1.1　自動識別技術的概念

自動識別技術（Auto identification and data capture，AIDC）是應用特定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。例如，商場的條形碼掃描系統(tǒng)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(shù)量，后臺POS系統(tǒng)即可計算出該批商品的價格，從而完成顧客的結算。當然，顧客也可以采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。

自動識別技術是以計算機技術和通信技術的發(fā)展為基礎的綜合性科學技術，它是信息數(shù)據(jù)自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段，解決了人工數(shù)據(jù)輸入的速度慢、誤碼率高、勞動強度大、工作簡單重復性高等問題，為計算機信息處理提供了快速、準確地進行數(shù)據(jù)采集輸入的有效手段。自動識別技術近幾十年在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，初步形成了一系列包括條碼技術、磁條磁卡技術、IC卡技術、光學字符識別、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。目前，廣泛運用于物流、制造、防偽和安全等領域。

完整的自動識別管理系統(tǒng)包括自動識別系統(tǒng)（Auto identification system，AIDS）、應用程序接口（Application interface，API）或者中間件（Middleware）和應用系統(tǒng)軟件（Application software）。自動識別系統(tǒng)完成系統(tǒng)的采集和存儲工作，系統(tǒng)通過中間件或者接口（包括軟件的和硬件的）將數(shù)據(jù)傳輸給后臺處理計算機，由計算機對所采集到的數(shù)據(jù)進行處理或者加工，形成對人們有用的信息。在此基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品，并在人與物品、物品與物品之間進行信息交換與通信。

1.1.1　自動識別技術的種類

自動識別技術的種類可以按照國際自動識別技術的分類標準進行分類，也可以按照應用領域和具體特征的分類標準進行分類。

按照國際自動識別技術的分類標準，自動識別技術可分為數(shù)據(jù)采集技術和特征提取技術。數(shù)據(jù)采集技術的基本特征是需要被識別物體具有特定的識別特征載體（如標簽等，僅光學字符識別例外），而特征提取技術則根據(jù)被識別物體的本身的行為特征（包括靜態(tài)的、動態(tài)的和屬性的特征）來完成數(shù)據(jù)的自動采集。

數(shù)據(jù)采集技術包括以下幾種。

1）光識別技術　條碼（一維、二維）、矩陣碼、光標閱讀器、光學字符識別（OCR）。

2）磁識別技術　磁條、非接觸磁卡、磁光存儲、微波。

3）電識別技術　觸摸式存儲、RFID射頻識別（無芯片、有芯片）、存儲卡（智能卡、非接觸式智能卡）、視覺識別、能量擾動識別。

特征提取技術包括以下幾種。

1）動態(tài)特征　聲音（語音）、鍵盤敲擊、其他感覺特征。

2）屬性特征　化學感覺特征、物理感覺特征、生物抗體病毒特征、聯(lián)合感覺系統(tǒng)。

按照應用領域和具體特征的分類標準，自動識別技術可以分為條碼識別技術、生物識別技術、圖像識別技術、磁卡識別技術、光學識別技術和射頻識別技術等。

本節(jié)介紹幾種運用最為廣泛的自動識別技術，分別是條碼識別技術、磁卡（條）識別技術、IC卡識別技術、射頻識別技術（RFID），并對其基本特性進行簡單比較。

（1）條碼識別技術

條碼由一組規(guī)則排列的條、空以及相應的數(shù)字組成，這種用條、空組成的數(shù)據(jù)編碼可以供條碼閱讀器識讀，而且很容易譯成二進制數(shù)和十進制數(shù)。這些條和空有各種不同的組合方法，構成不同的圖形符號，即各種符號體系（也稱碼制），適用于不同的應用場合。

（2）磁卡（條）識別技術

磁卡識別技術應用了物理學和磁力學的基本原理，最早出現(xiàn)在20世紀60年代，當時倫敦交通局將地鐵票背面全涂上磁介質(zhì)，用來儲值。后來由于改進了系統(tǒng)，縮小了面積，磁介質(zhì)成為了現(xiàn)在的磁條。磁條從本質(zhì)意義上講和計算機的磁帶和磁盤是一樣的，它可以用來記載字母、字符及數(shù)字信息，通過黏合或熱合與塑料或紙牢固地整合在一起，形成磁卡。

磁條識別技術的優(yōu)點是數(shù)據(jù)可讀寫，即具有現(xiàn)場改寫數(shù)據(jù)的能力；數(shù)據(jù)存儲量能滿足大多數(shù)需求，便于使用，成本低廉，還具有一定的數(shù)據(jù)安全性；它能黏附于許多不同規(guī)格和形式的基材上。這些優(yōu)點使之在很多領域得到了廣泛應用，如信用卡、銀行ATM卡、機票、公共汽車票、自動售貨卡、會員卡、現(xiàn)金卡（如電話磁卡）、地鐵AFC。

圖1-1所示是幾種磁卡應用示例。

磁條技術是接觸識讀，它與條碼有三點不同：一是其數(shù)據(jù)可做部分讀寫操作；二是給定面積編碼容量比條碼大；三是對于物品逐一標識成本比條碼高，接觸性識讀的缺點表現(xiàn)為靈活性較差。

磁卡的數(shù)據(jù)存儲的時間長短受磁性粒子極性的耐久性限制，另外磁卡的安全性比較低，如磁卡不小心接觸磁性物流就可能造成數(shù)據(jù)丟失或混亂。要提高存儲數(shù)據(jù)的安全性能就必須采用另外的技術，但會增加成本。隨著新技術的發(fā)展，安全性能較差的磁卡有逐步被取代的趨勢，但短期內(nèi)磁卡識別技術仍然會在許多領域應用。

（3）IC卡識別技術

IC（Integrated card）卡是1970年由法國人Roland Moreno發(fā)明的，他第一次將可編程設置的IC芯片放于卡片中，使卡片具有更多功能。IC卡是一種電子式數(shù)據(jù)自動識別卡，IC卡分接觸式IC卡和非接觸式IC卡兩種，通常說的IC卡多數(shù)指接觸式IC卡。

接觸式IC卡是集成電路卡，通過卡里面的集成電路存儲信息，它將一個微電子芯片嵌入卡基中，做成卡片形式，通過卡片表面8個金屬觸點與讀卡器進行物理連接來完成通信與數(shù)據(jù)交換。IC卡包含了微電子技術和計算機技術，作為一種成熟產(chǎn)品，是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。

IC卡外形與磁卡相似，它與磁卡的區(qū)別在于數(shù)據(jù)存儲的媒體不同。磁卡是通過卡上磁條的磁場變化來存儲信息，而IC卡是通過電擦除式卡可編程只讀存儲器集成電路芯片來存儲數(shù)據(jù)信息。

圖1-2所示是IC卡應用示例。

接觸式IC卡和磁卡比有以下特點。

1）安全性高　IC卡從硬件和軟件等幾個方面實施安全策略，可以控制卡內(nèi)不同區(qū)域的存取特性。加密IC卡本身具有安全密碼，如果試圖非法對之進行數(shù)據(jù)存取則卡片自毀，不可再進行讀寫。

2）存儲容量大　磁卡的存儲容量大約有200個數(shù)字字符；IC卡的存儲容量根據(jù)型號不同，小的幾百個字符，大的上百萬個字符。

3）可靠性高　IC卡的防磁、防一定強度的靜電、抗干擾能力強，可靠性比磁卡高，一般可重復讀寫10萬次以上，使用壽命長。

4）綜合成本低　IC卡的讀寫設備比磁卡的讀寫設備簡單可靠，造價便宜，容易推廣，維護方便。

5）對網(wǎng)絡要求低　IC卡的安全可靠性使其在應用環(huán)境中對計算機網(wǎng)絡的實時性、敏感性要求降低，有利于在網(wǎng)絡質(zhì)量不高的環(huán)境中應用。

目前，IC卡被廣泛運用于電話IC卡、購電（氣）卡、手機SIM卡、牡丹交通卡（一種磁卡和IC卡的復合卡），以及即將大面積推廣的智能水表、智能氣表等。

（4）射頻識別技術（RFID）

RFID（Radio frequency identification）即無線射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術，常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼等，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，即可完成信息的輸入和處理，能快速、實時、準確地采集和處理信息，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。

與傳統(tǒng)的條碼識別技術相比，RFID技術利用無線射頻信號通過空間耦合來實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到目標識別和數(shù)據(jù)交換的目的，具有非接觸、讀取速度快、無磨損、不受環(huán)境干擾、使用壽命長和便于使用等諸多優(yōu)點；同時，還具有防沖突的功能，能同時處理多張卡片。射頻識別和條碼一樣是非接觸式識別技術，由于無線電波能“掃描”數(shù)據(jù)，所以RFID掛牌可做成隱形的，有些RFID識別產(chǎn)品的識別距離可以達到數(shù)百米，RFID標簽可做成可讀寫的。

1.1.2　自動識別技術的比較

條碼、磁卡、IC卡及RFID等識別技術分別具有不同特征和應用場合，表1-1是幾種自動識別技術的比較。