目录
1.1识别技术
• 自动识别技术，通过识别装置接近被识别物体，二者交互自动获取被识别物体的相关信息，提供给计算机系统完成后续处理。
• 识别技术融合了物理世界和信息世界，是物联网的基石，是物联网区别于其他网络（如：电信网，互联网）最独特的部分。通俗讲，识别技术就是能够让物品“开口说话”的一种技术。
• 识别技术分为：语音识别、图像识别、光学字符识别、生物识别、标签识别（标识技术）等。
其中生物识别分为：生理特征（如指纹、脸象、虹膜等）；行为特征（如笔迹、声音、步态等）
1.2数据采集和自动识别技术分类
1.3条形码
1.3.1条形码概述
条形码（Barcode），又称为条码，是一种图形标识符，其设计目的是为了实现信息的快速自动识别。
它通过不同宽度的黑色条纹（简称条）和白色间隙（简称空）按照特定的编码规则排列，以此来表示一组数字、字母或符号信息。
条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期，以及图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息。
条形码技术结合了编码规则与光电识别设备，广泛应用于商品流通、图书管理、物流跟踪、票务等多个领域。
1.3.2条形码发展历程
• 1949 年，美国工程师乔·伍德兰德（Joe Wood Land）和伯尼·西尔沃（Berny Silver）在一个食品项目中研发并设计了一种同心圆的特殊编码，被称“公牛眼”，并设计出能够解码的自动识别设备，并因此获得了美国专利。
• 1970 年，美国率先对条码实施标准化，选定了当初IBM公司的条码方案，最终成为美国通用商品代码，即UPC 码，并在商品零售业中进行推广。
• 1976 年，欧洲的十二个工业国创立了欧洲物品编码协会（EAN, European Article Number Bar Code），制订了欧洲物品编码标准，即EAN-8 码和EAN-13 码，推动了商品编码国际化的发展。
• 1994 年，日本Denso Wave公司发明了世界上首个二维条码QR 码，应用于汽车零部件追溯系统。
• 1988 年，中国成立中国物品编码中心，专门负责国内商品的编码分配和日常管理工作。
1.3.3一维条形码
1.3.3.1一维条形码概述
一维条形码只是在水平方向表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息
• 优点：编码规则简单，条形码识读器造价较低
• 缺点：数据容量较小，一般只能包含字母和数字；条形码尺寸相对较大，空间利用率较低，条形码一旦出现损坏将被拒读
• 多数一维条码所能表示的字符集不过是10个数字、26个英文字母及一些特殊字符，条码字符集最大所能表示的字符个数也不过是128个ASCII符
1.3.3.2一维条形码结构
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）
1.3.3.3 EAN－13通用商品条形码
标准尺寸是37.29mmx26.26mm，放大倍率是0.8-2.0。
（以条形码 6901234567892 为例）
• 此条形码分为4个部分，从左到右分别为：
–1-3位：共3位，前缀码，由国际上分配。（对应690，690-695中国大陆；977连续出版物；978、979图书）
–4-7位：共4位，制造厂商代码，由厂商申请，国家分配。（对应1234）
–8-12位：共5位，厂内商品代码，由厂商自行确定。（对应56789）
–第13位：共1位，校验码，依下列算法由前面12位数字算得。（对应该条码的2）
V = (偶数位的和)*3 +(奇数位的和)
校验码 = [10–(V的个位数)] 的个位数
如果你下次去超市购物看到商品条形码的时候，如果还能回忆起这个知识点的话，就证明你认真学习了（狗头）
1.3.4二维条形码
1.3.4.1二维条形码概述
在水平和垂直方向的二维空间存储信息
– 堆叠式/行排式二维条码 （又称堆积式或层排式）,如Code49、16K、PDF417等
– 矩阵式二维码 （又称棋盘式二维条码），如Code l、Maxi Code等
1.3.4.2二维条形码的识别
1.3.4.3二维条形码的特点
1．高密度编码，信息容量大。
2．编码范围广：包括图片、声音、文字、签字、指纹等；可以表示多种语言文字和图像数据。
3．容错能力强，具有纠错功能：最高损毁面积达50%仍可恢复信息。
4．译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。
5．可引入加密措施：保密性、防伪性好。
6．成本低，易制作，持久耐用。
7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。
8．二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读
1.3.4.4二维码的支付过程
1.4磁卡
磁卡是一种常见的信息存储介质，属于物联网标识技术中的一种早期形式，主要用于物理对象的识别和信息存储。
基本构成
磁卡主要由基材（通常是塑料卡片）和粘贴在其上的磁条组成。磁条宽度一般为6-14毫米，上面有2-3个磁道，用于记录不同类型的信息数据。这些磁道可以是只读的，也可以是读写兼容的，具体取决于应用需求。
磁道信息
Track 1: 通常包含更多的文字信息，如持卡人姓名，有时还包括账号和校验码。这个磁道的数据格式较为灵活，可以包含字母和数字，但使用较少。
Track 2: 主要用于存储账号信息和相关的校验码，是银行卡中最常用的磁道，通常只包含数字。
Track 3: 较少使用，可能包含PIN码或附加信息，但出于安全考虑，许多系统不使用这一磁道。
应用领域
磁卡广泛应用于金融系统（如银行卡）、门禁控制、身份识别、驾驶员驾照管理等领域。它们提供了一种低成本、相对简单的数据存储和识别方法。
安全性
相较于后来发展的IC卡和RFID技术，磁卡的安全性较低。磁条上的信息容易受到物理损坏和非法读取（如通过磁条刷卡器），因此在需要更高安全标准的应用中，磁卡正逐渐被更先进的技术所取代。
编码与读取
磁卡上的信息通过特定的磁性变化进行编码，使用磁卡读卡器通过电磁感应原理读取这些信息。读取过程中，磁头移动过磁条，解读磁化状态的变化，从而转换为可理解的数据。
局限性
磁卡的存储容量有限，且不具备动态交互能力，无法像RFID那样实现远距离无接触读取。此外，由于其易受磁场影响和物理磨损，耐用性和安全性成为限制其广泛应用的因素。
随着技术进步，虽然磁卡仍然在某些场景中使用，但物联网标识技术更多转向了更安全、容量更大、功能更丰富的技术，如IC卡（集成电路卡）和RFID（射频识别）技术。
1.5 IC卡（集成电路卡）
按通讯方式分： 接触式IC卡 、非接触式IC卡
按电路结构分： 智能卡、存储卡
按用途分： IB卡--信息按钮 、IC卡--智能卡、 ID卡--身份识别卡
1.6 RFID（射频识别卡）
1.6.1 RFID的基本概念
RFID（Radio Frequency Identification）是利用无线射频信号空间耦合的方式，实现无接触的标签信息自动传输与识别的技。RFID标签又称为“电子标签”或“射频标签”
1.6.2 RFID工作原理
1.6.2.1 RFID标签结构
1.6.2.2RFID基本工作原理的电磁学基础
1.6.2.3 RFID工作原理
系统工作时，阅读器发出查询信号（能量），无源标签在收到查询信 号（能量）后将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工作，电子标签将保存的数据信息发送给阅读器
① 天线：用来接收由读写器送来的信号，并把要求的数据传送回给读写器。受应用场合的限制，RFID标签通常需要贴在不同类型、不同形状的物体表面，甚至需要嵌入到物体内部。RFID标签在要求低成本的同时，还要有高可靠性。
② 电压调节器：把由读写器送来的射频信号转换为直流电源，并经大电容存储能量，再通过稳压电路以提供稳定的电源。
③ 调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载到天线返给读写器。
④ 解调器：去除载波，取出调制信号。
⑤ 逻辑控制单元：译码读写器送来的信号，并依据要求返回数据给读写器。
⑥ 存储单元：包括ERPROM和ROM，作为系统运行和存放识别数据。
1.6.3 RFID分类
1.6.3.1 主动式RFID标签
• 主动式标签接收读写器指令，然后向读写器发送标识信息
• 主动式标签工作于远场模式，传输距离可以大于一个波长
• 发送电路耗能较大，所以主动式标签的自身工作和发送信息都由内部电池供电，主动式标签也是有源标签
• 优点：传输距离远
• 缺点：体积较大，工作寿命受电池限制
• 为节约电池电量、延长工作寿命，有源标签通常不主动发送信息，接收到读写器的读写指令时，才向读写器发送信息
1.6.3.2 被动式RFID标签
• 被动式标签本身不会发送无线电波，而是在读写器发射的无线电波的“照射”下，按照存储的标识信息改变天线阻抗，读写器感受这种变化，从而获知标识信息
• 被动式标签工作时需处于读写器天线辐射形成的近场范围内，即一个波长距离以内
• 被动式标签天线通过电磁感应产生感应电流，感应电流驱动芯片工作，因而无需电池供电，被动式标签也是无源标签
1.6.3.3 半主动式（半被动式）RFID标签
• 半主动式标签的信息传输方式同被动式标签，但芯片工作靠电池供电
• 半主动式标签发送信息不消耗电池能量，电池只为芯片电路供电，因而比主动式标签体积小、重量轻、价格低、寿命长
• 半主动式标签不需从天线取电供芯片使用，因而比被动式标签的读写距离远，通信可靠性高
• 半主动式RFID标签一般用在可重复使用的集装箱和物品的跟踪上
1.6.4 RFID的防碰撞技术
• 在RFID系统应用中，经常会遇到多读写器、多标签的情景，这就会造成标签之间或读写器之间在工作时的相互干扰，这种干扰被称为碰撞或者冲突（collision）。
• 避免碰撞的方法或者操作过程就被称为防碰撞算法（Anti-Collision Algorithm）。
• 碰撞可以分为两种，标签碰撞和读写器碰撞。
• 当多个标签同时处于同一个读写器的工作范围内时，则多个标签之间的应答信号就会相互干扰，导致标签内的信息无法被读写器正常读取，形成碰撞。
• 通信碰撞是一个长久存在的问题，人们也研究出了许多相应的解决方法。目前基本上分为4种，即空分多址（SDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CMDA）和 时分多址（TDMA）。
• TDMA是被最广泛采用的方法。RFID系统中常用的基于 TDMA的防碰撞算法主要是ALOHA类算法和二叉树类算法。
①ALOHA算法是一种最基本、最简单的标签防碰撞算法，它是基于概率的算法。
• 纯ALOHA算法的基本思想是某些标签发送数据的过程中，如果有其他标签也在发送数据，则发生信号重叠导致完全或者部分碰撞。
• 读写器检测接收信号是否发生碰撞，如果发生碰撞，则读写器发送指令给标签，标签停止发送，随机等待一段时间后再重新发送，以减少发生碰撞的概率。
②二进制树型搜索算法(Binary Search)属于TDMA算法的一种，按照递归的方式当遇到有冲突发生就进行分枝，生成两个子集。
• 当这些分枝越来越细，直到最后分枝下面只有一个信息包或无剩余信息包。
• 若在某时隙发生冲突，所有的包都不再占用信道，直到冲突问题解决。
1.6.5 RFID应用系统组成与结构
1.6.5.1 RFID应用系统结构
1.6.5.2 RFID标签封装与编码/打印设备
1.6.5.3 RFID标签读写器
1.6.5.4 基于EPC的物联网系统结构
1.6.5.5 UID编码体系
1.6.5.6 ISO/IEC RFID标准体系
1.6.6 RFID应用
供应链管理：通过RFID追踪货物从生产、仓储、运输到销售的全过程，提高库存准确性和物流效率。
零售业：商品上的RFID标签帮助零售商实时监控库存，实现快速盘点，减少盗窃。
图书馆管理：图书嵌入RFID标签，简化借阅、归还和库存管理流程。
车辆识别与通行：高速公路ETC系统使用RFID自动收费，减少拥堵，提高通行效率。
医疗保健：患者佩戴RFID手环，用于身份确认、药物管理和资产追踪，提高医疗服务质量和安全性。
1.7致谢
后续会陆续更新分享物联网技术课程相关知识，大家可以关注留言哈！希望可以和大家一起学习物联网技术，感受物联网技术的魅力！作者水平有限，不足之处还请大家批评指正！希望能和大家一起进步哟
![[spring] Spring MVC & Thymeleaf（上）](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/002ee94f826b40a1a73a1cbf6f794c79.png)
