識別技術(shù)論文大全11篇

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篇（1）

引言

射頻識別技術(shù)(RFID，RadioFrequencyIdentification)實(shí)際上是自動識別技術(shù)(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備(人員、物品)在不同狀態(tài)(移動、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動識別和管理。

目前，應(yīng)用最廣泛的自動識別技術(shù)大致可以分為光學(xué)技術(shù)和無線電技術(shù)兩個方面。本文主要介紹自動識別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的應(yīng)用。

1射頻識別技術(shù)簡介

20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。

射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。

典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。

在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術(shù)的分類

射頻識別技術(shù)主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點(diǎn)是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。

(2)射頻卡

根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為s級，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達(dá)十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價(jià)格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。

(4)調(diào)制方式

根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。

目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進(jìn)入識別區(qū)域時(shí)信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識別進(jìn)入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。

3國際射頻識別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機(jī)場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。

據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術(shù)具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術(shù)在我國的發(fā)展

我國政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

4.1安全防護(hù)領(lǐng)域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺讀寫器，人員出入時(shí)自動識別身份，非法闖入會有報(bào)警。安全級別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報(bào)警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。

另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機(jī)自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能：倘若司機(jī)離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時(shí)讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關(guān)閉，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置。

(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)

電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時(shí)會被探測到，同時(shí)會報(bào)警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計(jì)每年消耗60億套。

4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域

(1)生產(chǎn)線自動化

用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進(jìn)生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。

(2)倉儲管理

將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計(jì)算機(jī)里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫時(shí)，由另一讀寫器識別并告知中央計(jì)算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。

(3)產(chǎn)品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。

(4)RFID卡收費(fèi)

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時(shí)，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費(fèi)。另外，還可同時(shí)識別幾張卡．并行收費(fèi)，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域

(1)畜牧管理

該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標(biāo)識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。

(2)運(yùn)動計(jì)時(shí)

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時(shí)第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計(jì)時(shí)裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運(yùn)動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動員越過此墊片時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會接收運(yùn)動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣，每個運(yùn)動員都會有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運(yùn)動員在每個階段所用的時(shí)間。

RFID還可應(yīng)用于汽車大獎賽上的精確計(jì)時(shí)。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個天線時(shí)，賽車的ID號和時(shí)間就被記錄下來，并存儲到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí)，每個參賽選手將會有一個準(zhǔn)確的結(jié)果。

4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域

(1)高速公路自動收費(fèi)及交通管理

高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題：一是在收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)，使國家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動收費(fèi)上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動完成收費(fèi)，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車收費(fèi)方式，終將會被淘汰。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強(qiáng)交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車到站時(shí)間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運(yùn)集裝箱的識別

在火車運(yùn)營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點(diǎn)。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時(shí)能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實(shí)時(shí)信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。

篇（2）

射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。

典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。

在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術(shù)的分類

射頻識別技術(shù)主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點(diǎn)是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。

(2)射頻卡

根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為s級，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達(dá)十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價(jià)格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。

(4)調(diào)制方式

根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。

目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進(jìn)入識別區(qū)域時(shí)信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識別進(jìn)入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。

3國際射頻識別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機(jī)場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。

據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術(shù)具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術(shù)在我國的發(fā)展

我國政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

4.1安全防護(hù)領(lǐng)域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺讀寫器，人員出入時(shí)自動識別身份，非法闖入會有報(bào)警。安全級別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報(bào)警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。

另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機(jī)自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能：倘若司機(jī)離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時(shí)讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關(guān)閉，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置。

(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)

電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時(shí)會被探測到，同時(shí)會報(bào)警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計(jì)每年消耗60億套。

4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域

(1)生產(chǎn)線自動化

用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進(jìn)生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。

(2)倉儲管理

將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計(jì)算機(jī)里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫時(shí)，由另一讀寫器識別并告知中央計(jì)算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。

(3)產(chǎn)品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。

(4)RFID卡收費(fèi)

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時(shí)，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費(fèi)。另外，還可同時(shí)識別幾張卡．并行收費(fèi)，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域

(1)畜牧管理

該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標(biāo)識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。

(2)運(yùn)動計(jì)時(shí)

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時(shí)第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計(jì)時(shí)裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運(yùn)動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動員越過此墊片時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會接收運(yùn)動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣，每個運(yùn)動員都會有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運(yùn)動員在每個階段所用的時(shí)間。

RFID還可應(yīng)用于汽車大獎賽上的精確計(jì)時(shí)。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個天線時(shí)，賽車的ID號和時(shí)間就被記錄下來，并存儲到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí)，每個參賽選手將會有一個準(zhǔn)確的結(jié)果。

4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域

(1)高速公路自動收費(fèi)及交通管理

高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題：一是在收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)，使國家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動收費(fèi)上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動完成收費(fèi)，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車收費(fèi)方式，終將會被淘汰。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強(qiáng)交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車到站時(shí)間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運(yùn)集裝箱的識別

在火車運(yùn)營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點(diǎn)。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時(shí)能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實(shí)時(shí)信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。

目前，射頻自動識別系統(tǒng)的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號自動識別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實(shí)現(xiàn)信息化智能運(yùn)輸管理提供了重要良機(jī)。

5結(jié)論

篇（3）

射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。

典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。

在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時(shí)，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術(shù)的分類

射頻識別技術(shù)主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點(diǎn)是：射頻卡的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾m~十幾m)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強(qiáng)的方向性。高頻系統(tǒng)多應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。

(2)射頻卡

根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間(常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為s級，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達(dá)十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價(jià)格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。

(4)調(diào)制方式

根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調(diào)制自己的信號，適宜在門禁或交通的應(yīng)用中使用。因?yàn)樽x寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。

目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應(yīng)用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進(jìn)入識別區(qū)域時(shí)信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識別進(jìn)入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。

3國際射頻識別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機(jī)場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。

據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別

產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術(shù)具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術(shù)在我國的發(fā)展

我國政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中發(fā)展前景較好。當(dāng)然，這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分。任何一種技術(shù)如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

4.1安全防護(hù)領(lǐng)域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護(hù)照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費(fèi)等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護(hù)。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進(jìn)出入口有一臺讀寫器，人員出入時(shí)自動識別身份，非法闖入會有報(bào)警。安全級別要求高的地方、還可以結(jié)合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護(hù)和跟蹤財(cái)產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、文件、復(fù)印機(jī)或其它實(shí)驗(yàn)室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價(jià)值的財(cái)產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報(bào)警的方式限制物品離開某地。結(jié)合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進(jìn)行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應(yīng)用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當(dāng)中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí)，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗(yàn)證的方法，汽車的中央計(jì)算機(jī)也就能容易防止短路點(diǎn)火。

另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機(jī)自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機(jī)座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當(dāng)讀寫器讀取到有效的ID號時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強(qiáng)大功能：倘若司機(jī)離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉，這時(shí)讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機(jī)將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關(guān)閉，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置。

(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)

電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關(guān))的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時(shí)被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時(shí)會被探測到，同時(shí)會報(bào)警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計(jì)每年消耗60億套。

4.2商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域

(1)生產(chǎn)線自動化

用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進(jìn)生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應(yīng)用RFID技術(shù)的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細(xì)的要求，在每個工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。

(2)倉儲管理

將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關(guān)的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計(jì)算機(jī)里，與該貨物有關(guān)的信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物出庫時(shí)，由另一讀寫器識別并告知中央計(jì)算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。

(3)產(chǎn)品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等產(chǎn)品上都可使用。

(4)RFID卡收費(fèi)

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時(shí)，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費(fèi)。另外，還可同時(shí)識別幾張卡．并行收費(fèi)，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域

(1)畜牧管理

該領(lǐng)域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細(xì)線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標(biāo)識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。

(2)運(yùn)動計(jì)時(shí)

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時(shí)第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計(jì)時(shí)裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應(yīng)用于馬拉松比賽中，運(yùn)動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點(diǎn)線處放置帶有微型天線的小墊片。當(dāng)運(yùn)動員越過此墊片時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)便會接收運(yùn)動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間。這樣，每個運(yùn)動員都會有自己的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設(shè)置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運(yùn)動員在每個階段所用的時(shí)間。

RFID還可應(yīng)用于汽車大獎賽上的精確計(jì)時(shí)。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的

天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當(dāng)賽車每越過一個天線時(shí)，賽車的ID號和時(shí)間就被記錄下來，并存儲到中央計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣到比賽結(jié)束時(shí)，每個參賽選手將會有一個準(zhǔn)確的結(jié)果。

4.4交通運(yùn)輸領(lǐng)域

(1)高速公路自動收費(fèi)及交通管理

高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問題：一是在收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)，使國家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動收費(fèi)上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動完成收費(fèi)，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術(shù)的不停車高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費(fèi)，包括IC卡的停車收費(fèi)方式，終將會被淘汰。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強(qiáng)交通的指揮、控制、疏導(dǎo)，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術(shù)的交通管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實(shí)時(shí)跟蹤指示公共汽車到站時(shí)間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運(yùn)集裝箱的識別

在火車運(yùn)營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運(yùn)行的，因此肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點(diǎn)。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時(shí)能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達(dá)測距系統(tǒng)讀出車廂側(cè)的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實(shí)時(shí)信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。

篇（4）

1、米其林輪胎經(jīng)濟(jì)耐用主要針對中小型轎車，專為中國路況特別設(shè)計(jì)。采用了針對中國路況的IRONFlex技術(shù)，加固輪胎側(cè)壁并優(yōu)化胎體結(jié)構(gòu)，胎側(cè)受力可以迅速分散壓力，輪胎柔韌性更好，能容忍大幅的沖擊變形而不至于損壞，讓輪胎降低側(cè)面鼓包的幾率。當(dāng)輪胎快速過溝過坎時(shí)，輪胎承受的壓力比側(cè)面更大，IRONFlex技術(shù)對胎面鋼絲層優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)胎面強(qiáng)度。不僅有節(jié)省燃油的功能，還有著舒適寧靜性。

2、靜音舒適花紋的特點(diǎn)是駕乘舒適、行駛時(shí)胎噪小。適合特別關(guān)注輪胎干濕地剎車性能、想在保持輪胎優(yōu)異的舒適性同時(shí)兼顧一些操控性的車主。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇（5）

傳統(tǒng)的標(biāo)簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機(jī)接入的多址接入?yún)f(xié)議算法，比如：PALOHA算法（隨機(jī)推遲算法）、時(shí)隙ALOHA算法（SA算法）、幀時(shí)隙ALOHA算法（FSA算法）、動態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法（DFSA算法）和分組ALOHA算法等。該類算法在標(biāo)簽試圖發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，并不考慮信道當(dāng)前的忙閑狀態(tài)，一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù)，就立刻決定將其發(fā)送至信道，這種發(fā)送控制策略有嚴(yán)重的盲目性。隨著用戶數(shù)量或發(fā)送信息量的增加，這種完全隨機(jī)接入的算法將使信道重疊現(xiàn)象加劇，碰撞概率增大，傳輸性能下降。

近幾年，有學(xué)者提出了采用CDMA技術(shù)進(jìn)行防碰撞的方法，其性能有明顯改善。文獻(xiàn)[6]提出在標(biāo)簽識別過程中，使用碼分多址技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一個時(shí)隙可以同時(shí)傳輸多個標(biāo)簽。文獻(xiàn)[7]提出了一種基于碼分多址思想的時(shí)隙ALOHA算法，來解決射頻識別中的防碰撞問題，此算法的系統(tǒng)穩(wěn)定范圍要大于時(shí)隙ALOHA系統(tǒng)，并且當(dāng)選用的擴(kuò)頻碼組階數(shù)為N時(shí)，此算法的最大吞吐量可達(dá)原時(shí)隙ALOHA的N倍。上述2個文獻(xiàn)所提到的算法，當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí)，數(shù)據(jù)碰撞的概率明顯增加，使系統(tǒng)的吞吐量急劇下降，影響了系統(tǒng)的整體性能。基于以上原因，本論文提出了1種改進(jìn)的基于CDMA技術(shù)的防碰撞算法，能夠適應(yīng)大量標(biāo)簽的識別應(yīng)用，減少了識別碰撞的發(fā)生，使系統(tǒng)吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術(shù)的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1（2）由于傳統(tǒng)的基于ALOHA的防碰撞算法中一個時(shí)隙最多只能正確識別一個標(biāo)簽的信息，所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)目過大時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率，即正確識別標(biāo)簽數(shù)目所占的百分比將會大幅度的降低，所以對于過量的標(biāo)簽，本算法將會采取對所有標(biāo)簽進(jìn)行分組識別，當(dāng)標(biāo)簽需要分成2組時(shí)（系統(tǒng)識別幀最大時(shí)隙數(shù)N為256）：nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 （3）用上述公式可知n=354，所以當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量大于354時(shí)，系統(tǒng)將會對標(biāo)簽分組識別。

本文提出的新型算法如下：依據(jù)分組幀時(shí)隙ALOHA算法，通過此算法的分組規(guī)則，完成識別的所有標(biāo)簽的分組。分組幀時(shí)隙ALOHA算法的分組規(guī)則如下：當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量≤354時(shí)，無論幀長選擇8個時(shí)隙還是256個時(shí)隙，標(biāo)簽都不分組，按照一個大組來進(jìn)行識別；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量>354時(shí)，幀長選擇256個時(shí)隙比較適合讀寫器的識別；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在355707時(shí)，標(biāo)簽分為2組；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量在708～1 416時(shí)，標(biāo)簽分成4組更適合信息的傳輸識別。當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量更多時(shí)，按照這個規(guī)律分成合適的組數(shù)再進(jìn)行識別，詳細(xì)過程如圖1所示。標(biāo)簽分組工作完成后，在每個分組中分別采用碼分多址技術(shù)，利用其技術(shù)的保密性、抗干擾性和多址通信能力，對標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關(guān)特性對不同標(biāo)簽所發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，從而達(dá)到防碰撞的目的，進(jìn)而完成對全部標(biāo)簽的識別，也實(shí)現(xiàn)了同一時(shí)隙可以傳輸多個信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預(yù)先在待識別的標(biāo)簽中植入擴(kuò)頻性良好的正交碼組，以防止接收端沒有辦法正確解擴(kuò)接收，本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執(zhí)行過程示意圖標(biāo)簽識別過程中的碰撞次數(shù)，從而減少了識別時(shí)間并且降低了功耗。本論文將分組幀時(shí)隙ALOHA算法和碼分多址技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在每個分組內(nèi)可以有多個標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻傳輸，并且在接收端采用并行接收技術(shù)進(jìn)行多個標(biāo)簽的同時(shí)接收。本發(fā)明在識別標(biāo)簽過程中，每個組內(nèi)均為一個獨(dú)立的識別過程，在分組幀長不改變的前提下，提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能。有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時(shí)間，提高吞吐率， 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

2仿真結(jié)果

本論文提出了采用碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法，并仿真了固定時(shí)隙數(shù)下ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐率和本文所提出的算法改進(jìn)后的系統(tǒng)吞吐量。

RFID系統(tǒng)中時(shí)隙ALOHA算法的幀長取值從16個時(shí)隙到256個時(shí)隙變化，根據(jù)公式2，系統(tǒng)吞吐率如圖2所示。其中，系統(tǒng)仿真設(shè)定的信息幀長F即時(shí)隙數(shù)設(shè)定按2的冪次方遞增，即F取值從16個時(shí)隙變化到256個時(shí)隙，橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到500，縱坐標(biāo)為吞吐率。當(dāng)幀長設(shè)定為256個時(shí)隙，標(biāo)簽數(shù)量少于256個時(shí)，系統(tǒng)吞吐量隨著標(biāo)簽數(shù)量的增加而增加，直到標(biāo)簽數(shù)量達(dá)到256時(shí)系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值。隨著標(biāo)簽數(shù)量的逐漸增多，系統(tǒng)的吞吐量又呈現(xiàn)下降趨勢。從圖2可以得出2點(diǎn)結(jié)論：一、當(dāng)標(biāo)簽個數(shù)接近信息幀長時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率比較高；二、隨著幀長取值的增加，系統(tǒng)對標(biāo)簽的識別性能有明顯改善。

本論文提出的基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼，其在對標(biāo)簽的ID號進(jìn)行擴(kuò)頻處理后，即可實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻有2個以上的標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入讀寫器的識別區(qū)域，它們同時(shí)發(fā)送各自的ID號后，讀寫器在接收到這些在空間疊加后的信號時(shí)也能完整地分離出不同標(biāo)簽的ID號，突破了時(shí)隙ALOHA算法在同一時(shí)刻不能有2個以上標(biāo)簽到達(dá)的限制。此時(shí)，系統(tǒng)的吞吐量為（Walsh序列的階數(shù)為r）esucc=∑t=2rt=1N×P（N，n，t）（4）固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的系統(tǒng)吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的比較仿真結(jié)果如圖3所示。仿真條件為標(biāo)簽的到達(dá)情況符合泊松過程。仿真圖3給出了RFID系統(tǒng)的讀寫器閱讀100個標(biāo)簽的識別結(jié)果，其中新型算法選用的是Walsh序列，其階數(shù)r取值從2變化到3，固定時(shí)隙數(shù)的ALOHA算法的信息幀長F取值從32變化到64，橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)N從1變化到100，縱坐標(biāo)為吞吐量。從仿真結(jié)果看，在同樣的到達(dá)率的條件下，階數(shù)越大，算法的吞吐量越高，系統(tǒng)的識別性能有明顯改善。并且隨著到達(dá)率的增加，新型 算法的吞吐量也隨著增加，當(dāng)標(biāo)簽到達(dá)量與階數(shù)相等時(shí)，系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大，但到達(dá)量大于階數(shù)時(shí)，吞吐量隨著到達(dá)率的增加而呈下降趨勢。這是由于當(dāng)在同一時(shí)隙內(nèi)到達(dá)的標(biāo)簽數(shù)量增加到一定程度后，基于Walsh序列階數(shù)r的有限性，選用相同的Walsh序列作為擴(kuò)頻碼的標(biāo)簽數(shù)量將會增加，此時(shí)必然導(dǎo)致碰撞的增加。當(dāng)選用的Walsh序列階數(shù)為3時(shí)，基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法的系統(tǒng)吞吐量可高達(dá)3.2，遠(yuǎn)高于時(shí)隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數(shù)的提高，吞吐量的最大值還可以提高，但這會以增加讀寫器和標(biāo)簽的硬件復(fù)雜度為代價(jià)，在實(shí)際使用中必須根據(jù)需求在吞吐量和Walsh序列階數(shù)中作出折中選擇。

3結(jié)束語

本論文在標(biāo)簽的到達(dá)情況符合泊松過程的情況下，利用碼分多址技術(shù)的多址通信能力，結(jié)合分組幀時(shí)隙ALOHA算法的優(yōu)勢，創(chuàng)新地提出了一種RFID系統(tǒng)中基于碼分多址技術(shù)的新型防碰撞算法。理論和仿真實(shí)驗(yàn)表明：同已有的標(biāo)簽防碰撞算法相比，本論文提出的新型算法提高了標(biāo)簽數(shù)量龐大時(shí)的系統(tǒng)性能，能有效地減小標(biāo)簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時(shí)間，提高吞吐率， 很適合應(yīng)用于具有較大數(shù)量標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)中。

篇（6）

中圖分類號：TP399文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)21-5032-03

Review of Object Identification Research

CHANG Ming1，NI De-qiang1,CHENG Tao-yuan2

(1.Anshan Radio and Television Bureau,Anshan 114001,China; 2.Beijing Baidu Network Technology Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Abstract：Data quality directly determines the quality of information service. About data quality problems, it is one of the most critical is sues to identify a number of records (representation) of the same real entities (objects). It is called object identification. This paper analyzed the recent technical development of object identification. give some recent research methods and problems about efficiency of scalability, at tribute value similarity judgments, record pairs similarity judgment, set model similarity judgment.

Key words：object identification; scalability; similarity; record pair

1959年H. Newcombe等人第一次提出了對象識別的概念[1]，文獻(xiàn)[2]則為對象識別提出了正式理論，并且提出了一整套的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來計(jì)算匹配的參數(shù)和錯誤率。在傳統(tǒng)的對象識別研究中，人們主要在解決如下兩個問題：1）如何計(jì)算記錄對的相似度；）如何減少需要進(jìn)行相似度計(jì)算的記錄對數(shù)目。W. E. Winkler在文獻(xiàn)[3]中綜述了當(dāng)時(shí)與對象識別相關(guān)的研究工作。幾年過去了，對象識別領(lǐng)域的研究又取得了很大的進(jìn)展，而且最近幾年出現(xiàn)了一些新的模型和方法，突破了傳統(tǒng)對象識別中基于兩條記錄計(jì)算相似度的思想。

很高，而且容易出錯。

傳統(tǒng)的方法只是考慮如何利用本地?cái)?shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行對象識別，在很多情況下，僅僅利用本地?cái)?shù)據(jù)庫的信息無法獲得很好的對象識別結(jié)果。對象識別產(chǎn)生的很多模糊匹配，如果能夠找到一些其他的信息就可以判斷出來時(shí)匹配還是不匹配了。例如，對于兩個人名“Bob Smith”和“Robert Smith”，采用字符串相似度判斷時(shí)，由于他們的相似度沒有高于閾值，所以會被認(rèn)為是一個模糊匹配。但是在英文里作為人名的一部分時(shí)，“Bob”和“Robert”是一對可以互相交換的詞。如果有一個輔助數(shù)據(jù)源可以提供這樣的信息，那么就可以判斷這個模糊匹配“Bob Smith”和“Robert Smith”是相同的人名。提出了一種利用輔助數(shù)據(jù)源查找額外信息，結(jié)合已有得信息進(jìn)行判斷的方法。由于查詢輔助數(shù)據(jù)源會導(dǎo)致延遲，而且還可能會導(dǎo)入錯誤等，系統(tǒng)只是在產(chǎn)生模糊匹配的時(shí)候才會去利用中間件進(jìn)行查詢。采用這樣的模型，可以提高基于網(wǎng)絡(luò)的對象識別的準(zhǔn)確率和查全率。但是，論文中的輔助數(shù)據(jù)源是一些特定的數(shù)據(jù)源，需要提前知道數(shù)據(jù)源的模式，獲得使用權(quán)限等。這樣的要求大大限制了模型的適用范圍，不能作為一種通用的模型進(jìn)行推廣。在不存在特定輔助數(shù)據(jù)源的情況下，研究中則提出了一種利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)人員判斷的方法。提出了一種利用網(wǎng)絡(luò)，通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)解決“同名不同人”問題的方法。這些研究工作都很好地解決了各自論文中提出的問題。但是由于他們提出問題或者帶有特殊的背景知識（需要知道多個人之間是熟人關(guān)系），或者要求提前知道查找出的網(wǎng)頁符合一定的模板，這些利用網(wǎng)絡(luò)識別同名不同人的系統(tǒng)通用性不強(qiáng)。

1.4集合模型的判斷

隨著應(yīng)用的發(fā)展，僅僅根據(jù)兩條記錄的信息已經(jīng)無法很好的判斷對應(yīng)表象是否匹配了。在數(shù)據(jù)庫中，一個表象不僅在需要進(jìn)行比較的記錄中有信息，還會存在一些其他的聯(lián)系信息。如何更好的利用這些聯(lián)系信息是最近的研究工作的重點(diǎn)。

由于論文數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，作者名字的對象識別過程也就是盡量利用相關(guān)信息的過程。中最初提出了利用作者表象的上下文信息，也就是利用了和要識別的作者名字直接聯(lián)系的一層信息。考慮到可能會存在的一個人名對應(yīng)多個作者對象的問題，這樣的一層信息還是相對比較可靠的。等工作開始利用表象的多層聯(lián)系進(jìn)行計(jì)算，雖然這樣的方法可以利用更多的信息，但是“同名不同人”問題的存在會使得這些工作的準(zhǔn)確率很受影響。而且，這些工作都是基于SimRank或者SimFusion模型，算法的空間復(fù)雜度是O(n2)，運(yùn)行時(shí)間會較長。而基于依賴關(guān)系的對象識別則考慮到了識別的先后順序，可以利用首先識別出來的對象輔助后面的模糊匹配的識別。與以前的工作相比，這樣的工作更加符合人的邏輯判斷過程。上面的工作只是簡單的利用了多層關(guān)系。在論文數(shù)據(jù)庫中，對象之間會存在依賴關(guān)系，不僅記錄之間會存在依賴關(guān)系，不同的屬性值之間也會存在這樣的關(guān)系。進(jìn)行對象識別時(shí)，利用眾多表象之間的關(guān)系，首先識別出來的對象可以向正在識別的表象提供有用的信息，而傳統(tǒng)的對象識別工作沒有考慮這樣的依賴關(guān)系。提出基于依賴關(guān)系進(jìn)行對象識別的工作。在基于依賴關(guān)系進(jìn)行對象識別的工作中，一個模糊匹配的成功識別可以獲得一定的知識，利用這樣的知識可以輔助別的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行識別。在利用依賴關(guān)系時(shí)，首先判斷容易判斷的對象，然后再來進(jìn)行更加模糊的對象判斷。

篇（7）

2.談電大中文本科學(xué)生畢業(yè)論文寫作 

3.非英專本科生畢業(yè)論文中文摘要英譯研究——以魯東大學(xué)2010屆非英專部分畢業(yè)生為例 

4.談中文本科畢業(yè)論文的選題技巧——以中國現(xiàn)當(dāng)代文學(xué)為例

5.對中文專業(yè)本科畢業(yè)論文選題原則的思考 

6.高師中文系學(xué)生畢業(yè)論文寫作之我見 

7.中文專業(yè)本科生課程論文在提高畢業(yè)論文質(zhì)量中的地位和作用

8.中文專業(yè)本科生畢業(yè)論文寫作困境的原因分析 

9.提高中文專業(yè)畢業(yè)論文質(zhì)量的對策 

10.我院中文系、數(shù)學(xué)系舉行研究生畢業(yè)論文答辯會 

11.華中師范大學(xué)中文試驗(yàn)班畢業(yè)生畢業(yè)調(diào)查及對本科教學(xué)改革的啟示

12.中文專業(yè)畢業(yè)論文選題立論摭談 

13.高校文科學(xué)生畢業(yè)論文撰寫中的幾個問題——以廣州大學(xué)人文學(xué)院中文系學(xué)生為考察對象

14.河西學(xué)院中文系畢業(yè)論文寫作及指導(dǎo)狀況調(diào)查分析與建議

15.中文本科畢業(yè)論文寫作片談  

16.獨(dú)立學(xué)院中文系畢業(yè)論文工作改革探索 

17.福建廣播電視大學(xué)84屆中文直屬班舉行畢業(yè)30周年系列慶祝活動 

18.我院中文系首屆研究生畢業(yè) 

19.我院中文、政教兩系首屆工農(nóng)兵學(xué)員勝利畢業(yè) 

20.教學(xué)、科研、管理三豐收──有突出貢獻(xiàn)的中青年專家劉煥輝教授，1956年中文系畢業(yè)

21.怎樣寫好文學(xué)評論——兼談中文系學(xué)生畢業(yè)論文寫作

22.中文本科畢業(yè)論文古代文學(xué)方向選題指導(dǎo)  

23.中文本科畢業(yè)論文寫作中的常見問題及指導(dǎo)對策

24.文科畢業(yè)論文寫作訓(xùn)練體系的建立與實(shí)踐探索——以中文學(xué)科為例 

25.回憶我的大學(xué)時(shí)代——讀過山東、四川、中央三個國立大學(xué)的中文系才畢業(yè)

26.獨(dú)一無二的松子——在香港中文大學(xué)畢業(yè)典禮上的講話

27.啟迪創(chuàng)新意識 培養(yǎng)創(chuàng)新精神——關(guān)于中文專業(yè)學(xué)生畢業(yè)論文寫作的思考

28.中文本科畢業(yè)論文寫作應(yīng)注意的幾個問題 

29.蘇大中文系中國古代文學(xué)專業(yè)第二屆博士研究生畢業(yè) 

30.夏威夷大學(xué)和美國的中文教學(xué) 

31.中文分詞模型的領(lǐng)域適應(yīng)性方法 

32.使用二級索引的中文分詞詞典 

33.中文分詞技術(shù)綜述 

34.面向中文文本的情感信息抽取語料庫構(gòu)建 

35.中文分詞算法研究綜述  

36.一種快速中文分詞詞典機(jī)制 

37.中文圖書采訪質(zhì)量控制實(shí)踐探索 

38.中文文本分類反饋學(xué)習(xí)研究 

39.在線集體記憶的協(xié)作性書寫——中文維基百科“”條目(2004-2014)的個案研究

40.中文搜索引擎中的中文信息處理技術(shù)

41.中文分詞技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)  

42.一個中文實(shí)體鏈接語料庫的建設(shè) 

43.自然語言理解的中文地址匹配算法 

44.中文文本情感分析綜述 

45.中文數(shù)據(jù)清洗研究綜述 

46.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高校圖書館中文期刊采購策略研究

47.中文維基百科和百度百科類目組織系統(tǒng)的比較分析 

48.中文印刷字體單字與字庫軟件的著作權(quán)辨析 

49.基于Lucene的中文分詞方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 

50.中文姓名的自動辨識  

51.改良嬰幼兒孤獨(dú)癥量表中文簡化版的效度和信度 

52.基于詞典和詞頻的中文分詞方法  

53.中文核心期刊的地理分布及其變動態(tài)勢研究 

54.面向領(lǐng)域中文文本信息處理的術(shù)語識別與抽取研究綜述

55.族裔特性、社會資本與美國華人中文學(xué)校

56.中文分詞對中文信息檢索系統(tǒng)性能的影響  

57.中文自動標(biāo)引、全文檢索及中文搜索引擎三者關(guān)系的探討

58.中文微博情感分析研究綜述 

59.港式中文語序問題略論 

60.公共圖書館中文圖書采訪質(zhì)量控制實(shí)踐與探索——以深圳圖書館為例 

61.中文文本的地理命名實(shí)體標(biāo)注 

62.基于規(guī)則的中文地址要素解析方法 

63.一種基于多重哈希詞典和K-最短路徑算法的中文粗分詞方案研究 

64.澳大利亞的中文教育環(huán)境及專項(xiàng)中文教師培訓(xùn)項(xiàng)目個案分析

65.中文文本的地理空間關(guān)系標(biāo)注 

66.中文分詞技術(shù)的研究 

67.中文分詞算法在搜索引擎應(yīng)用中的研究 

68.美國中小學(xué)中文教學(xué)的現(xiàn)狀、問題及發(fā)展趨勢 

69.中文DOI路在何方——從參考文獻(xiàn)著錄與DOI的關(guān)系探討中文數(shù)字對象唯一標(biāo)識符的發(fā)展方向

70.中文敘詞表本體的形式化表示與SKOS的比較研究——以及對建立中文知識組織系統(tǒng)形式化表示標(biāo)準(zhǔn)體系的建議

71.一種基于Lucene的中文分詞的設(shè)計(jì)與測試 

72.KNN和SVM算法在中文文本自動分類技術(shù)上的比較研究 

73.《同義詞詞林》在中文實(shí)體關(guān)系抽取中的作用 

74.中文微博命名實(shí)體識別

75.中文比較句識別及比較關(guān)系抽取 

76.統(tǒng)計(jì)與詞典相結(jié)合的領(lǐng)域自適應(yīng)中文分詞  

77.支持智能中文分詞的互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的構(gòu)建 

78.現(xiàn)當(dāng)代中文小說譯入、譯出的考察與比較

79.中文信息處理研究工作的新進(jìn)展  

80.美國中文教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)與對應(yīng)策略  

81.LanguageTool中文語法校對XML規(guī)則定制方法 

82.基于中文搜索引擎網(wǎng)絡(luò)信息用戶行為研究 

83.中文分詞技術(shù)及其應(yīng)用初探 

84.基于免疫的中文網(wǎng)絡(luò)短文本聚類算法 

85.中文文學(xué)作品中數(shù)字使用的模糊現(xiàn)象及其翻譯 

86.中文自然語言理解技術(shù)與智能檢索 

87.基于演化超網(wǎng)絡(luò)的中文文本分類方法 

88.基于卷積樹核的無指導(dǎo)中文實(shí)體關(guān)系抽取研究  

89.基于Lucene的中文字典分詞模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 

90.一種中文分詞詞典新機(jī)制——雙字哈希機(jī)制  

91.面向新聞領(lǐng)域的中文文本分類研究綜述

92.改良嬰幼兒孤獨(dú)癥量表中文修訂版的信效度 

93.中文體育類核心期刊的引文分析 

94.中文系教師信息行為之研究:以輔仁大學(xué)為例 

95.中文分詞現(xiàn)狀及未來發(fā)展 

96.中文歧義研究25年——以《中文信息學(xué)報(bào)》論文為例 

97.美國大學(xué)華裔與非華裔學(xué)生中文習(xí)得差異及教學(xué)法探索 

98.現(xiàn)狀和設(shè)想——試論中文信息處理與現(xiàn)代漢語研究 

99.江蘇省科技類中文核心期刊統(tǒng)計(jì)分析

100.中文數(shù)字學(xué)術(shù)期刊用戶價(jià)值模型實(shí)證研究  

101.路在何方——中文科技期刊可持續(xù)發(fā)展芻議

102.中文詞法分析與句法分析融合策略研究 

103.美國中文教學(xué)的理論與實(shí)踐  

104.一種中文分詞詞典新機(jī)制——四字哈希機(jī)制 

105.中文搜索引擎的原理剖析及開發(fā)實(shí)現(xiàn)技術(shù) 

106.自然語言檢索中的中文分詞技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用

107.中文分詞算法研究 

108.中文個人學(xué)術(shù)網(wǎng)站的現(xiàn)狀與發(fā)展——基于153個中文個人學(xué)術(shù)網(wǎng)站的調(diào)查與分析

109.基于中文維基百科的領(lǐng)域概念相關(guān)性研究 

110.基于字表的中文搜索引擎分詞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)  

111.漢語傳統(tǒng)語法及其在中文信息處理中的應(yīng)用展望 

112.中文文本中時(shí)間信息解析方法  

113.頂中區(qū)N200:一個中文視覺詞匯識別特有的腦電反應(yīng) 

114.近年來中文網(wǎng)絡(luò)信息分類研究綜述  

115.北大中文系留學(xué)生教育的過去、現(xiàn)在與未來 

116.中文地質(zhì)學(xué)期刊的國際影響力探討

117.基于敘詞表構(gòu)建本體的中文敘詞詞間關(guān)系細(xì)化研究 

篇（8）

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 09-0000-02

Code Similarity Detection in the Determination of Plagiarism

Wang Minghao

(Putian College,Putian351100,China)

Abstract:The present paper detection system,only the text part for the judge,can not determine the thesis contained in the original code.Thesis of science and engineering students,usually contains a large number of the code.Silent due to the current system code as the original,and ultimately affect the whole paper copy of the proportion for the judge,so that accuracy of the greatly reduced.This article attempts to explore the existing detection system,add a test for the determination of the module code,improve science and engineering students to determine the accuracy of the thesis plagiarism.

Keywords:Paper;Plagiarism;Detection;Code;Determine

根據(jù)09年年底，湯森路透集團(tuán)的報(bào)告《全球科研報(bào)告：中國》（Global Research Report：China）中稱，近年來，中國的科研論文數(shù)量呈爆炸性發(fā)展，僅次美國，高居世界第二[1]。而與之形成鮮明相比的是，中國論文的被引用率低，質(zhì)量不高和原創(chuàng)性內(nèi)容不多。這一矛盾產(chǎn)生的主要原因在于高校論文互相抄襲的現(xiàn)象。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及，這股學(xué)術(shù)不端之風(fēng)更深深的影響了在校學(xué)生。學(xué)術(shù)浮夸和論文抄襲現(xiàn)象大量的出現(xiàn)在應(yīng)屆學(xué)生的畢業(yè)論文之中。現(xiàn)有的學(xué)術(shù)不端檢測系統(tǒng)主要是針對文字的檢測，對純理論的論文的抄襲判定比較準(zhǔn)確。但是與文科學(xué)生不同，理工科學(xué)生的畢業(yè)論文中常會引用一定數(shù)量的代碼，這些代碼的獨(dú)創(chuàng)性不被判斷。致使部分理工科畢業(yè)生在畢業(yè)論文中大量引用代碼，以減少文字部分引用率的百分比。為了解決這個問題，亟需在現(xiàn)有的學(xué)生不端檢測系統(tǒng)中建立針對理工科學(xué)生的程序代碼相似性檢測模塊。

一、研究背景

程序代碼相似性的檢測最早是源于對重復(fù)代碼的檢測和對代碼的優(yōu)化。對于程序代碼相似度的度量研究，國外起步的比較早，相關(guān)的研究也比較多。早在二十世紀(jì)七十年代，國外就有學(xué)者開始研究檢測代碼相似性的理論，和基于理論構(gòu)建的檢測系統(tǒng)。目前常用的代碼檢測技術(shù)有兩類：一是最早于1976，由Purdue大學(xué)的K.J.Ottenstein提出的基于屬性計(jì)數(shù)法（Attribute Counting）[2]；二是1996年，由Verco KL和Wise MJ提出的基于結(jié)構(gòu)度量法（Structure Metrics）[3]。

二、代碼檢測在畢業(yè)論文中的應(yīng)用

（一）相似代碼的判定

代碼抄襲定義為：一個程序在經(jīng)過了若干常規(guī)性的修改得到的程序[4]。修改的方法主要?dú)w為十類，見表1。學(xué)生在畢業(yè)論文中的代碼的抄襲主要體現(xiàn)在前8種。

基于這些常規(guī)的修改方式，以C語言代碼的判定為例，常用的檢測思路之一是，將代碼視為一系列Token（標(biāo)記）的集合，由詞法分析程序?qū)⒃创a轉(zhuǎn)換為Token流。記錄兩份代碼為x和y，兩者經(jīng)過分解的Token流集合分別為X和Y，抄襲的判定條件滿足表2。

（二）系統(tǒng)的構(gòu)建

1.設(shè)計(jì)思路。

對于學(xué)生畢業(yè)論文中代碼抄襲的具體判定包括以下三個方面：識別，檢測和確認(rèn)。

（1）識別階段：根據(jù)代碼中的關(guān)鍵詞進(jìn)行比對，確定代碼使用的何種程序語言。

（2）檢測階段：根據(jù)識別的結(jié)果，選定特定程序語言的代碼數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行檢測，判定代碼的相似度。

（3）確認(rèn)階段：根據(jù)檢測階段對相似度的判定，輸出結(jié)果。

與現(xiàn)有的純代碼復(fù)制相似性檢測，以及純文字相似檢測系統(tǒng)不同，針對理工科學(xué)生畢業(yè)論文的代碼檢測的系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）代碼和文字的分離。將代碼從論文中分離，對不同的代碼段落編號，各段單獨(dú)存儲。將分離代碼后的論文的文字部分，形成單個文本，統(tǒng)一存儲。

（2）針對文字和代碼建立不同的檢測數(shù)據(jù)庫。

（3）根據(jù)不同的代碼類型，必須建立有特征識別功能，能針對不同語言分別檢測的分析系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)庫。

2.系統(tǒng)構(gòu)架。

根據(jù)系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)主要功能模塊在論文中代碼分離基礎(chǔ)上，包括兩大部分：針對代碼檢測的模塊和針對文字檢測的模塊。具體見圖1

分離模塊主要實(shí)現(xiàn)代碼和文字的分離，根據(jù)代碼和文字的不同特征，將其分離為代碼部分和文字部分，并將分離后的文字和代碼進(jìn)行存儲。后臺數(shù)據(jù)庫包括存儲數(shù)據(jù)庫和代碼特征數(shù)據(jù)庫兩個部分。其中存儲數(shù)據(jù)庫用來存儲預(yù)處理之后的文字和代碼；代碼特征數(shù)據(jù)庫用于存儲不同程序語言的特征，以C語言為例，代碼特征數(shù)據(jù)庫中需要存儲的內(nèi)容包括有代表性的操作符和關(guān)鍵字。代碼特征數(shù)據(jù)庫的主要作用包括兩個方面。第一，用于判定一段字母構(gòu)成的文字是否為程序代碼，以及該程序段由何種語言寫成。第二，在代碼檢測時(shí)，用于劃分代碼的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。代碼數(shù)據(jù)庫存儲用于比對相似性的大量原始代碼信息。針對中文論文的檢測，分離模塊以段落為單位，判定三種情況：純中文，純字母和中文字母夾雜。純中文可以直接判定為論文的文字部分。純字母的可以比照代碼特征數(shù)據(jù)庫，判定是否為代碼。如果是代碼，以代碼的形式單獨(dú)存儲，否則，以文字的形式統(tǒng)一存儲。中文字母夾雜的段落，可在去除了中文后，按照純字母的情況進(jìn)行處理。

代碼檢測模塊包括代碼預(yù)處理、代碼相似度檢測和代碼相似度判定三個功能。預(yù)處理用于去除代碼中的冗余信息。根據(jù)表1中的定義，針對其中的2，3，9項(xiàng)，預(yù)處理模塊消除了源代碼中的注釋，空格，換行和對程序輸出效果無效的代碼。同時(shí)，預(yù)處理模塊還消除了常見代碼段，如預(yù)處理命令和標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出語句等。預(yù)處理之后的代碼作為輸入，由相應(yīng)的算法進(jìn)行檢測，并得出相似度評判結(jié)果。

文字檢測模塊將分離的文字由相應(yīng)算法進(jìn)行檢測，得出相似度判定結(jié)果。

輸出模塊根據(jù)代碼檢測判定和文字檢測判定，輸出最終檢測結(jié)果：標(biāo)記所引用或抄襲的部分的出處，以及所站論文總字?jǐn)?shù)的百分比，最后給出綜合的判定。

三、總結(jié)和展望

對代碼獨(dú)創(chuàng)性的判定是一項(xiàng)細(xì)化而復(fù)雜的任務(wù)。要真正形成完善的系統(tǒng)，還要大量工作要做，如對于代碼判定的一系列數(shù)據(jù)庫的建立，和更完善的判定算法的選擇和實(shí)現(xiàn)，并在實(shí)際投入使用后進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]Jonatha Adam,Christopher King,Nan Ma.Global Research Report ChinaCResearch and Collaboration in the New Geographic Science[R].Thomson Reuter,2009

[2]K.J.Ottenstein.An Algorithmic Approach to the Detection and Prevention of Plagiarism[J].CSD-TR200,1976,103,2:32-39

[3]Verco KL,Wise MJ.Software for Detecting Suspected Plagiarism Comparing Structure and Attribute-counting Systems[J].Proceedings of the 1st Australian Conference on Computer Science Education,Sydney,1996,102,2:3-5

[4]Edward L Jones.Metrics Based Plagiarism Monitoring.The Consortium for Computing in Small Colleges.Vermont.2001:253,261

篇（9）

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2011)16-3904-03

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器視覺已經(jīng)成為當(dāng)前人工智能研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，很多國家的研究人員都開展了對機(jī)器視覺的研究，其中以機(jī)器視覺識別人臉最為困難，這主要是因?yàn)槿说拿娌繋в斜砬椋煌娜司哂胁煌哪槪煌哪樉哂胁煌谋砬椋煌谋砬閯t具有不同的面部特征，如何讓計(jì)算機(jī)通過機(jī)器視覺高效率的識別人臉，成為當(dāng)前機(jī)器視覺和智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)難題。

隨著模糊邏輯控制算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的發(fā)展，對于機(jī)器視覺識別人臉特征的算法也有了新的發(fā)展，目前多數(shù)研究算法所采用的人臉識別從實(shí)現(xiàn)技術(shù)上來說，主要可以分為以下幾個類別：

1) 基于人臉幾何特征進(jìn)行的識別算法，該算法運(yùn)算量較小，原理簡單直觀，但是識別率較低，適合應(yīng)用于人群面部的分類，而不適宜于每一個人臉的識別。

2) 基于人臉特征的匹配識別算法，這種算法是預(yù)先構(gòu)建常見的人臉特征以及人臉模板，構(gòu)成人臉特征庫，將被識別的人臉與特征庫中的人臉進(jìn)行逐一比對，從而實(shí)現(xiàn)人臉識別，該算法識別效率較高，但是應(yīng)用有一定局限性，只能夠識別預(yù)先設(shè)立的人臉特征庫中的人臉模型，因此人臉特征庫就成為該算法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵。

3) 基于統(tǒng)計(jì)的人臉識別算法，該算法將人臉面部進(jìn)行特征參數(shù)的劃分，如兩眼距離大小，五官之間距離等，通過構(gòu)建統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)模型實(shí)現(xiàn)對人臉模型的識別，該算法識別率較高，但是算法實(shí)現(xiàn)起來運(yùn)算量比較大，且識別效率較低。

4) 基于模糊邏輯的人臉識別算法，這一類算法主要結(jié)合了模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠自我訓(xùn)練學(xué)習(xí)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)對人臉的識別，識別率較高，且算法運(yùn)算量適中，但是算法的原理較難理解，且模糊邏輯控制規(guī)則的建立存在一定技術(shù)難度。

本論文主要結(jié)合模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，將其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)人臉識別，以期從中能夠找到有效可靠的人臉識別方法及其算法應(yīng)用，并以此和廣大同行分享。

1 模糊邏輯及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像辨識中的應(yīng)用可行性分析

1) 人臉識別的技術(shù)難點(diǎn)

由于計(jì)算機(jī)只能夠認(rèn)識0和1，任何數(shù)據(jù)，包括圖像，都必須要轉(zhuǎn)化為0和1才能夠被計(jì)算機(jī)識別，這樣就帶來一個很復(fù)雜很棘手的問題：如何將成千上萬的帶有不同表情的人臉轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號并被計(jì)算機(jī)識別。由于人的面部帶有表情，不同的人具有不同的臉，而不同的臉具有不同的表情，不同的表情則具有不同的面部特征，因此這些都成為了計(jì)算機(jī)識別人臉特征的技術(shù)難點(diǎn)，具體來說，人臉實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)識別的主要技術(shù)難度包括：

① 人臉表情：人有喜怒哀樂等不同表情，不同的表情具有不同的面部特征，因此如何分辨出不同表情下的人臉特征，這是首要的技術(shù)難點(diǎn)；

② 光線陰影的變換：由于人臉在不同光線照射下會產(chǎn)生陰影，而陰影敏感程度的不一也會增加計(jì)算機(jī)識別人臉特征的難度；

③ 其他因素：如人隨著年齡的增長面部特征會發(fā)生些微變化，人臉部分因?yàn)檠b飾或者帽飾遮擋而增加識別難度，以及人臉側(cè)面不同姿態(tài)也會對計(jì)算機(jī)識別帶來技術(shù)難度。

2) 模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在人臉辨識中的應(yīng)用可行性

如上分析所示，計(jì)算機(jī)識別人臉，需要考慮的因素太多，并且每一種因素都不是線性化處理那么簡單，為此，必須要引入新的處理技術(shù)及方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對人臉的高效識別。根據(jù)前人的研究表明，模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是非常有效的識別算法。

模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近年來人工智能研究較為活躍的兩個領(lǐng)域。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦結(jié)構(gòu)的思維功能，具有較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)和聯(lián)想功能，人工干預(yù)少，精度較高，對專家知識的利用也較少。但缺點(diǎn)是它不能處理和描述模糊信息，不能很好利用已有的經(jīng)驗(yàn)知識，特別是學(xué)習(xí)及問題的求解具有黑箱特性，其工作不具有可解釋性，同時(shí)它對樣本的要求較高;模糊系統(tǒng)相對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而言，具有推理過程容易理解、專家知識利用較好、對樣本的要求較低等優(yōu)點(diǎn)，但它同時(shí)又存在人工干預(yù)多、推理速度慢、精度較低等缺點(diǎn)，很難實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)的功能，而且如何自動生成和調(diào)整隸屬度函數(shù)和模糊規(guī)則，也是一個棘手的問題。如果將二者有機(jī)地結(jié)合起來，可以起到互補(bǔ)的效果。

模糊邏輯控制的基本原理并非傳統(tǒng)的是與不是的二維判斷邏輯，而是對被控對象進(jìn)行閾值的設(shè)計(jì)與劃分，根據(jù)實(shí)際值在閾值領(lǐng)域內(nèi)的變化相應(yīng)的產(chǎn)生動態(tài)的判斷邏輯，并將邏輯判斷規(guī)則進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自我學(xué)習(xí)，逐漸實(shí)現(xiàn)智能判斷，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的邏輯判斷。相較于傳統(tǒng)的線性判斷規(guī)則，基于模糊規(guī)則的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是高度復(fù)雜的非線性網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)由于其廣闊的神經(jīng)元分布并行運(yùn)算，大大提高了復(fù)雜對象（如人臉）識別計(jì)算的效率，因此，將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于人臉的智能識別是完全可行的。

2 基于模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識別方法研究

2.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識別分類器設(shè)計(jì)

1) 輸入、輸出層的設(shè)計(jì)：針對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層的輸入層和輸出層的特點(diǎn)，需要對識別分類器的輸入、輸出層進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為識別分類器時(shí)，數(shù)據(jù)源的維數(shù)決定輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)量，結(jié)合到人臉的計(jì)算機(jī)識別，人臉識別分類器的輸入輸出層，應(yīng)當(dāng)由人臉特征數(shù)據(jù)庫的類別數(shù)決定，如果人臉數(shù)據(jù)庫的類別數(shù)為m，那么輸入、輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)也為m，由m個神經(jīng)元進(jìn)行分布式并行運(yùn)算，能夠極大提高人臉識別的輸入和輸出速度。

2) 隱藏層結(jié)點(diǎn)數(shù)的選擇：由于一般的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都是由3層BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：輸入層，隱藏層和輸出層，隱層的數(shù)量越多，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜，那么最終能夠?qū)崿F(xiàn)的運(yùn)算精度就越高，識別率也就越高；但是隨著隱層數(shù)量的增加，隨之而來的一個突出的問題就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變的復(fù)雜了，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自我訓(xùn)練和學(xué)習(xí)的時(shí)間變長，使得識別效率相對下降，因此提高精度和提高效率是應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個不可避免的矛盾。在這里面向人臉識別的分類器的設(shè)計(jì)中，仍然采用傳統(tǒng)的3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建人臉識別分類器，只設(shè)計(jì)一層隱層，能夠在保障識別精度的前提下有效的保障神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的效率，增加人臉識別的正確率。

3) 初始值的選取：在設(shè)計(jì)了3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，需要確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入初始值。由于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是非線性的，不但具有線性網(wǎng)絡(luò)的全部優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有收斂速度快等特點(diǎn)，而初始值的選取在很大程度上影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)間的長短，以及是否最終能夠?qū)崿F(xiàn)收斂輸出得到最優(yōu)值。如果初始值太大，那么對于初始值加權(quán)運(yùn)算后的輸出變化率趨向于零，從而使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自我學(xué)習(xí)訓(xùn)練趨向于停止，最終無法得到收斂的最優(yōu)值；相反，我們總是希望初始值在經(jīng)過每一次加權(quán)運(yùn)算后的輸出都接近于零，從而能夠保證每一個參與運(yùn)算的神經(jīng)元都能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)快速的收斂。為此，這里將人臉識別的初始值設(shè)定在[0，0.2]之間，初始運(yùn)算的權(quán)值設(shè)定在[0，0.1]之間，這樣都不太大的輸入初始值和權(quán)值初始值能夠有效的保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速的收斂并得到最優(yōu)值。

如果收斂速度太慢，則需要重新設(shè)置權(quán)值和閾值。權(quán)值和閾值由單獨(dú)文件保存，再一次進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，直接從文件導(dǎo)出權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，不需要進(jìn)行初始化，訓(xùn)練后的權(quán)值和閾值直接導(dǎo)入文件。

2.2 人臉識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法步驟

1) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逐層設(shè)計(jì)步驟：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要按層進(jìn)行設(shè)計(jì)，構(gòu)建信號輸入層、模糊層以及輸出層，同時(shí)還要構(gòu)建模糊化規(guī)則庫，以構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊算法的完整輸入輸出條件。具體構(gòu)建人臉識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層可以按照下述步驟執(zhí)行：

Step 1，構(gòu)建信號輸入層，以視覺攝像頭為坐標(biāo)原點(diǎn)構(gòu)建人臉識別坐標(biāo)系統(tǒng)，這里推薦采用極坐標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)建識別坐標(biāo)系，以人臉平面所處的角度與距離作為信號的輸入層，按照坐標(biāo)系的變換得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號輸入的距離差值和角度差值Δρ，Δθ，作為完整的輸入信號。

Step 2，構(gòu)建模糊化層，將上一層信號輸入層傳輸過來的系統(tǒng)人臉識別信號Δρ與Δθ進(jìn)行向量傳輸，將模糊化層中的每一個節(jié)點(diǎn)直接與輸入信號向量的分量相連接，并進(jìn)行信號矢量化傳輸；同時(shí)在傳輸?shù)倪^程中，根據(jù)模糊化規(guī)則庫的條件制約，對每一個信號向量的傳輸都使用模糊規(guī)則，具體可以采用如下的隸屬度函數(shù)來進(jìn)行模糊化處理：

(1)

其中c ij 和σij分別表示隸屬函數(shù)的中心和寬度。

Step 3，構(gòu)建信號輸出層，將模糊化層經(jīng)過模糊處理之后的信號進(jìn)行清晰化運(yùn)算，并作為最終結(jié)果輸出。

關(guān)于模糊規(guī)則庫的建立，目前所用的方法都是普遍所采用的匹配模糊規(guī)則，即計(jì)算每一個傳輸節(jié)點(diǎn)在模糊規(guī)則上的適用度，適用就進(jìn)行模糊化規(guī)則匹配并進(jìn)行模糊化處理，不適用則忽略該模糊規(guī)則并依次向下行尋找合適的模糊規(guī)則。當(dāng)所有的，模糊規(guī)則構(gòu)建好之后，需要對每條規(guī)則的適用度進(jìn)行歸一化運(yùn)算，運(yùn)算方法為：

(2)

2) 人臉的識別算法按如下步驟執(zhí)行：

Step 1：一個樣本向量被提交給網(wǎng)絡(luò)中的每一個神經(jīng)元；

Step 2：計(jì)算它們與輸入樣本的相似度di；

Step 3：由競爭函數(shù)計(jì)算出競爭獲勝的神經(jīng)元，若獲勝神經(jīng)元的相似度小于等于相似度門限值ν，則計(jì)算每個神經(jīng)元的獎懲系數(shù)γi，否則添加新的神經(jīng)元；

Step 4：根據(jù)學(xué)習(xí)算法更新神經(jīng)元或?qū)⑿绿砑拥纳窠?jīng)元的突觸權(quán)值置為x；

Step 5：學(xué)習(xí)結(jié)束后，判斷是否有錯誤聚類存在，有則刪除。

其中，

(3)

di是第i個神經(jīng)元的相似度值，β為懲罰度系數(shù)，ν為相似度的門限值。γ的計(jì)算方法是對一個輸入樣本x，若競爭獲勝神經(jīng)元k的相似度dk≤ν，則獲勝神經(jīng)元的γk為1，其它神經(jīng)元的γi=-βdi/ν，i≠k；若dk >ν，則添加新的神經(jīng)元并將其突觸權(quán)值置為x。

實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的目的是為了提高本算法的權(quán)值實(shí)用域，即更加精確的實(shí)現(xiàn)對人臉特征的識別，從而提高算法的人臉識別率，當(dāng)訓(xùn)練結(jié)束后，即可輸出結(jié)果。

2.3 算法仿真測試

為了驗(yàn)證本論文所提出的人臉識別模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的有效性和可靠性，對該算法進(jìn)行仿真測試，同時(shí)為了凸顯該算法的有效性，將該算法與傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行對比仿真測試。

該測試采集樣本500張人臉圖片，分辨率均為128×128，測試計(jì)算機(jī)配置為雙核處理器，主頻2.1GHz，測試軟件平臺為Matlab，分別構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器與本算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器，對500幅人臉圖片進(jìn)行算法識別測試。

如表1所示，為傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和本論文算法的仿真測試結(jié)果對比表格。

從表1所示的算法檢測對比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)的算法也具有人臉特征的識別，但是相較于本論文所提出的改進(jìn)后的算法，本論文提出的算法具有更高的人臉特征識別率，這表明了本算法具有更好的魯棒性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊算法的執(zhí)行上效率更高，因而本算法是具有實(shí)用價(jià)值的，是值得推廣和借鑒的。

3 結(jié)束語

傳統(tǒng)的圖像識別技術(shù)，很多是基于大規(guī)模計(jì)算的基礎(chǔ)之上的，在運(yùn)算量和運(yùn)算精度之間存在著不可調(diào)和的矛盾。因人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)其分布式信息存儲和大規(guī)模自適應(yīng)并行處理滿足了對大數(shù)據(jù)量目標(biāo)圖像的實(shí)時(shí)處理要求，其高容錯性又允許大量目標(biāo)圖像出現(xiàn)背景模糊和局部殘缺。相對于其他方法而言，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解決人臉圖像識別問題，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對問題的先驗(yàn)知識要求較少，可以實(shí)現(xiàn)對特征空間較為復(fù)雜的劃分，適用于高速并行處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)決定了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于包括人臉在內(nèi)的圖像識別。本論文對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在人臉圖像識別中的應(yīng)用進(jìn)行了算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于進(jìn)一步提高模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用具有一定借鑒意義。

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篇（10）

隨著數(shù)字航道建設(shè)的有序推進(jìn)，我國內(nèi)河航運(yùn)信息化管控初顯成效，但是信息資源未得到充分有效利用，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能未能完全發(fā)揮。據(jù)現(xiàn)有的船舶過閘流程顯示，船舶過閘涉及登記、繳費(fèi)、調(diào)度、過閘等環(huán)節(jié)。船舶過閘完全由人工管控，手續(xù)繁瑣，極度耗費(fèi)船員的通行時(shí)間，同時(shí)造成大量船舶處于等待狀態(tài)，航道擁堵加劇。

上海市船閘計(jì)算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)，邁出了計(jì)算機(jī)票據(jù)逐漸取代手工票據(jù)堅(jiān)實(shí)的一步，但是過閘調(diào)度的信息化未能完全實(shí)現(xiàn)。江蘇省交通運(yùn)輸廳在口岸船閘展開“船舶便捷過閘系統(tǒng)（水上ETC）”的試點(diǎn)研究。通過創(chuàng)新船閘收費(fèi)管理機(jī)制并融合RFID技術(shù)，優(yōu)化收費(fèi)管理模式和流程，減少船舶過閘等候時(shí)間，提高船閘調(diào)度效率。

船載電子標(biāo)簽只能儲存船舶的靜態(tài)信息，且局限于地方船舶使用。為了達(dá)到航運(yùn)數(shù)字化管理的先進(jìn)水平，論文將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功運(yùn)用于船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的深入，船聯(lián)網(wǎng)已具備相應(yīng)的條件。2004年以來，國際海事組織和中國海事局分別要求達(dá)到一定噸位的船舶必須安裝自動識別系統(tǒng)[4]。在內(nèi)河航行且不滿足強(qiáng)制安裝AIS條件的船只可通過地方海事局安裝RFID。為此，可利用AIS與船載RFID互補(bǔ)融合而構(gòu)成船聯(lián)網(wǎng)。

1.1 AIS技術(shù)

船舶自動識別系統(tǒng)由岸基（基站）設(shè)施和船載設(shè)備共同組成，通過VHF頻段自動廣播或接收船舶的靜態(tài)信息（人工輸入）、動態(tài)信息（自動更新）、航次信息（人工輸入）、安全消息。AIS信息報(bào)告時(shí)間間隔為2S～3min，具體時(shí)間由船舶航行狀態(tài)確定[5]。船載AIS與安裝在過閘指揮部的AIS基站能夠順利進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)船聯(lián)網(wǎng)。

1.2 RFID技術(shù)

射頻識別技術(shù)是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。射頻識別主要由船載電子標(biāo)簽與待閘區(qū)RFID閱讀器組成。船載RFID選用2.45GHz卡片式有源RFID標(biāo)簽，其有效識別距離接近100米，可存儲船舶名稱、代碼、船型、噸位、吃水及貨物種類等信息。由于RFID只能存儲船舶的靜態(tài)信息，每次出航前均需到航道管理部門重新寫入吃水及貨物等信息。

2 船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能分析

船舶一般的過閘程序分為的上岸、登記、繳費(fèi)、調(diào)度、過閘等環(huán)節(jié)，需要船員按照順序走完所有環(huán)節(jié)辦理手續(xù)。船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)旨在借助信息技術(shù)優(yōu)化船舶過閘程序，該系統(tǒng)應(yīng)具備船舶信息自動獲取、過閘調(diào)度、收費(fèi)結(jié)算、過閘及水文信息等功能。

2.2 智能調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)的功能分析，可將各功能分模塊并按照一定的邏輯關(guān)系整合在系統(tǒng)中。船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 智能調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 軟件數(shù)據(jù)庫選擇

船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)選用SQL Server 2008作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用于存儲船舶的動靜態(tài)信息、過閘調(diào)度信息、收費(fèi)數(shù)據(jù)、過閘日志等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可同時(shí)存儲通過AIS或船載RFID獲取的船舶信息，并以識別設(shè)備類型進(jìn)行區(qū)別。

3.2 船舶過閘智能調(diào)度管理軟件設(shè)計(jì)

待閘船舶駛?cè)氪l區(qū)域后，過閘智能調(diào)度系統(tǒng)會自動識別船舶的靜態(tài)和動態(tài)信息，系統(tǒng)根據(jù)船舶類型及進(jìn)入待閘區(qū)的順序進(jìn)行調(diào)度，在水文條件符合的情況下對普通船舶與特殊船舶進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。具體調(diào)度管理流程如圖3所示。

在船舶過閘費(fèi)用扣取前要判斷船主賬戶余額，如果余額不足，系統(tǒng)會將差額費(fèi)用數(shù)據(jù)存入本地?cái)?shù)據(jù)庫，并與船舶管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，以便及時(shí)扣費(fèi)。

4 結(jié)束語

在船舶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)的船舶過閘智能調(diào)度系統(tǒng)能夠取代傳統(tǒng)的人工調(diào)度管理，極大地節(jié)約人力物力，提高通航效率。管理系統(tǒng)融合調(diào)度、扣費(fèi)、日志記錄等功能，為數(shù)字航道的建設(shè)起著推動作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]袁學(xué)忠.江蘇內(nèi)河船舶便捷過閘系統(tǒng)的試點(diǎn)應(yīng)用[J].中國水運(yùn)，2013（6）44：45.

[3]Lei Zhou， Hu Liu， etc. Application Research of Internet of Things in Ship Lockage Management System[C]. Computer Science & Service System， 2012.

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篇（11）

 

1.RFID技術(shù)分析

1.1 RFID技術(shù)基本原理

20世紀(jì)80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，RFID系統(tǒng)的體積大大縮小并進(jìn)入實(shí)用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。RFID技術(shù)利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。典型的RFID系統(tǒng)包括標(biāo)簽、讀寫器和天線三部分。

1.2 RFID技術(shù)分類

RFID技術(shù)主要按照以下四種方式進(jìn)行分類:

（1）工作頻率分類

根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻、高頻、甚高頻等系統(tǒng)。

工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)一般稱為低頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)具有標(biāo)簽成本低、閱讀距離短、閱讀天線方向性弱、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。多應(yīng)用于門禁控制、e通卡支付等。最常用的13.56MHzRFID系統(tǒng)就屬于低頻系統(tǒng)。

高頻系統(tǒng)一般指工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)，具有標(biāo)簽及讀寫器成本高、閱讀距離遠(yuǎn)、閱讀天線方向性強(qiáng)、抗干擾性弱等特點(diǎn)。這種頻率的RFID系統(tǒng)，讀寫器在標(biāo)簽快速移動時(shí)仍具有很好的識別能力，因此被廣泛的應(yīng)用于火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。

甚高頻系統(tǒng)一般指工作頻率大于1GHz的RFID系統(tǒng)，其突出特點(diǎn)是閱讀距離遠(yuǎn)。

（2）標(biāo)簽讀寫特性分類

根據(jù)標(biāo)簽讀寫特性的不同可以分為可讀寫(RW)標(biāo)簽、一次寫入多次讀出(WORM)標(biāo)簽和只讀(RO)標(biāo)簽三種。論文大全。RW標(biāo)簽成本較高，而且讀寫數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間要大于其它兩種標(biāo)簽。RO標(biāo)簽存有一個唯一的標(biāo)識，不能修改，從而保證了安全性。

（3）標(biāo)簽有無源分類

根據(jù)標(biāo)簽是否攜帶電源可以將RFID系統(tǒng)分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩種。有源RFID標(biāo)簽讀寫距離較長，但受電源壽命影響，壽命相應(yīng)較短。論文大全。無源RFID標(biāo)簽成本低、壽命長、體積小，但是它的讀寫距離較短，一般只有幾厘米到幾十厘米。

（4）調(diào)制方式分類

根據(jù)調(diào)制方式不同，RFID系統(tǒng)可以分為主動式和被動式兩種。在主動式RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽一般為有源標(biāo)簽，用自身的射頻能量主動的發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。而在被動式RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽必須受到讀寫器射頻能量激發(fā)，才能反饋數(shù)據(jù)給讀寫器。

1.3 RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

RFID技術(shù)、條形碼識別技術(shù)、磁條識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)和人臉識別技術(shù)等都是目前較為流行的識別技術(shù)。RFID技術(shù)、條形碼識別技術(shù)和磁條識別技術(shù)基本思想類似，都是利用編碼信息對實(shí)物個體進(jìn)行標(biāo)定，從而達(dá)到區(qū)分并識別被標(biāo)定個體的目的;指紋識別與人臉識別等生物識別技術(shù)應(yīng)用范圍比較狹窄，主要是利用生物體自身的特征信息來實(shí)現(xiàn)對生物體的區(qū)分識別。

2.智能手機(jī)及相關(guān)技術(shù)分析

2.1 智能手機(jī)操作系統(tǒng)

具有開放性的操作系統(tǒng)是智能手機(jī)的重要特點(diǎn)之一。2008年上半年，由Symbian、Linux和多家手機(jī)制造商聯(lián)合開發(fā)的基于Linux的開源開放操作系統(tǒng)已經(jīng)占有九成的市場份額。論文大全。而互聯(lián)網(wǎng)巨頭Google聯(lián)合三十四家包括芯片制造商、手機(jī)制造商、運(yùn)營商在內(nèi)的企業(yè)共同開發(fā)的Android開源開放手機(jī)操作系統(tǒng)也已經(jīng)問世，可見開放性已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。當(dāng)前影響較大的手機(jī)操作系統(tǒng):1、Symbian操作系統(tǒng)；2、WindowMobile操作系統(tǒng)；3、Linux操作系統(tǒng)；4、PalmOS操作系統(tǒng)；5、MacOSX操作系統(tǒng)。其它智能手機(jī)操作系統(tǒng)有Google公司的Android智能手機(jī)操作系統(tǒng)和黑莓公司的BlackberryRFID智能手機(jī)操作系統(tǒng)。但這些操作系統(tǒng)只被各自的公司使用，缺乏第三方軟件開發(fā)者的支持。

2.2 RFID技術(shù)與智能手機(jī)的結(jié)合

RFID技術(shù)與智能手機(jī)結(jié)合，最成功的是NFC技術(shù)。該技術(shù)由飛利浦、諾基亞和索尼等廠商聯(lián)合推出。NFC技術(shù)是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的近距離無線連接技術(shù)，能夠在多個近距離電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)簡單而安全的雙向交互(通信距離一般為十幾厘米以內(nèi))。NFC技術(shù)最初是RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡單合并，隨著這兩種技術(shù)的發(fā)展和用戶對此技術(shù)需求的增加，目前已經(jīng)演變成一種具有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的近距離無線通信技術(shù)。

NFC技術(shù)支持三種不同的應(yīng)用模式:卡模式、讀寫模式和NFC模式。簡單的說，卡模式狀態(tài)下，NFC手機(jī)相當(dāng)于一張RFID標(biāo)簽，天線通訊協(xié)議為基于智能手機(jī)平臺的RFID中間件研究ISO14443A等;讀寫模式狀態(tài)下，NFC手機(jī)起到了RFID讀寫器的作用，對通訊協(xié)議為ISOl4443A等的RFID標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)讀寫;而在NFC模式狀態(tài)下，兩個NFC手機(jī)相當(dāng)于一條信道連接的兩個設(shè)備，可以進(jìn)行低速的信息傳輸。

3. RFID中間件

3.1 RFID中間件介紹

隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，RFID中間件的研究與應(yīng)用顯得越來越重要。在RFID應(yīng)用中，通透性是整個應(yīng)用的關(guān)鍵，正確獲取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性，以及有效地將數(shù)據(jù)傳送到上層應(yīng)用系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通透是通過中間件架構(gòu)來解決的，并由此發(fā)展出各種應(yīng)用服務(wù)類軟件。RFID中間件扮演RFID硬件和應(yīng)用程序之間的中介角色。應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口API，即能實(shí)現(xiàn)到RFID讀寫器的連接。這樣一來，即使存儲RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫軟件、上層應(yīng)用程序增加或改由其它軟件取代，又或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，解決了多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。

RFID中間件是一種面向消息的中間件。信息是以消息的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步的方式傳送，故不必等待回應(yīng)。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞信息，還必須包括解譯數(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播等服務(wù)。

3.2 智能手機(jī)平臺RFID中間件

非移動領(lǐng)域RFID中間件已經(jīng)相對成熟，市面上有很多成熟的產(chǎn)品，例如微軟公司的BizTalkRFID中間件、Sybase公司的RFIDAnywhere系列中間件、IBM公司的webSphere中間件和同方公司的ezRFID中間件等。但智能手機(jī)平臺所屬的移動平臺領(lǐng)域RFID中間件，還沒有較為成熟的產(chǎn)品。

智能手機(jī)平臺的RFID中間件和運(yùn)行于PC上的大型信息系統(tǒng)中RFID中間件有較大區(qū)別。智能手機(jī)平臺上的RFID中間件應(yīng)該具有一般中間件所具有的功能和特征，即數(shù)據(jù)搜集、過濾和封裝等。本文用事件管理實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的這些一般性操作。受到資源的限制，如硬件計(jì)算能力和電源電量等，它又必須足夠的精簡，以減少對系統(tǒng)資源的占用并保證較高的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秀霞.基于IBMRFID中間件的圖書管理系統(tǒng)構(gòu)建[J]電子技術(shù),2009,(06).