最新3感知识别层汇总课件

3感知识别层传感器技术1自动识别技术2RFID技术3条形码技术4本章小结5目录传感器技术传感器技感器技术 信息技信息技术信息信息获取取信息信息传输信息信息处理理信息信息获取取信息信息传输信息信息获取取信息信息传输其其实对传感器的分析和感器的分析和研研究就是：如何究就是：如何获取信取信息息我国国家标准(GB7665-87)对传感器(Sensortransducer)的定义是：“能够感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。传感器是测量装置；它的输入量是某一被测量；它的输出量是某种物理量；输出输入有对应关系。传感器的定义传感器感器-被被测信息按照一定的信息按照一定的规律律转换成某成某种种可用信可用信号号输出器件出器件/装置装置物理量、化物理量、化学学量、生物量量、生物量/其他其他便于便于处理和理和传输的信的信号号人的五官：人的五官：眼睛眼睛 耳耳朵 鼻子鼻子 舌舌头 皮皮肤肤视觉、听、听觉、嗅、嗅觉、味、味觉、触触觉传感器技感器技术 压力传感器（压力通过膜盒的转换使电位的变化）传感器技感器技术 传感器的组成结构传感器一般由敏感元件、转换元件，转换电路三部分组成。敏感元件(Sensitiveelement)：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件（Transductionelement）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。转换电路（Transductioncircuit）：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。传感器的作用和分类传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。获取大量人类感官无法直接获取的信息。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。传感器技术大体可分三代：第一代是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号；第二代是20世纪70年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，利用材料的某些特性制成；第三代传感器是刚刚发展起来的智能型传感器，它是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有一定的人工智能。传感器的分类1、按被测量分类如被测量分别为温度、压力、位移、速度、加速度、湿度等非电量时，则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、湿度传感器等。2、按物理工作原理分类（1）电学式传感器（2）磁学式传感器（3）光电式传感器（4）电势型传感器（5）电荷传感器（6）半导体传感器（7）谐振式传感器（8）电化学式传感器3、按构成原理分类结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。物性型传感器是利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。4、按能量转换方式分类能量控制型传感器，在信息变换过程中，其能量需要外电源供给。如电阻，电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。能量转换型传感器，主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的传感器都属于此类传感器。传感器的特性参数传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系。当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性；当输入量随时间变化时，这一关系就称为动态特性。1传感器的静态特性。传感器的静态特性是指传感器转换的被测量(输入信号)数值是常量(处于稳定状态)或变化极缓慢时，传感器的输出与输入的关系。不可忽视，影响程度取决于传感器本身，改善或限制外界条件。衡量静态特征的主要技术指标。（1）线性度。指其输出量与输入量之间的关系曲线偏离理想直线的程度，又称为非线性误差。（2）灵敏度。是输出量增量与被测输入量增量之比，用k来表示。线性传感器的灵敏度就是拟合直线的斜率。（3）迟滞。迟滞特性表明传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出与输入曲线不重合的程度。=传感器的特性参数（4）重复性。指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线间不一致的程度。（5）精度。指测量结果的可靠程度，它以给定的准确度表示重复某个读数的能力，其误差率越小，则传感器精度愈高。（6）最小检测量和分辨率。指传感器能确切反映被测量的最低极限量。最小检测量愈小，表示传感器检测能力愈高。传感器的特性参数（7）零点漂移。传感器无输入（或某一输入值不变）时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值（或原指示值），即为零点漂移（简称零漂）。（8）温漂。温漂表示温度变化时，传感器输出值的偏离程度，一般用温度变化1，输出最大偏差与满量程的百分比表示：传感器的特性参数传感器的动态特性是指在测量动态信号时传感器的输出反映被测量的大小和随时间变化的能力。动态特性差的传感器在测量过程中，将会产生较大的动态误差。为了便于分析和处理传感器的动态特性，同样需要建立，用数学中的逻辑推理和运算方法来研究传感器数学模型的动态响应。传感器的动态性能指标有时域指标和频域指标两种。传感器的动态特性智能传感器一般认为，智能传感器是指以微处理器为核心，能够自动采集、存储外部信息，并能自动对采集的数据进行逻辑思维、判断及诊断，能够通过输入输出接口与其他智能传感器（智能系统）进行通信的传感器。1智能传感器的功能（1）复合敏感功能（2）自动采集数据并对数据进行预处理（3）自补偿、自校零、自校正功能（4）信息存储功能（5）通信功能（6）自学习功能（1）精度高、测量范围宽（2）高可靠性与高稳定性（3）高信噪比与高的分辨率（4）强的自适应性（5）高的性能价格比（6）功能多样化智能传感器的特点智能传感器的实现技术智能传感器的实现技术 一般由以下几个部分组成：一个或多个敏感器件；微处理器或微控制器；非易失性可擦写存储器；双向数据通信的接口；模拟量输入输出接口(可选，如AD转换、DA转换)；高效的电源模块。智能传感器可以分为非集成化智能传感器、集成化智能传感器以及混合式智能传感器三种结构。（1）非集成化智能传感器非集成化智能传感器就是将传统的经典传感器、信号调理电路、微处理器以及相关的输入输出接口电路、存储器等进行简单组合集成而得到的测量系统。智能传感器智能传感器（2）集成化智能传感器传感器的集成化实现技术，是指以硅材料为基础，采用微米级的微机械加工技术和大规模集成电路工艺来实现各种仪表传感器系统的微米级尺寸化，国外也称它为专用集成微型传感技术。微型化一体化精度高多功能阵列式使用方便，操作简单（3）混合式智能传感器根据需要将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口等，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并封装在一个外壳里。混合式智能传感器信号调整电路：多路开关，放大器，基准源，模/数转换器。微处理器单元：数字存储器，I/O接口，微处理器，数/模转换器。智能传感器智能传感器智能传感器的应用与方向智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如，它在机器人领域中有着广阔应用前景，智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能，可感知各种现象，完成各种动作。返回目录自动识别技术自动识别技术(AutoIdentificationandDataCapture，AIDC)是一种高度自动化的信息或数据采集技术，对字符、影像、条码、声音、信号等记录数据的载体进行机器自动识别，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以完成相关后续处理。完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem，AIDS)、应用程序接口(ApplicationInterface，API)或者中间件(Middleware)和应用系统软件(ApplicationSoftware)。自动识别技术的特点：准确性：自动数据采集，降低了人为错误。高效性：数据采集快速，信息实时交换。兼容性：与信息管理系统无缝连接。自动识别技术按对象特征分：数据采集技术：被识别物体具有特定的识别特征载体。特征提取技术：更具被识别题的自身行为特征来完成数据的自动采集。自动识别技术磁条、磁光存储非接触、微波磁存储器光存储器自动识别技术条码、矩阵码光标阅读器等电存储器触摸式存储RFID、存储卡一维、二维无芯片、基于芯片、智能卡数据采集技术特征提取术自动识别技术的分类其他能量扰动视觉特征提取技术化学感觉物理感觉声音、步态静态特征动态特征属性特征特征提取技术的分类生物识别技术生物识别技术是指通过计算机利用人体生物学或行为特征进行身份认定的一种技术。由于人体生物特征具有不可复制的特性，这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。生物识别工作大多进行了这样四个步骤：原始数据获取、抽取特征、比较和匹配。生物识别技术的分类生物特征分为物理特征和行为特点两类。物理特征包括：指纹、掌形、眼睛（视网膜和虹膜)、人体气味、脸形、皮肤毛孔、手腕手的血管纹理和DNA等；行为特点包括：签名、语音、行走的步态、击打键盘的力度等。基于生理特征的识别技术指纹识别全局特征纹形纹数局部特征特征点分类脊、谷、终点、分叉点和分歧点等参数方向、曲率、位置等指纹纹线的3种基本模式是弓形、环形和螺旋形弓形环形螺旋形最常见的指纹局部特征包括纹线端点、分叉点和短纹（孤立点）短纹（孤立点）分叉点纹线端点指纹识别的优点表现在：研究历史较长，技术相对成熟；指纹图像提取设备小巧；同类产品中，指纹识别的成本较低，增加可靠性，只需登记更多的指纹。其缺点表现在：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像，指纹痕迹存在被复制的可能性。基于生理特征的识别技术虹膜识别虹膜识别技术：是基于在自然光或红外光照射下，对虹膜上可见的外在特征进行计算机识别的一种生物识别技术。虹膜识别接术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的，虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物，每个虹膜都包含一个独一无二的基于水晶体、细丝、斑点、凹点、皱纹和条纹筹特征的结构。目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例，就是同一个人的左右眼虹膜也有很大区别。统计表明，到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的，并且具有很强的实用性虹膜识别技术的基本原理图像获取虹膜定位特征提取特征数据库识别或认证结果优点：便于使用，可靠，无需物理接触。缺点：没有进行过任何的测试，目前只是用统计学原理进行小规模的试验，而没有进行过唯一性认证的试验。很难将设备的尺寸小型化。需要昂贵的摄像头，最低价7000美元。镜头可能产生图像畸变而是可靠性降低。黑眼睛极难读取。需要较好光源。虹膜识别技术的优缺点视网膜识别人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜上面血管的图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。视网膜技术的优点：视网膜是一种极其固定的人体生物特征，因为它是“隐藏”的，故而不易磨损、老化或是受疾病影响；非接触性的；视网膜是不可见的，故而不会被伪造。缺点：视网膜技术未经过任何测试；可能有损使用者的健康；对于消费者没有吸引力；很难降低成本。面像识别面像识别技术通过对面部特征和五官之间的关系(眼睛、鼻子和嘴的位置以及它们之间的相对位置)来进行识别。用于捕捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术：标准视频技术通过视频摄像头摄取面部的图像，热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像。面像识别面像识别面部识别技术的优点：非接触性。缺点：要比较高级的摄像头才可有效高速地捕摄面部图像；使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性，而且面部识别也是最容易被欺骗的；另外，对于因人体面部如头发、饰物、变老以及其他的变化引起的误差可能需要通过人工智能技术来得到补偿；对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。掌纹识别掌纹与指纹一样也具有稳定性和唯一性，利用掌纹的线特征、点特征、纹理特征、几何特征等完全可以确定一个人的身份，因此掌纹识别是基于生物特征身份认证技术的重要内容。目前采用的掌纹图像主要分脱机掌纹和在线掌纹两大类。脱机掌纹图像，是指在手掌上涂上油墨，然后在一张白纸上按印，再通过扫描仪进行扫描而得到数字化的图像。在线掌纹则是用专用的掌纹采样设备直接获取，图像质重相对比较稳定。手形识别手形指的是手的外部轮廓所构成的几何图形。手形识别技术中，可利用的手形几何信息包括手指不同部位的宽度、手掌宽度和厚度、手指的长度等。手形识别是速度最快的一种生物特征识别技术。它对设备的要求较低，图像处理简单，且可接受程度较高。由于手形特征不像指纹和掌纹特征那样其有高度的唯一性，因此，手形特征只用于满足中低级安全要求的认证。红外温谱图人的身体各个部位都在向外散发热量，而这种散发热量的模式就是一种每人都不同的生物特征。通过红外设备可以获得反映身体各个部位的发热强度的图像，这种图像称为温谱图。温谱图的方法具有可接受性，因为数据的获取是非接触式的，具有非侵犯性。但是，人体的温谱值受外界环境影响很大，对于每个人来说不是完全固定的。另外，价格昂贵。还有人耳识别、味纹识别、基因识别等等技术。基于行为特征的生物识别技术步态识别步态是指人们行走时的方式，这是一种复杂的行为特征。步态识别主要提取的特征是人体每个关节的运动。到目前为止，还没有商业化的基于步态的身份鉴别系统。击键识别击键识别是基于人击键时的特性。如击键的持续时间、击不同键之间的时间、出错的频率以及力度大小等而达到进行身份识别的目的。签名识别签名作为身份认证的手段已经使用几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。兼具生理特征和行为特征的声纹识别声音识别本质上是一个模式识别问题。生物识别技术的特点广泛性：每个人都应该具有这种特征。唯一性：每个人拥有的特征应该各不相同。稳定性：所选择的特征应该不随时间变化而发生变化。可采集性：所选择的特征应该便于测量。性能要求:识别率；识别的效率；可接受性；安全性能；技术支持；是否占用较小的存储空间；是否为用户所接受；较高的注册和识别速度；是否具有非侵犯性等。生物识别系统生物识别系统包括“生物特征采集子系统”、“数据预处理子系统”、“生物特征匹配子系统”和“生物特征数据库子系统”，以及系统识别的对象人。“生物特征采集子系统”是通过采集系统自动获得生物特征数据的部分，它对识别对象的生物体进行采样，并把采样信号转化为数字代码。“数据预处理子系统”对采集到的生物数据进行信号预处理。一般包括滤波去噪、去伪存真、信号平滑处理等。在“生物特征数据库子系统”中，需要建立生物特征与身份信息的关联关系，并且保证数据存储的安全和可靠。“生物特征匹配子系统”通过模式识别算法，把待识别的生物特征与数据库子系统中的生物特征进行比对，并按照事先确定的筛选条件(阈值)决策是否匹配成功。生物识别系统框图生物识别技术特征生物识别特征比较磁条（卡）和IC卡识别技术磁卡识别技术主要功能磁卡技术应用了物理学和磁力学的基本原理。对制造商来说，磁卡就是一层薄薄的由定向排列的铁性氧化粒子组成的材料(也称为涂料)，用树脂胶合在一起并粘贴在诸如纸或者塑料这样的非磁性基片上。磁卡技术的优点是数据可读写;数据存储量能满足大多数需求;便于使用，成本低廉;还具有一定的数据安全性;能粘附于许多不同规格和形式的基材上。缺点：容易磨损。磁卡不能折叠、撕裂，数据量较小,接触性识读。通信磁卡与读卡器之间的通信是通过磁场进行的。读出是通过将磁卡划过读卡器，读卡器再通过磁头拾取磁卡上磁极性的变化。在写入时，读卡器要产生一个磁场，从而能够在磁卡上一个较小的区域内有效地改变磁极性的取向，以向磁卡上写入信息，磁卡与读写装置之间交换信息的速率一般为12000bits。通信参数有下列几个：记录介质的物理特性、磁卡上磁道的定位、编码技术、译码技术和数据格式等磁条（卡）识别技术存储器磁卡上的信息容易被其他磁场更改或被抹除，或由于环境的因素而造成损害。系统的运作标准的项目系统配置包括磁卡、读写装置及信息分析平台。注：读卡器的常用接口RS232.发展趋势磁卡技术在许多方面已接近理论或实际的极限。IC卡识别技术主要功能接触IC卡可包含一个微处理器，或者作为一个存储卡(作为保密信息存储器件)。通过微处理器进行认证和访问的控制，从而提高了保密性。接触式IC卡的两种主要形式是预付费卡(PrepaidCard)和信用借贷卡(CreditDebitCard)。安全性高；接触式IC卡的存储容量大，便于应用，方便保管；接触式IC卡防磁、防静电，抗干扰能力强，可靠性比磁卡高，使用寿命长，一般可重复读写l0万次以上；接触式IC卡的价格稍高些；由于它的触点暴露在外面，有可能因人为的原因或静电损坏。通信接触式IC卡内信息是通过收(付)费卡表面的电接触点与读写装置之间进行接触而实现通信的，因而在实际操作时收(付)费卡必须插入读卡器中才能传送信息。安全防护措施主要包括：基本识别(无验证)；个人识别码(PIN)验证；公共按键数据输入系统(DataEntrySystem，DES）生物识别技术可靠性的首要问题是磨损及对读写设备的损坏行为。存储器接触式IC卡的存储容量一般在20008000B(字节)之间，或等效于两张标准文稿纸的容量。未来接触式IC卡的容量还要增大。系统的运作接触式IC卡系统主要由三个部分组成：收(付)费卡、读卡器、中央控制单元(CentralProcessingUnit，CPU)。接触式IC卡有两种基本类型：存储器卡和微处理器卡。接触式IC卡的读写装置分为：智能独立装置，非智能装置，手提型装置，综合型装置。发展趋势目前接触式IC卡市场的比例是：存储器卡占90，微处理器卡占10。今后，预计硅芯片在价格和尺寸方面的进一步改进有可能改变这种比例。微处理器卡将来会凭借其较高的保密性和多功能的特点而在整个市场上占有较大的比例。光学字符技术光学字符识别技术概述光学字符识别(OpticalCharacterRecognition)，是最快的输入方法之一。它的特殊功能是通过扫描把打印、印刷、手写体字符转换成数字信息，以便存储或送入其它电子办公设备。OCR技术的识别原理可以简单地分为相关匹配识别、概率判定准则和句法模式识别三大类。OCR的优点是人眼可视读、可扫描；但输入速度和可靠性不如条形码，数据格式有限，通常要用接触式扫描器。OCR的三个重要的应用领域是：办公自动化中的文本输入；邮件自动处理；与自动获取文本过程相关的其他领域。光学字符识别过程用来识别字符的设备即为OCR，它大体上可分为三类：单据标签阅读机，文件阅读机和页式阅读机。识别处理分三个阶段进行工作，即预处理、特征抽取和判定等。预处理就是将要处理的字形信号进行规格化。特征抽取是在经过规格化调整的字形信息中，确定能表征字与字间区别的属性和特征信息。判定处理是对扫描读出的字符进行识别确定。印刷汉字的光学字符识别实用印刷汉字识别系统的技术指标有以下几项：系统识别的字符类总数识别的字体种类识别的字号正确识别率识别速度印刷汉字文本的识别过程。光学字符技术中文手写输入设备目前已流行的中文手写输入设备有：台湾的中华第一笔、中自汉王笔、北大方正的如意笔、唐人笔和香港的易达笔等。光学字符技术RFID技术RFID技术的概念与特点射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种非接触式自动识别技术。RFID系统最简单的RFID系统由电子标签和读写器组成。典型的RFID系统包括硬件部分和软件部分两部分。其中，硬件部分由电子标签和阅读器组成，软件部分由中间件和应用软件组成。电子标签，也称应答器，是RFID系统真正的数据载体，它由标签芯片和标签天线构成。阅读器，也称读写器，主要完成与电子标签之间的通信，与计算机之间的通信，对阅读器与电子标签之间传送的数据的编码、解码、加密、解密等，且具备防碰撞功能，能够实现同时与多个标签通信。RFID中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性，可以支持各种标准的协议和接口，将不同操作系统或不同应用系统的应用软件集成起来。应用软件是直接面向RFID应用的最终用户的人机交互界面。RFID特点最大的优点在于非接触。RFID磁条可以以任意形式附带在包装中，不需要象条形码那样占用固定空间；另一方面，RFID不需要人工去识别标签，读卡器每250ms就可以从射频标签中读出位置和商品相关数据；最后，RFID还具有识别速度快、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象等突出特点。标签成本相对较高，而且一般不能随意扔掉。制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。RFID技术的原理和分类RFID的系统构成从系统的工作原理来看，RFID(RadioFrequencyIdentification)系统一般都由标签、阅读器、编程器、天线几部分组成。标签：一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。阅读器：在RFID系统中，信号接收机一般叫做阅读器。包括发送通道、接收通道、载波产生器、时钟产生电路、MCU、天线。编程器：有可读可写的标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。天线：是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。RFID的工作原理射频技术的基本原理是电磁理论，利用无线电波对记录媒体进行读写。射频技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。RFID系统前端原理图分类根据标签的供电形式分类：可分为有源、无源以及半有源系统。根据标签的数据调制方式分类：可分为主动式、被动式和半主动式系统。根据标签的工作频率分类：可分为低频、高频、超高频、微波系统。根据标签的可读写性分类：可分为只读、读写和一次写入多次读出系统。根据标签和阅读器之间的通信工作时序分类：可分为标签先讲和读写器先讲系统。RFID关键技术RFID关键技术主要包括产业化关键技术和应用关键技术两方面。RFID产业化关键技术主要包括：标签芯片设计与制造天线设计与制造RFID标签封装技术与装备RFID标签集成读写器设计RFID关键技术RFID应用关键技术主要包括：RFID应用体系架构RFID系统集成与数据管理RFID公共服务体系RFID检测技术与规范条形码技术条形码概述条码是由一组按一定编码规则排列的条、空和数字符号组成，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。目前条码的种类很多，大体可以分为一维条码和二维条码两种。一维条码有许多种码制，包括Code25码、Code39码、Code93码、Codel28码、Codabar码、EAN.8码、EAN-13码、ITF25码、Matrix码、库德巴码、UPC-A码和UPC-E码等。二维条码分为堆叠式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式二维条码有PDF417，Code16K，Supercode，Code49等。矩阵式二维条码有Datamatrix，Maxicode，Vericode，Softstrip，Code1，PhilipsDotCode等。国际广泛应用:EAN、UPC码EAN、UPC码超市中常见Code39码管理领域应用最广ITF25MA物流管理中应用较多Codebar码用于医疗卫生，图书情报，物资等领域ISBN、ISSN码用于图书和期刊条形码技术 (d)Code93码 (e)库德巴码 (f)UPC-A(a)EAN-13码 (b)EAN-8码 (c)ITF25码 (a)Datamatrix码 (b)QR code码 (c)Maxicode码(d)PDF 417码 (e)Code 49码 (f)Code 16K码QR code码码 名片QR code码码 电话QR code码码 地址QR码，QR来自英文“QuickResponse”的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码呈正方形，只有黑白两色。在4个角落的其中3个，印有较小，像“回”字的的正方图案。这3个是帮助解码软件定位的图案，使用者不需要对准，无论以任何角度扫描，资料仍可正确被读取。QR code码码 条形码的识别原理一维条码一维条码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。条形码识读的基本工作过程：光源发光-照射到条形码符号上-光反射-光电转换器接收并进行光电转换产生模拟电信号-信号经过放大、滤波、整形，形成方波信号-译码器译码-数字信号。二维条码矩阵式原理：矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。行排式原理：行排式二维码的编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。条形码的识别原理二维条形码识别过程在条形码识读中被广泛使用的另一项技术是光学成像数字化技术。其基本原理是通过光学透镜成像在半导体传感器上，再通过模拟数字转化(传统的CCD技术)或直接数字化(CMOS技术)输出图像数据。条形码技术的优点简单条码符号制作容易，扫描操作简单易行。信息采集速度快。采集信息量大。可靠性高。灵活、实用。自由度大。设备结构简单、成本低。可扩展。二维条形码除了具有上述的优点外，同时还有以下特点：高密度编码，信息容量大。编码范围广。容错能力强，具有纠错功能。译码可靠性高。可引入加密措施。成本低，易制作，持久耐用。条码符号形状、尺寸大小比例可变。二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。条形码技术的优点项目/类型一维条码二维条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检查码进行错误侦测，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存储资料，垂直方向的高度是为了识读方便，并弥补印制缺陷或局部损坏携带资料，因对印制缺陷或局部损坏等可以错误纠正机制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须依赖资料库及通信网络的存在可不依赖资料库及通信网络的存在而单独应用识读设备可用线扫描器是识读，如光笔，线型CCD，激光扫描枪对于堆叠式可用线型扫描器多次扫描，或可用图像扫描仪识读，矩阵式则仅能用图像扫描仪识读条码的功能条码是用来收集有关任何人、地或物的资料的自动识别技术中的主要部分。条码本身不是一个系统，它是一个极端有效率的识别工具，可以为先进的管理体制的资讯要求提供准确、及时的支持。利用条码技术经营管理后，消费者可以从中受益可以缩短顾客排队时间；准确性高，不用担心数字往计算机里输入时出错；商店的经营成本降低，从而使商品价格也随之下降。条形码的结构条形码的基本术语条形码由两侧静区、起始字符、数据字符、校验字符和终止字符组成。静区 起始符 数据符 终止符 静区 起始字符。条形码符号的第一位字符，标志一个条形码符号的开始。阅读器确认此字符存在后开始处理扫描脉冲。数据字符。位于起始字符后面的字符，标志一个条形码符号的值，其结构异于起始字符，可允许进行双向扫描。校验字符。校验字符代表一种算术运算的结果，阅读器在对条形码进行解码时，对读入的各字符进行规定的运算，如运算结果与校验字符相同，则判定此次阅读有效，否则不予读入。终止字符。终止字符是条形码符号的最后一位字符，标志一个条形码符号的结束，阅读器确认此字符后停止处理。静区。静区位于条形码符号的两侧，无任何符号及信息的白色区域，提示条形码阅读器准备扫描。符号。符号由静区和一组条形码字符组合而成，表示一个完整数据，即一个物品的条形码。元素。元素用来表示条形码的条和空。字符。字符用来表示一个数字或字母或符号的一组条形码元素。条和空。条和空是条形码符号中深色和浅色的元素。条形码逻辑值。条形码逻辑值是条形码元素表示的逻辑值，用二进制数表示。条形码字符集。条形码字符集是某种条形码规则中给定的可标志的数据范围，一般有纯数字集、数字加字母及符号集等。对比度(PCS)。对比度表示条形码符号中条的反射率RL与空的反射率RD的关系。可用公式表示如下：PCS=(RLRD)RL100一维条码国际广泛应用:EAN、UPC码EAN、UPC码超市中常见Code39码管理领域应用最广ITF25MA物流管理中应用较多Codebar码用于医疗卫生，图书情报，物资等领域ISBN、ISSN码用于图书和期刊一维条码的结构39条形码：它由数字、英文字母以及“一”、“”、“”、“+”、“”、“$”、“”(空格)和“*”共44个符号组成。39码仅有两种元素宽度，分别为宽元素和窄元素。*Z 1 3 5 +*ENA条形码：分为EAN-13码和EAN-8码。EAN码由前缀码、厂商识别码、商品项目代码和校验码组成。前缀码是国际EAN组织标志各会员组织的代码，我国为690、691和692。二维条码的结构 PDF417 PDF417二二维条条码：由多：由多层堆堆积而成，而成，其其层数数为3 39090。每。每层包括：左空白包括：左空白区区、起始符、左起始符、左层指示符、指示符、数数据符、右据符、右层指示指示符、符、终止符及空白止符及空白区区，每，每层高度至少高度至少为3X3X。PDF417 PDF417条条形形码的符的符号号字符以字符以(17(17、4 4、6)6)的方式的方式组合，即每合，即每个个符符号号字符由字符由4 4个条个条及及4 4个个空空组成，每成，每个条个条或每或每个个空由空由1 16 6个个模模块组成，其模成，其模块总数数为1717。层1层2层3层4层5层6左空白区左层指示符码词右层指示符码词右空白层起始数据区终止Maxicode条形码：884个六边形模块构成。这些模块共排成33层，每层最大由30个模块组成。QRCode码：每个QR码符号由名义上的正方形模块构成，组成一个正方形阵列，它由编码区域和包括寻象图形、分隔符、定位图形和校正图形在内的功能图形组成。空白区位置探测图形定位图形位置探测图形分隔符校正图形功能图形数据和纠错码字符号格式信息版本信息编码区格式条形码的制作条形码的制作过程大致可分为三个部分：代码编制与条形码设计，条形码标志的设计，以及条形码标志印刷。有关术语脱墨(Void)，条上出现的与空反射率相近的点，这是一种印刷缺陷。污点(Sotp)，空及空白区内出现的与条反射率相近的点，这是一种印刷缺陷。印刷对比度(PrintCoatrastSignal)，条形码符号的空与条的反射率之差和空反射率的比值。PCS=(RLRD)RL100放大倍率(MagnificationFactor)：模块实际尺寸与标准尺寸的比值。首次读出率(FirstReadRate)：正确读出同一条形码符号的扫描次数占全部的扫描次数的百分率。条形码标志的设计：主要包括以下几个方面：标志的形式、标志的位置、标志的尺寸、标志的颜色、标志的材料。条形码标志的印刷过程：它包括两个主要部份，制作表示条形码标志的胶片和用以胶片制成的模版进行包装印刷。条形码标志的质量检验外观：首先可目检条形码符号的大小，印刷位置是否正确，有无破损，折裂，穿孔，涂抹，模糊，或条形码符号与包装上的图案交叉等现象。商品编码：通过目检，验证商品编码的正确性印刷对比度(PCS值)：条形码扫描器是通过分辨符号的条色与空色(间隔色)的对比来实现译码的。尺寸精度：条形码的译码是靠扫描设备判断条与空间的相对宽度进行的。校验符：条形码符号最后一位校验符的检验，可通过一定的计算方法进行，也可用专用设备检验。首次读出率：扫描阅读条形码后，正确识读条形码的次数占总扫描次数的百分率。本章小结传感器技术是物联网的基础技术之一，RFID技术其前景最为看好，而条形码技术在生活中使用的最为广泛。系统参数条形码光学字符生物识别磁卡接触式IC卡射频识别信息载体纸、塑料薄膜、金属表面物质表面-磁性物质（磁卡）EEPROMEEPROM典型的字节长度1-1001-100-16-64K16-64K16-64K机器识别效果好好费时间好好好读取方式CCD/激光束扫描光电转换机器识别电磁转换电擦写无线通信读写性能读读读读/写读/写读/写人工识别性受约束简单不可不可不可不可国际标准有无无有有有识别速度低低很低低低很快识别距离0-50CM1CM直接接触直接接触直接接触0-5M通信速度低低较低快快很快使用寿命一次性较短-短长很长多标签同时识别不能不能不能不能不能能信息量小小大较小大大方向位置影响很小很小-单向单向没有影响保密性无无好一般好好智能化无无-无有好环境适应性不好不好-一般一般很好受光遮盖影响程度全部失效全部失效可能-没有影响成本最低一般较高低较高较高THANK YOU此此课课件下件下载载可自行可自行编辑编辑修改，修改，仅仅供供参参考！考！感感谢谢您您的支持，我的支持，我们们努力做得更好！努力做得更好！谢谢谢谢