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视频单元课程教案、知识点、字幕

各位同学

大家好

我是云南大学信息学院的艾昌文老师

下面分两次课

由我来给大家

介绍物联网的自动识别技术

和传感器技术的相关内容

我们知道

物联网是由感知层

网络层

和应用层组成的

物联网

通过传感器

RFID技术

GPS定位系统

等信息传感设备

把任何物体与互联网连接起来

从而实现这些物体的智能化识别

定位

跟踪

监控和管理

我们将物联网中能够

自动感知外部物体

与物理环境信息的设备

如各种传感器

RFID芯片

GPS终端设备

抽象为

智能物体

也称为

感知节点

感知层

是由大量具有感知

通信和识别能力的

感知节点

和感知网络组成的

RFID

是物联网实现智能化识别

不可或缺的一项重要技术

下面我从

自动识别技术概述

RFID系统组成

以及

RFID系统的工作频率

及其应用

三个方面对RFID作一简要介绍

顾名思义

自动识别

是指

采用机器来完成识别的过程

目前的自动识别技术主要有

条形码识别

生物特征识别

和射频识别

射频识别也就是我们通常所说的

RFID技术

大家对条形码应该都不陌生

条形码是由一组

按照一定规则

排列的条

和相应的数字组成的

它是一种用来表示特定信息的

图形标识符

当条形码扫描器

发出的光

照射到条形码上时

扫描器内部的光电转换器

根据反射光信号的强弱

将条形码转换成相应的电信号

然后通过译码电路

将电信号

转换成计算机

可以识别的数字信号

从而获取条形码上的信息

条形码易于制作

成本低廉

扫描器结构简单

容易操作使用

所以条形码获得了广泛应用

但条形码也有它自身的缺点

一是扫描器必须对准

条形码

才能成功读取信息

二是如果印有条形码的标签

被撕裂

污染

或者脱落

就无法完成商品的识别

三是条形码

表示的信息量有限

它只能识别

制造商和产品类别

而不能标识每一件

具体唯一的商品

生物特征识别技术

主要是指

通过人的生理特征

和行为特征

对其身份进行识别的技术

语音识别技术

指纹识别技术

和人脸识别技术

语音识别的原理

是将说话人的声音特征

与已存储在计算机中的

参考语音进行比较

以确定是否为

已存储的某个人的语音信息

借此证实说话人的身份

指纹识别根据不同人

手指上的条状纹路

通过分析指纹的

全局和局部特征

从中抽取特征值

通过特征值进行

比对识别

人脸识别

是将获取的人的面部特征

与已存储在计算机中的人脸图像

进行分析比较

从而达到

自动识别的目的

那么什么是射频识别

就是RFID呢

我们把无线电

发射机

通过天线

能有效地发射到空间的电磁波的频率

统称为射频

它的频率范围通常在

30kHz到30GHz之间

若频率太低

电磁波发射的有效性就比较低

所以

实际应用中

对工作频率

有一定的要求

可见

射频识别

即RFID

是一种无线电应用技术

它在非接触状态下

对目标进行定位和跟踪

以及对目标信息

进行数据读写

RFID技术

可以实现高速化

多目标的数据读写

可以在非视距范围内

实现移动目标识别

多目标识别

定位和长期跟踪

可以借助网络系统

实现追踪管理

识别和追踪的过程

可以在无人操控状态下自动完成

RFID系统

是通过电子标签来标识某个物体的

可以说

电子标签

就是这个物体的身份信息

电子标签上的天线

将物体的数据

发射到附近的RFID读写器

读写器对接收到的数据

进行收集和处理

从而完成该物体的识别过程

RFID

是从20世纪70年代末

开始从实验室

逐步推广到民用领域的

21世纪

RFID系统的标准

初步形成

极大地推动了RFID的研究和应用

目前

RFID在票务系统

收费卡

城市交通管理

安检

门禁

物流

食品安全追溯

矿井生产安全

防盗

防伪

证件

生产自动化

商业供应链等众多领域

获得了广泛应用

RFID系统

在自动识别的基础上

可以完成收费

显示

控制

信息传输

数据整合

数据存储和挖掘等功能

因此

它的应用前景非常广阔

RFID与条形码比较

它的优势体现在以下几个方面

RFID

可以识别

单个具体的物体

而条形码只能识别物体的类别

比如

条形码可以识别

这是某个品牌的瓶装白酒

但是不能细分到是哪一瓶

RFID采用射频技术

可以透过外部材料读取数据

而条形码读取时

光源必须照射到条形码上

RFID

可以对多个物体同时进行识别

而条形码只能一个一个地读取

RFID的电子标签

存储的信息量大

并可以进行多次改写

RFID易于构建网络应用环境

比如

对于商品货物

就可以构建一个高效率的物流网

下面介绍第二部分

RFID系统的组成

RFID系统

通常是由读写器

电子标签

和上层管理系统组成的

首先

我们来认识一下读写器

读写器是指读取

或写入

电子标签信息的设备

当RFID

系统工作的时候

先由读写器

发射一个特定的询问信号

当电子标签

感应到这个信号后

给出应答信号

读写器

接收到应答信号后

对其进行处理

然后将处理后的结果

返回给外部主机

再一个是电子标签

电子标签是射频识别系统的数据载体

存储着

被识别物体的相关信息

电子标签

由天线和集成电路芯片构成

根据电子标签

供电方式的不同

它又分为

有源标签和无源标签

有源标签

自带电池供电

传输距离远

但标签的寿命

受到电池寿命的限制

最后

是上层管理系统

它用于管理RFID系统中的

多个读写器

上层管理系统向读写器发送命令

读写器

根据命令完成相应的操作

在实际应用中

上层管理系统还包含有数据库

存储和管理RFID系统中的数据

同时

根据不同的应用需求

完成特定的功能

下面介绍第三部分

RFID系统的工作频率

及其应用

根据电子标签和读写器之间

传递信息所使用的频率

RFID系统有低频

高频

超高频

与微波四种工作频率

低频RFID标签的工作频率为

30kHz到300kHz

成本低

能量消耗少

信号穿透性好

抗干扰能力强

低频RFID标签读取距离一般小于

10厘米

读取距离

跟标签大小成正比

它在四种工作频率中

读取距离是最短的

低频RFID标签的典型应用有

门禁管理

酒店门锁

动物识别

POS系统

和其他封闭式追踪系统

高频RFID标签的工作频率为

3MHz到30MHz之间

它具有良好的抗干扰性能

读取距离大多在1米以内

高频RFID标签的传输速度较快

一般具备

标签读写与防碰撞功能

高频RFID标签的应用最为广泛

包括二代身份证

公共交通卡

各类门票

供应链的物品追踪

门禁管理

图书馆

医药产业

智能货架等应用

超高频RFID标签工作频率为

860MHz到960MHz之间

这种标签的最大优点是

读写距离远

一般

3到5米

最远可达10米

但由于抗干扰性能较差

所以

较少用于单一物品的识别

主要应用于以箱体

或托盘为单位的

行李追踪

资产管理

和防盗等场合

最后是微波RFID标签

它工作在2.45GHz

5.8GHz

因为工作频率高

所以在RFID标签中

传输速度最快

抗干扰性能也是最差的

微波RFID标签

传输距离远

典型应用有

高速公路的ETC收费系统

综上所述

射频识别技术与条形码

生物特征识别

都是自动识别家族中的重要成员

RFID

以非接触方式

获得电子数据载体中的信息

因此

使用更加灵活方便

应用领域

更加广泛

今天我要介绍的

自动识别技术之RFID

就是以上内容

谢谢

物联网工程导论课程列表:

第一章 物联网概述

-1.1 什么是物联网?

--视频单元

--图文单元

--物联网概述(一)作业

--讨论单元

-1.2 物联网的三层结构

--视频单元

--图文单元

--物联网概述(二)作业

--讨论单元

-第一章作业

第二章 信息识别与信息感知

-2.1 自动识别技术之RFID

--视频单元

--图文单元

-2.2 感知技术之传感器

--视频单元

--图文单元

-第二章作业

-讨论单元

第三章 计算机网络及通信技术

-3.1 计算机网络技术

--视频单元

--图文单元

--计算机网络课后作业

--讨论单元

-3.2 物联网无线通信基础

--视频单元

--图文单元

--物联网无线通信基础课后作业

--讨论单元

-3.3 物联网无线通信技术(一)

--视频单元

--图文单元

--物联网无线通信技术(一)作业

--讨论单元

-3.4 物联网无线通信技术(二)

--视频单元

--图文单元

--物联网网络通信技术(二)作业

--讨论单元

第四章 智能硬件与嵌入式系统

-4.1 开源硬件之Arduino(一)

--视频单元

--图文单元

--开源硬件之Arduino(一)课后作业

--讨论单元

-4.2 开源硬件之Arduino(二)

--视频单元

--图文单元

--开源硬件之Arduino(二)课后作业

--讨论单元

-4.3 智能硬件与嵌入式系统(一)

--视频单元

--图文单元

--智能硬件与嵌入式系统(一)课后作业

--讨论单元

-4.4 智能硬件与嵌入式系统(二)

--视频单元

--图文单元

--智能硬件与嵌入式系统(二)课后作业

--讨论单元

第五章 智能信息处理技术

-5.1 基于云计算平台的数据融合和信息处理

--视频单元

--图文单元

-5.2 基于大数据技术的数据挖掘和知识发现

--视频单元

--图文单元

-第五章课后作业

-讨论单元

第六章 软件编程技术

-6.1 移动应用开发技术

--视频单元

--图文单元

-6.2 Web应用开发技术

--视频单元

--图文单元

-第六章课后作业

-讨论单元

第七章 无人机技术

-视频单元

-图文单元

-第七章课后作业

-讨论单元

第八章 科技制作、创新创业及竞赛活动

-8.1 物联网应用实例

--视频单元

--图文单元

--物联网应用实例课后作业

--讨论单元

-8.2 物联网导论竞赛

--视频单元

--图文单元

--物联网导论科技制作竞赛课后作业

--讨论单元

第九章 云南大学信息学院及物联网工程专业介绍

-视频单元

-图文单元

-第九章课后作业

-讨论单元

视频单元笔记与讨论

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