自動識別技術

自動識別技術在國外發展較早也較快，尤其是發達國家具有較為先進成熟的自動識別系統，而我國在2010年左右也實現了自動識別技術的產業化。美國的軍品管理、中國的二代身份證、中國的火車機車管理系統、日本的手機支付與近場通信等都是自動識別技術比較成功的大規模應用案例。

自動識別技術不是稍縱即逝的時髦技術，它已經成為人們日常生活的一部分，它所帶來的高效率和方便性影響深遠。

物聯網中非常重要的技術就是自動識別技術，自動識別技術融合了物理世界和信息世界，是物聯網區別於其他網路（如：電信網，網際網路）最獨特的部分。自動識別技術可以對每個物品進行標識和識別，並可以將數據實時更新，是構造全球物品信息實時共享的重要組成部分，是物聯網的基石。通俗講，自動識別技術就是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。

隨著人類社會步入信息時代，人們所獲取和處理的信息量不斷加大。傳統的信息採集輸入是通過人工手段錄入的，不僅勞動強度大，而且數據誤碼率高。那麼怎麼解決這一問題呢？答案是以計算機和通信技術為基礎的自動識別技術。

自動識別技術將數據自動採集，對信息自動識別，並自動輸入計算機，使得人類得以對大量數據信息進行及時、準確的處理。

在現實生活中，各種各樣的活動或者事件都會產生這樣或者那樣的數據，這些數據包括人的、物質的、財務的，也包括採購的、生產的和銷售的，這些數據的採集與分析對於我們的生產或者生活決策來講是十分重要的。如果沒有這些實際工況的數據支援，生產和決策就將成為一句空話，將缺乏現實基礎。

在計算機信息處理系統中，數據的採集是信息系統的基礎，這些數據通過數據系統的分析和過濾，最終成為影響我們決策的信息。

在信息系統早期，相當部分數據的處理都是通過人工手工錄入，這樣，不僅數據量十分龐大，勞動強度大，而且數據誤碼率較高，也失去了實時的意義。為了解決這些問題，人們就研究和發展了各種各樣的自動識別技術，將人們從繁沉的重複的但又十分不精確的手工勞動中解放出來，提高了系統信息的實時性和準確性，從而為生產的實時調整，財務的及時總結以及決策的正確制定提供正確的參考依據。

在當前比較流行的物流研究中，基礎數據的自動識別與實時採集更是物流信息系統（LMIS，Logistics Management Information System）的存在基礎，因為，物流過程比其他任何環節更接近於現實的"物"，物流產生的實時數據比其他任何工況都要密集，數據量都要大。

自動識別技術是以計算機技術和通信技術的發展為基礎的綜合性科學技術，它是信息數據自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段，歸根到底，自動識別技術是一種高度自動化的信息或者數據採集技術。

自動識別技術近幾十年在全球範圍內得到了迅猛發展，初步形成了一個包括條碼技術、磁條磁卡技術、IC卡技術、光學字元識別、射頻技術、聲音識別及視覺識別等集計算機、光、磁、物理、機電、通信技術為一體的高新技術學科。而中國物聯網校企聯盟認為自動識別技術可以分為：光符號識別技術、語音識別技術、生物計量識別技術、IC卡技術、條形碼技術、射頻識別技術（RFID）。

一般來講，在一個信息系統中，數據的採集（識別）完成了系統的原始數據的採集工作，解決了人工數據輸入的速度慢、誤碼率高、勞動強度大、工作簡單重複性高等問題，為計算機信息處理提供了快速、準確地進行數據採集輸入的有效手段，因此，自動識別技術作為一種革命性的高新技術，正迅速為人們所接受。自動識別系統通過中間件或者介面（包括軟體的和硬體的）將數據傳輸給後台處理計算機，由計算機對所採集到的數據進行處理或者加工，最終形成對人們有用的信息。在有的場合，中間件本身就具有數據處理的功能。中間件還可以支持單一系統不同的協議的產品的工作。

完整的自動識別計算機管理系統包括自動識別系統（Auto Identification System, 簡稱 AIDS），應用程序介面(Application Interface, 簡稱API )或者中間件（Middleware）和應用系統軟體（Application Software）。

自動識別系統完成系統的採集和存儲工作，應用系統軟體對自動識別系統所採集的數據進行應用處理，而應用程序介面軟體則提供自動識別系統和應用系統軟體之間的通訊介面包括數據格式，將自動識別系統採集的數據信息轉換成應用軟體系統可以識別和利用的信息並進行數據傳遞。

按照應用領域和具體特徵的分類標準，自動識別技術可以分為如下七種。

1． 條碼識別技術

l 一維條碼是由平行排列的寬窄不同的線條和間隔組成的二進位編碼。比如：。這些線條和間隔根據預定的模式進行排列並且表達相應記號系統的數據項。寬窄不同的線條和間隔的排列次序可以解釋成數字或者字母。可以通過光學掃描對一維條碼進行閱讀，即根據黑色線條和白色間隔對激光的不同反射來識別。

l 二維條碼技術是在一維條碼無法滿足實際應用需求的前提下產生的。比如：。由於受信息容量的限制，一維條碼通常對物品的標示，而不是對物品的描述。二維條碼能夠在橫向和縱向兩個方向同時表達信息，因此能在很小的面積內表達大量的信息。

2． 生物識別技術

指通過獲取和分析人體的身體和行為特徵來實現人的身份的自動鑒別。

生物特徵分為物理特徵和行為特點兩類。

l 物理特徵：包括指紋、掌形、眼睛（視網膜和虹膜）、人體氣味、臉型、皮膚毛孔、手腕、手的血管紋理和DNA等；

l 行為特點包括：簽名、語音、行走的步態、擊打鍵盤的力度等。

舉例1：聲音識別技術

聲音識別是一種非接觸的識別技術，用戶可以很自然地接受。這種技術可以用聲音指令實現“不用手”的數據採集，其最大特點就是不用手和眼睛，這對那些採集數據同時還要完成手腳並用的工作場合尤為適用。目前由於聲音識別技術的迅速發展以及高效可靠的應用軟體的開發，使聲音識別系統在很多方面得到了應用。

舉例2：人臉識別技術

人臉識別，特指利用分析比較人臉視覺特徵信息進行身份鑒別的計算機技術。人臉識別是一項熱門的計算機技術研究領域，人臉追蹤偵測，自動調整影像放大，夜間紅外偵測，自動調整曝光強度；它屬於生物特徵識別技術，是對生物體（一般特指人）本身的生物特徵來區分生物體個體。

舉例3：指紋識別技術

指紋是指人的手指末端正麵皮膚上凸凹不平產生的紋線。紋線有規律的排列形成不同的紋型。紋線的起點、終點、結合點和分叉點，稱為指紋的細節特徵點（minutiae）。

由於指紋具有終身不變性、唯一性和方便性，已經幾乎成為生物特徵識別的代名詞。

指紋識別即指通過比較不同指紋的細節特徵點來進行自動識別。由於每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區別，因此指紋可用於身份的自動識別。

3． 圖像識別技術

在人類認知的過程中，圖形識別指圖形刺激作用於感覺器官，人們進而辨認出該圖像是什麼的過程，也叫圖像再認。

在信息化領域，圖像識別，是利用計算機對圖像進行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標和對象的技術。例如：地理學中指將遙感圖像進行分類的技術。

圖像識別技術的關鍵信息，既要有當時進入感官（即輸入計算機系統）的信息，也要有系統中存儲的信息。只有通過存儲的信息與當前的信息進行比較的加工過程，才能實現對圖像的再認。

4． 磁卡識別技術

磁卡是一種磁記錄介質卡片，由高強度、高耐溫的塑料或紙質塗復塑料製成，能防潮、耐磨且有一定的柔韌性，攜帶方便、使用較為穩定可靠。磁條記錄信息的方法是變化磁的極性，在磁性氧化的地方具有相反的極性，識別器才能夠在磁條內分辨到這種磁性變化，這個過程被稱作磁變。一部解碼器可以識讀到磁性變化，並將它們轉換回字母或數字的形式，以便由一部計算機來處理。磁卡技術能夠在小範圍內存儲較大數量的信息，在磁條上的信息可以被重寫或更改。

5． IC卡識別技術

IC卡即集成電路卡，是繼磁卡之後出現的又一種信息載體。IC卡通過卡里的集成電路存儲信息，採用射頻技術與支持IC卡的讀卡器進行通訊。射頻讀寫器向IC卡發一組固定頻率的電磁波，卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同，這樣在電磁波激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷；在這個電容的另一端，接有一個單嚮導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內存儲，當所積累的電荷達到2 V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接受讀寫器的數據。

按讀取界面將IC卡分為下面兩種。

l 接觸式IC卡，該類卡通過IC卡讀寫設備的觸點與IC卡的觸點接觸後進行數據的讀寫。國際標準ISO7816對此類卡的機械特性、電器特性等進行了嚴格的規定。

l 非接觸式IC卡，該類卡與IC卡讀取設備無電路接觸，通過非接觸式的讀寫技術進行讀寫（例如光或無線技術）。卡內所嵌晶元除了CPU、邏輯單元、存儲單元外，增加了射頻收發電路。國際標準ISO10536系列闡述了對非接觸式IC卡的規定。該類卡一般用在使用頻繁、信息量相對較少、可靠性要求較高的場合。

6． 光學字元識別技術（OCR）

OCR（Optical Character Recognition），是屬於圖形識別的一項技術。其目的就是要讓計算機知道它到底看到了什麼，尤其是文字資料。

針對印刷體字元（比如一本紙質的書），採用光學的方式將文檔資料轉換成為原始資料黑白點陣的圖像文件，然後通過識別軟體將圖像中的文字轉換成文本格式，以便文字處理軟體進一步編輯加工的系統技術。

一個OCR識別系統，從影像到結果輸出，必須經過影像輸入、影像預處理、文字特徵抽取、比對識別、最後經人工校正將認錯的文字更正，最後將結果輸出。

7． 射頻識別技術（RFID）

射頻識別技術是通過無線電波進行數據傳遞的自動識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可工作於各種惡劣環境。與條碼識別、磁卡識別技術和IC卡識別技術等相比，它以特有的無接觸、抗干擾能力強、可同時識別多個物品等優點，逐漸成為自動識別中最優秀的和應用的領域最廣泛的技術之一，是目前最重要的自動識別技術。

物流信息的管理和應用首先涉及信息的載體。過去多採用單據、憑證、傳票為載體，手工記錄、電話溝通、人工計算、郵寄或傳真等方法，對物流信息進行採集、記錄、處理、傳遞和反饋，不僅極易出現差錯、信息滯后，也使得管理者對物品在流動過程中的各個環節難以統籌協調，不能系統控制，更無法實現系統優化和實時監控。從而造成效率低下和人力、運力、資金、場地的大量浪費。

對IT資產的管理也受益於自動識別技術，現在很多的IT資產管理系統採用自動識別技術自動記錄跟蹤資產的位置信息，幫助管理者迅速在設備故障時迅速定位故障位置，提高效率，非接觸式自動識別也可以幫助企業更容易地完成資產盤點，節省人力時間，不需要像過去一樣的逐個尋找比對。

自動識別技術幫助物流企業走向智能物流時代

“智能物流”已經從最初的概念逐步走向實際應用，自動識別技術無論是在倉儲、運輸、包裝及配送等物流環節上都能大顯身手，幫助中國物流相關企業實現信息化和自動化。

隨著移動辦公人員的數量增加，尤其是在倉儲工作環境下，產品的便攜性也很重要，手持產品需求會增多，對產品的功能要求也更高。比如讀寫器。普通讀寫器處理標籤信息單一，無法滿足企業，尤其是大的製造型企業的繁重任務。這些企業需要更加智能的讀寫器，實現多功能識別，讀取高速傳送帶上的托盤和貨箱，且能夠過濾數據和控制外圍設備，從而高效精確地管理RFID供應鏈。

除了便攜性和可擴展性，物流企業對未來自動產品要求能耗更低、作用距離更遠以及讀寫速度更快更可靠。語音識別功能也將是自動識別設備的一大亮點。

商場的條形碼掃描系統就是一種典型的自動識別技術。售貨員通過掃描儀掃描商品的條碼，獲取商品的名稱、價格，輸入數量，後台POS系統即可計算出該批商品的價格，從而完成顧客的結算。當然，顧客也可以採用銀行卡支付的形式進行支付，銀行卡支付過程本身也是自動識別技術的一種應用形式。