rfid与物联网应用

《rfid与物联网应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《rfid与物联网应用（132页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2019/5/21,3,背景,1. 背景 随着社会、文化、生活型态的变化，美国的零售业贩卖场，早在二十世纪30年代由原来的封闭式转变成开放式，随之而来的是结帐柜台变成严重的瓶颈，是业者与消费者极欲突破的难关。 经过商品的条码化（Bar Code），可以有效掌握商品信息，亦即将商品的代号，转换为并行的线条符号，再以光学扫瞄器来阅读，达到自动化控制管理，也就是“商业自动化”之基础。,2019/5/21,4,发展简史,1. 数据输入技术 (1) 手工键盘输入：200字符/分钟，误码率1/300 (2) 自动识别技术输入数据： 光符识别技术（OCR）：文字识别 条形码识别技术（BarCode） 磁性条

2、识别技术（MBR）:环境要求高、成本较高 射频技术： 机器视觉系统（MVS）:模式识别 计算机语音识别系统：环境要求高,自动识别,条形码 射频技术 机器视觉 生物识别,条形码技术是在计算机应用发展过程中，为消除数据录入的“瓶颈”问题而产生的，可以说是最“古老”的自动识别技术。 目前市场上常见的是一维条形码，信息量约几十位数据和字符；二维条形码相对复杂，但信息量可达几千字符。,7,条形码技术,2019/5/21,9,1949年：最早的条码，是一种同心圆环代码。（公牛眼） 1959年：条码用于有轨电车，是条码最早的应用。 1970年：美国制定商品代码UPC码，并用于杂货零售业。 1971年：布莱西

3、码及识别系统，并用于仓库管理。 1973年：UPC码作为美国标准码码制使用。 1974年：推出39码并被采用，在军工及工业上使用较多。 1977年：欧共体在UPC码基础上制定欧洲物品编码 EAN-13码，EAN-8码，并成立欧洲物品协会EAN。 1981年：EAN成为国际组织，改名“国际物品编码协会”。 1981-1982年：EAN128码推出应用，可多层排列； 93码推出应用， 符号密度比39码高30 1982年后：推出交叉25码，库德巴码，49码，16码等， 先后共有40多种不同码制。,条形码发展简史,2019/5/21,10,早期的条码,一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成

4、的标记。普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。,11,条形码技术：一维条形码,2019/5/21,13,EAN-13编码规则,14,一维条形码： 典型一维条形码制比较,激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，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。,15,一维条形码：译码原理,2019/5/21,16,CCD条码阅读器,一维条码所携带的信息量有限，如商品上的条

5、码仅能容纳13位（EAN-13码）阿拉伯数字，更多的信息只能依赖商品数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就没有意义了，因此在一定程度上也限制了条码 的应用范围。 基于这个原因，在90年代发明了二维条码。二维条码除了具有一维条码的优点外，同时还有信息量大、可靠性高，保密、防伪性强等优点。,二维码快速普及，永久改变了中国人的社交习惯,互联网咨询公司艾瑞咨询的资料显示，去年中国消费者移动支付金额达到38万亿元，超过中国GDP的半数。 由于二维码在线下商店的快速普及，目前中国移动支付金额是美国的50倍。市场研究公司Forrester Research的数据显示，2016年美国移动支付金额为人

6、民币7687亿元。,二维码也推动了新兴的共享经济的发展。例如，要租一辆自行车，用户只需要掏出手机扫描自行车上的二维码，自行车锁就会自动打开。用户可以以类似方式租借雨伞和充电宝。 部分餐馆把二维码标签贴到服务员，甚至厨师胸前。如果对服务满意，客户可以扫描二维码支付小费。 北京的一个婚礼上，伴娘佩戴着二维码标签向亲朋好友收礼金，引发了新娘和准婆婆的争吵。 山东济南的一名行乞者在脖子上佩戴有一个二维码标签。据悉，街道上的其他行乞者纷纷向他“学习”。,安全问题,与其他非现金支付手段相比，例如Apple Pay使用的近场通信技术，二维码被认为不够安全。扫描恶意的二维码，可能导致用户落入犯罪分子的陷阱中。

7、例如，二维码可能把用户引导到一个恶意网站，诸如窃取用户银行账户或其他敏感信息的网站。 南方都市报3月份报道称，仅在广东省，犯罪分子通过二维码窃取了约9000万元资金。在一起案件中，一名犯罪嫌疑人利用假冒二维码替换了商家的二维码，其中包含有能窃取用户个人信息的病毒。 今年早些时候在人代会上接受媒体采访时，科大讯飞副董事长刘庆峰说，“逾23%的特洛伊木马和病毒是通过二维码传播的，制作二维码的门槛如此低，使得犯罪分子可以非常方便地在二维码中植入特洛伊木马和病毒。”,二维码利用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻

8、辑基础的“0”、“1”比特流的概念，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自动处理。 二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、以及处理图形旋转变化等特点。,24,条形码技术：二维条形码,堆叠式/行排式二维条码，如，Code 16K、Code 49、PDF417（如右图）等 矩阵式二维码，最流行莫过于QR CODE,目前，世界上应用最多的二维条码符号有Aztec Code、PDF147、Data Matrix、QR Code、Code

9、16K等。,26,条形码技术：二维条形码,Code 16K,Data Matrix,PDF147,Aztec Code,QR Code,27,条形码技术：二维条形码,“Internet of Things”二维条码QR编码实例,为什么QR能够统治世界？,1，可以任意旋转由于存在定位点，无论QR码在镜头前怎么转其实都能识别，不信可以试试。 2，有冗余可容错如果图形被损坏，很可能还是能读的。其实中间那个白方块对于软件来说就是一块“污渍”，换成什么都不会影响识别，甚至再多遮挡点也是可以的。 3，存储信息够多支持数字和多国语言编码，一幅QR码可以储存上千个中文字。 4，免费！这才是最重要的！持有QR码

10、专利的日本Denso Wave公司明确表示永不收取专利使用费。,1.数据分析,2.数据编码,3.纠错编码,4.构造最终信息,5.在矩阵中布置模块,6.掩模,7.格式和版本信息,确定要进行编码的字符类型，选择所需的版本信息和纠错等级。,采用既定规则，数据字符转换为位流，加必要符号，后将位流转换为码字。,生成纠错码字加到数据码字后。,按规则将每一块中置入数据和纠错码字，必要时加剩余位。,将寻像图形、分隔符、矫正图形与码字，按规则排列，放入二维码矩阵。,用八种掩模图形依次对符号的编码区域的位图进行掩模处理，评价所得到的8种结果，选择最优的一种。,生成版本信息（如果需要）和格式信息，构成符号。,编码,

11、编码：QR码的编码流程,二维码编码过程,1、数据分析：确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符； 选择纠错等级，在规格一定的条件下，纠错等级越高其真实数据的容量越小。(输入关键字算法获取相关资料) 2、数据编码：将数据字符转换为位流，每8位一个码字，整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。,以数据01234567编码为例,1）分组：012 345 67 2）转成二进制： 0120000001100 3450101011001 67 1000011 3）转成序列：0000001100 0101011001 1000011 4）字符数 转成二进制：80

12、000001000 5）加入模式指示符（上图数字）0001：0001 0000001000 0000001100 0101011001 1000011 对于字母、中文、日文等只是分组的方式、模式等内容有所区别，基本方法是一致的。,3、纠错编码：按需要将上面的码字序列分块，并根据纠错等级和分块的码字，产生纠错码字，并把纠错码字加入到数据码字序列后面，成为一个新的序列。在二维码规格和纠错等级确定的情况下，其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了，比如：版本10，纠错等级时H时，总共能容纳346个码字，其中224个纠错码字。就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字，它

13、能够纠正112个替代错误（如黑白颠倒）或者224个据读错误（无法读到或者无法译码），这样纠错容量为：112/346=32.4%,4、构造最终数据信息：在规格确定的条件下，将上面产生的序列按次序放如分块中按规定把数据分块，然后对每一块进行计算，得出相应的纠错码字区块，把纠错码字区块 按顺序构成一个序列，添加到原先的数据码字序列后面。如：D1, D12, D23, D35, D2, D13, D24, D36, D11, D22, D33, D45, D34, D46, E1, E23,E45, E67, E2, E24, E46, E68，,6、掩膜：将掩摸图形用于符号的编码区域，使得二维码图形

14、中的深色和浅色（黑色和白色）区域能够比率最优的分布。 7、格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相应区域内。,一维条形码特点： 可直接显示内容为英文、数字、简单符号； 贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库； 保密性能不高； 损污后可读性差。 二维条形码特点： 可直接显示英文、中文、数字、符号、图形； 贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库； 保密性高（可加密）； 安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。,37,一维条形码与二维条形码的比较,磁卡缺陷,磁卡受压，磕碰，暴晒，高温，划伤，弄脏，外部磁场干扰，都会造成磁卡消磁，导致丢失数据。,IC卡（Integ

15、rated Circuit Card），即“集成电路卡”在日常生活中已随处可见。实际上是一种数据存储系统，如有必要还可附加计算能力。,41,IC卡技术,一个标准的IC卡应用系统通常包括：IC卡、IC卡接口设备（IC卡读写器）、PC，较大的系统还包括通信网络和主计算机等，如图所示。,42,IC卡技术,IC卡：由持卡人掌管，记录持卡人特征代码、文件资料的便携式信息载体。 接口设备：即IC卡读写器，是卡与PC信息交换的桥梁，且常是IC卡的能量来源。核心为可靠的工业控制单片机，如Intel的51系列等。 计算机（PC）：系统的核心，完成信息处理、报表生成输出和指令发放、系统监控管理以及卡的发行与挂失、

16、黑名单的建立等。 网络与计算机：通常用于金融服务等较大的系统。,43,IC卡：基本组成,44,IC卡：分类,存储器卡：卡内嵌入的芯片多为通用E2PROM（或Flash Memory）；无安全逻辑，可对片内信息不受限制地任意存取；卡片制造中也很少采取安全保护措施；不完全符合或支持ISO/IEC 7816国际标准，而多采用两线串行通信协议（I2C总线协议）或3线串行通信协议。 特点： 存储器卡功能简单，没有（或很少有）安全保护逻辑，但价格低廉，开发使用简便，存储容量增长迅猛，因此多用于某些内部信息无须保密或不允许加密（如急救卡）的场合。,45,IC卡：按芯片分类,逻辑加密卡：由非易失性存储器和硬件加密逻辑构成，一般是专门为IC卡设计的芯片，具有安全控制逻辑，安全性能较好；同时采用ROM、PROM、E2PROM等存储技术；从芯片制造到交货，均采取较好的安全保护措施，如运输密码TC（Transport Code）的取用；支持ISO/IEC 7816国际标准。 特点： 逻辑加密卡有一定的