1.1　自动识别技术的概念

自动识别技术（Auto identification and data capture，AIDC）是应用特定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。例如，商场的条形码扫描系统就是一种典型的自动识别技术，售货员通过扫描仪扫描商品的条码，获取商品的名称、价格，输入数量，后台POS系统即可计算出该批商品的价格，从而完成顾客的结算。当然，顾客也可以采用银行卡支付的形式进行支付，银行卡支付过程本身也是自动识别技术的一种应用形式。

自动识别技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，解决了人工数据输入的速度慢、误码率高、劳动强度大、工作简单重复性高等问题，为计算机信息处理提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效手段。自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一系列包括条码技术、磁条磁卡技术、IC卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。目前，广泛运用于物流、制造、防伪和安全等领域。

完整的自动识别管理系统包括自动识别系统（Auto identification system，AIDS）、应用程序接口（Application interface，API）或者中间件（Middleware）和应用系统软件（Application software）。自动识别系统完成系统的采集和存储工作，系统通过中间件或者接口（包括软件的和硬件的）将数据传输给后台处理计算机，由计算机对所采集到的数据进行处理或者加工，形成对人们有用的信息。在此基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品，并在人与物品、物品与物品之间进行信息交换与通信。

1.1.1　自动识别技术的种类

自动识别技术的种类可以按照国际自动识别技术的分类标准进行分类，也可以按照应用领域和具体特征的分类标准进行分类。

按照国际自动识别技术的分类标准，自动识别技术可分为数据采集技术和特征提取技术。数据采集技术的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），而特征提取技术则根据被识别物体的本身的行为特征（包括静态的、动态的和属性的特征）来完成数据的自动采集。

数据采集技术包括以下几种。

1）光识别技术　条码（一维、二维）、矩阵码、光标阅读器、光学字符识别（OCR）。

2）磁识别技术　磁条、非接触磁卡、磁光存储、微波。

3）电识别技术　触摸式存储、RFID射频识别（无芯片、有芯片）、存储卡（智能卡、非接触式智能卡）、视觉识别、能量扰动识别。

特征提取技术包括以下几种。

1）动态特征　声音（语音）、键盘敲击、其他感觉特征。

2）属性特征　化学感觉特征、物理感觉特征、生物抗体病毒特征、联合感觉系统。

按照应用领域和具体特征的分类标准，自动识别技术可以分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、光学识别技术和射频识别技术等。

本节介绍几种运用最为广泛的自动识别技术，分别是条码识别技术、磁卡（条）识别技术、IC卡识别技术、射频识别技术（RFID），并对其基本特性进行简单比较。

（1）条码识别技术

条码由一组规则排列的条、空以及相应的数字组成，这种用条、空组成的数据编码可以供条码阅读器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和空有各种不同的组合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系（也称码制），适用于不同的应用场合。

（2）磁卡（条）识别技术

磁卡识别技术应用了物理学和磁力学的基本原理，最早出现在20世纪60年代，当时伦敦交通局将地铁票背面全涂上磁介质，用来储值。后来由于改进了系统，缩小了面积，磁介质成为了现在的磁条。磁条从本质意义上讲和计算机的磁带和磁盘是一样的，它可以用来记载字母、字符及数字信息，通过黏合或热合与塑料或纸牢固地整合在一起，形成磁卡。

磁条识别技术的优点是数据可读写，即具有现场改写数据的能力；数据存储量能满足大多数需求，便于使用，成本低廉，还具有一定的数据安全性；它能黏附于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应用，如信用卡、银行ATM卡、机票、公共汽车票、自动售货卡、会员卡、现金卡（如电话磁卡）、地铁AFC。

图1-1所示是几种磁卡应用示例。

磁条技术是接触识读，它与条码有三点不同：一是其数据可做部分读写操作；二是给定面积编码容量比条码大；三是对于物品逐一标识成本比条码高，接触性识读的缺点表现为灵活性较差。

磁卡的数据存储的时间长短受磁性粒子极性的耐久性限制，另外磁卡的安全性比较低，如磁卡不小心接触磁性物流就可能造成数据丢失或混乱。要提高存储数据的安全性能就必须采用另外的技术，但会增加成本。随着新技术的发展，安全性能较差的磁卡有逐步被取代的趋势，但短期内磁卡识别技术仍然会在许多领域应用。

（3）IC卡识别技术

IC（Integrated card）卡是1970年由法国人Roland Moreno发明的，他第一次将可编程设置的IC芯片放于卡片中，使卡片具有更多功能。IC卡是一种电子式数据自动识别卡，IC卡分接触式IC卡和非接触式IC卡两种，通常说的IC卡多数指接触式IC卡。

接触式IC卡是集成电路卡，通过卡里面的集成电路存储信息，它将一个微电子芯片嵌入卡基中，做成卡片形式，通过卡片表面8个金属触点与读卡器进行物理连接来完成通信与数据交换。IC卡包含了微电子技术和计算机技术，作为一种成熟产品，是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。

IC卡外形与磁卡相似，它与磁卡的区别在于数据存储的媒体不同。磁卡是通过卡上磁条的磁场变化来存储信息，而IC卡是通过电擦除式卡可编程只读存储器集成电路芯片来存储数据信息。

图1-2所示是IC卡应用示例。

接触式IC卡和磁卡比有以下特点。

1）安全性高　IC卡从硬件和软件等几个方面实施安全策略，可以控制卡内不同区域的存取特性。加密IC卡本身具有安全密码，如果试图非法对之进行数据存取则卡片自毁，不可再进行读写。

2）存储容量大　磁卡的存储容量大约有200个数字字符；IC卡的存储容量根据型号不同，小的几百个字符，大的上百万个字符。

3）可靠性高　IC卡的防磁、防一定强度的静电、抗干扰能力强，可靠性比磁卡高，一般可重复读写10万次以上，使用寿命长。

4）综合成本低　IC卡的读写设备比磁卡的读写设备简单可靠，造价便宜，容易推广，维护方便。

5）对网络要求低　IC卡的安全可靠性使其在应用环境中对计算机网络的实时性、敏感性要求降低，有利于在网络质量不高的环境中应用。

目前，IC卡被广泛运用于电话IC卡、购电（气）卡、手机SIM卡、牡丹交通卡（一种磁卡和IC卡的复合卡），以及即将大面积推广的智能水表、智能气表等。

（4）射频识别技术（RFID）

RFID（Radio frequency identification）即无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。

与传统的条码识别技术相比，RFID技术利用无线射频信号通过空间耦合来实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到目标识别和数据交换的目的，具有非接触、读取速度快、无磨损、不受环境干扰、使用寿命长和便于使用等诸多优点；同时，还具有防冲突的功能，能同时处理多张卡片。射频识别和条码一样是非接触式识别技术，由于无线电波能“扫描”数据，所以RFID挂牌可做成隐形的，有些RFID识别产品的识别距离可以达到数百米，RFID标签可做成可读写的。

1.1.2　自动识别技术的比较

条码、磁卡、IC卡及RFID等识别技术分别具有不同特征和应用场合，表1-1是几种自动识别技术的比较。