自動識別技術簡介
識別也稱為辨識，是指對不同事物差異的區(qū)分。自動識別通常指采用機器進行識別的技術，其目的是提供個人、動物、貨物、商品和圖文等信息。自動識別技術包括條形碼、生物特征識別、射頻識別等。
一、條形碼
1. 條形碼的概念
條形碼（條碼）是由一組按照一定規(guī)則排列的條、空和相應的數(shù)字組成，用以表示一定信息的圖形標識符。這種利用條、空組成的數(shù)據(jù)編碼可以供機器識讀，而且很容易譯成二進制數(shù)和十進制數(shù)，如圖4-1所示，這些條和空有各種不同的組合方式，構成不同的圖形符號，即各種符號體系（也稱為碼制），適用于不同的應用場合。
條形碼種類很多，常見的大約有20多種碼制，其中包括Code39碼、Codabar碼、Code25碼、UPC-A碼、EAN-13碼、中國郵政碼、ISBN碼、ISSN碼等一維碼，以及PDF417等二維碼。條形碼可以用來標注物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領域都得到了廣泛的應用。條形碼在全球的推廣加快了全球流通領域信息化、現(xiàn)代物流及電子商務的發(fā)展進程，提升了整個供應鏈的效率，為全球經(jīng)濟及信息化的發(fā)展起到了舉足輕重的推動作用。
2. 條形碼的工作原理
將條形碼轉換成有意義的信息需要經(jīng)歷掃描和譯碼兩個過程。根據(jù)工作原理的差異，掃描器可以分為光筆、CCD、激光三種。當條形碼掃描器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條形碼掃描器內(nèi)部的光電轉換器上，光電轉換器根據(jù)反射光信號強弱的不同，轉換成相應的電信號。電信號輸出到條形碼掃描器的放大電路增強信號之后，再送到整形電路將模擬信號轉換成數(shù)字信號，根據(jù)條和空的寬度不同，相應轉換的電信號持續(xù)時間長短也不同。然后譯碼器通過測量脈沖數(shù)字電信號0和1的數(shù)目來判別條和空的數(shù)目，通過測量0和1信號連續(xù)的個數(shù)來判別條和空的寬度。但此時所得到的數(shù)據(jù)仍然是雜亂無章的，要知道條形碼所包含的信息，還需根據(jù)對應的編碼規(guī)則（如Code39碼、Codabar碼等），將條形符號換成相應的數(shù)字和字符信息。最后，這些信息由計算機管理系統(tǒng)進行相應數(shù)據(jù)處理，物品的詳細信息就可以被識別了。
3. 條形碼的優(yōu)缺點
條形碼具有以下優(yōu)點。
1、條形碼易于制作，對印制設備和材料無特殊要求，成本低廉，易于推廣；
2、條形碼采用激光讀取信息，數(shù)據(jù)輸入速度快，識別可靠準確；
3、識別設備結構簡單、操作容易，無須專門訓練。
但條形碼也存在如下缺點。
1、條形碼必須對著掃描儀才能成功讀取讀取條形碼信息；
2、如果印有條形碼的橫條或者標簽被撕裂、無損或者脫落，就無法識別這些商品；
3、條形碼只能識別制造商和產(chǎn)品類別，而不是某一件具體唯一的商品。例如，某品牌某系列的純牛奶盒上的條形碼都是相同的，無法通過條形碼來辨別哪一盒牛奶將過保質期。
二、生物特征識別技術
生物特征識別技術主要是指通過人的生理特征和行為特征對其身份進行識別的技術，它是隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展，特別是計算機圖像處理和模式識別等學科的發(fā)展而逐步形成的一種獨特的技術，通常有語音識別、指紋識別、人臉識別、虹膜識別等。
1. 語音識別
語音識別作為一個跨學科的技術，是在人們幾個世紀以來對語言學、聲學、生理學和自動機理論研究的基礎上發(fā)展而來的。
語音識別的原理是：將說話人的聲音變成數(shù)字信號，將其聲音特征與已存儲的某說話人的參考語音進行比較，以確定這段話是否為已存儲語音信息的某個人的聲音，借此證實說話人的身份。
2. 指紋識別
指紋識別在各類生物識別方法中是應用較早的。人類手指上的條狀紋路通常由交替出現(xiàn)的寬度大致相同的脊和谷組成，指紋識別技術通過分析指紋的全局和局部特征，從中抽取特征值進行比對識別。
目前，指紋采集與比對系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用，數(shù)字信號處理器的發(fā)展也促進了指紋識別技術的迅速發(fā)展。
3. 人臉識別
人臉識別認證是通過將已經(jīng)存儲的人臉圖像與人的面部特點和表情的分析比較，達到自動識別的目的。因為人臉識別非侵犯性好、安全性高、應用環(huán)境廣泛等特性，在身份認證方面具有獨特的優(yōu)勢?；谌四樧R別的身份認證系統(tǒng)的優(yōu)點主要有：可有效防止冒名頂替行為，由于活體身份認證，不是對應人員則無法通過身份認證；提高身份認證準確性，驗證時間小于1 s，人臉識別認假率可低于0.001%。
三、射頻識別（RFID）
1. 射頻識別概念
射頻識別系統(tǒng)的識別信息存儲在電子載體（標簽）之中，通過無線電波實現(xiàn)非接觸的識別過程。RFID系統(tǒng)以電子標簽來標識某個物體，電子標簽的天線通過電磁場將物體的數(shù)據(jù)發(fā)射到附近的讀寫器，讀寫器對接收到的數(shù)據(jù)進行收集和處理，然后將得到的數(shù)據(jù)遞交給后端的計算機（PC）。一種典型的物聯(lián)網(wǎng)RFID結構如圖4-2所示，其中最主要的部分包括電子標簽和讀寫器（電子標簽和讀寫器都附帶有天線）。
2. 射頻識別發(fā)展歷程
RFID在歷史上的首次應用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間。在1942年的一次戰(zhàn)役，德軍占領的法國海岸線離英國只有25英里，英國空軍為了識別返航的飛機，就在盟軍的飛機上裝備了一個無線電收發(fā)器。當控制塔上的探詢器向返航的飛機發(fā)射一個詢問信號后，飛機上的收發(fā)器收到這個信號后，回傳一個信號給探詢器，探詢器根據(jù)接收到的回傳信號來識別敵我。這是有記錄的第一個RFID識別系統(tǒng)。
到了20世紀70年代末期，美國政府通過Los Alamos科學實驗室將RFID技術推廣到民用領域。20世紀80年代，美國和歐洲的幾家公司開始生產(chǎn)電子標簽。RFID技術被廣泛應用于各個領域，從門禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可見其蹤跡。20世紀90年代末，隨著RFID應用的擴大，為保證不同RFID設備和系統(tǒng)相互兼容，人們開始認識到建立一個統(tǒng)一的RFID技術標準的重要性，EPCGlobal就應運而生了。進入21世紀，RFID標準初步形成，極大地推動了RFID的研究和應用。
RFID系統(tǒng)在識別的基礎上可以完成收費、顯示、控制、信息傳輸、數(shù)據(jù)整合、存儲和挖掘等功能，因此RFID應用領域廣泛，而且每種應用的實現(xiàn)都會形成一個龐大的市場。目前，RFID在票務系統(tǒng)、收費卡、城市交通管理、安檢門禁、物流、食品安全追溯、礦井生產(chǎn)安全、防盜、防偽、證件、生產(chǎn)自動化、商業(yè)供應鏈等眾多領域獲得了廣泛重視和應用。
3. 射頻識別的優(yōu)勢
在RFID實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面，其中保存著約定格式的電子數(shù)據(jù)。讀寫器可非接觸地讀取并識別標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼信息，被讀寫器讀取并解碼后送至電腦主機進行相關處理?？梢姡琑FID系統(tǒng)將電子標簽附在商品上，顯示出了比條形碼更大的優(yōu)勢。
1、RFID可以識別單個非常具體的物體，而條形碼僅能夠識別物體的類別。例如，條形碼可以識別這是某品牌的瓶裝白酒，但是不能分出是哪一瓶。
2、RFID采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼是靠激光來讀取外部數(shù)據(jù)的。
3、RFID可以同時對多個物體進行識別（即具有防碰撞能力），而條形碼只能一個一個地讀取。
4、RFID的電子標簽可存儲的信息量大，并可進行多次改寫。
5、RFID易于構建網(wǎng)絡應用環(huán)境，對于商品貨物而言，可構建所謂的物
