自动识别技术

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自动识别技术(Automatic Identification and Data Capture，AIDC)

　　自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。近几十年内自动识别技术在全球范围内得到了迅猛发展，目前已形成了一个包括条码、磁识别、光学字符识别、射频识别、生物识别及图像识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。

　　按照国际自动识别技术的分类标准，自动识别技术可以有两种分类方法：一种是按照采集技术进行分类，其基本特征是需要被识别物体具有特定的识别特征载体(如标签等，仅光学字符识别例外)，可以分为光存储器、磁存储器和电存储器三种；另一种是按照特征提取技术进行分类，其基本特征是根据被识别物体的本身的行为特征来完成数据的自动采集，可以分为静态特征、动态特征和属性特征。

　　自动识别技术具有如下共同的特点：

　　准确性——自动数据采集，彻底消除人为错误；

　　高效性——信息交换实时进行；

　　兼容性——自动识别技术以计算机技术为基础，可与信息管理系统无缝联结。

　　(1)条码技术

　　说起自动识别技术就必然要提到条码，因为它在当今自动识别技术中占有重要的地位。自动识别技术的形成过程与条码的发明、使用和发展是分不开的。鉴于其重要性，下一节我们将详细对其进行介绍。

　　(2)磁条(卡)技术

　　磁条(卡)技术应用了物理学和磁力学的基本原理。对自动识别制造商来说，磁条就是一层薄薄的由定向排列的铁性氧化粒子组成的材料(也称涂料)，用树脂粘合在一起并粘在诸如纸或塑料这样的非磁性基片上。

　　磁条(卡)技术的优点是数据可读写，即具有现场改造数据的能力；数据存储量能满足大多数情况下的需求，便于使用，成本低廉，具有一定的数据安全性；它能够粘贴在许多不同规格和形式的基材上。这些优点，使之在很多领域得到了广泛的应用，如银行卡、机票、公共汽车票、自动售货机、会员卡、电话磁卡等。但是磁卡应用存在许多问题：首先，磁卡保密性差，易于被读出和伪造；其次是磁卡的应用往往需要强大可靠的计算机网络系统、中央数据库等，其应用方式是集中式的，这给用户异地使用带来极大不便。

　　(3)IC卡技术

　　IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称，它是一种将集成电路芯片嵌装于塑料等基片上而制成的卡片。IC卡出现后，国际上对它有多种叫法：Smart Card、IC Card、Memory Card、聪明卡、智慧卡、智能卡、存储卡等。根据卡中的集成电路不同，可以把Ic卡分为存储器卡(卡中集成电路位EEPROM)、逻辑加密卡(卡中集成电路具有加密逻辑和EEPROM)和CPU卡。严格地讲，只有CPU卡才是真正的智能卡。CPU卡中的集成电路包括中央处理器CPU、EE．PROM、随机存储器RAM以及固化在只读存储器ROM中的卡片操作系统COS。根据卡片和读写设备通信方式不同，Ic卡可分为接触式和非接触式。公共交通卡就是一种非接触式的IC卡。非接触式IC卡在当前应用中主要包括逻辑加密卡和CPU卡，CPU卡与逻辑加密卡相比，具有更高的安全性，而接触式IC卡能够充分保证交易时的安全性，因此双界面(即接触式和非接触式在一张IC卡上)CPU卡应用得越来越广泛。

　　值得注意的是，不少人将非接触式IC卡归类到RFID卡中，这是由于市场认知的结果：接触式Ic卡进入国内市场很多年，非接触式IC卡是近年来才大行其道的，而此时RFID的概念开始在中国市场普及，因而造成了混乱。从通信方式看，非接触式IC卡与RFID卡是一致的，因此我们建议将非接触式IC卡归类到射频识别(RFID)卡内。

　　(4)语音识别技术

　　所谓语音识别，是指运用计算机系统对语音所承载的内容和说话人的发音特征等所进行的自动识别，是实现人机对话的一项重大突破。语音识别技术基于对语音的三个基本属性的分析。一是物理属性，如高音、高长、音强和音质；二是生理属性，如发音器官对语音的影响；三是社会属性，如语音区别意义的作用等。

　　语音识别技术主要有四个方面的功能：声纹识别、内容识别、语种识别和语音标准识别。

　　(5)视觉识别技术

　　视觉是人类获取信息的最重要的手段。图像是人类获取信息的主要途径。所谓“图”，就是物体透射或者反射光的分布；“像”是人的视觉系统接收图的信息而在大脑中形成的印象或认识。前者是客观存在的，而后者是人的感觉，图像则是两者的结合。目前图像识别技术已经广泛运用于工业生产、军事国防、医学医疗等多个方面。例如指纹锁、交通监管、家庭防盗系统、电子阅卷系统等。

　　自动识别技术是为各行业领域的用户提供自动识别与数据采集技术为主的信息化产品与服务的现代高新技术，它作为信息技术的一个重要分支，已成为推动国民经济信息化发展的重要基础和手段之一，其产业的发展对我国国民经济的发展和信息化建设起到了重要的作用。党的十六大报告明确指出：“以信息化带动工业化，优先发展信息产业，在经济和社会领域广泛应用信息技术”。“十五”纲要中明确指出：“加强条码和代码等信息标准化基础工作”。国家“十一五”规划中“RFID产业发展专项”、“863”计划中“RFID专项”的确立，都充分表明在经济全球化和我国加入WTO后的今天，自动识别技术产业的发展及技术应用的推广将在我国的经济建设中发挥举足轻重的作用。

　　1．自动识别技术是国民经济信息化的重要基础和技术支撑

　　21世纪是信息高速发展的数字化社会，中国要缩短与发达国家的差距，成为经济强国，必须利用现代信息技术打造数字化中国。自动识别与数据采集技术，即可以通过自动(非人工)获取项目(实物、服务等各类事物)管理信息，并将信息数据实时输入计算机、微处理器、逻辑控制器等信息系统的技术，已成为突破信息采集速度低、准确度差的最佳手段。

　　作为自动识别技术之一的条码技术，从20世纪40年代进行了研究开发，70年代逐渐形成规模，近30年来取得了长足的发展。条码识别技术具有信息采集可靠性高、成本低廉等特点，可以实现信息快速、准确的获取与传递，可以把供应链中的制造商、批发商、分销商、零售商以及最终客户整合为一个整体，为实现全球贸易及电子商务提供了一个通用的语言环境。在金融、海关、社保、医保等部门，也可以利用条码技术对顾客的账户和资金往来进行实时的信息化管理，并伴随着电子货币的广泛应用逐步实现资金流电子化。同时，条码技术的应用发展不仅使商品交易的信息传输电子化，也将使商品储运配送的管理电子化，从而为建立更大规模快捷的物流储运中心和配送网络奠定技术基础，最终及时准确地完成电子商务的全过程。多年来，条码技术广泛成功地应用于我国的零售业、进出口贸易、电子商务，为国民经济的增长奠定了重要基础，并取得了显著的经济效益。

　　射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频标签与射频读写器之间的感应、无线电波或微波能量进行非接触双向通信，实现数据交换，从而达到识别的目的。通过与互联网技术结合，可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享。RFID是继Internet和移动／无线通讯两大技术大潮之后的又一次技术大潮。RFID技术用于身份识别、资产管理、高速公路的收费管理、门禁管理、宠物管理等领域，可以实现快速批量的识别和定位，并根据需要进行长期的跟踪管理；用于物流、制造与服务等行业，可以大幅度提高企业的管理和运作效率，并降低流通成本。随着识别技术的进一步完善和应用的广泛推进，RFID产品的成本将迅速降低，其带动的产业链将成为一个新兴的高技术产业群。建立在RFID技术上的支撑环境，也将在提高社会信息化水平以及加强国防安全等方面产生重要影响。

　　生物特征识别技术是利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定的技术。随着人们对社会安全和身份鉴别的准确性和可靠性需求的日益提高，以及生物特征识别技术装备和应用系统的不断完善，生物特征识别作为一门新兴的高科技技术正蓬勃发展起来。在我国，指纹识别、虹膜识别、掌纹识别等产品已开始在国家安全、金融等领域中得到推广和普及。生物特征识别技术不仅可以大大提升安全防范技术的技术层次，而且还是安全防范技术的三大主导技术之一。生物特征识别产业的发展将对我国政府的信息安全、经济秩序以及反恐怖等方面起到重要的支撑作用。

　　2．自动识别技术已成为我国信息产业的有机组成部分

　　目前，自动识别技术已渗透到各个行业，担当着不可或缺的重要角色。自动识别技术在各行业的应用有力地支持了传统产业的升级和改造，带动了其他行业的信息化，改变了过去“高增长、高能耗”的经济增长方式，节约了制造成本，增加了国民经济效益。同时，我国自动识别技术系列产品的创新和广阔的市场需求也将成为我国国民经济新的增长点。因此，自动识别技术产业的健康发展对于国民经济新的增长方式的转变和国民经济效益的增加有着非常重要的作用。数字化宏观管理、政府的规化与决策，无不需要各领域数据的准确与及时。自动识别技术在国民经济发展过程中的应用将成为我国信息产业的一个重要的有机组成部分，具有广阔的发展前景。

　　3．自动识别技术可提升企业供应链的整体效率

　　从企业层面上来讲，自动识别技术已经成为企业价值链的必要构成部分，是我国企业信息化的基石。自动识别技术具有提升传统产业的现代化管理水平、促进企业的运作模式和流程变革的作用。

　　自条码技术进人物流业和零售业以后，零售企业和物流企业的传统运作模式被打破，具有先进管理模式的现代零售企业如超级市场、大卖场等开始出现。企业可以及时获得商品信息，实现商品管理的自动化和库存的精确管理，最大限度地减少库存成本和人力成本，增强企业的综合竞争能力。

　　自动识别技术也为零售企业的规模扩张提供了技术支撑。当今企业问的竞争已经不是单一的企业层面之间的竞争，而是整体供应链间的竞争。而供应链上下游伙伴间信息的“无缝”连接，需要条码、射频识别等自动识别技术的支持。

　　近年来，EPC的提出更是为RFID射频识别技术在物流供应链管理中的应用提供了广阔的市场前景。EPC代码作为产品信息沟通的纽带，通过识别承载EPC代码信息的电子标签，利用计算机互联网、无线数据通讯等技术，实现对整个供应链中物品的自动识别与信息交换和共享，进而实现对物品的透明化管理。EPC是条码识别技术的拓展和延伸，它将成为信息技术和网络社会高速发展的一种新趋势。EPC的发展不仅会对整个自动识别产业带来变革，而且还将对提高现代物流供应链管理、电子商务和国际经济贸易，甚至对人们的日常生活和工作带来巨大而深远的影响。

　　信息已经成为当代和未来社会最重要的战略资源之一，人类认识世界和改造世界的一切有意义的活动都离不开信息资源的开发、加工和利用。信息技术的突飞猛进，使得它的应用已经渗透到社会的各行各业、科学的各门学科，极大地提高了社会的生产力水平，同时也促进了许多相关技术的飞速发展。如识别技术、感测技术、通信技术、人工智能技术和控制技术等，都是以信息技术为平台向深度与广度飞速发展的。

　　自动识别技术包含多个技术研究领域，由于这些技术都具有辨认或分类识别的特性，且工作过程都大同小异，故而构成为一个技术体系，正如一条大河由许多支流组成一样。所以说，自动识别技术体系是各种技术发展到一定程度时的综合体，这一点也从侧面印证了现代科学正在由近代的“分析时代”向现代的“分析一综合时代”转变的特征。自动识别技术体系中各种技术的发展历程各有不同，但其共同点都是随着信息技术的需求与发展而发展起来的。

　　目前，自动识别技术发展很快，相关技术的产品正向多功能、远距离、小型化、软硬件并举、信息传递快速、安全可靠、经济适用等方向发展，出现了许多新型技术装备。其应用也正在向纵深方向发展，面向企业信息化管理的深层的集成应用是未来应用发展的趋势。随着人们对自动识别技术认识的加深，其应用领域的日益扩大、应用层次的提高以及中国市场巨大的增长潜力，为中国自动识别技术产业的发展带来了良机。

　　自动识别技术具有广阔的市场前景，各项技术各有所长，面对各行业的信息化应用，自动识别技术将形成互补的局面，并将更广泛地应用于各行各业。

　　1．多种识别技术的集成化应用

　　事物的要求往往是多样性的，而一种技术的优势只能满足某一方面的需求。由于这种矛盾，必然使人们将几种技术集成应用，以满足事物多样性的要求。

　　例如，使用智能卡设置的密码较容易被破译，这往往会造成用户财产的损失。而新兴的生物特征识别技术与条码识别技术、射频识别技术相集成，诞生了一种新的具有广泛生命力的交叉技术。利用二维条码、电子标签数据储存量大的特点，可将人的生物特征如指纹、虹膜、照片等信息存储在二维条码、电子标签中，现场进行脱机认证，既提高了效率，又节省了联网在线查询的成本，同时极大地提高了应用的安全性，实现了一卡多用。

　　又如，对一些有高度安全要求的场合，需进行必要的身份识别，防止未经授权的进出，此时可采用多种识别技术的集成来实施对不同级别的身份识别。如一般级别身份的识别可采用带有二维条码的证件检查，特殊级别身份的识别可使用在线签名的笔迹鉴定，绝密级别身份的识别则可应用虹膜识别技术(存储在电子标签或二维条码中)来保证其安全性，而其中的每种识别技术，其标识载体都可以存储大量的文字、图像等信息。

　　再者，RFID和EPC技术的出现及推广应用将增进人们对自动识别技术的关注和认识，从而进一步扩大对自动识别技术的需求。而条码识别技术作为成本低廉、应用便捷的自动识别技术，已形成了成熟的配套产品和产业链，它仍将是人们在多个领域采用自动识别技术的首选。国内的相关企业和专家正在研究EPC的编码技术与二维条码相结合的应用，将EPC代码存储到二维条码中，在不需要快速、多目标同时识读的条件下，解决单个产品的惟一标识和数据的携带。或将EPC编码存储在电子标签中，实现快速、多目标、远距离的同时识读。可以预见，在未来几年，EPC将对我国的条码、电子标签市场带来更大的拉动。

　　2．与无线通讯相结合是未来自动识别产业发展的重要趋势

　　自动识别技术与以802．11b／g为代表的无线局域网(wireless LAN，WLAN)技术、蓝牙技术和数字蜂窝移动通信系统(global system for mobile communication，GSM)、通用无线分组业务(general packet radio service，GPRS)、码分多址(code-division multiple access，CDMA)、全球定位系统(global positioning system，GPS)以及3G无线广域网数据通讯技术的紧密结合，将引领未来发展的潮流。在数据采集及标签生成等设备上集成无线通讯功能的产品，将帮助企业实现在任何时间、任何地点实时采集数据，并将信息通过无线局域网、无线广域网实时传输，通过企业后台管理信息系统对信息进行高效的管理。无线技术的应用将把自动识别技术的发展推向新的高潮。

　　手机识读条码的开发和应用也成为条码识别技术应用的一个亮点，目前在日、韩等国，手机识读条码识别技术已开始较大规模的应用。近两年来，国内一些公司也开始涉足这一领域的研发和应用推广。随着该技术的进一步成熟，手机识读条码将在电子商务、物流、商品流通、身份认证、防伪、市场促销等领域得到广泛的应用。

　　此外，随着社会和企业需要管理传输的数据日趋庞大，要求数据可以实现跨行业的交换。结合现代通讯技术和网络技术搭建的数据管理和增值服务通讯平台，将成为行业、企业数据管理和自动识别技术之间的桥梁和依托，使得政府和企业在信息化应用中的有关数据传输、通讯、可靠性以及网络差异等一系列问题得到有效的解决。

　　3．自动识别技术将越来越多地应用于控制。智能化水平在不断提高

　　控制的基础在信息，没有信息就没有从信息加工出来的控制策略，控制就会是盲目的，就不能够达到控制的目的。信息不但是控制的基础，而且是控制的出发点、前提和归宿。

　　目前，自动识别的输出结果主要用来取代人工输入数据和支持人工决策，用于进行“实时”控制的应用还不广泛。当然，这与识别的速度还没有达到“实时”控制的要求有关。更重要的是，长期以来，管理方面对自动识别的要求更为迫切。随着对控制系统智能水平的要求越来越高，仅仅依靠测试技术已经不能全面地满足需要，所以自动识别技术与控制技术紧密结合的端倪开始显现出来。

　　在此基础上，自动识别技术需要与人工智能技术紧密结合。目前，自动识别技术还只是初步具有处理语法信息的能力，并不能理解已识别出的信息的意义。要真正实现具有较高思维能力的机器，就必须使机器不仅具备处理语法信息(仅仅涉及处理对象形式因素的信息部分)的能力，还必须具备处理语义信息(仅仅涉及处理对象含义因素的信息部分)和语用信息(仅仅涉及处理对象效用因素的信息部分)的能力，否则就谈不上对信息的理解，而只能停留在感知的水平上。所以，提高对信息的理解能力，从而提高自动识别系统处理语义信息和语用信息的能力，是自动识别技术向纵深发展的一个重要趋势。

　　4．自动识别技术的应用领域将继续拓宽，并向纵深发展

　　自动识别技术中的条码技术最早应用于零售业，此后不断向其他领域延伸和拓展。例如，目前，条码识别技术的应用市场主要集中在物流运输、零售和工业制造这三个领域，它们的市场份额已占到全球市场的2／3左右，并且在未来5年内，这种趋势还将继续。近年来，一些新兴的条码识别技术的应用市场正在悄然兴起，如政府、医疗、商业服务、金融、出版业等领域的条码应用每年均以较高的速度增长。

　　从条码应用的发展趋势来看，各国特别是发达国家把条码识别技术的发展重点正向着生产自动化、交通运输现代化、金融贸易国际化、医疗卫生高效化、票证金卡普及化、安全防盗防伪保密化等领域推进。虽然我国在众多领域的应用还相对空白和薄弱，但这也正是我国条码产业发展的大好时机。

　　射频识别技术的发展和应用市场正在开拓。13.56MHz的RFID系统在国内获得了广泛的应用，如居民身份证、校园一卡通、电子车票等；更低频率的RFID系统如电子防盗(EAS)，也在商场、超市得到了广泛应用；在动物识别方面的应用已开始起步；在远距离RFID系统应用方面，以915MHz为代表的RFID系统在机动车辆的自动识别方面得到了较好的应用，尤其是在铁路应用中，中国具有国际上最先进、规模也是最大的铁路车号自动识别应用系统。

　　在我国推广RFID技术具有重要的意义。一方面，以出口为目的的制造业必须满足国际上关于电子标签的强制性指令；另一方面，RFID的技术优势使得人们有理由相信该技术在物流、资产管理、制造业、安全和出入控制等诸多领域的应用将改变上述领域信息采集手段落后、信息传递不及时和管理效率低下的现状，并产牛巨大的经济效益。

　　从应用发展的趋势来看，两大主流自动识别技术，即条码识别技术与射频识别技术，将有相互融合发展的趋势(条码与EPC相结合)。

　　5．新的自动识别技术标准不断涌现，标准体系日趋完善

　　近年来，条码自动识别技术作为信息自动采集的基本手段，在物流、产品追溯、供应链、电子商务等开放环境中得到广泛应用。新的应用不断涌现，带动了新的条码识别技术标准不断出现，标准体系日趋完善。目前，企业的需求成为标准制定的动力，全球已形成标准化组织与企业共同制定国际条码识别技术标准的格局。近年来，国际标准化组织ISO／IEC的专门技术委员会发布了多个条码识别技术码制标准、应用标准。

　　射频识别技术无论在国内还是国外，都是自动识别技术中最引人注目的新技术。当前，射频识别技术的标准化工作在国际上正在从纷争逐步走向规范。其典型的标志是EPC global体系的EPC Cl Gen2标准纳入ISO／IEC18000—6，面向物品标识的RFID技术标准ISO 18000系列已经发布。国内在RFID的标准化方面也基本上开始远离纷争，正在走向合作开发的道路。相关的产品标准已经制定了协会标准，并公布实施。但从目前的现状来看，标准的制定工作还远不能满足技术开发与市场应用的需求。相关标准体系的建立将是我国RFID产业面临的重要课题。

　　对于生物特征识别技术，我们与国际水平还有一定的差距，市场还不是很完善，缺乏技术与市场需求的良性互动。其中，最为关键的是缺乏行业应用与关键技术的统一规范与标准，从而制约了整个行业的良性发展。目前，社会公共安全行业(GA)已先后制定了指纹专业名词术语、指纹自动识别系统技术规范、数据交换格式、出人口控制系统技术要求以及指纹锁、指纹采集器等36项行业标准。但这些标准主要是针对在公安行业中的指纹识别技术，而对于其他生物识别技术及产业化领域，则属于空白。因此，生物识别技术的标准化工作迫在眉睫。