RFID实验报告实验一智能识别技术与系统实验实验时间：2014年6月21日一、实验目的1.了解智能识别技术概念、特点、原理和优势。
2.掌握条码技术和RFID技术的各自优缺点、技术特征和应用优势。
3.了解条码自动识别系统和RFID自动识别系统的组成和工作原理。
4.了解指纹、视频、语音识别系统的组成、工作原理和应用特点。
二、实验原理1、条码技术实验（1）一维条码识别原理由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色能反射各种波长的可见光，黑色吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描光源发出的光经凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整电路。
在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。
整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息。
（2）二维条码识别原理矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。
在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。
行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。
两者的识别原理，通过图像的采集设备，得到含有条码的图像，此后经过条码定位、分割和解码三步骤实现条码的识别。
2、RFID技术实验RFID 系统的基本工作原理是：读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当装有电子标签的物体进入发射天线工作区域时，受电磁场激励产生感应电流，电子标签获得能量被激活并收到读写器的查询信号后，将自身编码等信息通过改变电子标签天线的反射面积，将信息发送出去；读写器接收到从电子标签反射回的微波合成信号，进行解调和解码，即可将电子标签储存的识别代码等信息读取出来，送到RFID 信息处理机进行相关处理。
本实验中RFID 系统是由RFID 信息处理机（带相关软件的PC 机）、无源超高频电子标签卡、超高频读写器，RFID 天线一起组成。
其工作原理是：搭建好RFID 识别系统后，读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，无源高频电子标签卡进入发射天线工作区域，受激励电磁场产生感应电流，电子标签卡获得能量被激活并收到读写器的查询信号，然后将储存的信息通过改变天线的反射面积，将信息发送出去；读写器接收到从电子标签卡反射回来的微波合成信号，进行解调和解码，然后将电子标签储存的识别代码等信息读取出来，送给RFID 信息处理机进行相关处理。
3、图像文字识别技术实验视觉图像文字识别系统是OCR 技术移植到数字移动产品上的应用软件，是OCR 技术的创新应用。
通过这类软件，用户能够将数码相机、手机等可拍照设备采集到的视觉图像文字信息转换成可编辑的文本资料。
图像文字识别系统可以看作是这样的系统：它能获取视觉图像，而且通过一个特征抽取和分析的过程，能自动识别限定的标志、字符等识别标志。
本实验所用的软件系统的基本设计思想同样是应用图像文字识别领域中成熟的OCR 技术，通过对比图像中的文字来达到识别图像的功能。
4、指纹识别技术实验指纹识别技术主要是通过分析指纹的局部特征，从中抽取详尽的特征点，确定两枚指纹是否来自同一枚手指，从而可靠地确认个人的身份。
就指纹识别的过程而言，一个指纹识别系统的实现一般包括四个部分：指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹图像特征提取、指纹图像匹配。
其工作流程如下：通过指纹图像采集设备读取到人体指纹的图像，然后要对原始图像进行预先处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。
软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。
通常手指上平均具有70 个节点，所以这种方法会产生大约490 个数据。
这些数据，通常称为模板。
通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
三、实验内容1、条码技术实验在自动识别一体机实验平台上输入图书的信息，然后打印出图书信息的一维条形码、二维QR快速矩阵码标签；使用自动识别一体机实验平台扫描该图书的一维条形码、二维QR 快速矩阵码标签，得到的图书信息自动显示到屏幕上，观测并验证输入、输出的图书信息一致性和正确性，并测试条码识别器的相关参数。
2、RFID技术实验在自动识别一体机实验平台上输入图书信息，通过超高频读写器将图书信息写入超高频RFID标签中；使用自动识别一体机实验平台的超高频RFID读写器读取相应的RFID标签，得到的图书信息自动显示到屏幕上，观测并验证输入、输出的图书信息一致性和正确性，并测试读写器相关参数3、图像文字识别技术实验将一张名片置于自动识别一体机实验平台的摄像头下方，保持光线良好，使用识别软件自动拍照，得到的图像文字摄像显示到屏幕上，应用文字图像处理软件，识别出独立文字和图案，验证识别的正确率和可靠性。
4、指纹识别技术实验将同一手指放置到自动识别一体机实验平台的指纹识别器上，根据指纹识别软件提示，连续三次划过指纹识别器，直至软件提示指纹保存成功；再用手指划过指纹识别器，验证指纹识别是否成功；将同一手指指纹印制一张白纸上，将带指纹的白纸划过指纹识别器，验证指纹识别是否成功。
测试指纹识别的准确性、可靠性及防欺骗的能力。
四、实验环境1．实验分组：每组2~4人2．实验设备：实验箱I一台、PC机一台、摄像机一个、直流电源一台、一维条形码若干、二维条形码若干、超高频RFID电子标签若干、名片若干3. 自动识别一体机实验平台整体介绍自动识别一体机实验平台设计用于通信类专业本科生进行“智能识别技术与系统”实验，其系统结构如图5所示，主要包括PC机、实验箱I（即“智能识别技术与系统”实验箱）以及一些用于测试参数的实验仪器。
其中，实验箱I集成了条码识别模块、超高频RFID读写模块、图像文字识别模块及指纹识别模块共4个模块，分别用于进行本实验中的条码技术实验、RFID技术实验、图像文字识别技术实验以及指纹识别技术实验。
其实物图如下图6所示。
五、实验步骤条码识别技术实验1. 实验之前，观察实验箱中条码实验器件的连接，认清各部分器件的作用，体会条码识别原理。
2. 搭建条码识别技术实验平台。
3.添加条码信息。
4.条码扫描准确性测试。
5.参数测试。
①识别距离测试；②多条码识别能力测试RFID技术实验1.在实验之前，观察实验箱中RFID识别实验部分的电路结构，认清各个电路模块的作用，体会RFID识别技术的工作原理。
2.搭建超高频RFID识别技术实验平台。
3.参数测试。
①识别距离测试；②多标签识别能力测试；③读写器输出功率、输出频率；④读写器的拒识率4.写电子标签，验证读写操作的正确性图像文字识别技术实验1.搭建图像文字识别实验系统。
2.名片图像的采集和保存。
3.图像文字识别的准确性测试。
4.图像文字识别的可靠性测试。
指纹识别技术实验1. 实验之前，观察实验板上指纹识别部分的电路结构，认清各个电路模块的作用，体会指纹识别技术的工作原理。
2. 搭建指纹识别实验系统。
3.指纹识别准确性测试。
4.指纹识别防欺骗能力测试。
六、实验记录与分析条码技术实验3.验证测试软件得到的图书信息是否与输入的图书信息一致，分析条码识别的准确性。
RFID技术实验1.超高频读写器输出功率、输出频率。
2.超高频读写器性能参数测试。
最远识别距离；多标签识别，记录读写器一次性读取到的最多的电子标签卡张数。
读写器的拒识率；图像文字识别技术实验指纹识别技术实验由失败率分析指纹文字识别的准确性和可靠性。
指纹识别可靠准确性高七、思考题1、对以上实验数据进行对比分析，给出实验结论实验结论：各种识别方式都能成功识别信息。
准确性和正确率都比较高。
条码扫描能准确的识别条码信息，识别距离在5~20cm，每次只能识别一张条码。
2、分别给出条码实验中所用到的一维条码和二维条码的特点一维码：一维码是由纵向黑条和白条组成，黑白相间、而且条纹的粗细也不同，通常条纹下还会有英文字母或阿拉伯数字。
包括UPC-A，UPC-E，EAN-13，EAN-8，ISBN/ISSN，三九码，库德巴码，交叉二五码，工业二五码，矩阵二五码，128码，九三码，11码，MSI/PIESSEY，UK/PLESSEY，UCC/EAN128码，中国邮政码等这些都是常见的一维条码。
二维码：二维码通常为方形结构，不单由横向和纵向的条码组成，而且码区内还会有多边形的图案，同样二维码的纹理也是黑白相间，粗细不同，二维码是点阵形式。
就是现在很火的小方块式的图型。
一般常用的二维码有：PDF417，QR Code，Code 49，Code 16K，CodeOne。
3、给出一维条码识别技术的基本工作原理由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色能反射各种波长的可见光，黑色吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描光源发出的光经凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整电路。
在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。
整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息。
4、给出RFID识别技术的基本工作原理读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，无源高频电子标签卡进入发射天线工作区域，受激励电磁场产生感应电流，电子标签卡获得能量被激活并收到读写器的查询信号，然后将储存的信息通过改变天线的反射面积，将信息发送出去；读写器接收到从电子标签卡反射回来的微波合成信号，进行解调和解码，然后将电子标签储存的识别代码等信息读取出来，送给RFID信息处理机进行相关处理。
5、根据实验内容，分析比较条码识别技术与RFID 识别技术的相同点、不同点以及优缺点相同：都是快速准确地确认追踪目标物体不同：有无写入信息或更新内存的能力；RFID标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，而条形码必须在视野之内；条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受，射频技术只被局限在有限的市场份额之内优缺点条形码:优点，技术简单，成本低廉，可靠性高，读取速度快。
缺点，保密性差，无防伪功能，需可视识读，抗恶劣环境能力差。
射频技术：优点，读取速度快，可靠性高，非接触识别，标签内容可以重写，多件物品同时阅读，防伪性能好。
缺点：技术复杂，成本高，易受干扰。
6、写出你所知道的条码识别技术、RFID识别技术、图像文字识别技术、指纹识别技术的应用领域，并为每个识别技术举一例应用领域：国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理条码识别：商场RFID识别：射频门禁图像文字识别技术：幼儿识字教育指纹识别技术：手机解锁7、写出本次实验的心得体会以及实验建议本次实验了解了智能识别技术概念、特点、原理和优势。
