RFID射频和条码自动识别技术的分类与比较
   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),而特征提取技术的基本特征则是根据被识别物体的本身的行为特征(主要包括动态的和属 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方面。
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(Optical Character Recognition,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、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两种。
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、磁条(卡)识别技术、IC卡识别技术、RFID技术,并对其基本特性进行简单比较。
1. 条码识别技术
    条码是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。这些条和空可以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。

目前使用频率最高的几种码制是欧洲商品编码(European Article Number,EAN)、通用产品编号(Universal Product Code,UPC)、39码,交叉25码和EAN-128码,其中UPC条码主要用于北 美地区,EAN条码是国际通用符号体系,它们是一种定长、无含义的条码,主要用于商品标识。EAN-128 条码是由国际物品编码协会(EAN International)和美国统一代委员会(UCC)联合 开发、共同采用的一种特定的条码符号。它是一种连续型、非定长有含义的高密度代码,用以表示生产日期、批号、数量、规格、保质期、收货地等更多的商品信息。另有一些码制主要是适应寺殊需要的应用方面,如库德巴码用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理,25码用于包装、运输 和国际航空系统,为机票进行顺序编号,还有类似39码的93码,它密度更高些,可代替39码。

    上述这些条码都是一维条码。为了提高一定面积上的条码信息密度和信息量,又发展了一种新的条码编码形式-一二维条码。从结构上讲,二维条码分为两类,其中一类是由矩阵代码和点代码组成,其数据以二维空间的形态编码,另一类是包含重叠的或多行条码符号,其数据以成串的数据行显示。重叠的符号标记法有PDF417和Code49、Code 16K。
     PDF是便携式数据文件(Portable Data File)的缩写,简称为PDF417条码。417则与多宽度代码有关,用来对字符编码。PDF417是由 Symbol Technologies Inc 设计和推出的。重叠代码中包含了行与行尾标识符以及扫描软件,可以从标签的不同部分获得数据,只要所有的行都被扫到就可以组合成一个完整的数据输入,所以这种码的数据可靠性很好,对PDF417 而言,标签上污损或毁掉的部分高达50%时,仍可以读取全部数据内容,因此具有很强的修正错误的能力。PDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件,其特点为信息容量大、编码应用范围广、保密防伪性能好、译码可靠性高、条码符号的形状可变。美国的一些州、加拿大部分省份已经在车辆年检、行车证年审及驾驶证年审等方面,将PDF417 选为机读标准。巴林、墨西哥、新西兰等国家将其应用于报关单、身份证、货物实时跟踪等方面。 

     Code 49码是一种多层、连续型、可变长度的条码符号,它可以表示全 ASCII字符集的128 个字符。每个Code 49条码符号由2到8层组成,每层有18个条和17个空。层与层之间由一个层分隔条分开。每层包含一个层标识符,最后一层包含表示符号层数的信息。

    Code 16K 码是一种多层、连续型、可变长度的条码符号,可以表示全ASCII字符集的 128个字符及扩展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一个16层的 Code 16K符号,可以表示77个ASCII字符或154个数字字符。Code 16K 通过唯一的起始/终止符标识层号,通过字符白 校验及两个模数107的校验字符进行错误校验。
  

      矩阵代码有 Maxicode、Data Matrix、Code One、Vericode 和DotCodeA等。矩阵代码标签可以做得很小,甚至可以做成硅晶片的标签,因此适用于小物件。

     条码成本最低、适用于需求量大且数据不必更改的场合。例如在商品包装上就很适宜,但是 较易磨损、数据量很小。而且条码只对一种或者一类商品有效,也就是说,同样的商品具有相同的条码。
2.磁卡识别技术
    磁卡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,通过粘合或热合与塑料或纸牢固地整合在一起,形成磁卡。磁条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

   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。接触性识读最大的缺点就是灵活性太差。磁卡的数据存储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,如果磁 卡不小心接触磁性物质就可能造成数据的丢失或混乱。要提高存储数据的安全性能,就必须采用 另外的技术。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,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卡多数是指接触式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,作为一种成熟的高技术产品,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卡是通过嵌入其中的电擦除式可编程只读存储器集成电路芯片来存储数

据信息。图2.5所示为IC卡应用示例。

接触式IC卡和磁卡比较有以下特点。

(1)安全性高

     IC 卡从硬件和软件等几个方面实施其安全策略,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为200个数字字符;IC 卡的存储容量根据型号不同,小的为几百个字符,大的可达上百万个字符。

(3)可靠性高

    IC卡防磁、防静电、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,对网络要求 不高。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,十分符合 当前国情,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卡、智能气表卡等。

4.RFID技术

     RFID 技术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,识别工作无需人干预,可工作于 各种恶劣环境。RFID技术是物联网的关键技术之一。

      RFID 技术与传统的条码识别技术相比有很大的优势,它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。

5. 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2.1为几种自动识