自動(dòng)識(shí)別技術(shù)08

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)復(fù)習(xí)為什么學(xué)？限選課程、新增、專業(yè)要求、社會(huì)需求學(xué)什么？自動(dòng)識(shí)別技術(shù)概念、分類、工作原理、應(yīng)用意義條碼、射頻、卡類、圖像、生物特征識(shí)別技術(shù)怎么考？考勤表現(xiàn)20%習(xí)題作業(yè)30%課程論文50%自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的基本概念識(shí)別識(shí)別是人類參與社會(huì)活動(dòng)的基本要求。識(shí)別是一個(gè)集定義、過程與結(jié)果為一體的概念。對(duì)于人類而言，識(shí)別就是辨別、辨認(rèn)的過程，將觀察樣本與記憶影像相對(duì)比，評(píng)價(jià)是否一致。對(duì)于機(jī)器而言，識(shí)別就是指自動(dòng)識(shí)別，首先傳感器獲取信號(hào)，然后電腦對(duì)某些物理對(duì)象進(jìn)行認(rèn)定或分類，在錯(cuò)誤概率最小的條件下，使識(shí)別的結(jié)果盡量與客觀事物相符?！脵C(jī)器來實(shí)現(xiàn)人對(duì)各種事物或現(xiàn)象的檢測(cè)、分析、描述、辨識(shí)和判斷的過程。第一章緒論自動(dòng)識(shí)別（AutomaticIdentification，Auto-ID）自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是指通過非人工手段獲取被識(shí)別對(duì)象所包含的標(biāo)識(shí)信息或特征信息，并且不使用鍵盤即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入計(jì)算機(jī)或其他微處理器控制設(shè)備的技術(shù)。綜合技術(shù)系統(tǒng)——傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)應(yīng)用設(shè)備——識(shí)別裝置自動(dòng)采集多種技術(shù)——條碼識(shí)別、射頻識(shí)別、磁卡識(shí)別、IC卡識(shí)別、圖像識(shí)別、光字符識(shí)別、生物特征識(shí)別（指紋、人臉、虹膜、語音）……自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)準(zhǔn)確性——自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，消除人為錯(cuò)誤。高效性——信息交換實(shí)時(shí)進(jìn)行。兼容性——自動(dòng)識(shí)別技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可以與信息管理系統(tǒng)無縫連接。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)分類自動(dòng)識(shí)別技術(shù)根據(jù)識(shí)別對(duì)象的特征、識(shí)別原理和方式可以分為數(shù)據(jù)采集技術(shù)（定義識(shí)別）和特征提取技術(shù)（模式識(shí)別）兩大類。數(shù)據(jù)采集技術(shù)（定義識(shí)別）的基本條件是需要被識(shí)別物體具有特定的識(shí)別載體（如標(biāo)簽等，僅光學(xué)字符識(shí)別例外）。特征提取技術(shù)（模式識(shí)別、特征識(shí)別）根據(jù)被識(shí)別物體本身的屬性特征和行為特征來完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。定義識(shí)別——賦予被識(shí)別對(duì)象一個(gè)ID代碼，并將此ID代碼的載體（條碼、射頻標(biāo)簽、磁卡、IC卡等）放在要被識(shí)別的對(duì)象上進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通過對(duì)載體的自動(dòng)識(shí)讀獲得原ID代碼，然后通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別。模式識(shí)別——對(duì)表征事物或現(xiàn)象的各種形式（數(shù)值的、文字的和邏輯關(guān)系的）信息進(jìn)行處理和分析，以對(duì)事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類和解釋的過程，即采集被識(shí)別對(duì)象的特征數(shù)據(jù)，并與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的原特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。數(shù)據(jù)采集技術(shù)（定義識(shí)別）特征提取技術(shù)（模式識(shí)別）內(nèi)容光存儲(chǔ)器：條碼（一維、二維）、光卡、光標(biāo)閱讀器（OMR）、光學(xué)字符識(shí)別（OCR）磁存儲(chǔ)器：磁條、非接觸磁卡電存儲(chǔ)器：接觸式IC卡、RFID射頻識(shí)別（無芯片、有芯片）、存儲(chǔ)卡（智能卡、非接觸式智能卡）身體特征：指紋、虹膜、臉型、掌型、視網(wǎng)膜、DNA、骨骼行為特征：簽名（簽字）、語音、行走步態(tài)屬性特征：化學(xué)感覺、物理感覺、聯(lián)合感覺應(yīng)用主要研究條碼、RFID、磁記錄等編碼和識(shí)別技術(shù)，以便更高效地應(yīng)用于：商品零售、物流、銀行、醫(yī)藥和醫(yī)院管理、工業(yè)生產(chǎn)流水線控制、鐵路運(yùn)輸管理、高速公路不停車收費(fèi)及停車場(chǎng)收費(fèi)、門禁和考勤等系統(tǒng)。主要研究如何使機(jī)器具有感知能力（視覺模式和聽覺模式的識(shí)別），如能識(shí)別物體、地形、圖、聲音和字體（簽字）的機(jī)器人。應(yīng)用領(lǐng)域涉及：機(jī)器識(shí)別和人工智能；醫(yī)學(xué)；軍事；衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星航空?qǐng)D片解釋、天氣預(yù)報(bào)；銀行、保險(xiǎn)、刑偵；工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)；字符識(shí)別、語音識(shí)別、指紋識(shí)別等。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的工作原理自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)以信息處理為主的技術(shù)系統(tǒng)，也是一個(gè)傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，其輸入端是被識(shí)別信息，輸出端是已識(shí)別信息。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的信息處理是指為達(dá)到快速應(yīng)用目的而對(duì)信息所進(jìn)行的變換和加工，還有如調(diào)制、均衡等信息操作的總稱。抽象概括自動(dòng)識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)的工作過程如圖所示，它是最一般的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)信息處理系統(tǒng)的模型框圖，是適用于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域的通用研究模型。定義識(shí)別的數(shù)據(jù)信息的采集，由于其信息格式的固定化，且具有量化特征，數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，所對(duì)應(yīng)的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)模型也較為簡(jiǎn)單，如圖所示。特征識(shí)別的特征信息的采集和處理過程復(fù)雜：沒有固定的信息格式；為了讓計(jì)算機(jī)能夠處理這些信息，必須使其量化，而量化的結(jié)果往往會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)；還要對(duì)這些數(shù)據(jù)做大量的計(jì)算與特殊的處理。其系統(tǒng)模型也較為復(fù)雜，如圖所示。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用意義對(duì)于一個(gè)以信息處理為主的技術(shù)系統(tǒng)的研究，歸根到底是一個(gè)獲得信息、加工信息和利用信息的問題。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一門主要以計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息科學(xué)為理論基礎(chǔ)的學(xué)科，它以獲得信息、加工（識(shí)別）信息為主要的技術(shù)實(shí)施過程，利用其結(jié)果可作為管理工作的決策信息或自動(dòng)化裝置等技術(shù)系統(tǒng)的控制信息。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)最基本與最主要的目的就是提供一個(gè)快速、準(zhǔn)確地獲得信息的有效手段，以解決由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸入速度慢、錯(cuò)誤率高等造成的“瓶頸”難題。條碼識(shí)別技術(shù)的起源與發(fā)展條碼的研究始于美國(guó)。20世紀(jì)40年代，美國(guó)的兩位工程師研究用代碼表示食品項(xiàng)目和相應(yīng)的自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，并于1949年獲得了美國(guó)專利。20世紀(jì)70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，美國(guó)的食品零售業(yè)開始探索如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)來擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)管理能力，對(duì)標(biāo)識(shí)掃描技術(shù)了發(fā)生興趣。條碼首先在食品零售業(yè)應(yīng)用并取得成功。同時(shí)，InterfaceMechanisms公司開發(fā)出“二維碼”。第二章條碼識(shí)別技術(shù)1970年，美國(guó)統(tǒng)一編碼委員會(huì)成立（UCC，UniformCodeCouncil）。1972年，UCC推薦了由IBM公司提出的通用產(chǎn)品代碼UPC（UniversalProductionCode），隨之而來的是使用UPC碼標(biāo)示商品和使用條碼掃描器的銷售點(diǎn)迅速增多。1977年，成立了“歐洲物品編碼協(xié)會(huì)”，推出了與UPC碼兼容的EAN碼（EuropeanArticleNumberingAssociation）。1981年，“歐洲物品編碼協(xié)會(huì)”改為“國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)”IAN（InternationalArticleNumberingAssociation）。20世紀(jì)90年代，相繼出現(xiàn)了多種高容量條碼——CODE49、PDF417等。1991年4月，“中國(guó)物品編碼中心”代表中國(guó)加入“國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)”，國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)分配給中國(guó)的商品編碼（EAN-13）的前三位為“690，691，692”。1991年12月，我國(guó)受理自行研制的條碼掃描結(jié)算POS系統(tǒng)在上海第一食品商店投入運(yùn)行。條碼的定義與概念國(guó)標(biāo)GB／T12905-2001《條碼術(shù)語》定義：條碼（Barcode）是“由一組規(guī)則排列的條、空及其對(duì)應(yīng)字符組成的標(biāo)記，用以表示一定的信息”?！皸l”指對(duì)光線反射率較低的部分，一般表現(xiàn)為黑色“空”指對(duì)光線反射率較高的部分，一般表現(xiàn)為白色一個(gè)完整的條碼的組成次序依次為：靜區(qū)（前）、起始符、數(shù)據(jù)符、（中間分割符，主要用于EAN碼）、（校驗(yàn)符）、終止符、靜區(qū)（后）。條碼相關(guān)概念：代碼（Code）：一組用來表征客觀事物的一個(gè)或一組有序的符號(hào)。碼制：條碼符號(hào)的類型，每種類型的條碼符號(hào)都是由符合特定編碼規(guī)則的條和空組合而成。字符集：某種碼制的條碼符號(hào)可以表示的字母、數(shù)字和符號(hào)的集合。自校驗(yàn)特性：條碼字符本身具有校驗(yàn)特性條碼質(zhì)量：條碼的印制質(zhì)量。條碼符號(hào)的編碼方法模塊組合法指條碼符號(hào)的字符即條與空分別由若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊組合而成。一個(gè)模塊的條表示二進(jìn)制的“1”，一個(gè)模塊的空表示二進(jìn)制的“0”。寬度調(diào)節(jié)法條碼中條（空）的寬窄設(shè)置不同，寬單元表示二進(jìn)制的“1”，窄單元表示二進(jìn)制的“0”，寬單元的寬度通常是窄單元寬度的2—3倍。條碼的分類按碼制分類UPC碼、EAN碼25碼和交插25碼ITF-14碼和ITF-6碼39碼（Code30f9）、93碼庫(kù)德巴碼（Codebar）128碼按維數(shù)分類一維條碼二維條碼多維條碼國(guó)際編碼組織與系統(tǒng)美國(guó)統(tǒng)一編碼委員會(huì)（UniformCodeCouncil，UCC）國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)（EuropeanArticleNumberAssociation，

EAN）。1981年，EAN改稱為“國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)”：InternationalArticleNumberingAssociation，簡(jiǎn)稱EANInternational。EAN·UCC系統(tǒng)2002年11月26日，EAN正式接納UCC成為系統(tǒng)成員，EAN和UCC合并為一個(gè)全球統(tǒng)一的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)——EAN·UCC系統(tǒng)。中國(guó)物品編碼中心中國(guó)物品編碼中心（ArticleNumberingCenterofChina，ANCC）是我國(guó)商品條碼工作的組織、協(xié)調(diào)、管理機(jī)構(gòu)。1988年12月28日經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)正式成立的，并于1991年4月19日加入國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)。中國(guó)物品編碼中心負(fù)責(zé)在我國(guó)推廣應(yīng)用EAN·UCC系統(tǒng)。依據(jù)EAN·UCC系統(tǒng)規(guī)則，編碼中心研究制定了一套適合我國(guó)國(guó)情的、技術(shù)上與國(guó)際接軌的產(chǎn)品與服務(wù)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)——ANCC全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“ANCC系統(tǒng)”。典型一維條碼UPC碼（UniversalProductCode）EAN碼（EuropeanArticleNumber）39碼93碼庫(kù)德巴碼（Codabar）25碼交叉25碼ITF碼128碼EAN-13碼前綴碼舉例前綴碼含義前綴碼含義000～019美國(guó)

471中國(guó)臺(tái)灣030～039

489中國(guó)香港060～139

500～509英國(guó)020～029限域分銷

690～699中國(guó)040～049店內(nèi)碼

880韓國(guó)200～299限域分銷

930～939澳大利亞050～059優(yōu)惠券

958中國(guó)澳門300～379法國(guó)

977連續(xù)出版物ISSN400～440德國(guó)

978、979圖書ISBN450～459日本

980退款憑證票據(jù)490～499

981、982同幣種優(yōu)惠券（代金券）460～469俄羅斯

990～999優(yōu)惠券一維條碼的不足資料容量有限僅能標(biāo)識(shí)商品，而不能描述商品相當(dāng)依賴電腦網(wǎng)絡(luò)和資料庫(kù)垂直方向不攜帶資料，資料密度偏低二維條碼的概念二維碼（2-dimensionalbarcode）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的。在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息。二維碼能夠在橫向和縱向兩個(gè)方位同時(shí)表達(dá)信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息。二維條碼表示信息表示信息表示信息不表示信息表示信息表示信息一維條碼符號(hào)類型二維條碼一維條碼數(shù)據(jù)類型文字、數(shù)字、二進(jìn)制文字和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)容量大約2,000字符大約20字符數(shù)據(jù)密度20-1001數(shù)據(jù)修復(fù)能力有無一維碼和二維碼的比較信息密度與信息容量錯(cuò)誤校驗(yàn)及糾錯(cuò)正能力垂直方向是否攜帶信息用途對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和通訊網(wǎng)絡(luò)的依賴識(shí)讀設(shè)備一維條碼信息密度低，信息容量較小可通過校驗(yàn)字符進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)，沒有錯(cuò)糾能力不攜帶信息對(duì)物品的標(biāo)識(shí)多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合依賴數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)可用線掃描器識(shí)讀，如光筆、線陣CCD、激光槍等二維條碼信息密度高，信息容量大具有錯(cuò)誤校驗(yàn)和糾錯(cuò)能力，可根據(jù)需求設(shè)置不同的糾錯(cuò)級(jí)別攜帶信息對(duì)物品的描述可不依賴數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)而單獨(dú)應(yīng)用對(duì)于行排式二維條碼可用線掃描器的多次掃描識(shí)讀；對(duì)于矩陣式二維條碼僅能用圖像掃描器識(shí)讀二維碼的特點(diǎn)高密度編碼編碼范圍廣容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能譯碼可靠性高可引入加密措施：保密性、防偽性好成本低，易制作，持久耐用條碼符號(hào)形狀、尺寸大小比例可變二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識(shí)讀二維碼的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)表示包括漢字、照片、指紋、簽字在內(nèi)的小型數(shù)據(jù)文件；在有限的面積上表示大量信息；對(duì)“物品”進(jìn)行精確描述；防止各種證件、卡片及單證的仿造；在遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)庫(kù)和不便聯(lián)網(wǎng)的地方實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。二維條碼的分類行排式二維條碼（2DSTACKEDBARCODE）又稱：堆積式二維條碼或?qū)优攀蕉S條碼編碼原理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。矩陣式二維條碼（2DMATRIXBARCODE）又稱：棋盤式二維條碼在一個(gè)矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。在矩陣相應(yīng)元素位置上，用點(diǎn)（方點(diǎn)、圓點(diǎn)或其他形狀）的出現(xiàn)表示二進(jìn)制“1”，點(diǎn)的不出現(xiàn)表示二進(jìn)制的“0”。典型二維條碼PDF417Code49Code16KQRCodeDataMatrixMaxicode

Codeone漢信碼常見二維碼比較PDF417QRCodeDataMartix符號(hào)結(jié)構(gòu)研制公司SymbolTechnolgiesInc

(美國(guó))DensoCorp.

(日本)I.D.MatrixInc.

(美國(guó))碼制分類行排式矩陣式識(shí)讀速度3個(gè)/秒30個(gè)/每秒2～3個(gè)/秒識(shí)讀方向±10°全方位（360°）識(shí)讀方法條空寬度尺寸判別深色/淺色模塊判別漢字表示16bit13bit16bit識(shí)讀速度一維及行排條碼矩陣碼CODABLOCKPDF417CODE128CODE39QRCODEDATAMATRIX（ECC200）MAXICODE快慢

實(shí)例：一個(gè)由80個(gè)字符組成信息

1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80識(shí)讀速度字符數(shù)一維及行排條碼矩陣碼7000500035002000100075050025010064CODE128CODE3944個(gè)字符QRCODE數(shù)字字符7089個(gè)字母數(shù)字字符4296個(gè)漢字1817個(gè)DATAMATRIX（ECC200）數(shù)字字符3116個(gè)字母數(shù)字字符2335個(gè)漢字778個(gè)CODABLOCK數(shù)字字符5452個(gè)字母數(shù)字字符2726個(gè)PDF417數(shù)字字符2710個(gè)字母數(shù)字字符1850個(gè)MAXICODE數(shù)字字符139個(gè)字母數(shù)字字符93個(gè)最大數(shù)據(jù)容量條碼的識(shí)別原理兩個(gè)過程——掃描、譯碼條碼閱讀器的結(jié)構(gòu)：光源、接收裝置、光電轉(zhuǎn)換、譯碼電路、計(jì)算機(jī)接口工作原理：掃描器光源發(fā)出光照射條碼接受反射光信號(hào)（條空、寬窄）→（光電轉(zhuǎn)換器）→轉(zhuǎn)換成電信號(hào)→電路放大→模擬信號(hào)→譯碼器→轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)→→計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理→→物品信息被識(shí)別條碼技術(shù)的優(yōu)越性可靠性強(qiáng)效率高成本低易于制作構(gòu)造簡(jiǎn)單靈活實(shí)用數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性強(qiáng)條碼技術(shù)的局限性條碼只能識(shí)別一類產(chǎn)品條碼是可視傳播技術(shù)條碼是索引代碼信息標(biāo)識(shí)是靜態(tài)的信息容量是有限的GS1系統(tǒng)GS1系統(tǒng)即“全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)”是以對(duì)貿(mào)易項(xiàng)目、物流單元、位置、資產(chǎn)、服務(wù)關(guān)系等進(jìn)行編碼為核心的集條碼、射頻等自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、電子數(shù)據(jù)交換、全球產(chǎn)品分類、全球數(shù)據(jù)同步、產(chǎn)品電子代碼（EPC）等系統(tǒng)為一體的、服務(wù)于全球物流供應(yīng)鏈的開放的標(biāo)準(zhǔn)體系。

GS1系統(tǒng)＝全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)＝EAN?UCC系統(tǒng)。應(yīng)用國(guó)際流通標(biāo)識(shí)體系130種流通標(biāo)識(shí)功能零售生產(chǎn)管理與過程控制貿(mào)易物流全球位置全球資產(chǎn)等5%20-25%25-30%35-40%7%8%物流35-40%生產(chǎn)管理20-25%貿(mào)易25-30%構(gòu)成編碼體系全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼（GTIN）系列貨運(yùn)包裝箱代碼（SSCC）全球參與方位置碼（GLN）全球可回收資產(chǎn)標(biāo)識(shí)（GRAI）全球單個(gè)資產(chǎn)標(biāo)識(shí)（GIAI）全球服務(wù)關(guān)系代碼（GSRN）

……數(shù)據(jù)載體條碼電子標(biāo)簽（RFID）IDENTIFICATIONEDI／XML數(shù)據(jù)采集標(biāo)識(shí)代碼

數(shù)據(jù)交換GS1系統(tǒng)編碼體系RFID的發(fā)展簡(jiǎn)史繼承了雷達(dá)的概念，并由此發(fā)展出一種“自動(dòng)識(shí)別”新技術(shù)——RFID技術(shù)。二次世界大戰(zhàn)期間，英軍使用類RFID技術(shù)來識(shí)別友軍或敵軍的飛機(jī)。1948年，哈里·斯托克曼（HarryStockman）發(fā)表的論文“用能量反射的方法進(jìn)行通信”為RFID技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。第三章射頻識(shí)別技術(shù)我國(guó)RFID發(fā)展RFID是二十一世紀(jì)最具發(fā)展前景和變革力的高新技術(shù)，我國(guó)政府高度重視其發(fā)展。2004年國(guó)家金卡工程將RFID應(yīng)用試點(diǎn)列為重點(diǎn)工作《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》、《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》2006年國(guó)務(wù)院15個(gè)相關(guān)部門達(dá)成共識(shí)並聯(lián)合頒布了《中國(guó)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)政策白皮書》2007年列入《高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》2008年列入《國(guó)家金卡工程（2008-2013年）發(fā)展規(guī)劃》2009年17個(gè)RFID技術(shù)相關(guān)項(xiàng)目被批準(zhǔn)成為國(guó)家信息化試點(diǎn)工程項(xiàng)目2011年《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》RFID=RadioFrequency+Identification

（射頻標(biāo)簽＝射頻＋標(biāo)簽）RFID是20世紀(jì)90年代開始興起的一種非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)通過空間電磁耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息實(shí)現(xiàn)物體識(shí)別。射頻是指可發(fā)射傳播的電磁波。電磁波頻率高于100kHz時(shí)，可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力。把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。中間件及應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)協(xié)議處理器標(biāo)簽驅(qū)動(dòng)（射頻單元）應(yīng)用系統(tǒng)讀寫器電子標(biāo)簽響應(yīng)單元編碼存儲(chǔ)器解碼物理接口（調(diào)制解調(diào)）讀數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)命令查詢寫入讀取應(yīng)用程序接口（API）空中接口（AirInterface）芯片天線封裝數(shù)據(jù)能量時(shí)序RFID系統(tǒng)RFID的工作頻率參數(shù)低頻（LF）高頻（HF）超高頻（UHF）微波（uW）頻率125～134KHz13.56MHz433MHz，860～960MHz2.45GHz，5.8GHz技術(shù)特點(diǎn)穿透及繞射能力強(qiáng)（能穿透水及繞射金屬物質(zhì)）；但速度慢、距離近性價(jià)比適中，適用于絕大多數(shù)環(huán)境；但抗沖突能力差速度快、作用距離遠(yuǎn)；但穿透能力弱（不能穿透水，被金屬物質(zhì)全反射），且全球標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一一般為有源系統(tǒng)，作用距離遠(yuǎn)；但抗干擾力差作用距離<10cm1～20cm3～8m>10m主要應(yīng)用門禁、防盜系統(tǒng)畜牧、寵物管理智能卡電子票務(wù)圖書管理商品防偽倉(cāng)儲(chǔ)管理物流跟蹤航空包裹自動(dòng)控制道路收費(fèi)集裝箱RFID系統(tǒng)（硬件）一般由信號(hào)發(fā)射機(jī)（射頻標(biāo)簽）、信號(hào)接收機(jī)（閱讀器）、發(fā)射接收天線等部分組成。標(biāo)簽（Tag）——由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器（Reader，讀寫器）——讀?。▽懭耄?biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。典型的閱讀器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元、振蕩電路以及閱讀器天線幾部分。天線（Antenna）——在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。信號(hào)發(fā)射機(jī)（射頻標(biāo)簽）標(biāo)簽一般是帶有線圈、天線、存儲(chǔ)器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。標(biāo)簽必須能夠自動(dòng)或在外力的作用下，把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。標(biāo)簽是一種微型的無線收發(fā)裝置，標(biāo)簽中存儲(chǔ)著被識(shí)別物體的相關(guān)信息，通常被安置在被識(shí)別的物體表面上。由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和閱讀器天線間進(jìn)行通信。按調(diào)制方式（獲取電能的方式）分主動(dòng)式標(biāo)簽含有電源，用自身的能量主動(dòng)地發(fā)射數(shù)據(jù)給閱讀器；工作可靠性高，信號(hào)傳送距離遠(yuǎn)；標(biāo)簽的使用壽命受到限制，而且隨著標(biāo)簽內(nèi)電池電力的消耗，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x會(huì)越來越小，影響系統(tǒng)的正常工作；應(yīng)用在需要限制數(shù)據(jù)傳輸量或者使用數(shù)據(jù)有限制的地方。被動(dòng)式標(biāo)簽不含電源，靠外界的提供能量（從閱讀器發(fā)射的電磁波中獲得）才能正常工作；具有永久的使用期（長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）；數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x短；應(yīng)用在標(biāo)簽信息需要頻繁讀寫的地方。半被動(dòng)式標(biāo)簽含有電源，但電源只為芯片運(yùn)轉(zhuǎn)提供能量。按存儲(chǔ)器的類型分只讀標(biāo)簽：存儲(chǔ)器內(nèi)容只能讀出，不可寫入。只讀標(biāo)簽：內(nèi)容在出廠時(shí)被寫入，識(shí)別時(shí)只可讀出，不可再改寫，其存儲(chǔ)器一般由ROM組成。一次性編程只讀標(biāo)簽：內(nèi)容只可在應(yīng)用前一次性編程寫入，識(shí)別過程中標(biāo)簽內(nèi)容不可改寫，其存儲(chǔ)器一般由PROM、PAL組成?？芍貜?fù)編程只讀標(biāo)簽：內(nèi)容經(jīng)擦除后可重新編程寫入，識(shí)別過程中標(biāo)簽內(nèi)容不改寫。其存儲(chǔ)器一般是由EPROM、GAL組成。讀寫標(biāo)簽：存儲(chǔ)器內(nèi)容可以被閱讀器讀出或?qū)懭?。具有讀寫型存儲(chǔ)器（如RAM或EEROM），或同時(shí)具有讀寫型存儲(chǔ)器和只讀型存儲(chǔ)器。讀寫型標(biāo)簽應(yīng)用過程中數(shù)據(jù)是雙向傳輸?shù)?。按距離分遠(yuǎn)程標(biāo)簽（100cm以上）近程標(biāo)簽（10—100cm）超近程標(biāo)簽（0.2—10cm）按頻率分低頻標(biāo)簽（500kHz以下）動(dòng)物識(shí)別標(biāo)簽、行李識(shí)別標(biāo)簽高頻標(biāo)簽（500kHz—1GHz）電子門票、門禁控制標(biāo)簽微波標(biāo)簽（1GHz以上）集裝箱自動(dòng)識(shí)別用標(biāo)簽、高速公路不停車收費(fèi)標(biāo)簽按存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力分標(biāo)識(shí)標(biāo)簽存儲(chǔ)的只是標(biāo)識(shí)號(hào)碼，用于對(duì)特定的標(biāo)識(shí)項(xiàng)目，如人、物、地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的詳細(xì)的特定信息，只能在與系統(tǒng)相連接的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查找。便攜式數(shù)據(jù)文件標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常大，可以看作是一個(gè)數(shù)據(jù)文件。一般都是用戶可編程的。標(biāo)簽中除了存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)碼外，還存儲(chǔ)有大量的被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目其他的相關(guān)信息，如包裝說明、工藝過程說明等。信號(hào)接收機(jī)（閱讀器、讀寫器）組成：天線、射頻模塊、讀寫模塊基本功能：與標(biāo)簽的通信功能與應(yīng)用系統(tǒng)的通信功能——使應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)ψx寫器進(jìn)行控制并處理數(shù)據(jù)信息在讀寫區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識(shí)別，完成防沖突功能校驗(yàn)讀寫過程中的錯(cuò)誤RFID的工作原理通常由閱讀器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射射頻能量形成電磁場(chǎng)，作用距離的大小取決于發(fā)射功率。標(biāo)簽通過這一區(qū)域時(shí)被觸發(fā)，發(fā)送存儲(chǔ)在標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，或根據(jù)閱讀器的指令改寫存儲(chǔ)在標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。閱讀器可接收標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)或向標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)，并能通過標(biāo)準(zhǔn)接口（中間件）與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間（非接觸）耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系實(shí)現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交換。從電子標(biāo)簽到閱讀器之間的通信及能量感應(yīng)方式來看，RFID系統(tǒng)一般可以分為兩類：電感耦合（InductiveCoupling）系統(tǒng)電磁反向散射耦合（BackscatterCoupling）系統(tǒng)電磁耦合與電感耦合的差別電磁耦合方式中閱讀器將射頻能量以電磁波的形式發(fā)送出去；在電感耦合方式中，閱讀器將射頻能量束縛在閱讀器電感線圈的周圍，通過交變閉合的線圈磁場(chǎng)，溝通閱讀器線圈與射頻標(biāo)簽線圈之間的射頻通道，沒有向空間輻射電磁能量。NS標(biāo)簽讀寫器讀寫器標(biāo)簽遠(yuǎn)距離電磁耦合近距離電感耦合系統(tǒng)事件射頻識(shí)別系統(tǒng)工作過程中，空間傳輸通道中發(fā)生的過程可歸結(jié)為三種事件模型：能量是時(shí)序得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)；時(shí)序是數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)方式；數(shù)據(jù)交換是目的。RFID技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)識(shí)別速度快，識(shí)別距離遠(yuǎn)體積小型化，形狀多樣化，易封裝抗污染能力和耐久性可重復(fù)使用穿透性和無屏障閱讀數(shù)據(jù)的記憶容量大難以偽造，安全性較高缺點(diǎn)價(jià)格RFID目前的成本除了標(biāo)簽部分外，配套的周邊與服務(wù)對(duì)一般企業(yè)來說仍然偏高，通常只有大企業(yè)負(fù)擔(dān)得起。因此，雖然市場(chǎng)普遍看好RFID，但需要各個(gè)領(lǐng)域的多數(shù)廠商加入，才可能如同條碼與POS系統(tǒng)一樣普及。隱私對(duì)于個(gè)人的消費(fèi)情形隱私權(quán)，已讓大眾產(chǎn)生疑慮，隨著RFID技術(shù)普及到各層面，未來更可能使用在證照或身份證件等方面，數(shù)據(jù)曝光的危險(xiǎn)性顯得更高。隨之而來如黑客或是政府的監(jiān)視，也都影響到民眾的權(quán)益。標(biāo)準(zhǔn)RFID技術(shù)的應(yīng)用卡類識(shí)別技術(shù)的分類第四章卡類識(shí)別技術(shù)PET卡PET（PolyethyleneTerephthalate）即聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。PET卡是卡片的某一整面均涂有磁性物質(zhì)（與磁卡上僅有一個(gè)磁條不同）。現(xiàn)有的應(yīng)用多為電話充值卡、電子自動(dòng)售票卡等。光卡光卡即激光卡，是一種利用半導(dǎo)體激光進(jìn)行記錄信息的卡片。需要用激光光源來識(shí)讀，其大小、形狀完全類似于信用卡（CreditCard）或銀行自動(dòng)柜員卡（ATMCard）。光卡記錄層刻有2500條極細(xì)的軌紋，供數(shù)字資料定位用。光卡使用凹凸記錄的方式，信息以記錄層表面是否出現(xiàn)記錄坑的形式儲(chǔ)存在光卡內(nèi)。凸字卡在PVC卡的表面壓上突出的字母和數(shù)字，從而使PVC卡具備可識(shí)別性和惟一性。凸字卡適用于各大商場(chǎng)、娛樂、餐飲中心、證券交易中心、銀行、保險(xiǎn)業(yè)等。PVC，聚氯乙烯。銀行卡PVC材料是以聚氯乙烯樹脂為主要原料，加入抗老化劑、改性劑等，經(jīng)混煉、壓延、真空吸塑等工藝而成的材料。PVC材料具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、防潮、阻燃等特點(diǎn)，規(guī)格、色彩、圖案繁多，極富裝飾性。條碼卡按材質(zhì)分為金屬條碼卡和PVC條碼卡兩種。金屬條碼卡，在金屬卡片表面加以條碼。特點(diǎn)是使用金屬材料，耐用且高檔美觀。金屬條碼卡一般選用高級(jí)進(jìn)口銅材，經(jīng)沖壓、腐蝕、印刷、拋光、電鍍、填色、滴膠、包裝等多項(xiàng)流水作業(yè)程序、多工序精工制成，具有獨(dú)特的浮雕立體感和真金般的色彩，是制作高檔貴賓卡、會(huì)員卡、紀(jì)念卡、年歷卡的首選類型。也適合于制作用于紀(jì)念、久藏的各種紀(jì)念卡，如新婚、校慶、開業(yè)、會(huì)議、退休等特別紀(jì)念。PVC條碼卡，在PVC卡的表面印上條碼，應(yīng)用廣泛。磁卡技術(shù)磁卡（MagneticCard）利用磁性載體記錄信息。常見的磁性載體通常以液體磁性材料或磁條為信息載體。通常將液體磁性材料涂覆在卡片上；或?qū)?~14mm的磁條壓貼在卡片上。磁卡在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如銀行信用卡、ATM卡、機(jī)票、公共汽車票、自動(dòng)售貨卡、會(huì)員卡、現(xiàn)金卡（如電話磁卡）等。磁卡的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)可讀寫：具有現(xiàn)場(chǎng)改造數(shù)據(jù)的能力。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量能夠滿足大多數(shù)需要，便于使用，成本低廉。具有一定的數(shù)據(jù)安全性。能黏附于許多不同規(guī)格和形式的基材上。IC卡技術(shù)集成電路卡（IntegratedCircuitCard，IC）是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。IC卡在有些國(guó)家和地區(qū)也稱為智能卡（SmartCard）、智慧卡（IntelligentCard）、微電路卡（MicrocircuitCard）或微芯片卡等。IC是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中，做成卡片形式，利用集成電路的可存儲(chǔ)特性，保存、讀取和修改芯片上的信息。IC卡廣泛應(yīng)用于包括金融、交通、社保等很多領(lǐng)域。IC卡的主要特性存儲(chǔ)容量大，可以含有RAM、ROM、EPROM、EEPROM等存儲(chǔ)器，容量從幾字節(jié)到幾兆字節(jié)。體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，便于攜帶。安全性高，在無源情況下數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，數(shù)據(jù)的安全性和保密性都非常好。智能卡與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，可以方便地滿足對(duì)各種各樣信息的采集、傳送、加密和管理的需要。IC卡按通信方式可分為接觸式IC卡、非接觸式IC卡和雙界面卡。（1）接觸式IC卡接觸式IC卡是通過讀寫設(shè)備的觸點(diǎn)與IC卡的觸點(diǎn)接觸后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7816對(duì)此類卡的機(jī)械、電氣特性等進(jìn)行了規(guī)定。具有標(biāo)準(zhǔn)形狀的銅皮觸點(diǎn)，通過和卡座的觸點(diǎn)相連后，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的信息交換。按芯片的類型，接觸式IC卡可分為四種類型：存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡、CPU卡和超級(jí)智能卡。（2）非接觸式IC卡（射頻卡）非接觸式IC卡與讀寫設(shè)備無電路接觸，是通過非接觸式的讀寫技術(shù)進(jìn)行讀寫（如光或無線技術(shù)）。（3）雙界面卡將接觸式IC卡與非接觸式IC卡組合到一張卡中，操作獨(dú)立，但可以共用一個(gè)CPU、操作系統(tǒng)和存儲(chǔ)空間。卡片包括一個(gè)微處理器芯片和一個(gè)與微處理器相連的天線線圈，由讀寫器產(chǎn)生的電磁場(chǎng)提供能量，通過射頻方式來實(shí)現(xiàn)能量供應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸。磁卡技術(shù)基礎(chǔ)1.磁記錄原理磁條是由一些微小的磁粒（鐵磁材料）附著于類似塑料膠帶上形成的，鐵磁材料是一種在外部磁場(chǎng)移走后仍可以保留磁性的物質(zhì)。磁條上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)就是靠改變磁條上氧化粒子的磁性來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)寫入過程中，需要輸入的數(shù)據(jù)首先通過“編碼器”變換成二進(jìn)制的機(jī)器代碼，然后控制器控制的“磁頭”在與磁條的相對(duì)移動(dòng)過程中，改變磁條磁性粒子的極性來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寫入。數(shù)據(jù)的讀出是“磁頭”先讀出機(jī)器代碼，然后通過“譯碼器”還原成人們可識(shí)讀的數(shù)據(jù)信息。2.磁條和磁道磁卡的一面印刷有說明提示性的信息；另一面有磁層或磁條，具有2～3個(gè)磁道以記錄有關(guān)信息數(shù)據(jù)。磁道（Track）：磁條上存儲(chǔ)信息的分區(qū)。磁道1：記錄密度為210bpi（BitsPerInch比特/英寸），可記錄數(shù)字、字母和其他一些符號(hào)（括號(hào)、分隔符）。磁道1記錄字母、數(shù)字型數(shù)據(jù)（字母用于記錄持卡人姓名），為只讀磁道，磁道上的信息只能讀出而不允許寫入或修改。磁道2：記錄密度為75bpi，所記錄的字符只能是數(shù)字。磁道2記錄數(shù)字型數(shù)據(jù)，也為只讀磁道。磁道3：記錄密度為210bpi，所記錄的字符只能是數(shù)字。磁道3記錄數(shù)字型數(shù)據(jù)，如記錄賬面余額等，為可讀寫磁道，既可以讀出，也可以寫入。3.磁道的格式和內(nèi)容磁道的應(yīng)用分配一般是根據(jù)特殊的使用要求而定制的，如銀行系統(tǒng)、證券系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、身份識(shí)別系統(tǒng)、駕駛員駕駛執(zhí)照管理系統(tǒng)等，都會(huì)對(duì)磁卡上3個(gè)磁道提出不同的應(yīng)用格式。IC卡技術(shù)基礎(chǔ)1.接觸式IC卡接觸式IC卡的結(jié)構(gòu)IC卡讀寫器要能讀寫符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的IC卡。IC卡接口電路作為IC卡與IFD內(nèi)CPU進(jìn)行通信的惟一通道，為保證通信和數(shù)據(jù)交換的安全與可靠，其產(chǎn)生的電信號(hào)必須滿足特定要求。接觸式IC卡的構(gòu)成可分為半導(dǎo)體芯片、電極模片、塑料基片幾部分。接觸式IC卡的工作原理接觸式IC卡獲取工作電壓的方法——接觸式IC卡通過其表面的金屬電極觸點(diǎn)將卡的集成電路與外部接口電路直接接觸連接，由外部接口電路提供卡內(nèi)集成電路工作的電源。接觸式IC卡與讀寫器交換數(shù)據(jù)的原理——接觸式IC卡通過其表面的金屬電極觸點(diǎn)將卡的集成電路與外部接口電路直接接觸連接，通過串行方式與讀寫器交換數(shù)據(jù)。接觸式IC卡的工作過程完成IC卡插入與退出的識(shí)別操作通過觸點(diǎn)向卡提供穩(wěn)定的電源通過觸點(diǎn)向卡提供穩(wěn)定的時(shí)鐘2.CPU卡CPU卡的三種認(rèn)證方法：對(duì)持卡者的合法性認(rèn)證——密碼校驗(yàn)，通過持卡人輸入個(gè)人口令來進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)卡的合法性認(rèn)證——內(nèi)部認(rèn)證。對(duì)系統(tǒng)的合法性認(rèn)證——外部認(rèn)證。認(rèn)證過程是通過系統(tǒng)傳送隨機(jī)數(shù)X，用指定算法、密鑰對(duì)隨機(jī)數(shù)加密，用指定算法、密鑰解密Y，得結(jié)果Z，比較X、Z，如果相同，則表示系統(tǒng)是合法的。在以上認(rèn)證過程中，密鑰是不在線路上以明文出現(xiàn)的，它每次的送出都是經(jīng)過隨機(jī)數(shù)加密的，而且因?yàn)橛须S機(jī)數(shù)的參加，可以確保每次傳輸?shù)膬?nèi)容都不同，即使被截獲也沒有任何意義。通過這種認(rèn)證方式，線路上就沒有了攻擊點(diǎn)，同時(shí)，卡也可以驗(yàn)證應(yīng)用的合法性。3.SAM卡SAM卡是一種具有特殊性能的CPU卡，用于存放密鑰和加密算法，可完成交易中的相互認(rèn)證、密碼驗(yàn)證和加密、解密運(yùn)算，一般用作身份標(biāo)志。SAM卡提供一種更完整的系統(tǒng)解決方案。在發(fā)卡時(shí)，將主密鑰存入SAM卡中，然后由SAM卡中的主密鑰，對(duì)用戶卡的特征字節(jié)（如應(yīng)用序列號(hào)）加密生成子密鑰，將子密鑰注入用戶卡中。由于應(yīng)用序列號(hào)的惟一性，使得每張用戶卡內(nèi)的子密鑰都不同。密鑰一旦注入卡中，就不會(huì)在卡外出現(xiàn)。在使用時(shí)，由SAM卡的主密鑰生成子密鑰存放在RAM區(qū)中，用于加密、解密數(shù)據(jù)。“城市一卡通”公用事業(yè)智能卡應(yīng)用系統(tǒng)公用事業(yè)采用IC卡收費(fèi)，實(shí)施“城市一卡通”項(xiàng)目試點(diǎn)?！俺鞘幸豢ㄍā卑v向應(yīng)用和橫向應(yīng)用：縱向應(yīng)用一卡通解決地區(qū)分割的某個(gè)行業(yè)一卡通問題，比如公共交通行業(yè)；橫向應(yīng)用一卡通實(shí)現(xiàn)同一地區(qū)不同行業(yè)的一卡多用。目前，城市一卡通的試點(diǎn)主要側(cè)重于公共交通的收費(fèi)管理。隨著城市一卡通的不斷發(fā)展，公用事業(yè)水、氣、熱等行業(yè)均將納入城市一卡通?！耙豢ㄍā痹跀?shù)字社區(qū)中的應(yīng)用社區(qū)管理科學(xué)化、規(guī)范化、智能化，為業(yè)主提供更加周到細(xì)致的服務(wù)。IC卡既要有銀行卡功能，也要有社區(qū)功能；IC卡門禁系統(tǒng)；IC卡停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)；IC卡會(huì)所消費(fèi)系統(tǒng)社區(qū)巴士消費(fèi)功能；會(huì)員積分管理功能；保安巡更管理功能；各種產(chǎn)品具有網(wǎng)絡(luò)功能；所有數(shù)據(jù)應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)交互；系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)展性，為社區(qū)之間的互聯(lián)互通做準(zhǔn)備。人類通過眼、耳、鼻、舌、身等接受信息，感知世界。約有75%的信息是通過視覺系統(tǒng)獲取的。圖——物體透射或反射光的分布（圖像場(chǎng)），是客觀存在；像——人（的視覺系統(tǒng)）對(duì)（接收后在大腦中形成的）圖的印象或認(rèn)識(shí)，是人的感覺；圖像——圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，既反映物體的客觀存在，又體現(xiàn)人的心理因素；圖像是對(duì)客觀存在物體的一種相似性的生動(dòng)模仿或描述。第五章圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別直接由人工或識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別；經(jīng)過處理，改善質(zhì)量或提取出圖像的某些數(shù)據(jù)特征后才能識(shí)別。數(shù)字圖像處理DigitalImageProcessing又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過程。圖像識(shí)別文字識(shí)別的研究是從1950年開始的，一般是識(shí)別字母、數(shù)字和符號(hào)，從印刷體識(shí)別到手寫體識(shí)別。數(shù)字圖像處理和識(shí)別的研究開始于1965年，數(shù)字圖像與模擬圖像相比具有存儲(chǔ)，傳輸方便可壓縮、傳輸過程中不易失真、處理方便等巨大優(yōu)勢(shì)。物體識(shí)別主要指的是對(duì)三維世界的客體及環(huán)境的感知和認(rèn)識(shí)，屬于高級(jí)的計(jì)算機(jī)視覺范疇，以數(shù)字圖像處理與識(shí)別為基礎(chǔ)的結(jié)合人工智能、系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的研究方向，其研究成果被廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)及探測(cè)機(jī)器人上。方法研究圖像識(shí)別問題的數(shù)學(xué)本質(zhì)屬于模式空間到類別空間的映射問題。圖像識(shí)別主要有三種方法：統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別、結(jié)構(gòu)模式識(shí)別、模糊模式識(shí)別。圖像分割是圖像處理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。圖像分割的方法有閾值分割方法，邊緣檢測(cè)方法，區(qū)域提取方法，結(jié)合特定理論工具的分割方法等。從圖像的類型來分有：灰度圖像分割、彩色圖像分割和紋理圖像分割等。OCR（OpticalCharacterRecognition）光學(xué)字符識(shí)別是指電子設(shè)備（例如掃描儀或數(shù)碼相機(jī)）檢查紙上打印的字符，通過檢測(cè)暗、亮的模式確定其形狀，然后用字符識(shí)別方法將形狀翻譯成計(jì)算機(jī)文字的過程。亦即，針對(duì)印刷體字符，采用光學(xué)的方式將紙質(zhì)文檔中的文字轉(zhuǎn)換成為黑白點(diǎn)陣的圖像文件，并通過識(shí)別軟件將圖像中的文字轉(zhuǎn)換成文本格式，供文字處理軟件進(jìn)一步編輯加工的技術(shù)。工作流程一個(gè)OCR識(shí)別系統(tǒng)，其目的很簡(jiǎn)單，只是要把影像作一個(gè)轉(zhuǎn)換，使影像內(nèi)的圖形繼續(xù)保存、有表格則表格內(nèi)資料及影像內(nèi)的文字，一律變成計(jì)算機(jī)文字，使能達(dá)到影像資料的儲(chǔ)存量減少、識(shí)別出的文字可再使用及分析，當(dāng)然也可節(jié)省因鍵盤輸入的人力與時(shí)間。從影像到結(jié)果輸出，需要經(jīng)過影像輸入、影像預(yù)處理、文字特征抽取、比對(duì)識(shí)別、最后經(jīng)人工校正將認(rèn)錯(cuò)的文字更正，將結(jié)果輸出。影像輸入欲經(jīng)過OCR處理的標(biāo)的物須透過光學(xué)儀器，如影像掃描儀、傳真機(jī)或任何攝影器材，將影像轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)。影像預(yù)處理影像預(yù)處理是OCR系統(tǒng)中，存在問題最多的一個(gè)模塊。影像須先將圖片、表格及文字區(qū)域分離出來，甚至可將文章的編排方向、文章的提綱及內(nèi)容主體區(qū)分開，而文字的大小及文字的字體也要判斷出來。對(duì)待識(shí)別圖像進(jìn)行二值化、圖像降噪、傾斜校正等預(yù)處理，可以降低特征提取算法的難度，并能提高識(shí)別的精度。文字特征抽取單以識(shí)別率而言，特征抽取可說是OCR的核心，用什么特征、怎么抽取，直接影響識(shí)別的好壞。特征可分為兩類：統(tǒng)計(jì)的特征，如文字區(qū)域內(nèi)的黑/白點(diǎn)數(shù)比，當(dāng)文字區(qū)分成好幾個(gè)區(qū)域時(shí)，這一個(gè)個(gè)區(qū)域黑/白點(diǎn)數(shù)比之聯(lián)合，就成了空間的一個(gè)數(shù)值向量，在比對(duì)時(shí)，基本的數(shù)學(xué)理論就足以應(yīng)付了。結(jié)構(gòu)的特征，如文字影像細(xì)線化后，取得字的筆劃端點(diǎn)、交叉點(diǎn)之?dāng)?shù)量及位置，或以筆劃段為特征，配合特殊的比對(duì)方法，進(jìn)行比對(duì)，市面上的線上手寫輸入軟件的識(shí)別方法多以此種結(jié)構(gòu)的方法為主。對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)：當(dāng)輸入文字算完特征后，不管是用統(tǒng)計(jì)或結(jié)構(gòu)的特征，都須有一比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)或特征數(shù)據(jù)庫(kù)來進(jìn)行比對(duì)，數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容應(yīng)包含所有欲識(shí)別的字集文字，根據(jù)與輸入文字一樣的特征抽取方法所得的特征群組。對(duì)比識(shí)別充分發(fā)揮數(shù)學(xué)運(yùn)算理論的一個(gè)模塊，根據(jù)不同的特征特性，選用不同的數(shù)學(xué)函數(shù)。較有名的比對(duì)方法：歐式空間的比對(duì)方法、松弛比對(duì)法（Relaxation）、動(dòng)態(tài)程序比對(duì)法（DynamicProgramming，DP）、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)建立及比對(duì)、HMM（HiddenMarkovModel）字詞后處理：由于OCR的識(shí)別率并無法達(dá)到百分之百，或想加強(qiáng)比對(duì)的正確性及信心值，一些除錯(cuò)或甚至幫忙更正的功能，也成為OCR系統(tǒng)中必要的一個(gè)模塊。字詞后處理就是一例，利用比對(duì)后的識(shí)別文字與其可能的相似候選字群中，根據(jù)前后的識(shí)別文字找出最合乎邏輯的詞，做更正的功能。字詞數(shù)據(jù)庫(kù)：為字詞后處理所建立的詞庫(kù)。人工校正一個(gè)好的OCR軟件，除了有一個(gè)穩(wěn)定的影像處理及識(shí)別核心，以降低錯(cuò)誤率外，人工校正的操作流程及其功能也影響OCR的處理效率。文字影像與識(shí)別文字的對(duì)照、屏幕信息擺放的位置、每一識(shí)別文字的候選字功能、拒認(rèn)字的功能、及字詞后處理后特意標(biāo)示出可能有問題的字詞，都是為使用者設(shè)計(jì)盡量少使用鍵盤的一種功能。結(jié)果輸出有人要文本文件，有人要和輸入文件一樣的原文重現(xiàn)，有人注重表格內(nèi)的文字……無論怎么變化，都只是輸出檔案格式的變化而已。傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)是指基于特定持有物（如：身份證）和基于特定知識(shí)（如：密碼）進(jìn)行身份鑒定的一種技術(shù)。應(yīng)用：通過信用卡和密碼可以實(shí)現(xiàn)在ATM機(jī)上取款。傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)特定持有物易丟失、被盜和遺忘。特定知識(shí)存在記憶上的問題。密碼太復(fù)雜，容易遺忘；密碼簡(jiǎn)單（如：生日、電話號(hào)碼等），容易被破譯和猜測(cè)。第六章生物特征識(shí)別技術(shù)生物識(shí)別技術(shù)是指通過可測(cè)量的身體或行為等生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)；而生物特征是指唯一的可以測(cè)量或可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的生理特征或行為方式。生理特征（whatyouare）手指，臉，手掌，手，足，虹膜，靜脈……行為特征（howyoudo）步態(tài)，聲音，敲擊鍵盤，簽名……人人擁有，人各不同！生物識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)隨身性：人體固有的特征，與人體是唯一綁定的。安全性：個(gè)人身份的最好證明，可以滿足更高的安全需求。唯一性：每個(gè)人擁有的生物特征各不相同。穩(wěn)定性：不會(huì)隨時(shí)間等條件的變化而變化。廣泛性：每個(gè)人都具有這種特征。方便性：不需記憶，不會(huì)遺失?？刹杉裕哼x擇的生物特征易于測(cè)量?？山邮苄裕菏褂谜邔?duì)所選擇的個(gè)人生物特征及其應(yīng)用愿意接受。生物識(shí)別技術(shù)原理樣本采集通過某種原理可以測(cè)量生物特征，并將其轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)。預(yù)處理目的主要是去除噪聲，加強(qiáng)有用的信息，并對(duì)輸入測(cè)量?jī)x器或其他因素所造成的退化現(xiàn)象進(jìn)行復(fù)原。特征抽取機(jī)器通過學(xué)習(xí)獲取生物特征信號(hào)中能夠凸顯個(gè)性化差異的本質(zhì)特征，從而實(shí)現(xiàn)身份的識(shí)別。特征匹配計(jì)算兩個(gè)生物特征樣本的特征模板之間的相似度。虹膜識(shí)別技術(shù)的工作原理捕捉虹膜的數(shù)據(jù)圖像；為虹膜的圖像分析準(zhǔn)備過程；從虹膜的紋理或類型創(chuàng)造512字節(jié)的iriscode；使用iriscode模板用于確認(rèn)。虹膜識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)高獨(dú)特性幾乎任何兩個(gè)人（包括雙胞胎）的虹膜都是不完全相同的，即使是同一個(gè)人左右眼的虹膜也存在一定的差異。

高穩(wěn)定性虹膜本身一般不易發(fā)病，可以保持幾十年不變。良好的防偽性能要想精細(xì)地修改虹膜的表面結(jié)構(gòu)特征，即使采用目前先進(jìn)的眼科手術(shù)，也必須冒著視力損傷的危險(xiǎn)。另外，利用虹膜本身有規(guī)律的震顫特性以及虹膜隨光強(qiáng)度變化而縮放的特性，可以把假冒的虹膜圖片區(qū)分開來。易接受性可以不與人體接觸，甚至能夠在人們沒有覺察的情況下把虹膜圖像拍攝下來。指紋識(shí)別技術(shù)把一個(gè)人同他的指紋對(duì)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(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證其真實(shí)身份。識(shí)別指紋總體特征紋形： 環(huán)型（又稱斗形）、弓形、螺旋形模式區(qū)：指紋上包括了總體特征的區(qū)域。核心點(diǎn)：在讀取指紋和比對(duì)指紋時(shí)作為參考點(diǎn)，位于指紋紋路的漸進(jìn)中心。三角點(diǎn)：從核心點(diǎn)開始的第一個(gè)分叉點(diǎn)或者斷點(diǎn)。紋數(shù)： 模式區(qū)內(nèi)指紋紋路的數(shù)量。指紋識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)專一性強(qiáng)，復(fù)雜程度高；可靠性高；速度快、使用方便；設(shè)備小、價(jià)格低。指紋識(shí)別的缺點(diǎn)某些人或某些群體的指紋因?yàn)橹讣y特征很少，故而很難成像。指紋痕跡存在被用來復(fù)制指紋的可能性。步態(tài)識(shí)別步態(tài)：人走路的姿勢(shì)。步態(tài)特征的穩(wěn)定性、唯一性較低。步態(tài)識(shí)別突出的優(yōu)點(diǎn)在于可以遠(yuǎn)距離獲取。應(yīng)用犯罪分子追蹤家庭防盜物品防盜系統(tǒng)……掌紋識(shí)別掌紋含有大量的信息可用于身份鑒別。人寬闊的手掌皮膚表面有豐富的紋路結(jié)構(gòu)，包括主線、皺紋線、脊線、奇異點(diǎn)、紋理等圖像特征，這些特征都是人各有異、和基因無關(guān)。以三維空間測(cè)試手掌的形狀、四指的長(zhǎng)度、手掌的寬度及厚度、各手指的兩個(gè)關(guān)節(jié)部分的寬與高等作為辨別的條件。掌紋識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)對(duì)硬件要求低識(shí)別精度高采集非接觸移動(dòng)身份識(shí)別計(jì)算速度快人臉識(shí)別是指人的面部五官以及輪廓的分布。識(shí)別什么？臉形，面部器官結(jié)構(gòu)——國(guó)田由用，目甲風(fēng)申皮膚和膚色——光滑/粗糙，黝黑/白皙局部特性——黑痣，刀疤，鷹勾鼻子，獨(dú)眼龍動(dòng)態(tài)特征——酒窩，皺紋人世間找不兩張完全一樣的臉！人臉是人類賴以區(qū)分不同人的基本途徑。誰決定了你的長(zhǎng)相？基因+成長(zhǎng)環(huán)境——雙胞胎、夫妻相世間一切盡在臉上！生物識(shí)別技術(shù)比較

誤認(rèn)率拒認(rèn)率易用性處理速度/人評(píng)價(jià)人臉識(shí)別低<0.2非常好<1秒最好的生物識(shí)別技術(shù)指紋識(shí)別很低5%好5秒較好的生物識(shí)別技術(shù)掌紋識(shí)別低5%使用困難5-15秒易傳染細(xì)菌，采樣困難，設(shè)備昂貴瞳孔掃描很低10%需培訓(xùn)后使用，操作難度大儀器對(duì)準(zhǔn)需3-5秒，手工要5-25秒。儀器對(duì)準(zhǔn)價(jià)格昂貴，手工操作復(fù)雜，且不適用于隱形眼睛用者聲音識(shí)別一般一般一般3秒可能被磁帶欺騙人臉識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)快速、非侵?jǐn)_人臉識(shí)別技術(shù)有快速、簡(jiǎn)便、非侵?jǐn)_和不需要人的被動(dòng)配合的特點(diǎn)。其它人體生物特征識(shí)別技術(shù)對(duì)人們來說都是一種干擾，都需要人的被動(dòng)配合。人臉識(shí)別無需干擾人們的行為，你只需要很快從一架攝像機(jī)前走過，你的面貌就已經(jīng)被快速地采集和檢驗(yàn)，所以非常簡(jiǎn)便。準(zhǔn)確、直觀人臉識(shí)別技術(shù)有良好的防偽、防欺詐、準(zhǔn)確、直觀、方便的特點(diǎn)。應(yīng)用模式典型具體應(yīng)用特點(diǎn)說明應(yīng)用領(lǐng)域身份識(shí)別出入境管理過濾敏感人物（間諜、恐怖分子等）國(guó)家安全公共安全嫌疑人照片比對(duì)公安系統(tǒng)用于確定犯罪嫌疑人身份敏感人物智能監(jiān)控監(jiān)控敏感人物（間諜、恐怖分子等）網(wǎng)上追逃在PDA等移動(dòng)終端上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)會(huì)議代表身份識(shí)別防止非法人員進(jìn)入會(huì)場(chǎng)帶來危險(xiǎn)因素關(guān)鍵場(chǎng)所視頻監(jiān)控如銀行大廳，預(yù)警可能的不安全因素家政服務(wù)機(jī)器人能夠識(shí)別家庭成員的智能機(jī)器人人機(jī)交互自動(dòng)系統(tǒng)登陸自動(dòng)識(shí)別用戶身份，提供個(gè)性化界面智能Agent自動(dòng)識(shí)別用戶身份，提供個(gè)性化界面真實(shí)感虛擬游戲提供真實(shí)感的人物面像，增加