特点安装便捷使用灵活经济节约易于扩展更好的安全性4.2.3 无线传感器网络无线传感器网络 无线传感器网络（无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是信息科学领域中一个全新的发展方向，从某种意义上是信息科学领域中一个
15、全新的发展方向，从某种意义上说，物联网就是无线传感器网络。说，物联网就是无线传感器网络。1）无线传感器网络概述）无线传感器网络概述 无线传感器网络经历了无线传感器网络经历了3个阶段：个阶段：职能传感器无线职能传感器无线传感器网络商场购物环境监测自动通关结算商品导购智能营销远程购物客户关系管理无线传感器网络在电子商务应用主要集中在：无线传感器网络在电子商务应用主要集中在：2）无线传感器网络在电子商务的应用）无线传感器网络在电子商务的应用4.2.4 无线接入技术无线接入技术1）无线接入标准）无线接入标准无线接入标准无线接入标准W-CDMACDMA2000TD-SCDMAWiMAX2）Wi-Fi W
16、i-Fi是一种将个人电脑、各种手持设备等以无线方式是一种将个人电脑、各种手持设备等以无线方式互连的技术，通过无线路由器，实现覆盖范围内的设备互连的技术，通过无线路由器，实现覆盖范围内的设备联网。当无线路由器连接了上网线路时，则被称为联网。当无线路由器连接了上网线路时，则被称为“热热点点”。热点可短程传输无线信号（通常为。热点可短程传输无线信号（通常为100m），当支），当支持持Wi-Fi 的上述设备遇到热点时，就可无线连网。的上述设备遇到热点时，就可无线连网。 Wi-Fi特点：特点：Wi-Fi特点使用方便覆盖范围广传输速度快3）近距离无线通讯技术（）近距离无线通讯技术（NFC） NFC即即Ne
17、ar Field Communication，一种近距离或近域非，一种近距离或近域非接触式识别和互联通信技术，可在移动设备、电子产品、接触式识别和互联通信技术，可在移动设备、电子产品、PC和智能控件间进行近距离无线通信，可让消费者简单直和智能控件间进行近距离无线通信，可让消费者简单直观地交换信息、访问内容与开展电子商务。它可将非接触观地交换信息、访问内容与开展电子商务。它可将非接触读卡器、非接触卡和点对点通信器件整合进一块芯片，为读卡器、非接触卡和点对点通信器件整合进一块芯片，为人们的生产、生活与商务提供了众多的开放接口与应用。人们的生产、生活与商务提供了众多的开放接口与应用。4）蓝牙技术）蓝
18、牙技术 蓝牙（蓝牙（Bluetooth）是一种支持设备间短距离无线通信）是一种支持设备间短距离无线通信技术，能在移动电话、技术，能在移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。它能有效简化关外设等众多设备之间进行无线信息交换。它能有效简化移动设备之间的通信，也能简化设备与互联网之间的通信移动设备之间的通信，也能简化设备与互联网之间的通信。4）蓝牙技术）蓝牙技术 全球可用 设备多样 易于使用 规格通用技术优势4）蓝牙技术）蓝牙技术应用场所居家工作途中娱乐消费5） 紫蜂紫蜂 紫蜂又称紫蜂又称“Zigbee”，是一种近距离、低复杂度、低功
19、，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术，适于自动和远耗、低数据速率、低成本的无线通信技术，适于自动和远程控制领域，可嵌入各种设备。由于低数据传输率，低工程控制领域，可嵌入各种设备。由于低数据传输率，低工作频段和低容量单元，且紫蜂模块在未使用时能休眠以降作频段和低容量单元，且紫蜂模块在未使用时能休眠以降低功耗，故紫蜂系统可包括巨大数量的节点。低功耗，故紫蜂系统可包括巨大数量的节点。 工业自动化对无线数据通信的需求越来越强烈，且对工业自动化对无线数据通信的需求越来越强烈，且对无线数据传输的可靠性要求高，能抵抗工业现场的各种无线数据传输的可靠性要求高，能抵抗工业现场的各种
20、电磁干扰。因此，经过长期努力，紫蜂协议在电磁干扰。因此，经过长期努力，紫蜂协议在2003年正年正式问世。式问世。5） 紫蜂紫蜂（1） 紫蜂读写设备紫蜂读写设备 紫蜂读写器是短距离、多点、多跳的无线通讯产品，紫蜂读写器是短距离、多点、多跳的无线通讯产品，能简单、快速地实现无线通讯。产品有效识别距离可达能简单、快速地实现无线通讯。产品有效识别距离可达1500m，最高识别速度可达，最高识别速度可达200公里公里/小时，可同时识别小时，可同时识别200张标签，具有性能稳定、工作可靠、信号传输能力张标签，具有性能稳定、工作可靠、信号传输能力强，使用寿命长等优势。该设备已广泛应用于门禁、考强，使用寿命长等
21、优势。该设备已广泛应用于门禁、考勤、会议签到，以及高速公路、加油站、停车场、公交勤、会议签到，以及高速公路、加油站、停车场、公交车等收费系统等。主要优势是防水、防雷、防冲击，满车等收费系统等。主要优势是防水、防雷、防冲击，满足工业环境要求。足工业环境要求。（2）紫蜂架构）紫蜂架构 紫蜂是一种高可靠的无线数据传输网络，类似于紫蜂是一种高可靠的无线数据传输网络，类似于CDMA和和GSM网络。紫蜂模块类似于移动网络基站。通讯距离从标网络。紫蜂模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。到几百米、几公里，并且支持无限扩展。 每个紫蜂网络节点不仅本身可以作为监控
22、对象，例如其每个紫蜂网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。每一个紫蜂网络节点转别的网络节点传过来的数据资料。每一个紫蜂网络节点还可在其信号覆盖范围内，和多个不承担中转任务的孤立还可在其信号覆盖范围内，和多个不承担中转任务的孤立子节点无线连接。子节点无线连接。（3）紫蜂的自组织网络通信方式）紫蜂的自组织网络通信方式 可组建自组织网络是其特点之一。自组织网络是移动通可组建自组织网络是其特点之一。自组织网络是移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种信和
23、计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。例如：当一，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。例如：当一队伞兵空降时，每人持有一个紫蜂网络模块终端，只要他队伞兵空降时，每人持有一个紫蜂网络模块终端，只要他们彼此在相应的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就们彼此在相应的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可形成一个互联互通的紫蜂网络。人员移动中，彼此间的可形成一个互联互通的紫蜂网络。人员移动中，彼此间的联络会发生变化，模块通过重新寻找对象，动态确定联络联络会发生变化，模块通过重新寻找对象，动态确定联络，不断进行刷新并保持该网的通信。，不断进行刷新并保持该
24、网的通信。（4）紫蜂的应用前景）紫蜂的应用前景 紫蜂有广阔的应用前景。紫蜂联盟预言在未来的紫蜂有广阔的应用前景。紫蜂联盟预言在未来的45年年，每个家庭将拥有，每个家庭将拥有50 150 个紫蜂器件。除非用于如家个紫蜂器件。除非用于如家庭智能楼宇网络，各种现场控制，个人保健看护服务等庭智能楼宇网络，各种现场控制，个人保健看护服务等外，电子商务中各种智能通信，智慧型标签等均无尽的外，电子商务中各种智能通信，智慧型标签等均无尽的发展空间。发展空间。6）UWB应用发展方向 室内通信室内通信 高速无线高速无线LAN 家庭网络家庭网络 无绳电话无绳电话 安全检测安全检测 位置测定位置测定 雷达测距与定位雷
25、达测距与定位具体应用 通信领域通信领域 动态定位动态定位 车辆防撞车辆防撞 交通测距交通测距 透视透视 家电设备及便携设备之间的无线家电设备及便携设备之间的无线通信通信 UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能在在10米左右的范围内实现数百米左右的范围内实现数百Mbits至数至数Gbits的数据传输速率的数据传输速率。它具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、。它具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗
26、电能小、发送功率小、保密性好，穿透力较高等诸多优势，能在室内提供发送功率小、保密性好，穿透力较高等诸多优势，能在室内提供与有线相媲美的性能。与有线相媲美的性能。6）UWB实例如下：实例如下：（1）交通信息服务系统。包括路况监测、实现预警、建筑物）交通信息服务系统。包括路况监测、实现预警、建筑物信息、天气预报和行驶建议，还可用作紧急援助事件的通信息、天气预报和行驶建议，还可用作紧急援助事件的通信。信。（2）家庭数字娱乐中心。目前，家庭电子消费产品如）家庭数字娱乐中心。目前，家庭电子消费产品如PC、DVD、DVR、数码相机、数码摄像机、数码相机、数码摄像机、HDTV、PDA、数字、数字机顶盒、机顶
27、盒、MD、MP3、智能家电等层出不穷。家庭数字娱乐、智能家电等层出不穷。家庭数字娱乐中心的概念是：将住宅中所有的上述娱乐设备、智能家电中心的概念是：将住宅中所有的上述娱乐设备、智能家电和互联网等都连接一起，人们可在家中任何地方仅用一种和互联网等都连接一起，人们可在家中任何地方仅用一种操控器就能使用它们。但如何把这些相互独立的信息产品操控器就能使用它们。但如何把这些相互独立的信息产品结合起来，是建立家庭数字娱乐中心的关键问题，而结合起来，是建立家庭数字娱乐中心的关键问题，而UWB的技术特点无疑提供了一种很好的选择。的技术特点无疑提供了一种很好的选择。4.2.5 自动识别技术自动识别技术 自动识别
28、技术是应用一定的识别装置，自动获取被识自动识别技术是应用一定的识别装置，自动获取被识别物品的相关信息，供给后台系统来完成相应处理与控别物品的相关信息，供给后台系统来完成相应处理与控制的一种技术。该技术近几十年在全球迅猛发展，形成制的一种技术。该技术近几十年在全球迅猛发展，形成了一个包括条形码技术、磁条磁卡技术、了一个包括条形码技术、磁条磁卡技术、IC卡技术、光学卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。科。4.2.5 自动识别技术
29、自动识别技术 如商场的条形码扫描系统就是一种典型的自动识别技如商场的条形码扫描系统就是一种典型的自动识别技术。售货员通过术。售货员通过POS系统扫描仪扫描商品条形码，就可获系统扫描仪扫描商品条形码，就可获取商品名称、价格、打折信息；输入数量，后台即可计取商品名称、价格、打折信息；输入数量，后台即可计算出该批商品的价格。当顾客使用银行卡时，刷卡支付算出该批商品的价格。当顾客使用银行卡时，刷卡支付过程也以自动识别技术为前提。自动识别技术是计算机过程也以自动识别技术为前提。自动识别技术是计算机、通信和自动化技术相结合的综合技术，它在电子商务、通信和自动化技术相结合的综合技术，它在电子商务、自动交易领
30、域发挥核心作用。、自动交易领域发挥核心作用。 4.2.5 自动识别技术自动识别技术 自动识别管理信息系统包括自动识别系统（自动识别管理信息系统包括自动识别系统（Auto Identification System，简称，简称 AIDS），应用程序接口），应用程序接口 （ Application Interface, 简称简称API）或中间件）或中间件（Middleware）和应用系统软件。自动识别系统完成系统的）和应用系统软件。自动识别系统完成系统的采集和存储工作，应用系统软件对自动识别系统所采集的采集和存储工作，应用系统软件对自动识别系统所采集的数据进行应用处理，而应用程序接口软件则提供自动
31、识别数据进行应用处理，而应用程序接口软件则提供自动识别系统和应用系统软件之间的通讯接口包括数据格式，将自系统和应用系统软件之间的通讯接口包括数据格式，将自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别和利用的信息并进行数据传递。和利用的信息并进行数据传递。图图4-2自动识别系统模型图自动识别系统模型图1） 无线射频识别技术无线射频识别技术（1）无线射频识别技术的基本概念）无线射频识别技术的基本概念 无线射频识别技术无线射频识别技术 （Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，其基本
32、原理是利用射）是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。特性，实现对被识别物体的自动识别。（1）无线射频识别技术的基本概念）无线射频识别技术的基本概念 RFID单元包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是其数单元包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是其数据载体，由天线和芯片组成。依据供电方式不同，可分为据载体，由天线和芯片组成。依据供电方式不同，可分为有源电子标签（有源电子标签（Active tag）、无源电子标签）、无源电子标签 （Passive tag）
33、和半无源电子标签（）和半无源电子标签（Semi-passive tag）。有源电子标签）。有源电子标签有内装电池，无源电子标签没有内装电池，半无源电子标有内装电池，无源电子标签没有内装电池，半无源电子标签部分依靠电池工作；依据封装形式的不同可分为信用卡签部分依靠电池工作；依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。无线射频识别阅读器（读写器）通殊用途的异形标签等。无线射频识别阅读器（读写器）通过天线与无线射频识别电子标签进行无线通信，实现对标过天线与无线射频识别电子标签进行无线通信，实现对
34、标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有发送器和接收器模块、控制单元及阅读器天线。含有发送器和接收器模块、控制单元及阅读器天线。（2）无线射频识别技术的基本原理）无线射频识别技术的基本原理 无线射频识别技术应用系统包括可编程电子标签、读写无线射频识别技术应用系统包括可编程电子标签、读写器以及处理数据的远端计算机三个部分。电子标签也就是器以及处理数据的远端计算机三个部分。电子标签也就是射频卡，具有智能读写及加密通信的能力。读写器由无线射频卡，具有智能读写及加密通信的能力。读写器由无线收发模块、控制模块和接口电路组成，通过调制的收发
35、模块、控制模块和接口电路组成，通过调制的RF通道通道向标签发出请求信号，标签回答识别信息，读写器把信号向标签发出请求信号，标签回答识别信息，读写器把信号送到计算机或其他数据处理设备中。送到计算机或其他数据处理设备中。 （2）无线射频识别技术的基本原理）无线射频识别技术的基本原理 在应用中，电子标签附在待识别物体表面，其中保存有在应用中，电子标签附在待识别物体表面，其中保存有约定格式的电子数据。读写器通过天线发送出一定频率的约定格式的电子数据。读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流，同时利用此射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流，同时利用此能量发送出自身编码等信息
36、，读写器读取信息并解码后传能量发送出自身编码等信息，读写器读取信息并解码后传送至主机并进行相关处理，达到自动识别物体或驱动作业送至主机并进行相关处理，达到自动识别物体或驱动作业的目的。的目的。 图中周边跑道状物为天线，上部小圆状物体为集成电路图中周边跑道状物为天线，上部小圆状物体为集成电路芯片，相当于一个具有无线收发功能加存储功能的单片系芯片，相当于一个具有无线收发功能加存储功能的单片系统，通过连线将其与天线联结起来。统，通过连线将其与天线联结起来。图图4-3 电子标签示例电子标签示例（2）无线射频识别技术的基本原理）无线射频识别技术的基本原理 阅读器又称为读出装置、扫描器、通讯器、读写器。电
37、阅读器又称为读出装置、扫描器、通讯器、读写器。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的无接触子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的无接触耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。数据的交换。图图4-4 射频识别系统的构成示意图射频识别系统的构成示意图（2）无线射频识别技术的基本原理）无线射频识别技术的基本原理 阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。电阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。电感耦合为变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，感耦合为变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据电
38、磁感应收取信号；电磁反向散射耦合为雷达模型，依据电磁感应收取信号；电磁反向散射耦合为雷达模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息。电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频息。电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波识别系统。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。识别作用距离大于工作的远距离射频识别系统。识别作用距离大于1m，典型，典型作用距离为作用距离为3l0m。2）条形码技术）条形码技术 条形码由一组规则排列的条和空、相应的数字组成，条
39、形码由一组规则排列的条和空、相应的数字组成， “条条”指光线反射率较低的部分，指光线反射率较低的部分，“空空”指光线反射率指光线反射率较高的部分，这种用条、空组成的数据编码可以供机器较高的部分，这种用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和空可有各种不同的组合方法，构成不同的图形符号，如空可有各种不同的组合方法，构成不同的图形符号，如一维与二维图型即各种符号体系，也称码制，适用于不一维与二维图型即各种符号体系，也称码制，适用于不同的应用场合。该自动识别技术，具有输入速度快、准同的应用场合。该自动识别技术，具有
40、输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。技术中占有重要的地位。（1）一维条形码识别系统及原理）一维条形码识别系统及原理 条形码简称条码，是由一组黑白相间、粗细不同的条状条形码简称条码，是由一组黑白相间、粗细不同的条状符号组成，条码隐含着数字信息、字母信息、标志信息、符号组成，条码隐含着数字信息、字母信息、标志信息、符号信息，主要用以表示商品的名称、产地、价格、种类符号信息，主要用以表示商品的名称、产地、价格、种类等，是全世界通用的商品代码的表示方法。等，是全世界通用的商品代码的表示方法。（1）一维条形码
41、识别系统及原理）一维条形码识别系统及原理 一维条码的条纹由一组宽度不同，反射率不同的黑色的一维条码的条纹由一组宽度不同，反射率不同的黑色的条和白色的空按规定的编码规则组合起来的。为能读出条条和白色的空按规定的编码规则组合起来的。为能读出条形码所代表的信息，需要条形码识别系统，它由条形码扫形码所代表的信息，需要条形码识别系统，它由条形码扫描器（阅读器）、放大整形电路、译码接口电路和计算机描器（阅读器）、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成。它们能使扫描光线产生不同的反射接受系统等部分组成。它们能使扫描光线产生不同的反射接受效果，在光电转换设备上转换成不同的电脉冲，形成可以效果，在光电
42、转换设备上转换成不同的电脉冲，形成可以传输的电子信息。由于光的运动速度极快，所以，可以采传输的电子信息。由于光的运动速度极快，所以，可以采用各种光电扫描设备，如光笔扫描器、台式扫描器、手持用各种光电扫描设备，如光笔扫描器、台式扫描器、手持式扫描器、固定式光电及激光快速扫描器等，准确无误地式扫描器、固定式光电及激光快速扫描器等，准确无误地对运动中的条码予以识别。对运动中的条码予以识别。（1）一维条形码识别系统及原理）一维条形码识别系统及原理 目前国际上通用的和公认的物流条码码制主要是目前国际上通用的和公认的物流条码码制主要是UPC条形码条形码和和EAN条形码。条形码。UPC条形码是由美国统一代码
43、委员会制定的一条形码是由美国统一代码委员会制定的一种条形码，种条形码，EAN13条形码是由欧洲编码委员会编制的。我国条形码是由欧洲编码委员会编制的。我国制定的通用商品条形码结构与制定的通用商品条形码结构与EAN13条形码结构相同。它是条形码结构相同。它是由由13位数字及相应的条码符号组成：前缀码，由三位数字组成位数字及相应的条码符号组成：前缀码，由三位数字组成，是国家的代码，我国为，是国家的代码，我国为690，是国际物品编码会统一决定的，是国际物品编码会统一决定的；制造商代码，由四位数字组成，我国物品编码中心统一分配；制造商代码，由四位数字组成，我国物品编码中心统一分配并统一注册，一个制造商一
44、个码；商品代码，由五位数字组成并统一注册，一个制造商一个码；商品代码，由五位数字组成，表示每个制造商的商品，由制造商决定，可以标识，表示每个制造商的商品，由制造商决定，可以标识10万种商万种商品；校验码，由一位数字组成，用以校验前面各码的正误。品；校验码，由一位数字组成，用以校验前面各码的正误。图图4-5 标准版商品一维条码标准版商品一维条码 （EAN13条码）条码）（2）二维条形码）二维条形码 由于一维条形码的信息量小，如商品条形码仅有由于一维条形码的信息量小，如商品条形码仅有13位数位数字，仅能作检索标识，详细信息只能依赖后台数据库，因字，仅能作检索标识，详细信息只能依赖后台数据库，因而一
45、维条形码的应用受到了相当的限制。而一维条形码的应用受到了相当的限制。 一维条形码在一个方向表达信息，另一方向则不表达信一维条形码在一个方向表达信息，另一方向则不表达信息；如水平和垂直方向皆能存储信息，就称为二维条形码息；如水平和垂直方向皆能存储信息，就称为二维条形码（2-dimensional bar code），简称二维码。二维条形码利），简称二维码。二维条形码利用特定的几何图形按一定的码制以平面的黑白相间的图形用特定的几何图形按一定的码制以平面的黑白相间的图形记录数据，在代码编制上巧妙地利用记录数据，在代码编制上巧妙地利用“0”、“1”比特流比特流，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示
46、文字数值，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。信息自动处理。（2）二维条形码）二维条形码 二维码能在横向和纵向两个方位同时表达信息，故能在二维码能在横向和纵向两个方位同时表达信息，故能在很小面积内表达大量的信息。如果说一维条形码是商品的很小面积内表达大量的信息。如果说一维条形码是商品的身份证，二维条形码则是商品便携的数据库。二维条形码身份证，二维条形码则是商品便携的数据库。二维条形码具有高密度、大容量、安全性强的特点。它可不依赖数据具有高密度、大容量、安全性强的特点。它
47、可不依赖数据库的存在，而实现对各种信息的采集和识别。库的存在，而实现对各种信息的采集和识别。（2）二维条形码）二维条形码二维条形码的码制二维条形码的码制图图4-6 PDF 417码示例码示例 这是一种堆叠式二维码标准，这是一种堆叠式二维码标准，全称为全称为Portable Data File，意为意为“便携数据文件便携数据文件”，在，在美国得到广泛应用，其示例美国得到广泛应用，其示例如图如图4-56所示。所示。（2）二维条形码）二维条形码二维条形码的码制二维条形码的码制 图图4-7 QR码示例码示例QR全称为全称为Quick Response code，意为快速响应。它是目，意为快速响应。它是
48、目前日本主流的二维码技术标准，前日本主流的二维码技术标准，除可表示日语中假名和除可表示日语中假名和ASCII码码字符集外，还可高效地表示汉字。字符集外，还可高效地表示汉字。由于发明企业放弃其专利权而供由于发明企业放弃其专利权而供任何人或机构任意使用，故现已任何人或机构任意使用，故现已成为目前全球使用面最广的一种成为目前全球使用面最广的一种二维码。二维码。（2）二维条形码）二维条形码二维条形码的码制二维条形码的码制图图4-8 DM码示例码示例DM码全称为码全称为Data Matrix即即数据矩阵之意。数据矩阵之意。DM采用了复采用了复杂的纠错码技术，使得该编杂的纠错码技术，使得该编码具有超强的抗
49、污染能力，码具有超强的抗污染能力，在韩国得到广泛应用，其示在韩国得到广泛应用，其示例如图例如图4-8。（2）二维条形码）二维条形码二维条形码的码制二维条形码的码制图图4-9 GM 网格矩阵码示例网格矩阵码示例GM和和CM均由原中国信息产业部于均由原中国信息产业部于作为行业推荐标准发布。作为行业推荐标准发布。GM码：码：GM码为网格矩阵码（码为网格矩阵码（Grid Matrix Code）,是一种正方形二维是一种正方形二维码，该码制的码图由正方形宏模块码，该码制的码图由正方形宏模块组成，每个宏模块由组成，每个宏模块由6乘乘6个正方形个正方形单元模块组成。网格码可以编码存单元模块组成。网格码可以编
50、码存储一定量的数据并提供储一定量的数据并提供5个用户可选个用户可选的纠错等级，其示例如图的纠错等级，其示例如图4-9所示。所示。（2）二维条形码）二维条形码二维条形码的码制二维条形码的码制图图4-10 CM 紧密矩阵码示例紧密矩阵码示例CM码为紧密矩阵（码为紧密矩阵（Compact Matrix）码。通过分析齿孔定）码。通过分析齿孔定位信息和分段信息可快速完成位信息和分段信息可快速完成二维条形码图像的识别和处理，二维条形码图像的识别和处理，示例如图示例如图4-10。（2）二维条形码）二维条形码 国内主流二维码应用概况国内主流二维码应用概况 目前国内主流的二维码以目前国内主流的二维码以QR码为主
