第三章 自动识别技术
一、自动识别技术的基本概念
自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。当今信息社会离不开计算机，正是由于自动识别技术的崛起，为计算机提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段，解决了计算机通过键盘手工数据输入速度慢、错误率高所造成的“瓶颈”难题，因而自动识别技术作为一种先导性的高新技术，正迅速为人们所接受。
（一）自动识别的定义
识别: 对于人类而言，识别就是辨别、辨认的过程，将观察样本与记忆影象相对比，评价是否一致。人脑是个具有海量存储的数据库、信息库、知识库，人类通过感官把看到的、听到的、嗅到的、尝到的与触摸到的事物都储存在大脑里。当再次遇到以前接触过的事物时，就会将此事物与大脑中的记忆影象比对，判断两者是否相同，有何差异。对于机器而言，识别即指自动识别，首先传感器获取信号，然后电脑对某些物理对象进行认定或分类，在错误概率最小的条件下，使识别的结果尽量与客观事物相符。也就是说，用机器来实现人对各种事物或现象的检测、分析、描述、辨识和判断的过程。
研究的是通过机器的自动识别。这就需要把人们的知识和经验教给机器，为机器制定一些规则和方法，并且让机器具有综合分析和自动分类的判断能力，以使机器能够完成自动识别的任务。
当机器学会自动识别后，可以完成人们自己难以完成的工作。
（二）自动识别技术的起源
条码最早出现于上世纪40年代, 但得到实际应用和迅速发展还是在近20年。欧美、日本等国家已普遍使用条码技术, 而且正在世界各地迅速推广普及, 其应用领域正在不断扩大。
20世纪40年代后期，美国乔伍德兰德和贝尼希尔佛两位工程师就课时研究用条码表示食品项目以及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。该团很想微型射箭靶。称作“公牛眼”条码。
条码技术在我国的应用和发展
1988年12月28日，经国务院批准，成立了中国物品编码中心
1991年4月，中国物品编码中心（ANCC ）代表我国加入国际物品编码协会EAN 。
（三）自动识别技术的特点
1、准确性：自动数据采集，极大地降低人为错误。
2、高效性：数据采集快速，信息交换可实时进行。
3、兼容性：以计算机技术为基础，可与信息管理系统无缝连接。
（四）自动识别技术的研究领域
自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、IC 卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。
（五）自动识别技术应用领域
自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动识别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术。
广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域，
二、自动识别技术的种类
（一）条码技术：条码技术的核心是条码符号，我们所看到的条码符号是由一组规则排列的条、空以及相应的数字字符组成，这种用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组合方法，从而构成不同的图形符号，即各种符号体系（也称码制）。不同码制的条码，适用于不同的应用场合。
（二）光学字符识别技术：光学字符识别（Optical Character Recognition ，OCR ），是图型识别（Pattern Recognition，PR ）的一种技术，其目的就是要让计算机知道它到底看到了什么，尤其是文字资料。OCR 技术能够使设备通过光学的机制来识别字符。
一个OCR 识别系统的处理流程如下：首先将标的物的影像输入，然后经过影像前处理、文字特征抽取、比对识别等过程，最后经人工校正将认错的文字更正，将结果输出。
办公自动化中印刷体汉字、英文、日文等文件资料的自动输入；建立汉字文献档案库；语言处理中文书刊资料的自动输入；汉字文本图像的压缩存储和传输；书刊自动阅读器，盲人阅读器；书刊资料的再版输入，古籍整理；智能全文信息管理系统，汉英翻译系统；名片识别管理系统；车牌自动识别系统；网络出版；表格、票据、发票识别系统；身份证识别管理系统；教育系统的应用，如无纸化评卷。
（三）磁条（卡）识别技术：磁条是一层薄薄的由定向排列的铁性强化粒子组成的磁性材料（也称为涂料），用树脂粘合剂将这些磁性粒子严密地粘合在一起，并粘合在诸如纸或者塑料这样的非磁性基片媒介上，就构成了磁卡或者磁条卡。磁卡属于磁记录介质卡片。
（四）光卡识别技术：由半导体激光材料组成的能够存储记录并再生大量情
报的卡式媒介体。容量大、安全性高、保密性强。
（五）生物识别技术：生物识别技术是指利用可以测量的人体生物学或行为学特征来识别、核实个人身份的一种自动识别技术。能够用来鉴别身份的生物特征应该具有以下特点：广泛性；唯一性；稳定性；可采集性
美国一家高技术公司研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户来办理银行业务，无需银行卡，更没有回忆密码的烦恼。（虹膜能够控制瞳孔大小，并给人们的眼球带来颜色。在胎儿发育阶段，虹膜就已形成复杂独特的结构，在整个生命历程中保持不变。这就是虹膜基础的生物识别系统的有效性真实原因，每个人的虹膜都各不相同。）
日本三菱电机公司不久前将“指纹认证装置”微型化，并内置于公司将要推出的手机中。在使用者打电话时只要用手指触摸手机的传感器部位，手机就能马上识别出指纹是否与使用者事先登记的指纹一致。如果与事先登记的指纹不相符合，电话就不能接通。
（六）语音识别与视觉识别技术：
（七）射频识别技术：
射频识别技术的基本原理是电磁理论。
射频识别技术适用的领域：物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接触数据采集和交换的场合。 目前，最流行的应用是在交通运输（汽车、货箱识别）、路桥收费、保安（进出控制）、自动生产和动物标签等方面。射频识别技术在物流领域中应用较为广泛
第二节 条码技术
条码技术最早产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse 的实验室里。那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。为此Kermode 发明了最早的条码标识，设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”，以次类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：一个扫描器(能够发射光并接收反射光) ；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。
一、条码技术概述
1、条码的定义
条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，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。
2、条码的组成
一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分隔符，主要用于EAN 码）、（校验符）、终止符、静区（后）。
其中：静区：没有任何印刷符或条码信息，它通常是白的，位于条码符号的两侧。静区的作用是提示阅读器即扫描器准备扫描条码符号。起始字符：条码符号的第一位字符是起始字符，它的特殊条、空结构用于识别一个条码符号的开始。阅读器首先确认此字符的存在，然后处理由扫描器获得的一系列脉冲。数据字符：由条码字符组成，用于代表一定的原始数据信息。终止字符：条码符号的最后一位字符是终止字符，它的特殊条、空结构用于识别一个知形码符号的结束。阅读器识别终止字符，便可知道条码符号已扫描完毕。若条码符号的结束。阅读器就向计算机传送数据住处并向操作者提供“有效读入”的反馈。终止字符的使用，避免了不完整信息的输入。当采用校验字符时，终止字符还指示阅读器对数据字符实施校验计算。起始字符、终止字符的条、空结构通常是不对称的二进制序列。这一非对称允许扫描器进行双向扫描。当条码符号被反向扫描时，阅读器会在进行校验计算和传送信息前把条码各字符号重新排列成正确的顺序。校验字符：在条码制中定义了校验字符。有些码制的校验字符是必须的，有些码制的校验字符
则是可选的。校验字符是通过对数据字符进行一种算术运算而确定的。当符号中的各字符被解码器将对其进行同一种算术运算，并将结果与校验字符比较。若信息一致时，表明了读入信息是有效的。
3、条形码的特点
A ．输入速度快：键盘输入，一个每分钟打90个字的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码，做同样的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。并且能实现“即时数据输入”。
B ．可靠性高：键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，而采用条码技术误码率低于百万分之一。
C ．采集信息量大：利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。
D ．灵活实用：条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。
E. 经济便宜。与其它自动化识别技术相比较，推广应用条码技术，所需费用较长低。
F. 自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR 大得多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正确的信息。
G. 设备简单。条码符号识别设备的结构简单，操作容易，无需专门训练。 H. 易于制作。条码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求。 缺点：数据不能更改，不可用肉眼直接阅读
二、物流条码的标准体系
供应链中用以标识物流领域中具体实物的一种特殊代码，是整个供应链过程，包括生产厂家、配销业、运输业、消费者等环节的共享数据。它贯穿整个贸易过程，并通过物流条码数据的采集、反馈，提高整个物流系统的经济效益。
选用条码时，要根据货物的不同和商品包装的不同，采用不同的条码码制。单个大件商品，如电视机、电冰箱、洗衣机等商品的包装箱往往采用EAN-13条码。储运包装箱常常采用ITF-14条码或UCC/EAN-128应用标识条码，包装箱内可以是单一商品，也可以是不同的商品或多件头商品小包装。
ITF 条码
ITF 条码是一种连续型、定长、具有自校验功能，并且条、空都表示信息的双向条码。ITF-14条码的条码字符集、条码字符的组成与交插二五码相同。它由矩形保护框、左侧空白区、条码字符、右侧空白区组成.
ITF-14条码用于标识非零售的商品。ITF-14条码对印刷精度要求不高，比较适合直接印制（热转换或喷墨）于表面不够光滑、受力后尺寸易变形的包装材料，如瓦楞纸或纤维板上。 UCC/EAN-128条码
UCC/EAN-128应用标识条码是一种连续型、非定长条码，能更多地标识贸易单元中需表示的信息，如产品批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等。 UCC/EAN-128应用标识条码由应用标识符和数据两部分组成，每个应用标识符由2位到4位数字组成。条码应用标识的数据长度取决于应用标识符。条码应用标识采用UCC/EAN-128码表示，并且多个条码应用标识可由一个条码符号表示。UCC/EAN-128条码是由双字符起始符号、数据符、校验符、终止符及左、右侧空白区组成。
UCC/EAN-128应用标识条码是使信息伴随货物流动的全面、系统、通用的重要商业手段。
EAN-13条码 1）国家号码由国际商品条码总会授权，我国的「国家号码」为「690-695」。 厂商代码由国家商品条码策进会核发给申请厂商，占四五个码，代表申请厂商的号码。 产品代码占四个码，系代表单项产品的号码，由厂商自由编定。
2) 校正码占一个码，系为防止条码扫瞄器误读的自我检查。
2、应用标准
1）商业流通领域用条码标准(通用商品条码(GBl2904-91)、配销条码、辅助信息条码、通用商品条码符号位置(GB／T14257-93) 、服装和一般杂品条码标签、店内码的使用、POS 系统实施规范、通用商品编码规则和贸易单元条码) ；
2）医疗保健业条码标准(医药管理、血液管理、病例管理、病人管理等标准) ；
3）交通运输业条码标准(条码航空管理系统(行李、机票、包裹等) 、汽车识别(公路收费、车票) 、集装箱等标准) ；
4）邮政通信业务条码标准(挂号信登录、信函分拣、汇票、大宗邮件、特快专递登录、包裹分拣等标准) ；
5）仓储业务条码标准(立体仓库货物自动存取、零售业的仓储、制造业的仓储、运输业的仓储等标准) ；
6）制造业条码标准(工作证、过程控制(生产、材料管理、加工控制过程) 、车间数据采集、质量保证跟踪、人员管理等标准) ；
7）新闻图书出版业务条码标准(中国标准图书(ISBNl2906-91)、中国标准期刊刊号条码、中国音像制品条码、图书借阅系统条码等标准) ；
8）餐饮服务业条码标准(旅店客房管理、门禁管理、客人管理、结账系统、点菜系统等子标准) ；
9）金融保险业务条码标准(身份证、银行票证管理、银行查账、保险项目管理(保险证件、保险单位等) 子标-准) 。
3、产品包装标准
但要想更好地实现这一目标，在物流条码标准体系中还应该在包装方面制定一些标准，以保证物流条码能够快速、准确地被识别。目前，虽然有了一些国家标准作为物流条码的保证，但仍然不够，物流条码体系有待进一步完善。
对于不同码制的代码，在国家标准中都有具体的要求，以保证条码符号的质量。我国已经制定了GB ／T14257－93《通用商品条码符号位置》国家标准和GB ／T14258—93《条码符号印刷质量的检测》国家标准，作为物流条码标准体系的引用标准。
关于条码符号位置的具体规定有：(1)贸易单元128条码一般平行地印刷在主代码的右侧，尽可能在留有空白区的条件下缩小两个符号间的距离。反之，应明显地印在与主代码关联的位置上，且两者方向一致。(2)箱式包装一般应把物流条码置于包装箱的侧面，条码符号下边缘距印刷面下边缘的最小距离为32mm ，条码符号保护框外边缘距垂直边的最小距离为19mm 。(3)集装箱托盘的条码符号的底边距托盘上表面45mm ，垂直于底边的侧边不小于50mm 。
（三）物流条码标准体系
目前，在国际贸易中使用的物流条码标准体系已基本成熟，并日趋完善。我国也制定了许多相关标准，可以据此建立物流条码标准体系。
条码标准体系如图1所示，条码标准体系共分三层，各层之间是包含与被包含的关系，体系采用树形结构。第一层包括全国的所有条码标准，由三部分组成。第一部分是条码通用基础标准，它是条码标准的技术基础和方法指南，适用于一切领域和系统，具有普遍的指导意义。第二部分是条码产品标准，它是条码技术有关的产品技术标准，适用于生产条码产品的制造业。第三部分是条码应用标准，它是条码应用系统标准，适用于应用条码技术的各行各业。
第二层是由第一层展开的，共20个方面。第一部分条码通用基础标准扩展成5个方面，第二部分条码产品标准扩展成5个方面，第三部分条码应用标准扩展成10 个面。第三层是由第二层扩展成的，每个方面都是由若干个标准组成的，形成一个标准系列。第三层由具体单项标准构成。
1条码通用基础标准
条码通用基础标准包括下列标准：条码术语标准(条码系统通用术语(GBl2905—91) 、条码符号术语、条码印刷术语、条码识读术语) ；条码码制标准(三九条码(GBl2908-91)、库德巴条码(GBl2907-91)、交插二五条码、一二八条码、二五条码) ；条码管理工作标准(条码管理办法、中国商品条码成员申请条件与申请程序、中国商品条码程序收费办法和中国商品条码成员管理规定等) ；条码检测方法标准(条码符号印制质量的检验(GB／T14257—93) 、条码识读设备的检测(光笔的检测、激光扫描器的检测、CCD 扫描器的检测) 、条码印刷适性试验) 等标准。
2条码产品标准
条码产品标准包括如下标准：条码产品命名与分类标准(条码生成设备的命名与分类、条码识读设备的命名与分类、条码检测设备的命名与分类等) ；条码印制设备标准(击打式打码机、点阵式打码机、热敏式打码机、热转印式打码机、激光打码机、喷墨打码机和静电式打码机等) ；条码识读设备标准(光笔、激光扫描器、CCD 扫描器、组合转能全方位扫描器和全息光盘多方位扫描器等) ；条码检测设备标准(便携式条码印刷检测仪、固定式条码印刷品检测仪、条码原版胶片检测仪、条码识别设备检测仪等) 等标准。
3条码应用标准 三、应用领域
条码技术广泛的应用于仓储、邮电、运输、商业盘点等许多领域。条码技术应用最广泛、最为人们熟悉的还是通用商品流通销售领域的POS （Point Of Sale ）系统，也称为销售终端或扫描系统。北美、欧洲各国和日本普遍采用POS 系统，其普及率已达95%以上。
第三节 射频识别技术
射频技术和条形码技术相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球广泛使用，而射频技术由于成本相对较高，只被局限在有限的市场上使用，但它具有广阔的前景。
一、RFID 概述
RFID 是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID 技术诞生于第二次世界大战期间，它是传统条码技术的继承者，又称为" 电子标签" 。
案例：沃尔玛
通过采用RFID ，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需
要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。RFID 有助于解决零售业两个最大的难题：商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计，这种RFID 技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。
二、射频技术优势
（1）读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更长，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上； （条形码扫描器可以在黑暗中识度条码吗？）
（2）识别速度快：标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；（条形码扫描器在识度条码时可以做到批量识别吗？）
（3）数据容量大：数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID 标签则可以根据用户的需要扩充到数十千字节；
（4）使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；（海上石油开采）
（5）标签数据可动态更改：利用编程器可以向电子标签里写入数据，从而赋予RFID 标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间比打印条形码更短；
（6）更好的安全性：RFID 电子标签不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；
（7）动态实时通信：标签以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信，所以只要RFID 标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。
三、射频识别系统的组成
最基本的RFID 系统由三部分组成：
1. 标签（Tag ）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。标签可以是只读的、读/写兼具的形式；可以是“主动式”也可以是“被动式”的（主动式标签自带电池，被动式标签没有电池）。
2. 阅读器（Reader ）：RFID 阅读器，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，又称解读器、识读器，它的任务是控制射频收发器发射射频信号；通过射频收发器接收来自标签上的已编码射频信号，对标签的认证识别信息进行解码；将
认证识别信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。
3. 天线（Antenna ）：在标签和读取器间传递射频信号。任一RFID 系统至少应包含一根天线（不管是内置还是外置）以发射和接收射频信号。有些RFID 系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID 系统则是由一根天线来完成发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。
四、RFID 技术的基本工作过程
1、读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。
2、 当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发 射出去。
3、系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器。读写器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。
4、计算机控制器根据逻辑运算判断该射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。
5、执行机构按计算机的指令动作。
6、通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目设计不同的软件来完成要达到的功能
五、射频的应用前景
（1）安全防护领域
门禁保安，未来的门禁保安系统均可应用射频卡，且可一卡多用。汽车防盗。电子物品监视系统，目的是防止商品被盗。
（2）商品生产销售领域
1）生产线自动化
2）仓储管理
3）产品防伪
4）RFID 卡收费
（3）管理与数据统计领域
1）畜牧管理
2） 运动计时
（4）交通运输领域
1）高速公路自动收费及交通管理
2）火车和货运集装箱的识别
（5）供应链管理领域
供应链包括从原材料到最终用户的所有实物的移动过程，包括供货商选择、
采购、产品计划、材料加工、订单处理、存货管理、包装、运输、仓储与客户服务；也包括供应链中的产品、货主、位置和时间，以便供货商和客户之间更好地沟通。
1）供应商先给产品加上RFID 标签
2）货物运到配送中心进行入库作业
3）送货车抵达零售商
（6）国防和军事应用领域
11
第三章 自动识别技术
一、自动识别技术的基本概念
自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。当今信息社会离不开计算机，正是由于自动识别技术的崛起，为计算机提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段，解决了计算机通过键盘手工数据输入速度慢、错误率高所造成的“瓶颈”难题，因而自动识别技术作为一种先导性的高新技术，正迅速为人们所接受。
（一）自动识别的定义
识别: 对于人类而言，识别就是辨别、辨认的过程，将观察样本与记忆影象相对比，评价是否一致。人脑是个具有海量存储的数据库、信息库、知识库，人类通过感官把看到的、听到的、嗅到的、尝到的与触摸到的事物都储存在大脑里。当再次遇到以前接触过的事物时，就会将此事物与大脑中的记忆影象比对，判断两者是否相同，有何差异。对于机器而言，识别即指自动识别，首先传感器获取信号，然后电脑对某些物理对象进行认定或分类，在错误概率最小的条件下，使识别的结果尽量与客观事物相符。也就是说，用机器来实现人对各种事物或现象的检测、分析、描述、辨识和判断的过程。
研究的是通过机器的自动识别。这就需要把人们的知识和经验教给机器，为机器制定一些规则和方法，并且让机器具有综合分析和自动分类的判断能力，以使机器能够完成自动识别的任务。
当机器学会自动识别后，可以完成人们自己难以完成的工作。
（二）自动识别技术的起源
条码最早出现于上世纪40年代, 但得到实际应用和迅速发展还是在近20年。欧美、日本等国家已普遍使用条码技术, 而且正在世界各地迅速推广普及, 其应用领域正在不断扩大。
20世纪40年代后期，美国乔伍德兰德和贝尼希尔佛两位工程师就课时研究用条码表示食品项目以及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。该团很想微型射箭靶。称作“公牛眼”条码。
条码技术在我国的应用和发展
1988年12月28日，经国务院批准，成立了中国物品编码中心
1991年4月，中国物品编码中心（ANCC ）代表我国加入国际物品编码协会EAN 。
（三）自动识别技术的特点
1、准确性：自动数据采集，极大地降低人为错误。
2、高效性：数据采集快速，信息交换可实时进行。
3、兼容性：以计算机技术为基础，可与信息管理系统无缝连接。
（四）自动识别技术的研究领域
自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、IC 卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。
（五）自动识别技术应用领域
自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动识别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术。
广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域，
二、自动识别技术的种类
（一）条码技术：条码技术的核心是条码符号，我们所看到的条码符号是由一组规则排列的条、空以及相应的数字字符组成，这种用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组合方法，从而构成不同的图形符号，即各种符号体系（也称码制）。不同码制的条码，适用于不同的应用场合。
（二）光学字符识别技术：光学字符识别（Optical Character Recognition ，OCR ），是图型识别（Pattern Recognition，PR ）的一种技术，其目的就是要让计算机知道它到底看到了什么，尤其是文字资料。OCR 技术能够使设备通过光学的机制来识别字符。
一个OCR 识别系统的处理流程如下：首先将标的物的影像输入，然后经过影像前处理、文字特征抽取、比对识别等过程，最后经人工校正将认错的文字更正，将结果输出。
办公自动化中印刷体汉字、英文、日文等文件资料的自动输入；建立汉字文献档案库；语言处理中文书刊资料的自动输入；汉字文本图像的压缩存储和传输；书刊自动阅读器，盲人阅读器；书刊资料的再版输入，古籍整理；智能全文信息管理系统，汉英翻译系统；名片识别管理系统；车牌自动识别系统；网络出版；表格、票据、发票识别系统；身份证识别管理系统；教育系统的应用，如无纸化评卷。
（三）磁条（卡）识别技术：磁条是一层薄薄的由定向排列的铁性强化粒子组成的磁性材料（也称为涂料），用树脂粘合剂将这些磁性粒子严密地粘合在一起，并粘合在诸如纸或者塑料这样的非磁性基片媒介上，就构成了磁卡或者磁条卡。磁卡属于磁记录介质卡片。
（四）光卡识别技术：由半导体激光材料组成的能够存储记录并再生大量情
报的卡式媒介体。容量大、安全性高、保密性强。
（五）生物识别技术：生物识别技术是指利用可以测量的人体生物学或行为学特征来识别、核实个人身份的一种自动识别技术。能够用来鉴别身份的生物特征应该具有以下特点：广泛性；唯一性；稳定性；可采集性
美国一家高技术公司研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户来办理银行业务，无需银行卡，更没有回忆密码的烦恼。（虹膜能够控制瞳孔大小，并给人们的眼球带来颜色。在胎儿发育阶段，虹膜就已形成复杂独特的结构，在整个生命历程中保持不变。这就是虹膜基础的生物识别系统的有效性真实原因，每个人的虹膜都各不相同。）
日本三菱电机公司不久前将“指纹认证装置”微型化，并内置于公司将要推出的手机中。在使用者打电话时只要用手指触摸手机的传感器部位，手机就能马上识别出指纹是否与使用者事先登记的指纹一致。如果与事先登记的指纹不相符合，电话就不能接通。
（六）语音识别与视觉识别技术：
（七）射频识别技术：
射频识别技术的基本原理是电磁理论。
射频识别技术适用的领域：物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接触数据采集和交换的场合。 目前，最流行的应用是在交通运输（汽车、货箱识别）、路桥收费、保安（进出控制）、自动生产和动物标签等方面。射频识别技术在物流领域中应用较为广泛
第二节 条码技术
条码技术最早产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse 的实验室里。那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。为此Kermode 发明了最早的条码标识，设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”，以次类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：一个扫描器(能够发射光并接收反射光) ；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。
一、条码技术概述
1、条码的定义
条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，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。
2、条码的组成
一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分隔符，主要用于EAN 码）、（校验符）、终止符、静区（后）。
其中：静区：没有任何印刷符或条码信息，它通常是白的，位于条码符号的两侧。静区的作用是提示阅读器即扫描器准备扫描条码符号。起始字符：条码符号的第一位字符是起始字符，它的特殊条、空结构用于识别一个条码符号的开始。阅读器首先确认此字符的存在，然后处理由扫描器获得的一系列脉冲。数据字符：由条码字符组成，用于代表一定的原始数据信息。终止字符：条码符号的最后一位字符是终止字符，它的特殊条、空结构用于识别一个知形码符号的结束。阅读器识别终止字符，便可知道条码符号已扫描完毕。若条码符号的结束。阅读器就向计算机传送数据住处并向操作者提供“有效读入”的反馈。终止字符的使用，避免了不完整信息的输入。当采用校验字符时，终止字符还指示阅读器对数据字符实施校验计算。起始字符、终止字符的条、空结构通常是不对称的二进制序列。这一非对称允许扫描器进行双向扫描。当条码符号被反向扫描时，阅读器会在进行校验计算和传送信息前把条码各字符号重新排列成正确的顺序。校验字符：在条码制中定义了校验字符。有些码制的校验字符是必须的，有些码制的校验字符
则是可选的。校验字符是通过对数据字符进行一种算术运算而确定的。当符号中的各字符被解码器将对其进行同一种算术运算，并将结果与校验字符比较。若信息一致时，表明了读入信息是有效的。
3、条形码的特点
A ．输入速度快：键盘输入，一个每分钟打90个字的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码，做同样的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。并且能实现“即时数据输入”。
B ．可靠性高：键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，而采用条码技术误码率低于百万分之一。
C ．采集信息量大：利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。
D ．灵活实用：条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。
E. 经济便宜。与其它自动化识别技术相比较，推广应用条码技术，所需费用较长低。
F. 自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR 大得多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正确的信息。
G. 设备简单。条码符号识别设备的结构简单，操作容易，无需专门训练。 H. 易于制作。条码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求。 缺点：数据不能更改，不可用肉眼直接阅读
二、物流条码的标准体系
供应链中用以标识物流领域中具体实物的一种特殊代码，是整个供应链过程，包括生产厂家、配销业、运输业、消费者等环节的共享数据。它贯穿整个贸易过程，并通过物流条码数据的采集、反馈，提高整个物流系统的经济效益。
选用条码时，要根据货物的不同和商品包装的不同，采用不同的条码码制。单个大件商品，如电视机、电冰箱、洗衣机等商品的包装箱往往采用EAN-13条码。储运包装箱常常采用ITF-14条码或UCC/EAN-128应用标识条码，包装箱内可以是单一商品，也可以是不同的商品或多件头商品小包装。
ITF 条码
ITF 条码是一种连续型、定长、具有自校验功能，并且条、空都表示信息的双向条码。ITF-14条码的条码字符集、条码字符的组成与交插二五码相同。它由矩形保护框、左侧空白区、条码字符、右侧空白区组成.
ITF-14条码用于标识非零售的商品。ITF-14条码对印刷精度要求不高，比较适合直接印制（热转换或喷墨）于表面不够光滑、受力后尺寸易变形的包装材料，如瓦楞纸或纤维板上。 UCC/EAN-128条码
UCC/EAN-128应用标识条码是一种连续型、非定长条码，能更多地标识贸易单元中需表示的信息，如产品批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等。 UCC/EAN-128应用标识条码由应用标识符和数据两部分组成，每个应用标识符由2位到4位数字组成。条码应用标识的数据长度取决于应用标识符。条码应用标识采用UCC/EAN-128码表示，并且多个条码应用标识可由一个条码符号表示。UCC/EAN-128条码是由双字符起始符号、数据符、校验符、终止符及左、右侧空白区组成。
UCC/EAN-128应用标识条码是使信息伴随货物流动的全面、系统、通用的重要商业手段。
EAN-13条码 1）国家号码由国际商品条码总会授权，我国的「国家号码」为「690-695」。 厂商代码由国家商品条码策进会核发给申请厂商，占四五个码，代表申请厂商的号码。 产品代码占四个码，系代表单项产品的号码，由厂商自由编定。
2) 校正码占一个码，系为防止条码扫瞄器误读的自我检查。
2、应用标准
1）商业流通领域用条码标准(通用商品条码(GBl2904-91)、配销条码、辅助信息条码、通用商品条码符号位置(GB／T14257-93) 、服装和一般杂品条码标签、店内码的使用、POS 系统实施规范、通用商品编码规则和贸易单元条码) ；
2）医疗保健业条码标准(医药管理、血液管理、病例管理、病人管理等标准) ；
3）交通运输业条码标准(条码航空管理系统(行李、机票、包裹等) 、汽车识别(公路收费、车票) 、集装箱等标准) ；
4）邮政通信业务条码标准(挂号信登录、信函分拣、汇票、大宗邮件、特快专递登录、包裹分拣等标准) ；
5）仓储业务条码标准(立体仓库货物自动存取、零售业的仓储、制造业的仓储、运输业的仓储等标准) ；
6）制造业条码标准(工作证、过程控制(生产、材料管理、加工控制过程) 、车间数据采集、质量保证跟踪、人员管理等标准) ；
7）新闻图书出版业务条码标准(中国标准图书(ISBNl2906-91)、中国标准期刊刊号条码、中国音像制品条码、图书借阅系统条码等标准) ；
8）餐饮服务业条码标准(旅店客房管理、门禁管理、客人管理、结账系统、点菜系统等子标准) ；
9）金融保险业务条码标准(身份证、银行票证管理、银行查账、保险项目管理(保险证件、保险单位等) 子标-准) 。
3、产品包装标准
但要想更好地实现这一目标，在物流条码标准体系中还应该在包装方面制定一些标准，以保证物流条码能够快速、准确地被识别。目前，虽然有了一些国家标准作为物流条码的保证，但仍然不够，物流条码体系有待进一步完善。
对于不同码制的代码，在国家标准中都有具体的要求，以保证条码符号的质量。我国已经制定了GB ／T14257－93《通用商品条码符号位置》国家标准和GB ／T14258—93《条码符号印刷质量的检测》国家标准，作为物流条码标准体系的引用标准。
关于条码符号位置的具体规定有：(1)贸易单元128条码一般平行地印刷在主代码的右侧，尽可能在留有空白区的条件下缩小两个符号间的距离。反之，应明显地印在与主代码关联的位置上，且两者方向一致。(2)箱式包装一般应把物流条码置于包装箱的侧面，条码符号下边缘距印刷面下边缘的最小距离为32mm ，条码符号保护框外边缘距垂直边的最小距离为19mm 。(3)集装箱托盘的条码符号的底边距托盘上表面45mm ，垂直于底边的侧边不小于50mm 。
（三）物流条码标准体系
目前，在国际贸易中使用的物流条码标准体系已基本成熟，并日趋完善。我国也制定了许多相关标准，可以据此建立物流条码标准体系。
条码标准体系如图1所示，条码标准体系共分三层，各层之间是包含与被包含的关系，体系采用树形结构。第一层包括全国的所有条码标准，由三部分组成。第一部分是条码通用基础标准，它是条码标准的技术基础和方法指南，适用于一切领域和系统，具有普遍的指导意义。第二部分是条码产品标准，它是条码技术有关的产品技术标准，适用于生产条码产品的制造业。第三部分是条码应用标准，它是条码应用系统标准，适用于应用条码技术的各行各业。
第二层是由第一层展开的，共20个方面。第一部分条码通用基础标准扩展成5个方面，第二部分条码产品标准扩展成5个方面，第三部分条码应用标准扩展成10 个面。第三层是由第二层扩展成的，每个方面都是由若干个标准组成的，形成一个标准系列。第三层由具体单项标准构成。
1条码通用基础标准
条码通用基础标准包括下列标准：条码术语标准(条码系统通用术语(GBl2905—91) 、条码符号术语、条码印刷术语、条码识读术语) ；条码码制标准(三九条码(GBl2908-91)、库德巴条码(GBl2907-91)、交插二五条码、一二八条码、二五条码) ；条码管理工作标准(条码管理办法、中国商品条码成员申请条件与申请程序、中国商品条码程序收费办法和中国商品条码成员管理规定等) ；条码检测方法标准(条码符号印制质量的检验(GB／T14257—93) 、条码识读设备的检测(光笔的检测、激光扫描器的检测、CCD 扫描器的检测) 、条码印刷适性试验) 等标准。
2条码产品标准
条码产品标准包括如下标准：条码产品命名与分类标准(条码生成设备的命名与分类、条码识读设备的命名与分类、条码检测设备的命名与分类等) ；条码印制设备标准(击打式打码机、点阵式打码机、热敏式打码机、热转印式打码机、激光打码机、喷墨打码机和静电式打码机等) ；条码识读设备标准(光笔、激光扫描器、CCD 扫描器、组合转能全方位扫描器和全息光盘多方位扫描器等) ；条码检测设备标准(便携式条码印刷检测仪、固定式条码印刷品检测仪、条码原版胶片检测仪、条码识别设备检测仪等) 等标准。
3条码应用标准 三、应用领域
条码技术广泛的应用于仓储、邮电、运输、商业盘点等许多领域。条码技术应用最广泛、最为人们熟悉的还是通用商品流通销售领域的POS （Point Of Sale ）系统，也称为销售终端或扫描系统。北美、欧洲各国和日本普遍采用POS 系统，其普及率已达95%以上。
第三节 射频识别技术
射频技术和条形码技术相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球广泛使用，而射频技术由于成本相对较高，只被局限在有限的市场上使用，但它具有广阔的前景。
一、RFID 概述
RFID 是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID 技术诞生于第二次世界大战期间，它是传统条码技术的继承者，又称为" 电子标签" 。
案例：沃尔玛
通过采用RFID ，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需
要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。RFID 有助于解决零售业两个最大的难题：商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计，这种RFID 技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。
二、射频技术优势
（1）读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更长，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上； （条形码扫描器可以在黑暗中识度条码吗？）
（2）识别速度快：标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；（条形码扫描器在识度条码时可以做到批量识别吗？）
（3）数据容量大：数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID 标签则可以根据用户的需要扩充到数十千字节；
（4）使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；（海上石油开采）
（5）标签数据可动态更改：利用编程器可以向电子标签里写入数据，从而赋予RFID 标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间比打印条形码更短；
（6）更好的安全性：RFID 电子标签不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；
（7）动态实时通信：标签以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信，所以只要RFID 标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。
三、射频识别系统的组成
最基本的RFID 系统由三部分组成：
1. 标签（Tag ）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。标签可以是只读的、读/写兼具的形式；可以是“主动式”也可以是“被动式”的（主动式标签自带电池，被动式标签没有电池）。
2. 阅读器（Reader ）：RFID 阅读器，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，又称解读器、识读器，它的任务是控制射频收发器发射射频信号；通过射频收发器接收来自标签上的已编码射频信号，对标签的认证识别信息进行解码；将
认证识别信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。
3. 天线（Antenna ）：在标签和读取器间传递射频信号。任一RFID 系统至少应包含一根天线（不管是内置还是外置）以发射和接收射频信号。有些RFID 系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID 系统则是由一根天线来完成发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。
四、RFID 技术的基本工作过程
1、读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。
2、 当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发 射出去。
3、系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器。读写器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。
4、计算机控制器根据逻辑运算判断该射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。
5、执行机构按计算机的指令动作。
6、通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目设计不同的软件来完成要达到的功能
五、射频的应用前景
（1）安全防护领域
门禁保安，未来的门禁保安系统均可应用射频卡，且可一卡多用。汽车防盗。电子物品监视系统，目的是防止商品被盗。
（2）商品生产销售领域
1）生产线自动化
2）仓储管理
3）产品防伪
4）RFID 卡收费
（3）管理与数据统计领域
1）畜牧管理
2） 运动计时
（4）交通运输领域
1）高速公路自动收费及交通管理
2）火车和货运集装箱的识别
（5）供应链管理领域
供应链包括从原材料到最终用户的所有实物的移动过程，包括供货商选择、
采购、产品计划、材料加工、订单处理、存货管理、包装、运输、仓储与客户服务；也包括供应链中的产品、货主、位置和时间，以便供货商和客户之间更好地沟通。
1）供应商先给产品加上RFID 标签
2）货物运到配送中心进行入库作业
3）送货车抵达零售商
（6）国防和军事应用领域
11