《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》教學PPT課件,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),聯(lián)網(wǎng),技術(shù),教學,PPT,課件 導(dǎo)讀理解自動識別的概念，了解條碼識別技術(shù)、生物特征識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)和光字符識別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢；掌握自動識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用；掌握條碼的編碼規(guī)則和種類；掌握一維條碼的優(yōu)缺點；掌握二維條碼的優(yōu)點；了解條碼自動識別技術(shù)的應(yīng)用；掌握幾個常見的生物特征識別技術(shù)，圖像識別技術(shù)的原理和應(yīng)用，光字符識別技術(shù)的過程和應(yīng)用，介紹自動識別技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系。14.1 自動識別技術(shù)概述自動識別技術(shù)是對信息數(shù)據(jù)進行自動采取和傳輸?shù)闹匾椒ê褪侄?，它是以計算機和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性科學技術(shù)。自動識別技術(shù)的發(fā)展和完善，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支撐。2自動識別技術(shù)的產(chǎn)生自動識別是將信息編碼進行定義、代碼化，并裝載于相關(guān)的載體中，借助特殊的設(shè)備，實現(xiàn)定義信息的自動識別、采集，并輸入信息處理系統(tǒng)的識別。隨著計算機、信息及通信技術(shù)的發(fā)展，信息的處理能力、存儲能力和傳輸通信能力日益強大，全面、有效的信息采集和輸入幾乎成為所有信息系統(tǒng)的關(guān)鍵。3自動識別技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展中的作用1.自動識別技術(shù)是國民經(jīng)濟信息化的重要基礎(chǔ)和技術(shù)支撐2.自動識別技術(shù)已成為我國信息產(chǎn)業(yè)的有機組成部分3.自動識別技術(shù)可提升企業(yè)供應(yīng)鏈的整體效率4自動識別技術(shù)的發(fā)展趨勢1.多種識別技術(shù)的集成化應(yīng)用2.與無線通信相結(jié)合是未來自動識別產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢3.自動識別技術(shù)將越來越多地應(yīng)用于控制，智能化水平提高4.自動識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)拓寬，并向縱深發(fā)展5.新的自動識別技術(shù)標準不斷涌現(xiàn)，標準體系日趨完善54.2 幾種典型的自動識別技術(shù)自動識別技術(shù)的任務(wù)和目的是提供關(guān)于個人、動物、貨物的信息。通常，自動識別技術(shù)主要包括條碼自動識別技術(shù)、生物特征識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)、光字符識別技術(shù)和射頻識別技術(shù)等，其分類如圖4-2所示。6自動識別技術(shù)分類7條碼自動識別技術(shù)條碼（也稱條形碼）識別技術(shù)主要研究如何將信息用條碼表示，以及如何將條碼所表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)據(jù)。條碼（Bar Code）是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的標記，“條”指對光線反射率較低的部分，“空”指對光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達一定的信息。8條碼自動識別技術(shù)條碼（也稱條形碼）識別技術(shù)主要研究如何將信息用條碼表示，以及如何將條碼所表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計算機可識別的數(shù)據(jù)。條碼（Bar Code）是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的標記，“條”指對光線反射率較低的部分，“空”指對光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達一定的信息。9條碼的編碼規(guī)則1.唯一性2.永久性3.無含義10條碼的種類條碼按照不同的分類方法、不同的編碼規(guī)則可以分成許多種，現(xiàn)在已知的世界上正在使用的條碼就有大概250多種。條碼可分為一維條碼和二維條碼。一維條碼按照應(yīng)用可分為商品條碼和物流條碼。二維條碼可分為線性堆疊式二維條碼和矩陣式二維條碼。11一維條碼A.EAN條碼EAN條碼是國際物品編碼協(xié)會（International Article Numbering Association）在全球推廣應(yīng)用的商品條碼，是定長的純數(shù)字型條碼，它表示的字符集為數(shù)字0-9。EAN-13碼EAN-8碼12 EAN-13碼符號結(jié)構(gòu)13一維條碼一個EAN-13條碼被劃分成了4個區(qū)域：數(shù)制廠商碼商品碼校驗碼P10514一維條碼B.UPC條碼UPC碼是美國統(tǒng)一代碼委員會UCC制定的商品條碼，它是世界上最早出現(xiàn)并投入應(yīng)用的商品條碼，在北美地區(qū)得以廣泛應(yīng)用。UPC碼在技術(shù)上與EAN碼完全一致，它的編碼方法也是模塊組合法，也是定長、純數(shù)字型條碼。UPC-A碼UPC-E碼15一維條碼C.25條碼25條碼是根據(jù)寬度調(diào)節(jié)法進行編碼，并且只有條表示信息的非連續(xù)型條碼。每一個條碼字符由規(guī)則的5個條組成，其中有兩個寬單元，三個窄單元，故稱為“25條碼”。它的字符集為數(shù)字字符0-9。16一維條碼D.交叉25條碼人們在25條碼的啟迪下，將條表示信息，擴展到用空也表示信息，就產(chǎn)生了交叉25條碼。這種識讀率高，可適用于固定掃描器可靠掃描，在所有一維條碼中的密度最高。17一維條碼的優(yōu)點輸入速度快可靠性高信息采集量大使用靈活制作簡單P10718一維條碼的缺點數(shù)據(jù)容量較小存儲數(shù)據(jù)類型比較單一空間利用率低安全性能低，使用壽命短19二維條碼線性堆疊式二維碼它是在一維條碼編碼原理的基礎(chǔ)上，將多個一維碼在縱向堆疊而產(chǎn)生的。典型的編碼方法如Code 16k、Code 49、PDF417等。其中，PDF417是便攜式數(shù)據(jù)文件（Portable Data File）的英文縮寫，它由多行組成，具有連續(xù)性、可變長、包含大量數(shù)據(jù)的符號標識。20二維條碼矩陣式二維碼它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼，典型的編碼方法如Aetec、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。Aetec是由美國韋林公司推出的，最多可容納3832個數(shù)字，或3067個字母字符。21二維條碼的優(yōu)勢數(shù)據(jù)容量更大數(shù)據(jù)類型增加，超越了字母和數(shù)字的限制空間利用率高具有抗損毀能力22RFID射頻識別（Radio Frequency Identification，縮寫RFID）技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，RFID技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。射頻就是射頻電流，是一種高頻交流變化電磁波的簡稱，根據(jù)交流變化電磁波每秒變化的交流電次數(shù)的不同可以分為低頻電流和高頻電流兩種。23RFID從信息傳遞的基本原理來說，RFID技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型（初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞），在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。24RFID技術(shù)特點RFID技術(shù)是一種易于操控、簡單實用且特別適用于自動化控制的靈活性的應(yīng)用技術(shù)，識別工作無需人干預(yù)，可自由工作在各種惡劣環(huán)境下，識別距離可達到幾十米。其所具備的獨特優(yōu)越性是其他識別技術(shù)無法比擬的。25RFID技術(shù)特點26RFID技術(shù)特點1）讀取方便快捷2）識別速度快、可多目標識別3）標簽數(shù)據(jù)可以動態(tài)更改4）動態(tài)實時通信5）抗惡劣環(huán)境能力強6）更好的安全性7）使用壽命長、應(yīng)用范圍廣27RFID技術(shù)分類1）按RFID標簽調(diào)制方式的不同分類 根據(jù)RFID標簽調(diào)制方式的不同可以分為主動式和被動式兩種。2）按RFID標簽工作頻率的不同分類 根據(jù)RFID標簽工作頻率的不同可以分為低頻（30 kHz500 kHz）、高頻（主要是13.56 MHz）、超高頻（433/869/915 MHz）、微波（2.45/5.8 GHz）系統(tǒng)。28RFID技術(shù)分類3）按RFID標簽有無電池分類 根據(jù)RFID標簽的有無電池又可分為有源的和無源的。4）按RFID標簽讀寫能力的不同分類 根據(jù)RFID標簽的讀寫能力不同可分為可讀寫卡（RW）、一次寫入多次讀出卡（WORM）和只讀卡（RO）。5）根據(jù)電子標簽內(nèi)保存的信息輸入的方式分類 根據(jù)電子標簽內(nèi)保存的信息輸入的方式，分為集成電路固化式、現(xiàn)場無線改寫式和現(xiàn)場有線改寫式。29RFID產(chǎn)品分類RFID技術(shù)中所衍生的產(chǎn)品大概有三大類：無源RFID產(chǎn)品、有源RFID產(chǎn)品、半有源RFID產(chǎn)品。無源RFID產(chǎn)品產(chǎn)品的主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ，超高頻915MHZ。有源RFID產(chǎn)品主要工作頻率有超高頻433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GMHZ。30RFID產(chǎn)品分類半有源RFID產(chǎn)品，結(jié)合有源RFID產(chǎn)品及無源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢，在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下，讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢。半有源RFID技術(shù)，也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù)，利用低頻近距離精確定位，微波遠距離識別和上傳數(shù)據(jù)，來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實現(xiàn)的功能。簡單的說，就是近距離激活定位，遠距離識別及上傳數(shù)據(jù)。31RFID的組成一個典型的可應(yīng)用RFID系統(tǒng)一般由電子標簽、天線、讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)幾部分組成。32RFID的組成電子標簽（Tag）電子標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，當受無線射頻信號照射時，能反射回攜帶有數(shù)字字母編碼信息，供閱讀器處理識別。按照標簽有無電源，RFID標簽分為主動標簽（Active Tags）和被動標簽（Passive Tags）兩種。按照存儲的信息是否被改寫，標簽也被分為只讀式標簽（Read Only Tags）和可讀寫標簽（Read And Write Tags）。33RFID的組成 閱讀器在RFID系統(tǒng)中，閱讀器一般也稱為信號接收機。閱讀器的基本功能就是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。另外，閱讀器還提供相當復(fù)雜的信號狀態(tài)控制、奇偶數(shù)據(jù)校檢與更正功能等。34RFID的組成 天線天線是標簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接受裝置。在實際應(yīng)用中，除了系統(tǒng)功率外，天線的形狀和相對位置也會影響數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收，需要專業(yè)人員對系統(tǒng)的天線進行設(shè)計和安裝。35RFID的組成 應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和其他信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負責處理讀寫器傳送過來的信息，并進行信息處理，將重要信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。其他信息系統(tǒng)根據(jù)需要向讀寫器發(fā)送指令，對標簽進行相應(yīng)操作。36RFID工作原理1）閱讀器通過發(fā)送天線發(fā)送一定的頻率的射頻信號，當射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活。2）射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去。37RFID工作原理3）系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調(diào)和解碼，然后送到后臺主機系統(tǒng)進行相關(guān)處理。4）主機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性。針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號，控制執(zhí)行機構(gòu)動作。38生物特征識別技術(shù)生物特征識別技術(shù)（Biometric Identification Technology）是利用人體生物特征進行身份認證的一種技術(shù)，它以生物技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為手段，將生物和信息這兩大熱門技術(shù)融于一體。生物特征識別技術(shù)主要是利用人體生物特征的惟一性，從而用于身份鑒別。39生物特征識別技術(shù)生物特征具有惟一性和穩(wěn)定性等特點，可分為生理特征和行為特征。其中，生理特征包括手形、指紋、手指、手掌、虹膜、視網(wǎng)膜、面孔、耳廓、DNA、體味、脈搏、足跡等。行為特征有簽字、聲音、按鍵力度、步態(tài)、紅外溫譜圖等。40語音識別技術(shù)語音識別技術(shù)將人類語音轉(zhuǎn)換為電子信號，然后將這些信號輸入進具有規(guī)定含義的編碼模式中。它并不是將說出的詞匯轉(zhuǎn)變?yōu)樽值涫降钠捶ǎ寝D(zhuǎn)換為一種計算機可以識別的形式，這種形式通常可觸發(fā)某個指令，例如，打開某個文件、發(fā)出某個信號或開始對某一活動錄音。41語音識別技術(shù)原理語音信號中的語言信息是按照短時幅度譜的時間變化模式來編碼的；語音是可以閱讀的，即它的聲學信號可以在不考慮說話人試圖傳達的信息內(nèi)容的情況下用數(shù)十個具有區(qū)別性的、離散的符號來表示；語音交互是一個認知過程，因而不能與語言的語法、語義和結(jié)構(gòu)割裂開來。42語音識別系統(tǒng)原理43語音識別技術(shù)特點語音識別技術(shù)的優(yōu)點：系統(tǒng)的成本非常低廉。語音識別技術(shù)的缺點：準確性較差。44指紋識別技術(shù)指紋是指人的手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋線。紋線有規(guī)律的排列形成不同的紋型。紋線的起點、終點、結(jié)合點和分叉點，稱為指紋的細節(jié)特征點。據(jù)此，我們就可以把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過將他的指紋和預(yù)先保存的指紋數(shù)據(jù)進行比較，就可以驗證其身份的真實性，這就是指紋識別技術(shù)。45指紋識別技術(shù)指紋識別技術(shù)主要涉及指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)存儲、特征值的比對與匹配等過程。46虹膜識別技術(shù)虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，具有終生不變性和差異性。虹膜由相當復(fù)雜的纖維組織構(gòu)成，總體上呈現(xiàn)一種由里到外的反射狀結(jié)構(gòu)，包含有很多相互交錯的類似于斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節(jié)特征，這些特征在出生之前就以隨機組合的方式確定下來了，一旦形成終生不變。47虹膜識別技術(shù)虹膜識別技術(shù)的系統(tǒng)實現(xiàn)包含虹膜圖像獲取裝置和虹膜識別算法兩大模塊，它們分別對應(yīng)于虹膜圖像的獲取和虹膜的識別這兩個問題。虹膜圖像的獲取取決于圖像獲取裝置的合理設(shè)計，以方便地獲得清晰的虹膜圖像序列。而虹膜識別的另一方面是虹膜的檢測算法。48視網(wǎng)膜識別技術(shù)視網(wǎng)膜也是一種被用于生物識別的特征，它是一些位于眼球后部十分細小的神經(jīng)（150英寸），它是人眼感受光線并將信息通過視神經(jīng)傳給大腦的重要器官。它同膠片的功能有些類似，用于生物特征識別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍，即視網(wǎng)膜四層細胞的最遠處。49圖像識別技術(shù)圖像識別，是利用計算機對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標和對象的技術(shù)。圖像識別技術(shù)在近20年的時間里，已經(jīng)迅速發(fā)展成為一門獨立的有強大生命力的學科。50圖像識別技術(shù)圖像是用各種觀測系統(tǒng)以不同形式和手段觀測客觀世界而獲得的，可以直接或間接作用于人眼并進而產(chǎn)生視知覺的實體。51圖像識別技術(shù)圖像理解是一個總稱，屬于人工智能的范疇。圖像處理及圖像識別的最終目的就在于對圖像作描述和解釋，以便最終理解它是什么圖像，因而圖像理解包括圖像處理、圖像識別和結(jié)構(gòu)分析。對理解部分來說，輸入的是圖像，輸出的則是圖像的描述與解釋。52光字符識別技術(shù)光字符識別（Optical Character Recognition，OCR），通俗點講就是讓計算機“認字”，具體說來是指通過掃描等光學輸入方式將各種票據(jù)、報刊、書籍、文稿及其它印刷品的文字轉(zhuǎn)化為圖像信息，再利用文字識別技術(shù)將圖像信息轉(zhuǎn)化為可以使用的計算機輸入技術(shù)。534.3 自動識別技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系廣義物聯(lián)網(wǎng)的概念：在信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過物品編碼和標識系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳感技術(shù)，按照標準化的協(xié)議，進行物品與網(wǎng)絡(luò)連接，以實現(xiàn)對物品的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。自動識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的重要支撐技術(shù)，通過一維條碼、二維條碼、射頻識別、生物識別、傳感器等連接技術(shù)，實現(xiàn)將各種實體物品與虛擬的物（環(huán)境）鏈入網(wǎng)絡(luò)的功能，構(gòu)建萬事萬物相互連接的物聯(lián)網(wǎng)。544.3 自動識別技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系1.自動識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ) 物聯(lián)網(wǎng)的組成：物品編碼標識系統(tǒng)，它是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)；自動信息獲取和感知系統(tǒng)，它解決信息的來源問題；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它解決信息的交互問題應(yīng)用和服務(wù)系統(tǒng)，它是建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的目的。554.3 自動識別技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)離不開自動信息識別技術(shù)多種自動識別技術(shù)集成應(yīng)用自動識別技術(shù)與無線通信技術(shù)緊密結(jié)合自動識別技術(shù)智能化水平不斷提高實現(xiàn)“智慧地球”、“感知中國”的重要手段564.3 自動識別技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系2.自動識別技術(shù)在物流系統(tǒng)中的具體應(yīng)用交通運輸管理供應(yīng)鏈與產(chǎn)品管理零售業(yè)管理保健與醫(yī)療食品質(zhì)量控制57