物联网导论-第2章-自动识别技术与RFID

第2章自动识别技术与RFID•作者：刘云浩著•出版社：科学出版社•第1章介绍了•物联网的基本概念，核心技术，主要特点和应用前景。•把物联网分为四层•感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层。2内容回顾•2.1几种身份识别技术•2.2条形码•2.3RFID的历史和现状（了解）•2.4RFID技术分析3本章内容4身份识别技术有哪些？•虹膜识别•应用最方便、最精确的生物识别技术。•虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，包含很多相互交错的斑点、条纹等细节特征。•特点•非接触性:从无需用户接触设备。•唯一性:目前还没有发现虹膜特征重复的案例。•稳定性:虹膜定型后终身不变。•防伪性:不能在对视觉无严重影响的情况下手术改变。•缺点？5虹膜识别贵！6虹膜识别设备•指纹识别•指纹具有各不相同、终生基本不变的特点。•优点：操作方便、准确、价格适中，民用市场广泛。•技术•采集指纹：光电、热敏、射频原理的采集设备。•图像处理：提取特征，纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。•缺点？7指纹识别指纹膜容易伪造。8指纹识别•语音识别•技术：数字信号处理。•优点：适合车载等环境。•缺点：对方言和口音识别率不高。•语音文字。•音律个性特征，个人鉴定。•DNA鉴定•生物技术，常用于亲子鉴定。•利于血液、毛发、唾液、骨头等。9语音识别•笔迹学的特点•1，性格分析：个人：性格成因、兴趣能力、婚恋观、职业倾向、人际关系、体质状况、潜意识等。多人：爱情婚恋匹配、企业人事顾问等。•2，方式简便。笔迹易保存，适用于古人笔迹。•3，速度较快。无需面对面的交谈和问卷，二十分钟左右。•4，保密。避免被试不合作而带来的掩饰。10笔迹识性格•应用领域•刑事侦破、人才招聘、职业选择、学生升学、心理咨询等领域。•各国的研究状况•德国、法国、意大利、以色列，50％－80％的公司采用笔迹分析招聘；•美国、英国；0.5％－7.8％的公司采用笔迹分析招聘；•近年来，被西方(美国)心理学界，认为是伪科学。11笔迹识性格•特征法（西方）•原理：先归纳笔迹特征↔心理特征，经过大量的统计调查，建立一本字典。分析时对号入座。•1、压力，人精神和肉体的能量。•2、速度，人的理解力的快慢。•3、笔画结构，对外部世界的态度。•4、大小，自我意识的反映。•5、连笔，思维与行为的协调性。12笔迹识性格相似的线条，但是间距不同•特征法的原理•比如，“撇”•真撇：“性格开朗，感情丰富，热爱生活，热爱自然，心胸宽广，热烈向往未来，乐观”。•直撇：“理智、冷静、专注、生活趣味少，爱好不广泛，个性受到压抑；责任感重，孤僻内向，常牺牲娱乐而献身于工作，为人枯燥”。13笔迹识性格•触觉理论•原理：笔迹书写的制约性模式与人类生活的制约性模式具有惊人的一致性。•1，只重视笔迹线条的压力和速度。•2，反映书写者最稳定的性格特征，闭眼书写不变。•3，不受语言限制，中英文通用。14笔迹识性格笔迹学家徐庆元•横轴，点，200个/秒•纵轴，蓝色-压力，红色-速度15压力偏重，速度慢，压力变化大压力中等，压力过于一致，速度慢压力轻，稳定，速度快，连贯16主动触觉的个性心理特征线条触觉特征个性心理特征刚性快而重。行为迅速敏捷、情绪多冲动急躁、思维反应敏捷迅速、缺乏耐心、兴趣易转移柔性轻而慢。行为优柔迟缓、耐心强、情绪平衡、思维反应舒缓、兴趣较为稳定圆滑速度力量平衡。反映的是典型的中庸之道的性格特征。17刚性18柔性19圆滑•曹操墓，安阳高陵•公元220年，曹操安葬于邺城（安阳市北18公里处）。•如何认识古人•今人不见古时月,•今月曾经照古人。20认识曹操21曹操的相貌：2013曹操后人聚沈阳，浓眉大眼惊人相似•汉建安24年（公元219年）曹操驻兵汉中，见褒河流水汹涌而下，撞石飞花，挥笔题写“衮雪”二字。•随从提醒：“衮字缺水三点”。曹操抚掌大笑：“一河流水，岂缺水乎！”遂成千古美谈。22曹操的笔迹•各种自动识别技术的比较23自动识别技术的比较识别方法唯一性个性特征终身不变技术身份指纹识别弱无是图像虹膜识别有无是图像DNA有无是基因身份文字语音识别有有否音频笔迹识别弱有否图像•2.1自动识别技术•2.2条形码•2.3RFID的历史和现状（了解）•2.4RFID技术分析24本章内容•条形码技术•条形码是由一组规则排列的黑、白条块组成的标记。•一维条形码简单，信息量约几十位数据；•二维条形码复杂，信息量可达几千字符。25条形码技术•一维条码•由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。•包括：•静区（前）、起始符、数据符、终止符、静区（后）。26条形码技术：一维条形码•激光扫描仪：•激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。27一维条形码：译码原理28·29一维条形码：典型一维条形码制比较•二维码•按一定规律，在平面分布的黑白相间的图形。•常用二维码•AztecCode、PDF147、DataMatrix、QRCode、Code16K等。条形码技术：二维条形码Code16KDataMatrixPDF147AztecCodeQRCode•用微信扫一扫吧31条形码技术：二维条形码InternetofThings二维QR编码实例微生态社区网址•条形码软件•BarTender•网站••生成二维码的网站和软件•一维条形码，特点：•贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库；•内容为英文、数字、简单符号；•保密性能不高；损污后可读性差。•二维条形码，特点：•贮存数据量大，一般可容纳1KB以上字符；•可直接显示英文、中文、数字、符号、图形；•保密性高（可加密）；损污50%仍可读取完整信息。33一维与二维条形码的比较•2.1自动识别技术•2.2条形码•2.3RFID的历史和现状（了解）•2.4RFID技术分析34本章内容•RFID是射频识别技术（RadioFrequencyIdentification）•利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。•1990年代兴起，首先在欧洲市场上得以使用，随后在世界范围内普及。•电子标签和阅读器无需接触便可完成识别。35RFID的历史与现状36RFID的历史与现状(1)1880s：电磁场的基本理解1897：GuglielmoMarconi发明无线电1922：雷达技术诞生1937：美国海军NRL开发IFF系统1950s：早期RFID技术的实验室应用1950s后期：IFF成为世界空中交通管制系统的基础1958：JackKilby发明集成电路赫兹用实验证明了电磁波的存在37RFID的历史与现状(2)1960s：EAS系统1970s：RFID系统的商业应用1970s：大量RFID专利出现1970s和1980s：工厂自动化和动物识别大量商用1987：电子收费系统首次在挪威商用1989：电子收费系统在美国应用，寻求标准化电子商品防窃系统38RFID的历史与现状(3)1990s：RFID应用技术开始成熟1990s：美国铁路运输系统开始应用RFID技术1991：TI建立TIRIS系统1990s后期：UHF标签开创RFID在SCM和企业系统中的应用2000s：War-Mart、DoD等开始推行RFID计划2003：RFID技术被美国国防部应用在针对伊拉克的行动中2003：RFID标准和联盟形成1990s：EzPass创立了应用级的互操作性•2.1自动识别技术•2.2条形码•2.3RFID的历史和现状（了解）•2.4RFID技术分析39本章内容•RFID系统三大组件：阅读器、天线和标签。40RFID技术分析天线标签传送接收阅读器主机输出设备•阅读器•天线以及智能终端集成在一起。•通过USB接口同主机相连，通过天线同RFID标签通信。41RFID技术分析：阅读器•天线•用于在标签和阅读器之间传递射频信号。•阅读器可以连接一个或多个天线（多卡）。42RFID技术分析：天线•标签•由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码ID，用来标识目标对象。•识别原理：•标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量，发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签）•或者自有电源，主动发送信号（主动式标签）。RFID技术分析：标签•体积小，形状多样：•不受尺寸大小与形状限制，不需要配合纸张的尺寸和印刷品质。•环境适应性：•RFID对水、油等有抗污性，黑暗环境中能够被读取。•可重复使用：•可反复读写（10万次）。•穿透性强：•即使被纸张和塑料等材质包裹，也可以通讯。•数据安全性：•通过循环冗余校验，可以保证标签发送的数据准确性。44RFID标签与条形码相比的优点•频率是RFID系统的重要参数•决定工作原理、距离、成本、天线形状和应用领域。•RFID典型的工作频率•低频：125KHz、133KHz•高频：13.56MHz、27.12MHz、433MHz•超高频：860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。45RFID技术分析：频率低频高频超高频•低频（LF）——俗称ID卡•典型频率125kHz，133kHz。波长约2500m。•通信范围一般小于1米。•信号能够穿过任意非金属的材料。•一般为无源标签，只读卡。•工作能量从阅读器耦合线圈的辐射场中获得。•典型应用•读卡快，适合人流量大的场合，门禁卡。46RFID频率：低频47RFID频率：低频•高频（HF）——俗称IC卡•典型工作频率为13.56MHz，波长约22米。•通信距离一般也小于1米。•一般为无源标签，采用电感耦合的方式从阅读器辐射场获取能量。•读写10万次，容量8KBit，有32位唯一ID。•典型应用•存储一些数据：食堂饭卡，会员卡，公交IC卡。48RFID频率：高频49RFID频率：高频•超高频（UHF）•典型的工作频率为：433MHz，860-960MHz(波长约30cm)，2.45GHz，5.8GHz。•通信距离为4-10米。•有源标签与无源标签两种。•典型应用•远距离：ETC，高速公路不停车收费系统。50RFID频率：超高频51RFID频率：超高频内容回顾•自动识别技术•人：文字识别技术，身份识别技术•物：RFID卡，条形码•RFID系统•三大组件：阅读器、天线和标签。•频率是RFID系统的重要参数，低频，高频，超高频。52本章小结•在网上找一段视频，2-10分钟，物联网相关的新技术，新闻等•下载视频的网站•提交格式：视频文件53作业