自动识别技术论文范文

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随着数字航道建设的有序推进，我国内河航运信息化管控初显成效，但是信息资源未得到充分有效利用，业务应用系统的功能未能完全发挥。据现有的船舶过闸流程显示，船舶过闸涉及登记、缴费、调度、过闸等环节。船舶过闸完全由人工管控，手续繁琐，极度耗费船员的通行时间，同时造成大量船舶处于等待状态，航道拥堵加剧。

上海市船闸计算机收费系统，迈出了计算机票据逐渐取代手工票据坚实的一步，但是过闸调度的信息化未能完全实现。江苏省交通运输厅在口岸船闸展开“船舶便捷过闸系统（水上ETC）”的试点研究。通过创新船闸收费管理机制并融合RFID技术，优化收费管理模式和流程，减少船舶过闸等候时间，提高船闸调度效率。

船载电子标签只能储存船舶的静态信息，且局限于地方船舶使用。为了达到航运数字化管理的先进水平，论文将物联网技术成功运用于船舶过闸智能调度系统。

1物联网技术

随着物联网技术在智能交通领域应用的深入，船联网已具备相应的条件。2004年以来，国际海事组织和中国海事局分别要求达到一定吨位的船舶必须安装自动识别系统[4]。在内河航行且不满足强制安装AIS条件的船只可通过地方海事局安装RFID。为此，可利用AIS与船载RFID互补融合而构成船联网。

1.1 AIS技术

船舶自动识别系统由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，通过VHF频段自动广播或接收船舶的静态信息（人工输入）、动态信息（自动更新）、航次信息（人工输入）、安全消息。AIS信息报告时间间隔为2S～3min，具体时间由船舶航行状态确定[5]。船载AIS与安装在过闸指挥部的AIS基站能够顺利进行信息传递，实现船联网。

1.2 RFID技术

射频识别技术是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。射频识别主要由船载电子标签与待闸区RFID阅读器组成。船载RFID选用2.45GHz卡片式有源RFID标签，其有效识别距离接近100米，可存储船舶名称、代码、船型、吨位、吃水及货物种类等信息。由于RFID只能存储船舶的静态信息，每次出航前均需到航道管理部门重新写入吃水及货物等信息。

2 船舶过闸智能调度系统总体设计

2.1 系统功能分析

船舶一般的过闸程序分为的上岸、登记、缴费、调度、过闸等环节，需要船员按照顺序走完所有环节办理手续。船舶过闸智能调度系统旨在借助信息技术优化船舶过闸程序，该系统应具备船舶信息自动获取、过闸调度、收费结算、过闸及水文信息等功能。

2.2 智能调度系统结构

根据船舶过闸智能调度系统的功能分析，可将各功能分模块并按照一定的逻辑关系整合在系统中。船舶过闸智能调度系统的结构如图1所示。

3 智能调度系统实现

3.1 软件数据库选择

船舶过闸智能调度系统选用SQL Server 2008作为系统数据库，用于存储船舶的动静态信息、过闸调度信息、收费数据、过闸日志等。系统数据库可同时存储通过AIS或船载RFID获取的船舶信息，并以识别设备类型进行区别。

3.2 船舶过闸智能调度管理软件设计

待闸船舶驶入待闸区域后，过闸智能调度系统会自动识别船舶的静态和动态信息，系统根据船舶类型及进入待闸区的顺序进行调度，在水文条件符合的情况下对普通船舶与特殊船舶进行统一调度。具体调度管理流程如图3所示。

在船舶过闸费用扣取前要判断船主账户余额，如果余额不足，系统会将差额费用数据存入本地数据库，并与船舶管理系统进行数据共享，以便及时扣费。

4 结束语

在船舶物联网技术的基础上，论文设计的船舶过闸智能调度系统能够取代传统的人工调度管理，极大地节约人力物力，提高通航效率。管理系统融合调度、扣费、日志记录等功能，为数字航道的建设起着推动作用。

参考文献

[1]金鹏飞，何斌，等.船闸计算机收费系统应用研究[J].水利规划与设计，2007， （5）.

[2]袁学忠.江苏内河船舶便捷过闸系统的试点应用[J].中国水运，2013（6）44：45.

[3]Lei Zhou， Hu Liu， etc. Application Research of Internet of Things in Ship Lockage Management System[C]. Computer Science & Service System， 2012.

[4]国内航行船舶船载电子海图系统和自动识别系统设备管理规定[EB]. 中国海事局， 2010-4-12.

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一、绪论

高校是教学和科学研究的重要基地，无论是教学还是科学研究都需要完整的实验及试验设备。在高校，教学可分为基础课、专业基础课及专业课，因此配合教学的实验设备及仪表是非常完整并系统的。在高校，设备经费投入很有限，各学校在长期的教学积累过程，使设备及仪表得到完整及系统。当学校资源包括图书及查阅相关资料内容时，高校具备非常好的科学研究条件。高校设备按用途可分为教学使用设备和科学研究用设备，它们之间是相互依赖又相互促进发展，完备的教学实验设备是实现科学研究的前提，高水平科学试验又研究推动教学水平的提升。而高水平的科学过程研究需要高精的设备，许多高精的设备它具备在不同学科的通用性。

提出将射频识别技术应用于高校自动化物资管理，解决自动化立体仓库信息管理与控制调度的自动化、智能化、信息化。提出了以计算机控制为核心，以射频识别为信息采集手段、以AGV和堆垛机为执行单元的集成系统。基于射频识别的立体仓库信息管理系统设计的目的是实现物品出入库控制、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化，方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况，以达到方便、快捷、安全、高效等要求。

而这类设备购置要花费大量的资金，在高校多学科并存的环境下，当把高精的设备统一购置及管理后，可避免高校多学科这类设备重复购置，又使这类设备达不到到较高性能的现象。这就是提出对高精设备统一购置及管理的目的，使有限的资金发挥更大的作用。本论文提出的设想其前提是把这类高精的设备在无线射频识别技术管理条件下，有效解决制约学校物资管理的资金利用率和管理手段的瓶颈问题。利用校园资源共享，建立起集中式高性能公共服务设备平台，搭建环境，它会大大提高这类高精设备的利用率及管理的科学性。

二、无线射频识别技术研究

1.自动识别技术的应用背景

在现实生活中，各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的数据，这些数据包括人的、物质的、财务的，也包括采购的、生产的和销售的，这些数据的采集与分析对于我们的生产或者生活决策来讲是十分重要的。如果没有这些实际工况的数据支援，生产和决策就将成为一句空话，将缺乏现实基础。在计算机信息处理系统中，数据的采集是信息系统的基础，这些数据通过数据系统的分析和过滤，最终成为影响我们决策的信息。在信息系统早期，相当部分数据处理都是通过人工手工录入，这样，不仅数据量十分庞大，劳动强度大，而且数据误码率较高，也失去了实时的意义。为了解决这些问题，人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术，将人们从繁沉的重复的但又十分不精确的手工劳动中解放出来，提高了系统信息的实时性和准确性，从而为生产的实时调整，财务的及时总结，以及决策的正确制定提供正确的参考依据。

例如，在当前比较流行的物流研究中，基础数据的自动识别与实时采集更是物流信息系统的存在基础，因为，物流过程比其他任何环节更接近于现实的“物”，物流产生的实时数据比其他任何工况都要密集，数据量都要大。

无线射频识别技术(简称RFDI)，融合了无线定位、产品电子编码(EPC)和互联网技术，近年得到快速发展，被广泛用于社会、经济、国防等领域，成为新一轮技术变革的催化剂，得到发达国家的普遍关注，RFID产业与应用正加速发展。

随着芯片技术和无线通信技术的快速发展，电子标签芯片日趋微型化，天线多样化，并能以多种介质作为载体，封装成各种形式以适应不同的应用。电子标签具有防水、防磁、使用寿命长、可以在一定距离内读取数据等优点，标签上存储的数据安全、可靠、具有可重复改写等特点。

2.国内研究现状

(1)物流管理领域:生产线自动化、仓储管理、铁路运输监控、民航行李或速递包裹管理、图书或文档管理、强制检验的产品(如压力容器)管理。

(2)防伪领域:商品防伪、证件防伪。

(3)金融收费领域:公路(不停车)自动收费、电子票证及小额支付门票等。

(4)其他领域:汽车防盗、物品跟踪等。

3.射频识别技术原理及系统组成

射频识别技术(RFID)是从20世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术。自动识别技术主要功能是能提供关于个人、动物、货物和商品的区别于它物的信息。在当今的服务领域，商品销售、后勤分配、材料流通等领域已得到了快速的普及和应用。RFDI系统是C1卡技术的延伸和发展，它具有非接触、无污染、识别率高、保密性强等优点。射频识别系统的数据存储在电子数据载体之中。应答器的能量供应，以及应答器与阅读器之间的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场，并采用了无线电和雷达技术。射频识别是无线电频率识别的简称，通过无线电波进行识别。同其他识别系统相比，射频识别系统具有许多优点。射频识别系统组成图如下：

4.功能

(1)存储设备标识信息。

(2)借还信息(包括开启密码)。

(3)状态记录。

(4)与读头之间的通信(合法性验证、信息交换)。

5.举例

全世界的许多大型图书馆都已经使用了射频识别技术，以加快资料的检入、检出、书架库存,以及安全应用。低成本的弹性智能标签可以插入书籍内部，让顾客无法看到。柜台人员可在几秒钟内检入或检出十几本书，无需对每件物品进行人工拿取和对准方向的操作。这种签条还可以用于防盗，与当前零售商使用的防店内行窃技术很相似。图书馆人员可以使用带有射频识别读取器的便携计算机来查看库存，只要沿着书架通廊走过即可发现归档错误的资料，读取器可以自动探测丢失的材料并警告操作员。图书馆的无线射频识别应用属于库存管理应用，这种方式同样适用于其他许多行业。

无线射频识别(RFID)是当今自动识别数据收集行业发展最快的板块之一，在实际应用中，采用无线射频识别技术极大地改善了信息管理的能力。射频识别技术实际上克服了条形码应用当中所发现的某些限制，因为它不属于条形码之类的光学技术，在读取器与贴有标签的射频识别目标之间无需直视线。此外，射频识别以无线方式发送数据，属可读写技术，因此它可以在跟踪周期内更新或改变编制在标签内的数据。

三、总结及展望

1.总结

学校高精设备管理需要应用大量的先进技术和加强信息化管理手段，射频识别技术的使用可以提高信息采集效率和准确性有效加强了高精设备管理及使用者、设备之间相互联系，降低了信息交换成本，可大大提高了采购设备要求的高精度，为节省资金提高设备利用率得到保障。

2.展望

无线射频识别技术(RFID)利用无线射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到自动识别目的，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如、可识别高速同时识别多个标签等优点，操作快捷方便，因此更适合于实现全校物资系统的自动化管理。解决数据融合的各种瓶颈问题。

本论文讨论的内容是RFID系统与各学校物资管理系统进行集成时的关键技术。随着各校物资管理的加强，可以实现资源即时掌握、设备状态实时可控等目标。在这个过程中，不断完善RFID技术的应用研究，应用RFID技术实现各学校物资管理的思路和想法，将使各校在物资管理领域实现节约、设备高效利用、科学物资管理、资产共享的创新。

参考文献:

[1]周之等:SQLServer参考大全.北京:清华大学出版社，2002年5月第一版，P227～282

[2]康立忠 杨 江 李锋华:浅谈军事仓储高新技术发展的对策.仓储管理与技术2001年，第五期P13～15

[3]郎为民:射频识别(RFID)技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社，2006

[4]游战清 李苏剑等:无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社，2004

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传统的标签防碰撞算法可分为ALOHA算法[2-3]和树形算法[4-5]2类。ALOHA算法是1种完全随机接入的多址接入协议算法，比如：PALOHA算法（随机推迟算法）、时隙ALOHA算法（SA算法）、帧时隙ALOHA算法（FSA算法）、动态帧时隙ALOHA算法（DFSA算法）和分组ALOHA算法等。该类算法在标签试图发送数据时，并不考虑信道当前的忙闲状态，一旦产生数据，就立刻决定将其发送至信道，这种发送控制策略有严重的盲目性。随着用户数量或发送信息量的增加，这种完全随机接入的算法将使信道重叠现象加剧，碰撞概率增大，传输性能下降。

近几年，有学者提出了采用CDMA技术进行防碰撞的方法，其性能有明显改善。文献[6]提出在标签识别过程中，使用码分多址技术，实现一个时隙可以同时传输多个标签。文献[7]提出了一种基于码分多址思想的时隙ALOHA算法，来解决射频识别中的防碰撞问题，此算法的系统稳定范围要大于时隙ALOHA系统，并且当选用的扩频码组阶数为N时，此算法的最大吞吐量可达原时隙ALOHA的N倍。上述2个文献所提到的算法，当标签数量很多时，数据碰撞的概率明显增加，使系统的吞吐量急剧下降，影响了系统的整体性能。基于以上原因，本论文提出了1种改进的基于CDMA技术的防碰撞算法，能够适应大量标签的识别应用，减少了识别碰撞的发生，使系统吞吐量得到明显改善。

1基于CDMA技术的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1（2）由于传统的基于ALOHA的防碰撞算法中一个时隙最多只能正确识别一个标签的信息，所以当标签数目过大时，系统的吞吐率，即正确识别标签数目所占的百分比将会大幅度的降低，所以对于过量的标签，本算法将会采取对所有标签进行分组识别，当标签需要分成2组时（系统识别帧最大时隙数N为256）：nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 （3）用上述公式可知n=354，所以当标签数量大于354时，系统将会对标签分组识别。

本文提出的新型算法如下：依据分组帧时隙ALOHA算法，通过此算法的分组规则，完成识别的所有标签的分组。分组帧时隙ALOHA算法的分组规则如下：当标签数量≤354时，无论帧长选择8个时隙还是256个时隙，标签都不分组，按照一个大组来进行识别；当标签数量>354时，帧长选择256个时隙比较适合读写器的识别；当标签数量在355707时，标签分为2组；当标签数量在708～1 416时，标签分成4组更适合信息的传输识别。当标签数量更多时，按照这个规律分成合适的组数再进行识别，详细过程如图1所示。标签分组工作完成后，在每个分组中分别采用码分多址技术，利用其技术的保密性、抗干扰性和多址通信能力，对标签中的数据进行扩频处理并传输。然后读写器端利用码组的自相关特性对不同标签所发的数据进行解调，从而达到防碰撞的目的，进而完成对全部标签的识别，也实现了同一时隙可以传输多个信息的情况。本论文中提到的新型防碰撞算法需要预先在待识别的标签中植入扩频性良好的正交码组，以防止接收端没有办法正确解扩接收，本文选用Walsh序列。该算法可以有效减少图1算法执行过程示意图标签识别过程中的碰撞次数，从而减少了识别时间并且降低了功耗。本论文将分组帧时隙ALOHA算法和码分多址技术相结合，实现在每个分组内可以有多个标签同时进行扩频传输，并且在接收端采用并行接收技术进行多个标签的同时接收。本发明在识别标签过程中，每个组内均为一个独立的识别过程，在分组帧长不改变的前提下，提高了标签数量庞大时的系统性能。有效地减小标签之间的碰撞概率，缩短读写器操作时间，提高吞吐率， 很适合应用于具有较大数量标签的RFID系统中。

2仿真结果

本论文提出了采用码分多址技术的新型防碰撞算法，并仿真了固定时隙数下ALOHA算法的系统吞吐率和本文所提出的算法改进后的系统吞吐量。

RFID系统中时隙ALOHA算法的帧长取值从16个时隙到256个时隙变化，根据公式2，系统吞吐率如图2所示。其中，系统仿真设定的信息帧长F即时隙数设定按2的幂次方递增，即F取值从16个时隙变化到256个时隙，横坐标为标签数N从1变化到500，纵坐标为吞吐率。当帧长设定为256个时隙，标签数量少于256个时，系统吞吐量随着标签数量的增加而增加，直到标签数量达到256时系统的吞吐量达到最大值。随着标签数量的逐渐增多，系统的吞吐量又呈现下降趋势。从图2可以得出2点结论：一、当标签个数接近信息帧长时，系统的吞吐率比较高；二、随着帧长取值的增加，系统对标签的识别性能有明显改善。

本论文提出的基于码分多址技术的新型防碰撞算法选用Walsh序列码，其在对标签的ID号进行扩频处理后，即可实现在同一时刻有2个以上的标签同时进入读写器的识别区域，它们同时发送各自的ID号后，读写器在接收到这些在空间叠加后的信号时也能完整地分离出不同标签的ID号，突破了时隙ALOHA算法在同一时刻不能有2个以上标签到达的限制。此时，系统的吞吐量为（Walsh序列的阶数为r）esucc=∑t=2rt=1N×P（N，n，t）（4）固定时隙数的ALOHA算法的系统吞吐量仿真图和其与基于码分多址技术的新型防碰撞算法的比较仿真结果如图3所示。仿真条件为标签的到达情况符合泊松过程。仿真图3给出了RFID系统的读写器阅读100个标签的识别结果，其中新型算法选用的是Walsh序列，其阶数r取值从2变化到3，固定时隙数的ALOHA算法的信息帧长F取值从32变化到64，横坐标为标签数N从1变化到100，纵坐标为吞吐量。从仿真结果看，在同样的到达率的条件下，阶数越大，算法的吞吐量越高，系统的识别性能有明显改善。并且随着到达率的增加，新型 算法的吞吐量也随着增加，当标签到达量与阶数相等时，系统吞吐量达到最大，但到达量大于阶数时，吞吐量随着到达率的增加而呈下降趋势。这是由于当在同一时隙内到达的标签数量增加到一定程度后，基于Walsh序列阶数r的有限性，选用相同的Walsh序列作为扩频码的标签数量将会增加，此时必然导致碰撞的增加。当选用的Walsh序列阶数为3时，基于码分多址技术的新型防碰撞算法的系统吞吐量可高达3.2，远高于时隙ALOHA的0.368。而且随着Walsh序列阶数的提高，吞吐量的最大值还可以提高，但这会以增加读写器和标签的硬件复杂度为代价，在实际使用中必须根据需求在吞吐量和Walsh序列阶数中作出折中选择。

3结束语

本论文在标签的到达情况符合泊松过程的情况下，利用码分多址技术的多址通信能力，结合分组帧时隙ALOHA算法的优势，创新地提出了一种RFID系统中基于码分多址技术的新型防碰撞算法。理论和仿真实验表明：同已有的标签防碰撞算法相比，本论文提出的新型算法提高了标签数量庞大时的系统性能，能有效地减小标签之间的碰撞概率，缩短读写器操作时间，提高吞吐率， 很适合应用于具有较大数量标签的RFID系统中。

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中图分类号：G353.1

基于二维图像上两个物体的不同空间位置关系特征与描述语句中的词汇进行对齐，具体来说是要在描述语句中提取两个范畴的词汇，形状和方位词，再把这两个范畴的词与图像的底层特征进行对应。人工标注语料经过切分后会产生许多“分词碎片”，这是因为描述词的多样化，如何从“分词碎片”中将丰富的未登录方位描述词和形状描述词识别出来，是本文研究的重点。

1 数据准备

本文的语料库是由两部分组成：人工标注语料和图像语料。

图像语料是系统自动生成的1000幅图片，图片上有两个基本图形，用不同的灰度值进行区分，两个物体的位置不相交，有一定的方位关系。如图1所示：

图1 图像语料示例

标注语料是对每幅图片的人工标注，本文采用了开放的不限定维度的语言对图像进行了人工标注。对600幅图像的标注经过切分、词性标注并去掉表示句式的词后的结果如下所示：

0000/m 三角形/n 正/d 五边形/n 左边/f

2 基于构词模式自动识别未登录描述词的方法

2.1 标注预处理：先将描述语句进行一次切分，然后标注词性，因为本方法对于词性标注的准确性有很高的要求，所以这里选用了中科院研究的分词工具ICTCLAS进行切分，经检测此切分和词性标注工具准确率达到98.5%，然后将表示句式的词去掉，因为这些词只是为了表达句式特点。

2.2 模式初选：因为不同的人有不同描述习惯，为了使模式覆盖面更广泛，在600条语句中，从每100条中抽取10条，总结这60条描述语句中“分词碎片”的词性的构词模式，构成构词模式的初选集。

2.3 模式识别[1]：根据初选集中的模式去识别剩下语料中的“分词碎片”，在识别的同时，统计出每种模式可以识别出的词语数目。识别时，如果连续的“分词碎片”中满足初选集中的一种或几种模式，以满足的最长模式为最后结果。例如：左方/f偏/d上/f一点/m，既满足模式fd，又满足模式fdfm，选择fdfm即词语为左方偏上一点为结果。

2.4 模式筛选：去掉一些识别出词语比较少的模式，因为这些模式往往只是某个分词碎片组成的特例，不能称之为一个模式。

2.5 用筛选后的模式，对测试集中的“分词碎片”进行识别：筛选后的模式就是可用于对“分词碎片”进行识别的模式。

3 实验结果

实验中从60条语句中总结出的“分词碎片”的词性成词模式共18种如下所示：

"mq"，"fd"，"ff"，"fvf"，"df"，"fdfm"，"dn"，"dfdfm"，"fn"，"ffn"，"fdam"，"ffnn"，"nn"，"nfv"，"bnf"，"fda"，"vf"，"mnn"

实验准备的测试集为200条分词碎片语料，用这几种模式去识别这200条测试集中的语料，实验结果如表1所示：

表1 实验结果

构词模式 mq fd ff fvf df fdfm dn dfdfm

出现频次 31 39 40 0 25 9 116 2

构词模式 fn fdam ffnn nn fda vf mnn

出现频次 0 9 0 0 1 0 1

据统计，该方法识别出的词语的正确率为97.5%，召回率为94.7%。

4 结束语

本文介绍了一种基于构词模式的自动识别未登录描述词的方法，并提出把该方法用于特征-描述词的对齐中，极大地增强了对齐语料中的词语丰富性。

附录

计算所汉语词性标记集

Version 5.0

制订人：刘群 张华平 张浩

n 名词；t 时间词；s 处所词；f 方位词；v 动词；a 形容词；b 区别词；

z 状态词；r 代词；m 数词；q 量词；d 副词；p 介词；c 连词；u 助词；

e 叹词；y 语气词；o 拟声词；h 前缀；k 后缀；w 标点符号；

参考文献：

[1]Richard O.模式分类[M].北京：机械工业出版社，2005.

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一、引言

股票技术形态分析，作为证券投资分析的主要方法之一，一直是证券投资者经常使用的一种工具。但这种“看图艺术”的方式，也使得技术分析一直被诟病主观性太强。本文试图通过使用一种系统性的，科学的方法对技术分析进行定义，使用数量化的方法来度量技术分析形态，通过实证的检验，从而在技术分析与量化金融分析之间搭建一座桥梁。同样，本文也尝试增加技术分析的方法和工具，使用量化的手段进行技术分析。

二、技术形态分析的有效性研究

2.1 平滑统计量与核回归

核函数为非参数方法，其函数形式是未经设定的，因此对函数形式的约束较少，从而其具有更大的适用性。本文使用最普遍采用的核函数形式――正态核来进行权数的构造。

2.2 技术形态的自动识别技术

本文将构造一种可以使计算机自动识别价格图形形态的算法，我们的算法包括下面三个方面：

1.通过图形的几何性质定义技术形态，例如利用局部极值来确定技术形态；

2.通过给定的价格时间序列，构造核回归估计量，这样局部极值便可以由数值来确定；

3.分析，找出局部极值，确定每一种技术形态发生的频率。

本文重点分析在传统技术分析中常常使用的两对技术形态：头肩顶（HS）和头肩底（IHS），三角形顶（TTOP）和三角形底（TBOT）。我们只需要五个连续的极值即可定义头肩形态。

三、实证分析

在研究中，我们选取的时间跨度为2006年1月1日至2015年12月31日。在具体个股的选择上，我们从51个证监会股票行业分类挑选30个行业规模较大的行业，再从每一个行业中分别选取1只在行业内具有领先地位的龙头股票，共30只个股。我们对四种形态的频数及收益率数据进行加总，得到下表。

从上表可以看出，在5%的显著性水平下，三角形顶与三角形底这一对形态，其条件收益率与无条件收益率的分布具有显著差异。而头肩顶形态的条件收益率也与无条件收益率有显著差异。这也表明@三种形态能够提供有价值的信息，即此种形态出现会对收益率产生显著的影响。

四、结论

首先，本文使用了非参数核回归来对股票日收盘价进行拟合，得到局部极值点；然后我们则对四种形态进行了数学化的定义并实现了计算机的自动识别；最后，我们选取了30只具有代表性的股票与上证综指一起，根据数学定义进行形态发生频率的统计以及其收益率的描述性分析，得出结论：形态出现频率最高的是头肩形，头肩顶与头肩底分别出现664次和685次。就收益率的统计分析来说，出现次数最多的头肩底，其收益率均值只有-0.401%；次数第二多的头肩顶，收益率均值为0.295%。而收益率均值最高的形态为三角形底，其值为1.56%，可以看出，出现频率高的形态往往收益率不高，而收益率高的形态则出现频率较低。

然后，我们采用Kolmogorov-Smirnov检验方法，对收益率序列进行对比分析，得出结论：三角形底与头肩顶比较显著，我们认为三角形底确实能获得更高的收益率，而头肩顶只在三分之一的个股中有效，其效果不如三角形底。

【参考文献】

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[关键词]快速公交；射频识别；电子站牌；准确停靠

中图分类号：TU98.4 191 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0292-01

1.研究背景

随着我国城市社会经济高速发展，城市交通堵塞、群众出行不方便问题日益突出，尤其大中城市的交通问题已经逐渐影响到社会正常运营。为改善交通拥挤状况各城市都在大兴土木，道路越修越宽，交通设施占用的城市土地资源越来越多，终有一天会超过城市所允许的最大容量。为避免城市交通陷入拥挤―修路―再拥挤―再修路的恶性循环，2005年10月总理、曾培炎副总理先后作出重要批示，要求各地优先发展城市公交。一时间，“城市公交优先”成为了社会各界关注的焦点。但是，随着城市居民生活水平逐年提高，人们对出行的质量要求也越来越高，经济、安全、舒适、快捷的出行已经成为现代城市居民追求的目标。但从目前的状况来看，我国大部分的常规交通并不能满足人们对出行的要求，公交服务水平普遍偏低。主要表现在运力不足，运行速度不高，准点率低，公交车型陈旧，公交线路不合理，公交吸引力低等。所以，在这种大背景的推动以及世界诸多城市建设快速公交系统的大力影响下，我国各大城市开始把快速公交系统推到了缓解城市交通压力的前台，北京、杭州、天津等地已相继建成，合肥的快速公交已经投入使用，而且在不断的完善中。

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别距离从几厘米到几十米远，而且依据读写的方式不同，可以输入说千字节的数字信息，具有极高的保密性。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。此外，由于射频识别技术受外界的干扰较小，其识别准确率也比传统的基于视频图像处理技术要高。因此，FRID技术已在世界各地得到广泛的应用，以美国、日本和欧洲为首的发达国家对FRID技术的应用研究已达到相当高的水平，而基于射频识别技术的车辆自动识别系统在我国的研究和应用尚处在起步阶段。

2.设计原理

2.1 设计思路

系统结构：本系统主要由录放系统，LED显示以及射频信号的发射与处理组成。（图1）

首先将准备放音的内容预先录存储到语音芯片中，当站台接收到从公交车发送来的数据后，单片机1根据收到的有效公交车名数据，然后向语音芯片发送对应的语音播放地址，启动语音芯片送出音频信号，语音芯片将音频数据滤波后经功率放大器驱动扬声器播放语音，完成语音播放。同时与单片机2通信，驱动数码管显示相关车辆及停靠信息，从而实现车辆自动识别与乘客引导。

2.2 RF无线通信

典型的RFID系统可分成两个部分。一部分是安装在公交车的发射端，另外一部分就是安装在BRT站台的接受端。有源标识卡不断主动向外发出无线电信号（1秒钟发送3次），并且能够传输较远距离，该无线信号是有编码的，每个标识卡的编码是唯一的。标识卡发出的无线信号如果是在读卡器的有效测量距离内，则该无线信号通过读卡器上的天线被读卡器接收并解码，然后可以通过 TTL232接口将信息发送给单片机进行处理。

2.3 语音录放模块

语音自动播报电路如图，由于需要预录取相关的公交车信息及提醒语句，电路中必须加入语音功放电路。语音功放电路包括：语音芯片、音频功率放大器、扬声器等。本论文选用ISD4002语音芯片和自带功率放大的音响，语音电路接口设计原理图如图2所示。

2.4 LED屏显示电路

单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式可分静态显示和动态显示，按译码方式可分硬件译码和软件译码。静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次新数据，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多。这两种显示方式各有利弊：静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间，本设计采用动态扫描的方式驱动三个级联数码管。对各部分电路进行焊接调试，系统能够很好的识别无线射频的信息，并且LED和语音模块都能正常工作，达到的预期的目标。

3.创新特色

智能公交系统目前正处于迅猛发展时期，市场前景广阔。智能公交系统包含众多子系统，也涉及到很多交叉技术，是一个复杂的大系统。而在所有子系统及其所需功能中，公交车定位和报站系统又是整个公交系统的基础。本设计通过对无线射频技术特点和应用现状的研究，结合我国目前城市快速公交现状以及公交系统智能化的要求，提出一种新型智能化公交自动识别方案。在应用领域，如果一个设计的移植性差就意味着失败，这些可扩展性都是由数字电路系统的特点来决定的，特别是射频接口发射功率、发射频率和MCU 控制程序可以修改，对应不同的系统可以设置不同的程序和参数；系统硬件模块也可以针对不同的系统做相应的修改。

4.应用前景

在世界诸多城市BRT建设的影响下，特别是国务院出台81号文后，国内许多城市开始把发展大容量快速公交系统推到了缓解城市交通拥堵的前台，纷纷开始规划和建设BRT线路和系统。北京市编制了中心城公共汽（电）车线网规划，并首次把BRT作为公共汽（电）车线网的一个功能层次，融入公交线网整体结构中，与常规公共汽车线网以及城市轨道交通线路有很好的衔接换乘关系。杭州开通了首条全长28公里贯穿城市东西走向的BRT线路，并计划2～3年构筑起2至3条快速公交（BRT）线路以形成体系规模。此外，上海、广州、西安、南京、成都、重庆、济南也都在积极筹备建设BRT，有些城市目前已处于可行性研究阶段。

总的来说，国内BRT的建设还处于起步阶段，本设计所提出的BRT公交车准确停靠及乘客上车自动引导系统能够有效解决BRT公交的准确停靠及引导乘客有序让车等问题，大大提高了市民乘车效率，减小了交通隐患。市场前景广阔。

基金项目：2013年国家级大学生创新创业训练计划项目（201310364012）

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射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标，可以快速地对物品进行追踪和数据交换，能够识别高速运动物体并可同时识别多个标签。

RFID是一种简单的无线系统，由一个阅读器(询问器)很多标签(应答器)以及传递信号的天线所组成。其工作原理也并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，利用感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，阅读器读取信息并解码后，送至中央系统进行有关的数据处理。

20世纪末，国外开始将RFID技术应用于图书馆。2006年，深圳图书馆成为国内首家运用RFID技术的图书馆。到目前，国内使用RFID系统的图书馆已接近百家，但约2/3为公共图书馆，高校图书馆不到1/3，北京地区只有北京理工大学、北京石油化工学院、北京农学院等少数几所高校。

1RFID技术在图书馆管理中的应用

RFID其实就是一种电子条码，与图书馆目前普遍应用的条形码系统相比，RFID系统不仅可以完全替代条形码系统，而且具有更显著的功能优势。

1.1 自助借还书

使用条形码系统，读者借还书籍时，必须由馆员手工一本一本地扫描书籍的条形码。而借助RFID自助借还书系统，RFID可以同时读取多个芯片信息，读者只需将其要借阅的所有书籍放在自助借还机上，按照提示进行操作，就可以自行完成书籍的借阅和归还，无需再由馆员逐一手工进行。馆员的手工劳动量降低，提高了工作效率。

尤其在读者归还图书时，不必受图书馆开闭馆时间的限制，可以在任意时间、任意地点(自助还书系统可以通过网络设置在宿舍、教室、食堂等任意地点)自助办理，方便、快捷。

1.2 图书清点

条形码阅读机必须在近距离才能辨别条形码，因此，清点文献时需要将每本书从书架上取下、翻开，扫入条码后再逐本放回，工作极为繁重。利用RFID便携式点检设备，一次可以读取多个RFID标签的资料，只需要用扫描棒在书架上横扫1～2遍，即可读取全部图书数据，盘点时间大大缩短，这样不但极大地减轻了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，而且可以使馆藏清点成为一项经常性的工作，从而提高管理水平。

由于现在的阅览室多采用开架阅览方式，图书乱架现象较为严重。如果书放错了位置，则很难被查找出来。而采用RFID技术，则只需在RFID阅读器中输入该书的相关信息，沿着书架依次扫描，很快便可发现目标，使得查找工作变得非常方便。

1.3 在安全防盗管理中的应用

RFID防盗检测系统具有识别距离远、识别速度快、误报率低等特点，弥补了磁条检测设备存在盲区和不稳定的缺陷，但由于RFID标签的隐蔽性不好，一旦被连书页一起撕掉，便完全失去了安防功能。因此可以将RFID阅读器与传统的磁条检测设备整合在一起，双管齐下，能大大增强检测系统的可靠性。

2主要应用设备

RFID标签转换系统：标签转换系统的主要作用是对RFID标签进行读写、编码及分发。RFID标签中存储了识别和追踪馆藏文献所必需的信息，包括图书编号、图书名称、检索号、所属书架信息、借阅者信息、借阅日期等信息。

便携式RFID点检设备：通过扫描书架上贴有RFID标签的流通资料，实现错架检查、顺架、排架、倒架、剔除以及阅读统计、数据采集处理等功能。

多功能馆员工作站：集RFID识别系统、读者证件识别系统、条码枪、充消磁仪、显示器等设备于一体，具备馆员管理工作和读者自助操作双面、同步显示功能，同时进行多本图书的借还及充消磁操作。

自助借还书系统：可以对粘贴RFID标签的流通文献进行扫描、识别和借还处理的设备系统。用于读者自助进行文献借还的操作，可打印借阅凭条并取得收据，操作简单，可24小时运行。

安全检测系统：当读者出入图书馆经过该系统时。如果有图书被遗漏处理，系统将自动发出提醒，同时可侦测多个标签，误报率较低。

此外还有自动办证系统、封闭式自助还书系统、24小时室外还书系统，以及自动分拣系统、自动上架系统等多种设备，用户可以根据自己的需要进行选配。

3RFID技术应用中存在的问题

3.1 技术标准尚不统一

RFID技术应用于图书馆，按照应用频率分为两种技术流派，即高频(HF)和超高频(UHF)。这两种技术的工作原理并不相同，从应用效果上看，也是各有利弊。高频技术相对比较成熟，国际标准完善，设备和生产厂家较多，国内代表性的厂商有上海阿法迪和深圳海恒；超高频技术在标签隐蔽性和价格上有优势，未来很有发展前景，国内代表性的厂商是深圳远望谷。

不同的技术标准使用户在选择过程中，往往难以抉择，一旦选择了一种，就意味着放弃了另一种。因为标签和阅读器不兼容，不能共用。采用不同标准的图书馆之间，也难以进行馆际互借、数据交流等合作。

3.2 应用成本较高

随着RFID技术的推广和产品的国产化，RFID产品的价格不断下降，一枚电子标签的价格已经从五六年前的一美元降到目前的一元多人民币，但对于藏书量基本都在百万册以上的高校图书馆而言，这仍不是一个小数目，加之上述的系统设备，起步就需要二三百万元，如果没有专项经费的支持，多数高校图书馆是无法承担的。

3.3 传统观念的束缚

凡历史悠久、管理完善的图书馆都有一批经验丰富的管理人员，丰富的经验常常伴随着根深蒂固的传统观念，他们对书架的布局、图书的排列以及图书的流通程序都有自己的规范和习惯，而这些规范使RFID系统难以充分地显示出其功能优势。短时间内，这也是难以改变的现实。

任何一项新技术的推广和普及都不会是一帆风顺的，RFID也一样。但应该相信，RFID技术代表着未来的趋势，随着不断发展和完善，它终将会被高校图书馆广泛接受。在现代信息技术的推动下，图书馆传统的管理体系和服务方式正在发生巨大的变革，正在向电子化、数字化、虚拟化方向迈进。我们必须解放思想，积极接受和利用现代信息技术，不断提高业务工作质量和工作水平，更好地为读者服务。RFID技术的应用，将使高校图书馆工作的整体水平登上一个新的台阶。

参考文献

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【关键词】射频识别读卡器RFID

1、引言

随着科学技术的发展，电子标签―RFID在国内外已被广泛的使用，如为减少行李遗失事故的发生，国际航空运输协会积极鼓励全球航空公司和机场，采用先进的RFID技术处理乘客的行李。它能通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，能够工作于各种恶劣环境之中，可用于高速运动目标的识别及多个目标的同时识别，操作快捷方便。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一，曾被美《商业周刊》评为将掀起新产业浪潮的未来四大高技术之一。

RFID技术的应用已趋成熟。在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部都得到了相当广泛的应用。目前国内RFID的应用已经涉及到铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统等。正在计划推广的应用领域还有电子身份证、电子车牌、铁路行包自动追踪管理等。

2、射频技术

从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低中高频段基于变压器藕合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在超高频及微波频段基于雷达探测目标的空间藕合模型（雷达发射的电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。射频标签与读卡器之间的电磁藕合包含两种情况：一是电感耦合方式，是低、中、高频段近距离非接触射频识别系统的基础。在电感耦合方式中，读卡器的天线相当于变压器的初级线圈，射频标签的天线相当于变压器的次级，因而电感藕合方式也称为变压器方式。电感耦合方式通过空间磁场实现耦合，耦合磁场在读卡器线圈（初级）与射频标签线圈（次级）之间构成闭合回路。二是电磁藕合方式，在电磁耦合方式中，读卡器的天线将读卡器产生的射频信号以电磁波的方式定向发送到空间范围内，形成读卡器的有效阅读区域，位于读卡器有效阅读区域中的射频标签从读卡器天线发出的电磁场中提取工作电源，并通过射频标签的内部电路及标签天线将标签内存的数据信息回传到读卡器。电磁耦合与电感藕合的差别在于电磁耦合方式中读卡器将射频信号以电磁波的形式发送出去；在电感藕合方式中，读卡器将射频信号束缚在读卡器电感线圈的周围，通过交变闭合的线圈磁场，形成读卡器天线与射频标签天线之间的射频通道，而没有向空间辐射电磁能量。电感耦合的RFID系统中，电子标签卡在天线上形成的接收信号的调制方式常采用副载波负载调制技术；电磁耦合的RFID系统中，电子标签卡在天线上形成的接收信号的调制方式常采用电磁波反向散射调制技术。

按照读写距离来划分，RFID系统可分为接触式和非接触式，而非接触式又分为近距离（密耦合）、中距离（遥耦合）和远距离。本论文中主要探讨的是遥耦合，读写距离从1米到10多米甚至更远的RFID系统称为远距离RFID系统。它是依靠电磁波在空间辐射形成空间电磁场，电子标签卡与读写器之间的通信方式类似雷达探测过程。工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远场区内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。阅读器天线一般为极化（线极化或圆极化）天线，并在空间形成一个辐射场为无源标签提供射频能量。远距离RFID系统的工作频段为860―960MHz、2.4GHz和5.8GHz等，目前大量应用在车辆管理、码头集装箱等大物件的流通领域。

3、RFID技术的应用

本论文中的RFID技术是一种无线通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它的工作原理是：无线电信号通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附在物品上的标签上传送出去，以达到自动辨识与追踪该物品的目的。

目前大部分电动车的防盗系统的防盗原理是：当盗窃者触碰电动车时，车子自动发出警报鸣笛。这种防盗系统根本发挥不了防盗的作用：一、车子经常被非盗窃人员触碰，导致大家弄不清楚警报声到底是否是因为盗窃所产生的。二、即便是盗窃所产生的警报，户主也不能及时知道是有人在盗窃自己的车子。而本论文的构想是：把RFID技术应用在电动车防盗系统中。基本构思是：在电动车的电瓶安装处加装施封锁自动识别装置并在施封锁的一侧加上电子标签外壳与RFID芯片，只要是电瓶处或者机动车开锁处被解锁，通过RFID的读卡器，就会发出无线射频信号，户主手中的应答器就会接收到报警系统的提示。

整个系统的组成是基于主动射频激活后的动态识别系统，系统由电子施封锁，125KHZ低频激活系统，如图1所示。

读出装置的电路由单片机控制模块、射频收发模块、接口控制及125KHZ无线唤醒发射模块、其中接口用于控制系统中射频信号发射和接收。电子施封锁的电路由单片机控制模块、射频收发模块、125KHZ无线唤醒发射模块、电源管理几部分组成。

电子施封锁的电路由单片机控制模块、射频收发模块及无线唤醒电路、电源等四个部分组成。单片机用于控制射频收发模块和保存与电子施封锁相关的信息；无线唤醒电路则在收到读写器发送的特定信号后产生一个中断信号唤醒休眠的单片机和射频收发模块；射频收发模块则负责接收和发射读写器发送来的信号；电源电路控制电源的功耗，根据无线唤醒电路的指令及无线射频的信号强度控制电源的消耗，及计算电源的容量及寿命管理，确保电源能长时间可靠的工作。

系统单片机控制模块采用了NORDIC最新的无线和超低功耗技术，选择用NRF24LE1控制芯片，在一个极小封装中集成了包括2.4G无线传输，增强型51 FLASH高速单片机，丰富外设及接口等的单片FLASH芯片，是一个综合了性能及成本的完美结合，很适合应用于各种2.4G的产品设计。

读写器和电子施封锁都有工作及休眠二种工作模式。由安装在电动车上的震动传感器感应到电动车震动时，接口控制模块发出读写指令，启动读出装置的射频收发模块工作，同时启动125KHZ无线唤醒发射模块工作；电子施封锁受到读出装置唤醒信号后启动工作，实现与读出装置的数据交换，完成一次完整的数据交换后，读出装置将读取到的信息存在于单片机控制模块中，并迅速将车载信息发送到车主手中的报警器。读出装置和电子施封锁重新进入低功耗休眠状态，等待下一次的唤醒。

本论文中的电子施封锁采用电池供电，而电池是一种消耗性的电源，工作时间短，为了延长车载卡的工作时间，需要进行电源管理，以降低功耗。当前大多数的电源管理方法采用一种周密设计的唤醒、休眠方法。但大多数情况下，唤醒周期的大部分时间是徒劳无用的， 消耗能量。本系统中采用一种无线触发唤醒的电源管理方法，在这种方法中，车载卡进入休眠模式后就会一直保持睡眠状态，在读写器没有发送出特定频率的无线信号时，它是不会被唤醒的。当然，这个特定频率的无线信号会立即地唤醒休眠的电子施封锁这样，就节省了在唤醒前和监测期间的电源消耗。

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中图分类号：F252 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2012）01-0085-04

收稿日期：2012-01-08

作者简介：邹广宇（1983-），男，天津人，计算机管理员，从事信息系统研究。

一、引言

1.论文研究的背景和意义

到目前为止，随着现代信息的不断发展，智能化和信息化已经被广泛应用到各个领域。目前的自动识别技术主要包括两个种类：条码技术和无线射频（RFID）技术。随着这两种技术的不断发展，自动识别技术已经在全世界具有了一定的发展规模。由于信息量和人们需求的不断扩大，现代的物流行业涉及的种类是很烦琐的供应链结构也相应地变得很复杂，很多时候都是要求远距离的传输，在这种传输中传统的物流方式就存在很大的弊端。RFID技术，最早出现在第二次世界大战的战场上为飞机的一种敌我目标识别出现的。但是由于成本和技术限制等诸多原因，一直没有得到广泛的应用。

2.研究现状

（1）物流信息的研究现状。物流信息管理的发展已有很长一段时间，并且各个地区和国家的发展情况都不尽相同。我们可以在线地对车辆和货物进行信息的追踪和查找，但是这种方式对网站的信息和其他的链接都没有可靠的保障。这种系统可以利用全球卫星定位系统和智能的交通管理系统来对运输货物的车辆进行位置的追踪，从而掌握货物的运输情况，以这种动态的管理方式使得车辆的管理效率得到提高。（2）RFID技术的研究现状。条形码技术可以说最早是由沃尔玛公司开始应用的，从此成为了各个物流行业中的重要识别技术。而现在沃尔玛公司否定了条码技术开始使用电子标签，这充分地说明了RFID技术明显优于传统的条码技术。也预示着RFID技术在商业物流行业中的应用会得到普及，最终取代条码技术。RFID技术在中国作为一种新型的自动非接触式识别技术的发展历史还不是很久，所以是处于刚刚起步的阶段。但是作为一种新型的技术手段，RFID技术还是具有很大的发展前景和空间的。

3.论文研究的主要内容

本文主要是把RFID技术应用到物流信息管理系统中，从而实现对物流全过程的调度优化和控制的动态性。

二、物流信息系统概述

1.物流管理系统的概念及功能

（1）物流系统的定义。物流信息是一个非常广泛的概念，涉及到我们社会经济的任何一个方面，是一个错综复杂的社会系统。从大的材料供应商、批发商到零售商和消费者，几乎都有物流信息系统的身影。现在的物流信息管理系统的主要任务有以下三方面：商品的流动，也就是我们所说的商流；信息的流动，也就是我们所说的信息流；资金的流动，也就是我们所说的资金流。物流信息管理系统的英文名称是 Logistics Information System，以下简称为LIS。LIS的主要组成：计算机软硬件、通信网络的主要设备和人组成的智能人际交互界面系统。（2）物流信息管理系统的主要功能概述。通过计算机技术对数据进行处理，可以向运营商和客户提供相应的共享数据，并且可以加强企业和企业之间的合作关系，形成一种更加优越和完善的供应链网络。

2.物流管理系统的主要结构及类型

一个完善的物流信息管理系完成的主要功能包括：首先对信息进行采集整理存储，然后对有用的信息进行相应的传输和利用。与此同时也涉及到了活动中的每个要素。

3.物流信息管理识别中主要的采集技术

物流信息管理系统主要是将各个环节的物流信息联合到一起，表现出了物流管理系统强大的整合能力。（1）条码技术简介。这种识别技术主要是被应用在计算机的数据的输入与输出。具有很多的优点：可靠性高、成本低并且采集和输入输出的速度非常快。由于这些优点的存在，条码技术目前被广泛应用在国内外的物流行业中。条形码识别技术由于具有非常优越的优点，准确可靠快速的传输，使得它的应用价值非常大。其中条形码的设备主要分为条形码的印刷设备和条形码的扫描设备。（2）RFID识别。射频识别技术，即RFID技术是一种非接触式的自动识别的技术。一个标准的射频识别系统是由三部分构成的：电子标签、读写器和天线。但是由于实际中存在的问题，这种RFID系统好使需要软硬件之间的良好配合才能完成它的功能。

三、RFID技术简介

由于射频的数据保密性非常好，所以目前被广泛地应用在防伪行业中。RFID的主要优点是：具有唯一的UID号码。

1.RFID系统的组成和特点

一个最基本的RFID系统如图1所示，一般包括：标签、阅读器、天线和数据的读写系统。

标签的作用：RFID的电子标签是由耦合元件组成的。上述每个电子标签都具有唯一的UID编码。是标签唯一识别的标识。读写器：读写器是电子标签的读写设备。主要控制数据的读写。天线：主要完成读写器和标签之间射频信号的传递。

如图1所示，一个完整的RFID系统还包括一个中心处理的电脑和应用软件系统。这个系统主要是将读写器上的信息和数据传递到电脑上的数据处理中心进行处理和应用。这也是RFID技术的基本原理。

2.RFID组成部分简介

（1）电子标签。RFID系统中的电子标签是整个系统的数据的载体。通常情况下，一个完整的电子标签主要是由标签元件和天线组成。电子标签与条形码不同的是电子标签可以自动地把自身存储的信息发送出去，它是可编程的，可以适当地改写编程的程序来满足不同情况下的电子标签的需求。（2）读写器。在RFID系统中，负责数据的读写的设备主要是读写器设备。读写器的功能非常强大，通常在系统中它都是独立存在的，也就是说读写器可以单独地对数据进行读写、处理并且显示等。（3）数据的管理系统。完整的RFID系统除了包括最基本的标签、天线、阅读器外，还应该具有一整套完整的数据管理系统。数据管理系统的主要功能是完成数据信息的处理和存储共享。

3.RFID技术的优点

RFID技术的出现，使人们认为RFID技术是条形码的高级形式，但是这种说法是没有什么理论依据的。RFID作为一种新型的非接触式自动识别技术，它在很多方面都优于条形码技术。RFID技术的优点很明显，它不需要光源，并且更加安全。

4.RFID技术目前面临的问题

RFID技术是一种新型的识别技术，它与条形码识别技术相比，发展的历史比较短。所以技术还不是很成熟，目前还存在着许多发展的问题。

四、物流管理系统的需求分析

1.RFID技术的主要应用

随着信息技术的发展，RFID技术也有一定的发展，被应用在许多不同的领域，最主要的应用范围包括：零售、仓储、生产和运输行业。

2.目前物流公司的现状

经济需求的不断增长，市面上有越来越多的物流公司来满足人们对物流的需求。但是很多物流公司的规模都比较小，存在着一些缺点。

3.需求问题的解决

目前的物流企业的规模比较小，标准和网络化都不完善，存在着各种各样的问题。针对这些问题，我们对物流公司有了新的需求问题的解决方案。每个公司都可以发挥它的长处取长补短，互相帮助赢取共同的利益。这种集中管理和共享的方式不仅可以帮助物流公司来提高他们的运输速度，而且还大大地降低了物流中货物运输的成本，减少了不必要的浪费，有助于管理者的经营。

4.RFID系统结构的选择

本文主要用到的数据库是SQL。采用的主要构架是B/S模式。下面分别对这两种技术进行简单的介绍。（1）SQL简介。SQL（Structured Query Language）， 它的意思是结构化查询的语言。SQL这种语言最主要的功能是它可以很好地与各个数据库建立相应的联系并且可以进行很好的沟通。（2）浏览器/服务器（B/S）构架。目前来说管理信息系统主要的构架类型主要包括：主机/终端型、客户机/服务器即所谓的C/S模式、文件/服务型、三层的B/S和多层分布的形式。

这种技术是www技术和数据库技术相结合的结果，是未来数据库发展的主要方向。

B/S模式的主要结构如图2所示：

5.系统成本的分析

我们知道RFID系统主要是由标签、天线和阅读器构成的，所以它的主要硬件成本也是由这三部分构成，这主要是从RFID系统的市场需求来看的。对于物流管理行业来说，这三部分也是主要的硬件投资方式。虽然目前RFID系统的成本略高，但是它带给我们的优点远远胜过了糨的这个不足。

五、系统的总体设计研究

1.基于RFID的物流管理系统的总体目标

物流信息系统主要解决的问题是：（1） 缩短从接受订货到发货的时间；（2） 库存适量化（压缩库存并防止脱销）；（3）提高搬运作业效率；（4）提高运输效率；（5）使接受订货和发出订货更为省力；（6）提高接受订货和发出订货精度；（7）防止发货配送出现差错；（8）调整需求和供给回答信息咨询等。一个好的完善的物流信息管理系统会很好的解决上述的问题。我们最终的目的都是为了提高服务水平并且降低物流运输的总成本。

2.系统硬件产品介绍

本系统设计的是一个基于RFID硬件产品已有的物流管理系统，所以首先对RFID不同用途的读写设备和它们的应用场合作了一下简单的介绍，例如，下面这款电子标签：

本系统选用的电子标签是TI2048，这款电子标签是TI公司新出的一款粘贴式的电子标签。如图3所示：

3.流程分析

（1）物流公司工作的流程分析。每个服务行业的宗旨都是客户至上。对于物流公司来说，也是这样。物流公司的终极目的就是让客户的邮件及时准确并且完整地到达目的地，而且要确保邮件在终点是有顾客签收的。图4所示的是一个顾客返送邮件到收件人的全过程。

4.软件平台和功能设计

Java EE开发平台目前被广泛应用在各种各样的信息化平台的开发中。在目前实际应用的Java EE开发平台中，它主要由两部分构成:第一种是以Spring， Hibernate两个框架为基础核心来构建的，这种类型的应用一般都不要应用服务器的支持，一般在Jetty，Tomcat等Web服务器上就可以很好的运行，这类Java EE应用被称为轻量级的Java EE应用;另一种类型的Java EE则以EJB3. 0为核心来构建，这种类型的应用需要EJB容器支持，一般情况是需要在JBoss，WebLogic，WebSphere服务器中来运行，这类Java EE应用是sun公司官方推荐的Java EE平台，所以它一般情况下称为重量级的Java EE应用。

5.RFID物流管理系统的设计原则

首先，要确保系统具有一定的先进性。这里所说的先进性主要指的是RFID技术所特有的优点。包括它硬件和软件上的优点。利用这些优点可以提高物流管理系统的运行质量。其次，是RFID系统的安全性和可靠性。这里指的是要确保寄件人寄出邮件信息的安全性。邮件属于寄件人、客户的财产，保证客户财产的安全，是物流公司的首要职责。所以安全性和可靠性是很重要的。如果公司没有对安全性和可靠性做出一定的保护，那么出现问题后不仅是客户的财产丢失，更大的损失是物流公司，公司失去了在客户心中的信誉。这种损失有时是无法弥补的。最后是系统通用性和扩展性的设计。通用性和扩展性是各个环节的枢纽，相当于是系统之间的接口。如果企业之间的系统不具通用性，合作起来就会有很多的问题。所以通用性的提高，可以加强企业和企业之间的合作和沟通关系。

6.系统模块设计

本设计中的管理系统软件主要由8个模块构成：系统的设置模块、运单的管理模块、专线管理模块、车辆的管理模块、办公环境管理模块、报价管理模块、客户资料管理模块、射频卡片管理模块。

六、总结与展望

1.总结。本文设计是基于RFID技术的物流信息管理系统。硬件设备包括电子标签和阅读器设备。软件部分主要是由web服务器和基于Java EE 和SQL Server软件平台来实现的管理系统。本系统的最大的创新点是：将RFID技术与物流管理系统相结合。这个创意的最大优点是增强了企业和企业之间的合作关系，确保货物运输过程中的准确性和安全性，降低了物流行业的运输和管理成本，不仅给客户提供了良好的服务，而且还在很大程度上提高了物流行业的经济效益。

2.展望。目前中国的RFID技术还处于刚刚起步的状态，RFID技术的应用还不够完善， RFID技术的物流管理系统的成本较高，造成了RFID技术物流管理系统普及的困难。条形码技术还会在很长一段时间内占据着识别技术的主要市场份额。但是RFID技术作为一项新技术，具有巨大的发展空间和非常广阔的前景。由于时间和实验的条件有限，本文的设计还存在着很多不足的地方，还有很多物流管理系统的方面没有涉及到，需要在今后对此系统进行不断的完善。主要包括：

一是可以将GPS模块应用导系统中。GPS目前已经在很多国家中被使用，但在中国还是很少使用的。利用GPS的定位系统，我们可以对丢失的邮件进行定位，然后搜查。这样可以大大的减少不必要的损失，提高系统的安全性。

二是物流管理手机平台的应用。随着技术的发展，目前有很多系统都支持手机平台。时代的需求，人人都有手机，手机成了必备品，所以把物流管理系统应用在手机平台，这样方便客户对物流行业运输的需求。提高了管理和查询的效率。

三是RFID技术在邮件分拣中的应用。RFID是一种非接触式的自动识别技术。所以我们可以利用这个优点来对邮件进行快速的分拣。这样，手持分拣设备，就可以对邮件进行识别和信息的显示。

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[5]王芸.基于小波变换的心音信号分析研究.四川大学硕士学位论文,2005年5月,P4

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一、引言

随着高等院校办学规模的不断扩大，信息化建设的快速发展，高校在实验环境和仪器设备上的投入也在迅速地增加，作为高校教育事业赖以生存和发展的前提，实验环境里人多物杂，依靠传统方式如手工建立台账、标签或条码等方式管理效率低下、容易出错、更新困难，如何科学有效的管理、避免重复性购置、充分提高仪器使用率、让仪器设备能在教学科研中发挥最大效益已经成为当前高校管理工作的重点之一。

射频识别技术作为一种非接触自动识别技术，推动和促进了设备数据采集流程的简化、信息透明度的增强和资产全生命周期可追溯的实现，避免“重购轻管”、重复购买和闲置浪费，是加强高校实验仪器设备管理的有效手段，使管理工作逐步实现系统化，规范化，程序化，这样可以大大提高了信息处理的速度和准确性。

二、物联网技术的概念

作为世界信息产业的第三次浪潮，物联网代表了下一代信息技术发展的重要方向，其基础和核心仍然是互联网，利用射频识别、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按照预先约定的协议把任何物品与互联网相连接实现识别定位、跟踪监控和管理。由全球产品电子代码、射频识别系统和信息网络系统三大部分组成。

射频识别（RFlD）是一种利用射频非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，整个识别过程无须人工干预。这种技术具有安全可靠，无污染、数据可重复读写，保存时间久，可识别高速运动物体，同时识别多个标签，操作快捷方便等诸多特性。通常RFlD系统包括三个部分：电子标签阅、读器、数据处理平台系统软件等。

RFID系统的基本工作原理为：阅读器通过射频天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线工作区，产生感应电流获得能量并被激活；电子标签将自身信息通过天线发送出去，射频天线接收到该载波信号后，将其传送至阅读器，再经解调和解码后送交后台系统进行相关处理。

三、射频识别技术在实验设备管理系统中的应用

结合射频识别技术、计算机网络技术、智能信息处理技术，通过使用电子标签、读写器和后台管理系统可以实现高等院校实验设备的入库登记、申领登记、借用转让、折旧报废、维修保养、状态查询、仪器设备盘点等功能。实现实验设备资源的全方位可视化和信息透明化，让资源管理更精细，提高资源的利用率。

1.设备盘点

实验设备及其配件在生产制造、销售运输、入库仓储过程中可以被分配具有唯一识别码的射频识别电子标签，标签里可以存放仪器设备的基本信息，阅读器通过射频信号读取，在进行设备盘点清查的时候，管理员使用手持式读写器，不需翻看、搬移、逐台扫描仪器便可批量、准确的获取仪器设备的信息，降低工作强度，提高盘点效率。

2.信息更新

利用电子标签不限次数的新增、更改和删除内部存储信息的特点，从采购入库开始，将其使用过程中的在用、调配、闲置、维修、报废等状态的改变及时更新写入标签，确保在清查管理时掌握仪器设备的生命周期，为仪器设备的采购更新、报废调配、投资决策提供参考依据，提高资源利用效率。

3.设备定位

为了保证仪器设备在规定范围内被合法的使用，对贵重、大型的仪器设备实现室内空间定位，防止私自挪动或其他意外情况的发生，同时仪器设备上的每个电子标签被赋予不同权限，利用门禁系统，当未授权仪器设备离开仓库时发出防盗警报，确保实验仪器设备的安全。

4.监管共享

利用电子标签，结合GPS、智能传感器等技术，加强实验室危险品的监控报警、定位跟踪、检查教研、信息跟踪等功能。与大型昂贵仪器设备共享平台结合，使用户准确获得目标仪器的位置状态等基本信息，提高设备共享性和利用率。

5.过程监控

利用电子标签达到兆字节容量的存储器存放仪器设备的技术档案，教师利用手持式阅读器可以在实验时读取学生的实验环节、操作要点、中间结果、使用帮助等信息，动态监控实验设备，当使用不当时报警并中断实验，避免损失，并最终指引学生正确完成实验，确保实验数字化、智能化和网络化。

四、结语

通过射频识别技术的应用，可以解决高等院校仪器设备分散，数据采集困难的瓶颈问题，从而利用其技术优势有效解决仪器设备清查效率低下、管理困难、维护跟踪不足突出问题，避免了以往高校仪器设备管理中一些烦琐过程和人为产生的问题，使管理工作更加科学、规范、高效、便捷。在RFID技术的应用过程中，标准、技术和成本一直是业界公认阻碍其发展的三大原因，但RFID所具备的优势让它在更广阔的领域显示出了强大的活力并且愈发势不可挡。网络及通信技术的发展给RFID提供了施展才能的新机遇，信息化建设也开始利用射频识别技术完成底层数据的自动采集。相信随着技术的不断完善，RFID必将在更大的领域获得普遍应用。

参考文献：

[1]周晓光，王晓华，王伟.射频识别（RFID）系统设计、仿真与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.

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中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)02-0000-02

Automated Access Control System Application and"Hardware Plug-ins" Proposed in Library Management

Shen Lei

(Huazhong Normal University,Xiangyang441200,China)

Abstract:In order to solve the gates can not be quickly closed,we can take advantage of through-beam photoelectric sensors:the most before the start of a credit card when the gates open,this person walked into the gates;this time the speed of light blocked off,the sensor can quickly identify and access to remain open;when out of the access control system, which will immediately shut down.

Keywords:CPU card;Infrared temperature measurement technology;

Common interface

华中师范大学在新的一年里采用了全新的“校园一卡通”，相应的新图书馆引进了新的门禁系统，二者的相互结合大大减少了人力物力财力，以往还需要一些工作人员检查学生证，现在完全不必要了，大大可提高了进出图书馆的效率。下面将就此谈谈自动门禁系统的应用及对图书馆管理所发挥的作用和相应的改进以及“硬件插件化”的提出。

一、一卡通――“学生的校园身份证”

在讲图书馆门禁系统之前还要先说说进出图书馆的身份识别证明，即校园一卡通。华中师范大学的“校园一卡通”采用的是目前最先进的CPU卡，是师生在校内消费和身份识别的载体。

学校采用的是非接触式CPU卡，是一种真正意义上的“智能卡”。它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，外形与磁卡相似。卡内集成电路中包括中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）以及片内操作系统COS等主要部分，犹如一台超小型电脑。这种卡具有很高的数据处理和计算能力以及较大的存储容量，因此应用的灵活性、适应性较强。加之在硬件结构、操作系统、制作工艺上采用了多层次安全措施保证其极强的安全防伪能力，已经成为对数据安全有保密性的特殊敏感场合的最佳选择，如金融信用卡、手机SIM卡等。加之校园卡须具有身份识别功能，要求具有数字签名功能，CPU卡能够很好地实现密钥管理系统的各项功能指标，因此确定在”校园一卡通”系统中校园卡采用非接触式CPU卡型也在情理之中。

依托校园网络的应用系统，在学校范围内，凡有现金、票证或需要识别身份的场合均采用一卡来完成。校园卡将逐步取代以前的各种证件如食堂卡、借书证等的全部或部分功能，具有个人消费、充值圈存、图书借阅、身份识别及其它业务，以后将逐步扩大使用功能，建立成为个人的综合信息平台，实现“多卡合一、一卡通用、一卡多用”。

提高管理水平和工作效率,方便师生工作、学习、生活。及时的信息更新，动态的了解所有人员的情况；实时的统计及报表生成，对管理者宏观掌控上提供依据；多种途径的信息查询及圈存机的使用，方便自助缴费，提高效率。

以校园卡片为信息载体，促进各项管理工作及信息的整合与共享，为进一步实现数字化校园打下基础。

使用校园卡将为广大师生员工的工作、学习、生活带来方便，使学校的各项管理工作高效、便捷，既实现了对师生员工日常活动的管理，又为教学、科研和后勤服务提供了重要信息。同时，校园“一卡通”系统又是数字化校园的重要组成部分，是数字化校园中信息采集的基础工程之一，对学校的管理和决策支持具有重大意义。

二、自动门禁系统

整套自动门禁系统(包括设备)由两部分组成，一部分为物理设备，即持一卡通进出的闸机，而另一部分则是安装在计算机上的软件产品。而软件产品分两部分，一部分是闸机监控软件，它安装在闸机监控电脑上，主要用来设置闸机的工作参数，控制闸机的运行、停顿、监控进入人员等。另一部分是用于更新数据库信息及进行统计报表的软件，它主要是用来更新数据库中的读者信息，包括借书还书记录，以及生成、打印报表、图表等。所有门禁闸机均可与图书馆自动化管理系统联网连接，数据由门禁管理机集中管理，并及时反馈到图书馆自动化管理系统上。

三、门禁系统工作流程

（一）读者持证由闸机刷卡自动读识，自动门禁系统只需读取卡中的有关数据与读者数据进行有效性校验，有效卡则闸机开门放行，无效卡则闸机关门禁止通行。，同时生成进馆记录并传送至后台主数据库(具体工作流程见下图)。

（二）在硬件工作的同时，门禁软件系统根据实时采集进馆人员数据，产生详细进馆记录按照要求(如读者类别、单位、时间等)生成统计报表和统计图，同时也可用作图书馆职工考勤，同时系统能自动存储各种历史记录及报告，并可随时打印。

四、缺点与不足

当然我们学校的图书馆的门禁系统还有其不足的地方，首先是比如前面一个人刷卡之后需要相当长（至少五秒钟），在这段时间里至少可以允许一个人进去。要是一般学生只是为了偷懒还好，要是社会人员就可能带来不必要的麻烦。但是如果时间太短又可能夹住前一个学生，也不好；因此要是能设置一个能够自动识别前一个人是否进入的装置就显得很有必要。

比如我们可以利用对射式光电传感器：最开始前一个人刷卡这时候门闸打开，此人走进门闸；这时候人把光速挡着，传感器能迅速识别并使门禁持续开放；当人走出门禁系统的时候，这时候就会立刻关闭。这样就能既让持卡人有充分的时间进入，又能避免无证人进入的弊端。

另外我们都知道冬季是传染病，特别是感冒的高发期，而华师的图书馆是开放空调的，在温度为二十五度的温暖环境中细菌病毒传播的速度是非常快的。因此在感冒高发期适当的限地一部分患有重感冒的学生进入图书馆也是非常必要的。基于此，我们可以在门禁上安装一个红外线体温测量仪，快速统计进入门禁系统的时候学生的体温，就能详细了解学生的身体健康情况，从而判定学生的是否应该被允许进入图书馆学习；如果身体不适合此时系统可以发出“同学请注意身体，多喝水，必要时看医生”之类的话，更具有人性化的管理。还可以把数据传到校医院帮助医生做出决策，保证学生健康。

同时最近图书馆老是丢笔记本电脑，我们同样也可以在入馆的时候在笔记本上贴上一个条形码，同时扫描一卡通和笔记本上的条形码，当出馆的时候我们要求每一台笔记本和条形码都要扫到门禁系统，这样和之前的匹配，要是一样的话就放行。这样应该可以在一定程度上降低偷窃行为的发生。如此应用不胜枚举。

五、“硬件插件化”的提出

从以上的分析我们不难看出CPU卡、智能门禁系统种种高科技给图书馆的管理带来了很大的方便，但同时也有很多地方需要完善。这些现在看起来的缺陷并不能完全归咎于当时的设计门禁系统的工程师，因为谁知道后续还有这么多问题存在？谁也不可能面面俱到。因此，我们提出了一个类似浏览器有很多插件的的“硬件插件化”的概念。我们都知道在著名的google浏览器有Chrome Webstore,在这个里面有各种丰富多彩的插件供我们选择，从而使浏览器的应用更加丰富，玩起来也更有趣味；同样的我们为什么就不能在硬件上也做同样的改进呢？我们的工程师可以在前一代产品的生产上面做出一定的通用接口，为下一代的产品更新提供方便。比如，我们学校的图书馆可以自动识别是不是有学生忘记借而无意识地把书带走了，但是其自动报警功能不够形象化，但是如果设置成“请检查是否拿错了书”之类的就有趣多了。其他的情况可以如“请通过”，“非本馆读者”，“重复刷卡”，“挂失卡”“欢迎下次再来”等，对非法闯入者予以声光告警提示。但是我们学校原来的硬件上面没有相应的音响设备，所以做起来非常艰难，如果我们之前留下了一定的通用接口，那么一个花费只需要几十块的音响就可以装上去了，同时再写入相应的软件即可，因此只需花很少的钱就能达到很好的效果。而在工程实施上，智能报警程序是最简单的，很容易写，只是要对触发这个报警的条件规定好，不能乱报、误报。写报警程序的好坏对设计工程师来讲，没有太大必要，但对用户来讲很必要，直接关系到用户对产品品质的认可，因此从这一方面来说还是很重要的。同样的上面的红外线快速测量体温，自动识别是否有人未刷卡而进入都可以通过之前留下的通用接口来解决；显得非常方便。而且，我们可以看到以上的一些基于图书馆门禁系统的改进举例在不同时期可以安装不同的应用，如：一般而言只需在冬天感冒高发期才有必要安装红外线设备，等等。

可以看出如果我们能实现“硬件插件化”，产品在更新的时候就可以减少很多的花费，这样就更有利于产品的更新换代，也更能减少社会资源的浪费，节省了大量的人力物力财力。虽然现在的工业上的接口很多是通用标准的，不同的接口连接也有相关的通信协议和转换器件；但是毕竟还有很大一部分没有能够实现这种统一接口，如果我们能进一步推动统一接口，进而在这方面能达成统一共识相信一定能带来一场产业性的革命。

参考文献：

[1]顾.CPU智能卡记次消费系统设计与实现.苏州大学.电子与通信工程硕士论文,2008