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光電識別技術范文1
【關鍵詞】閘機;兒童;通行邏輯;識別身高
Abstract：According to the relevant regulations，the children under the certain height are entitled to take the public mass transit facilities for free.By means of the detection technology of photoelectrical sensors and passage logical algorithm，the children could be free transit the AFC（Automatic Fare Collection）gate with the help of the height detection system to recognition the children and adults.
引言
根據相關規定，身高低于1.2米以下的兒童，可以由成年人家長帶領，免費乘坐公共交通設施。在城市軌道交通中，自動檢票閘機（AFC）作為控制乘客出入地鐵站的主要設備，應當具備能夠自動識別成人和兒童的功能。但目前大多數城市軌道交通系統所使用的自動檢票閘機，還不具備這樣的功能。本文介紹一種以光電傳感器探測技術為基礎的通行邏輯算法，通過增加光電開關傳感器，可以有效的解決對兒童通行的識別問題。
1.光電傳感器探測技術
光電開關傳感器由于其性能穩定可靠，被廣泛應用于運動物體檢測等方面。地鐵閘機也大量使用一種對射型的光電開關傳感器，該光電開關傳感器是由一個投光器和一個受光器組成，發光器發出的光線直接進入受光器。當被檢測物體經過投光器和收光器之間而阻斷光線時，光電開關就產生了開關信號（如圖1所示）。
圖1
使用在閘機上時，投光器和受光器分別安裝在通道的兩個機箱上，當通行乘客遮擋光電開關后，受光器輸出信號會發生變化，控制系統可以根據受光器反饋信號來判斷乘客在閘機通道內的通行狀態。在用作身高檢測傳感器時，需要將這種傳感器固定在設定高度，通過該傳感器是否被遮擋來判斷通行人或物體是否超過該設定高度。該檢測方法準確率比較高，通行邏輯算法也比較簡單，但傳感器的安裝位置對機箱的設計確實一個難題。機箱的設計，既要滿足外觀的美觀度，又要考慮乘客通行的舒適度，因此一般的閘機高度在1.1米左右，當標準的通道通行寬度為550毫米時，這樣的高度很方便正常成人的通行;當高度超過這一高度時，機箱會對大體型乘客或攜帶物品乘客造成通行的不便，影響通行效率;同時過于高大的箱體也會顯得機箱笨重，不美觀，增加制造成本?；谶@個原因，該類型傳感器的身高探測技術目前沒有得到普遍的使用。而采用漫反射型光電開關感應器，則可以無需對機箱作特殊的設計，就可以實現對乘客的身高探測識別。
漫反射光電開關是一種集發射器和接收器于一體的傳感器，當有被檢測物體經過時，物體將發射器發射的足夠量的光線反射到接收器，光電開關因此輸出開關信號（如圖2所示）。
基于這一原理，可以將漫反射光電開關傳感器安裝在機箱內調整一定的探測角度去探測高于機箱的高度物體的通行，具體安裝位置如圖3、圖4所示。
使用4個漫反射光電開關HS1，HS2，HS3，HS4，分別安裝在通道兩側的機箱上，通過傾斜感應器探測光線角度的設定，來實現對物體高度的探測。
由于漫反射光電開關的安裝高度低于1.2米，因此需要使用可調節式的光電開關固定支架。在安裝位置固定好支架后，根據固定的位置來算出感應器的向上傾斜角度。通過調整角度，可以保證通道兩側的光電開關的探測高度為1.2米，低于1.2米的乘客，可視為兒童;高于1.2米的乘客，可視為成人。
圖2
圖3
2.通行邏輯算法
在乘坐地鐵出行時，兒童需要有成年人陪同才可通過閘機。在兒童通行時，分兩種情況，成年乘客刷卡后，兒童在前，成人在后;或成人在前，兒童在后。在通行過程中，感應器S1，S2，S3…S14，S15，S16，S17（HS1），S18（HS2），S19（HS3），S20（HS4）的狀態會被實時被單片機識別并保存在寄存器內對應的標志位。設t時刻，Si傳感器的工作狀態為：
則t時刻所有傳感器的工作狀態為：
F（t）=（fi（t）; fi（t）=S（i，t），1≤i≤20;
傳感器狀態F（t）是一個向量，該向量的每個元素分別對應于第1至20號傳感器的工作狀態。
圖4
圖5
正常情況邏輯：在正常情況下，當兒童在前從通道正中央走過時，若身高探測感應器未探測到物體，則認為正在通行的為兒童。此時傳感器的的被遮擋順序是S1，S2，S3…S14，S15，S16.兒童完全通過閘機后，如果一直沒有檢測到成人通行，門扇會保持在打開狀態，直到通行授權信號超時后才關閉。此時，在運動個體經過通道需要的總時間T內，F0=（fi），其中fi=0，17≤i≤20。
特殊情況邏輯：在實際情況下，兒童在通道內行走路線存在不確定性，在行走過程中可能會緊貼一側機箱，而身高探測感應器安裝高度低于1.2米，不正常的通行就會遮擋到身高探測感應器。但通過通行邏輯的設計，根據感應器的反饋信號，同樣可以達到通行乘客身高的識別（見圖5）。
情況一：兒童在靠近機箱HS1，HS2側通行，則此時身高探測感應器狀態：HS1，HS2 被遮擋;HS3，HS4無遮擋;通行乘客可判斷為兒童。此時，在運動個體經過通道需要的總時間T內，F1=（fi），其中：
情況二：兒童在靠近機箱HS3，HS4側通行，則此時身高探測感應器狀態：HS1，HS2 無遮擋;HS3，HS4被遮擋;通行乘客可判斷為兒童。此時，在運動個體經過通道需要的總時間T內，F2=（fi），其中：
情況三：兒童在機箱內非直線行走，則此時身高探測感應器狀態：HS1，HS3 無遮擋;HS2，HS4被遮擋;或HS1，HS3 被遮擋;HS2，HS4無遮擋;通行人員判斷為兒童。此時，在運動個體經過通道需要的總時間T內，F3=（fi），其中：
考慮到兒童會手拿一些小玩具，高度超高1.2米可能造成誤識別，在此可以通過對感應器的遮擋信號進行誤判的排除，當被遮擋10ms以下，可以忽略遮擋信號。根據人體測量學3-10歲兒童頭部測量尺寸，兒童的平均頭部尺寸寬度為15cm左右，根據常識可以判定在定10ms以內的遮擋物體不會是通行兒童的頭部或軀干。
在實際應用中，通過調節參數可放寬和收緊兒童探測的條件;假設該參數為CDSL，該參數可設置4個級別，來實現對兒童識別靈敏度的設置。如下表，在4個級別，HSC1包含HS1，HS3;HSC2包含HS2，HS4。通過大量的實驗表明，四種級別下在相同的通行反饋信號下將乘客識別為兒童的概率分別是16%，56%，81%和94%。
3.邏輯算法輸出表（見圖5）
4.結語
地鐵作為被廣泛應用的公共交通系統之一，快速安全的保證乘客順利進出站直接關系到地鐵的運行效率。本文重點介紹了兒童乘客的識別原理及通行邏輯識別方法，通過對該方法的試驗測試，表明該方法可以有效的解決兒童乘客被有效識別和安全通過閘機的問題。
參考文獻
[1]曲日，鮑彥如，任長明.城市軌道交通中閘機事件識別技術[J].中國鐵道科學，2006（27）.
光電識別技術范文2
關鍵詞：智能車；MC9S12XS128；模式識別；圖像檢測；PID控制
中圖分類號：TP242.6 文獻標志碼：A
DesignofintelligentvehiclebasedonFreescalesinglechipMC9S12XS128
LIChen，MIChao
（1.EngineeringResearchCenterofContainerSupplyChainTechnology，Ministryof Education，ShanghaiMaritimeUniv.，Shanghai201306，China；
2.CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniv.，Shanghai201804，China）
Abstract：Theintelligentvehiclesystemwithautomaticlineidentificationfunctionisdesignedfor“FreescaleNationalAutomaticVehicleCompetitionforUniversityStudents”.Freescale16bitsinglechipmicrocomputerMC9S12XS128isdesignedasthecontrollingcoreofthesystem，andMOSFETisusedto makethedrivecircuits.Camerasandimagesamplingmoduleswithphotoelectricsensorsareusedforthe patternrecognitionandthecharacteristicsextractofblacklinessoastopreestimatetheroadinformation. Thevehiclespeedisrealtimeacquiredthroughselfmadespeedsensors.ThePIDstrategyisimplementedtoformspeedloopcontrol.Experimentsshowthatthesystemcanidentifythelinepreciselyandcontrolthestablerunningofthevehicleonthetrack.
Keywords：intelligentvehicle；MC9S12XS128；patternrecognition；imagedetection；PIDcontrol
0 引 言
為加強大學生實踐、創新能力和團隊精神的培養，教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會主辦“飛思卡爾全國大學生智能車競賽”.該競賽要求在標準技術平臺下完成軟硬件系統的設計，制作一輛能在規定的賽道上自動識別路線的賽車，沒有沖出賽道及其他違規現象并最快完成全程為獲勝
1 系統設計
1.1 競賽規則
智能車必須采用競賽委員會規定的技術平臺，包括賽車模型、電機、舵機、電池以及由飛思卡爾公司提供的單片機；按道路傳感器分為光電組和攝像頭組兩個組別進行比賽，攝像頭組可使用光電傳感器，光電組不能使用攝像頭，賽車上的傳感器數量不得多于16個.賽道表面為白色，形式包括直道、交叉道、回頭彎、S型等，彎道處賽道寬度為60cm，直道處寬度為45cm，中心有2.5cm寬黑色軌跡線.
1.2 系統總體結構
選用飛思卡爾16位單片機MC9S12XS128作為核心控制單元，由傳感器系統采集道路信息和速度信息，由電機驅動系統控制賽車速度，由舵機驅動系統控制運行方向，由人機交互系統完成系統設定和信息顯示，系統的總體結構框圖見圖1.
2.3 速度傳感器
設計初期，為了降低調試難度，采用開環控制模式，賽車運行平穩但速度無法提高，所以賽車控制須建立速度檢測環節，進行閉環控制.速度檢測同樣有多種方案，對射光耦或槽型光耦、霍爾元件、測速電機、高精度編碼器等各具特點.綜合分析后選擇槽型光耦作為測速元件.將槽型光耦安裝在傳動軸上方，使穿過光耦間隙的齒輪旋轉時觸發脈沖，由單片機高速脈沖計數器采樣，再根據車輪直徑和轉速等換算成近似速度值.
2.4 賽道檢測傳感器
賽道檢測用的傳感器相當于賽車的眼睛，通過它自動檢測賽道上的黑色軌跡線，可以通過光電傳感器和攝像頭實現.光電傳感器掃描速度快、控制簡單，但探測距離近；攝像頭則具有探測范圍廣、精度高等優勢，前瞻性好，利于速度控制，同時也存在易受干擾、處理信息量大等缺陷.［4］本設計綜合兩種方案的優勢，采用攝像頭作為主要檢測元件，并由安裝在賽車前方的光電傳感器輔助檢測近處道路，鎖定黑線，識別起跑線.攝像頭選用380線CMOS，采用LM1881作為視頻同步分離芯片，提取場同步信號和行同步信號.
由于在程序中使用中斷程序采集圖像，PID采樣周期的選擇受限制于圖像采集.每行的掃描周期為64μs，有效掃描時間為52μs，每隔6行采集一行圖像，如果在每行加入PID調節，那么處理PID子程序的時間必須控制在64×5＝320μs內.另外，圖像采集只是采集奇場中的行數，在偶場中沒有采集，因此PID子程序的執行不均勻，并沒有達到預期效果，還可能會影響視頻采集.經過分析，最終決定將PID的采樣周期定為20ms，即每進行一次場采集后進行一次PID調節.經過最終檢驗，這樣能夠滿足對速度控制的需要.
4 總結與展望
設計使用MC9S12XS128單片機的大多數模塊，充分利用單片機資源，小車運行穩定，比賽過程中未出現沖出賽道的情況.通過整個設計過程，大學生們的科研能力和動手能力得到鍛煉，項目開發經驗有所積累.該技術方案還可推廣到智能機器人、自動導向車等方面，具有較廣泛的應用價值.
參考文獻：
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光電識別技術范文3
【關鍵詞】時間；測量；紅外光電計時
現代奧林匹克運動會自從1896年開始，每隔四年舉辦一次（曾經在兩次世界大戰中中斷過三次），會期一般不會超過16天。其最激動人心最能體現人類運動潛能的莫過于運動員在田徑場上的較量。競賽中的結果是用長度、高度、遠度、時間來量化的，其實質也就是競爭長度、高度、遠度、的最大值，和時間的最小值。由于采用了激光測距儀，長度、高度、遠度、可以很方便、快捷、準確的測量而得到結果。而時間的測量及其所采用的方式和方法確各有千秋。目前國際國內競賽計時的方法大致分為三類：紅外光電計時、終點電子計時像、射頻識別計時，下面分別加以介紹。
1.紅外光電計時
紅外探頭分別置于終點線的兩端，為了避開太陽光及現場的人工光源的干擾一般是采用經過調制的紅外光，當運動員觸及終點線后沿的瞬間紅外探頭被攔截，輸出一個電信號，使控制計算機停止計時，從而產生了該運動員的成績，并能在顯示屏上實時地顯示出來，紅外光電計時只能記錄運動員通過終點時的成績，不能判斷運動員過終點時的名次，當眾多運動員同時通過終點時，不能記錄每個運動員的成績。紅外光電計時不足的地方是：計時單一，且計時有時不準確(運動員用手臂也能遮攔紅外光，使之產生計時誤差)，優點是簡單、快捷、方便。
2.終點電子計時像
指用全自動電子計時器計取成績。為自動開表，自動記錄到達終點時間的裝置，與發令槍或其他經批準的發令裝置連接，從鳴槍閃光的瞬間到自動開始計時之間的延誤間隔時間要少于1/1000秒，也就是發令槍到聲傳感器的距離要小于0.34米（聲速按340米/秒），在終點延長線上，安裝一架帶有一個垂直縫隙的攝影機。將垂直縫隙與終點線的后沿重合，縫隙后面的線陣CCD傳感器用于記錄運動員觸及終點線后沿時的影像，同時疊加上時標，可以很方便地判定運動員觸及終點線后沿時的成績和名次。終點電子計時像是最為廣泛采用的方法，其優點是：直觀、計時精度高(可判精度達1/1000秒)，田徑場內的徑賽計時幾乎均采用此方法，但缺點是有的時候不能自動識別每個運動員（運動員的號碼），需要人工加以輔助。
3.射頻識別計時技術
射頻識別RFID（Radio Frequency Identification）技術，是將信息、軟件、無線通訊等技術與體育競賽相結合，以 RFID技術為核心來設計信號發送和接收及處理并記錄的設備，研發適用于運動員長距離比賽的計時和記圈的系統。當運動員攜帶不影響競技狀態的無源無線RFID感應器通過設置在起跑線上的射頻識別天線陣列時，天線首先對RFID感應器充電，隨后RFID感應器向閱讀器發出對應于每一個運動員的信息特征碼，該運動員的信息特征碼被數據處理系統處理并記錄，而實現自動計時和自動記圈的功能。使用了射頻識別RFID系統可以精確和快速地記錄每個參賽運動員的信息，身份、成績和名次，特別是成千，上萬名運動員參賽時，射頻識別計時技術的優勢是十分明顯的。
在實際的應用中射頻識別計時系統應實現的功能有：
（1）能自動地集運動員已經跑完了的圈數，和每圈所用的時間，及最后到達終點的時間，而不需要運動員有任何的操作。
（2）射頻識別計時的計時精度為0.1秒 (美國標準為0.1秒)。
（3）感應器的外形和重量及在佩帶時，不應該防礙運動員技術水平的正常發揮。
（4）多個運動員同時到達時，要能可靠的集每個運動員的參賽信息，身份、成績和名次，而不能遺漏和重復。
（5）整個射頻識別計時系統應該操作方便、直觀，在現場便于快速布置和組裝。
（6）通用性強，可用于小型、中型、大型的賽事，及用于不同的項目；如田徑、自行車等。
我們在研發射頻識別計時系統時遇到的問題：
（1）碰撞問題。
防碰撞的問題是系統設計時的難點之一，所謂碰撞就是射頻識別系統工作時，天線區域中有多個感應器（運動員同時達到）如果多個感應器同時發信出信號，信號相互干擾后會產生信道爭用問題，也就是當同一時間到達同一天線場中的感應器多于一個的時候，將不能準確識別所有的感應器，所以防碰撞的問題是射頻識別計時系統設計需要解決的問題之一，而解決的方法有：空分多路法(SDMA)，時分多路法(TDMA)，頻分多路法(FDMA)，由于通訊模塊的限制我們選用了空分多路法：通過縮小天線的尺寸，每一個小天線使用自己的閱讀器，保證在一個時間段里一個小天線區域內只有一個感應器的存在，再由多個小天線組成天線陣列，從而實現用空分多路法來解決多個感應器互相碰撞的問題。
（2）通信協議。
如果某一位運動員數據通信錯誤，將會影所有運動員成績和名次的排列順序，為了保證數據通信的穩定性，通信控制器和相對應的射頻閱讀器間采用點對應于點的IO讀寫接口的通信方式，其中協議用RFID專用的通信協議――TIRIS Bus Protocol (簡稱TBP協議)。計算機用串行接口和通信控制器形成單點與多點RS485的總線，其中通信協議是自己編寫的，計算機軟件采用Mscomm (Microsoft Communications Control) 實現串行口的通訊，對控制器傳送命令和回收數據。
（3）數據校驗。
由于對射頻識別計時系統要求的高可靠性和穩定性，而射頻識別計時系統又工作在射頻的環境中，所以對數據通信差錯率的控制就顯得十分重要，為此我們采用了循環冗余校驗（CRC）技術，校驗用CRC―CCITT，16位的CRC碼，生成的規則是將需要發送的二進制序列數左移動16位后，除以一個多項式，所產生的余數就是CRC碼，把接收到的二進制序列數(信息碼和CRC 碼)除以多項式，這時如果余數為0，說明所傳輸的數據是正確的，否則說明傳輸的數據有錯誤。計算CRC碼，可以將接收到的信息碼求CRC碼，看結果和接收到的CRC碼是否一樣。
以上簡述了在競賽中常用的三種計時方式及原理。在一個大的比賽中有的時候是三種計時方法同時使用，各種計時方式取長補短共同來完成計時任務。[科]
【參考文獻】
光電識別技術范文4
傳感器技術是現代科技中極具發展潛力的一項應用，通過對當前新型傳感器技術的應用現狀分析，提出了傳感器技術在未來發展中的難題和挑戰，最后就傳感器技術的發展趨勢和應用前景進行了探討。
【關鍵詞】傳感器技術 光電傳感器 生物傳感器 發展趨勢
傳感器技術水平在一定程度上反映了一個國家科技現代化的水平，傳感器在實現自動化控制及測試控制中發揮著重要的作用。傳感器技術在近些年來發展迅速，與計算機技術和通信技術一起被稱為信息技術的三大支柱?，F代科技中，自動化與智能化已經成為新的發展方向，傳感器作為自動測量與控制中的關鍵環節，在社會的生產生活中應用十分廣泛，且具有巨大的發展空間。
1 新型傳感器技術的應用現狀
隨著微電子技術、微機械加工技術、光電科學以及當代生物科學等高新技術的推動下，傳感器已經從過去單一功能轉變為功能多樣、科技含量高的新型產品。傳感器技術所涉及的知識領域非常廣泛，其研究和發展也越來越多地和其他學科技術的發展緊密聯系。
1.1 光電傳感器技術
光電式傳感器是以光為測量媒介、以光電器件為轉換元件的傳感器，它具有非接觸、響應快、性能可靠等卓越特性。隨著光電科技的飛速發展，光電傳感器已成為光電傳感器已成為各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，并在傳感器應用中占據著重要的地位，其中在非接觸式測量領域更是扮演者無法替代的角色。光電傳感器工作時，光電器件負責將光能（紅外輻射、可見光及紫外輻射）信號轉換為電學信號。光電器件不僅結構簡單、經濟性好，且具有響應快、可靠性強等優勢，在自動控制、智能化控制等方面應用前景十分廣闊。此外，光電傳感器除了對光學信號進行測量，還能夠對引起光源變化的構件或其它被測量進行信息捕捉，再通過電路對轉換的電學信號進行放大和輸出。
1.2 生物傳感器技術
生物傳感器的原理主要由兩大部分組成：生物功能物質的分子識別部分和轉換部分前者的作用是識別被測物質，當生物傳感器的敏感膜與被測物接觸時，敏感膜上的某種生化活性物質就會從眾多化合物中挑選適合于自己的分子并與之產生作用，使其具有選擇識別的能力；轉換部分，是由于細胞膜受體與外界發生了共價結合，通過細胞膜的通透性改變，誘發了一系列的電化學過程，而這種變換得以把生物功能物質的分子識別轉換為電信號，形成了生物傳感器。
2 傳感器技術發展中面臨的挑戰
傳感器技術是利用現代科技來獲取所需要的信息和信息量，以此來代替人類的感覺器官。傳感器技術的發展不斷更新著人們的觀念，也為社會生產和生活的進步提供了新的思路，然而，在傳感器技術的發展中仍存在著一些問題亟待解決。
2.1 通信能力有限
當前無論是生產還是生活中應用的傳感器大多是基于Zig-Bee協議，這些傳感器的通信距離雖然在理論上支持無限擴展，然而在實踐中受到周圍環境的干擾，并不能完全達到標準的通信距離。因此，如何應對復雜的地形，多變的天氣，以及無處不在的電磁干擾，保證網絡通信的可靠性，仍是傳感器面臨的一大挑戰。
2.2 電源能量有限
傳感器在工作中通?？扛呻姵鼗蚩沙潆婋姵靥峁╇娫?，而這種電源的能量十分有限，嚴重影響著傳感器的民用化應用。因此，針對傳感器電源的研究也正在被研究者們日益重視。主要包括兩個方面，一方面是研究傳感器在網絡工作中的節能技術；另一方面是選擇可長時間供電的新型能源。
2.3 計算能力有限
嵌入式處理器以及存儲器滿足了傳感器微型化設計的需要，且具有信息和數據處理的能力，雖然它們有一定信息處理的能力，但是數據經過A/D轉換后，只經過少許處理就輸出出去，很容易產生大量的數據，而有些數據是不需要的。因此，盡可能地提高傳感器的數據處理能力，并能夠進行協作分布式信息處理是當前研究的另一難點。
2.4 傳感器數量大、范圍廣難維護
在未來的傳感器應用中，很多都不是依靠單一的個體工作，而是由許多傳感器組成的系統，系統中的傳感器不僅數量巨大，且其分布具有廣泛性，傳感器組成的網絡系統維護難度就顯得異常突出。管理數目龐大的傳感器系統，需要可靠的軟硬件網絡，同時傳感器網絡必須具備可重構性及自調整性，這也是需要研究的另一重點。
3 傳感器技術的發展趨勢和應用前景
隨著傳感器技術在科學發展中的重要地位日益顯現，對傳感器的研究和應用也逐漸受到人們的普遍關注。當今傳感器技術的研究與發展，特別是基于光電通信和生物學原理的新型傳感器技術的發展，已成為推動國家乃至世界信息化產業進步的重要標志與動力。
3.1 利用新材料開發新型傳感器
隨著光導纖維、納米材料、超導材料等材料科學的深入，智能材料的應用和發展正成為人們關注的熱點。智能材料是指材料本身就具備傳統傳感器的功能，能夠對外界及自身性能的變化進行識別和判斷，進而通過一定功能的轉換，最終采取相應的行動來調整以適應外界變化和避免自身性能受損。新材料這種敏感功能為新型傳感器的出現提供了技術支持。
3.2 集成化多功能傳感器的開發
集成化是指傳感器同一功能的多元件并列，以及功能上的一體化。同一功能的多元化并列能夠實現傳感器參數的多維立體化，再通過軟件的編譯，對傳感器中的多個單一參數進行集成，進而完成對多個點或面的集中監測。傳感器功能上的一體化主要是改變傳感器功能單一的缺陷，轉而向著單傳感器集成多種功能自一體，實現一個傳感器能夠同時監測多種信號變化，簡化監測系統，提高工作效率。運用集成化多功能理論研制出的傳感器可以應用到更廣泛的領域，并發揮出更加強大的功能效用利用集成化多功能原理，現代傳感技術已制成帶溫度補償的集成壓力傳感器，頻率輸出型集成壓力傳感器，霍爾集成傳感器，半導體集成色敏傳感器，多維化集成氣敏傳感器等。
4 結束語
當前我國在傳感器的研發已經具備一定的規模和應用實力，在今后的研發中應重點關注基礎性產品，在攻克傳感器制造工藝技術的前提下，對產品的可靠性進行深入化分析，實現傳感器技術的研究與應用平衡發展。
參考文獻
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光電識別技術范文5
關鍵詞：門禁系統 一卡通 數據庫系統 圖書館管理系統
分類號：G250.7
1 引言
隨著高校招生規模的擴大，以及圖書館閱覽環境的改善,到圖書館學習的讀者隨之增多,加之附近學生的學生以及社會其他人員也到圖書館讀書，搶占了本校圖書館寶貴的資源，使得圖書館資源不足問題就突現出來。最有效手段就是安裝門禁管理系統并配合閘機進行入館人員的認證管理，這樣可有效地杜絕非本館人員進入圖書館占用資源。
安徽理工大學現有在校本科生24000多人,再加上研究生、各類進修生、成教學生、教職工等,讀者量達3萬多人，我校圖書館雖然有四個館舍，7200多個閱覽座位，但還是遠遠滿足不了讀者的需求，搶占閱覽座位、期刊室座位等情況也時有發生，也造成一些小的沖突事件的發生。
利用圖書館管理系統（如匯文、ILAS、MELINETS等）， 讀取其管理系統中的讀者信息庫，開發一套C/S構架的門禁管理系統，配合自制閘機，就可DIY一套適合中小型圖書館使用的門禁管理系統，有效地杜絕非本館讀者入館與本館讀者爭奪有限資源的現象。
2 門禁管理系統的結構
一般地說門禁系統由兩部分：一部分是身份識別系統，另一部分是帶有機械裝置的控制通道，即所謂的閘機。
2.1 門禁管理系統的身份識別系統。這是門禁管理系統的核心。身份識別系統需要數據庫平臺來支持，按其網絡屬性分，可分為離線式與在線式兩種。離線式就是把讀者信息數據庫放在門禁系統的電腦或單片機中，讀者刷卡后，系統在自己本地的讀者信息數據庫中查表，然后判斷讀者身份的合法性。其好處是不需要網絡的支持，缺點是不能時時更新讀者信息數據庫，造成數據庫中讀者信息與實際讀者信息的偏差；在線式是把讀者信息數據庫放在后臺運行的服務器中，讀者刷卡后，系統通過網絡在遠程服務器中的讀者信息庫中查表，然后判斷讀者身份的合法性后，把結果返回給門禁系統。其好處是能時時更新讀者信息數據庫，缺點是需要網絡的支持，建議使用在線式。
2.2 充分利用圖書館的管理系統?，F在一般圖書館都有圖書館的管理系統，如匯文、ILAS、MELINETS等等，而在這些數據庫系統中，一般使用商業的通用數據庫系統，如Oracle、SQL server、My SQL等等。其管理系統中不可避免地要有一個讀者信息表，這張表中有門禁系統中不可或缺的字段信息，如讀者姓名、學號、證件號、專業、班級等等。我們在圖書館的管理系統的數據庫中，建立一個用戶，在這個用戶下，去讀取這張讀者信息表中的信息，就能解決讀者身份認證中讀者信息的認證問題。
2.3 讀者身份認證系統終端。認證終端可以用單片機制做，但對開發技術要求較高；認證終端也可以用PC機制做，如果使用PC機，考慮到使用空間小，而且通風不好，最好使用工控機。使用PC機制做技術上相對容易些，只要用VB或C++等語言，開發一個讀者認證系統，C/S構架，完成身份認證工作即可。其刷卡系統程序流程圖見圖1。認證終端要包括主機、讀卡器、顯示屏、門禁控制信號輸出等，門禁硬件電路結構示意圖。讀卡器可以使用條形碼閱讀器，也可采用射頻IC卡讀卡器。這主要取決圖書館的借書證的種類。
2.4 閘機通道的設計。閘機通道的形式有多種，比如三棍閘式，翼閘式，擺閘式等等。這種機械方式的閘機，在人員流動大的場所，在高負荷的運行下，故障率較高。本人認為，設置一個通道，不設置機械的門閘，安裝一個光電感應裝置，如果身份識別正確，則光電感應裝置關閉，不產生聲光報警，如果身份識別非法或讀者未刷卡，讀者通過光電感應器的時候就會發出聲光報警。這樣的無閘通道，無機械裝置，可靠性好，造價也低，適合于中小型圖書館使用。
3 結論
利用圖書館現有的管理系統，從其數據庫是讀取讀者信息，制作一個包括主機、讀卡器、顯示屏、門禁控制信號輸出的閘機終端，這點是系統的關鍵，再制做一個閘機通道，就完全能DIY出適合圖書館使用的門禁系統。
參考文獻
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DIY library access control system utilizing library management system
Abstract: This paper introduces the access control system fitting for small and medium library, which based on utilizing library management system. The attendance management and identity authentication of readers can be achieved by access control management system coordinating with home-made gate machine.
Key words: Access control system; Campus card; database; Library management system;
光電識別技術范文6
關鍵詞：條形碼；RFID技術；應用比較
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）05-1185-02
1 概述
為了提高計算機裝置的識別效率與能力，加強識別技術的準確度與方式多樣性，解放手工緩慢而且繁雜的統計與識別工作，隨著技術的發展，一維條形碼、二維條形碼、無線射頻識別信息技術先后被發明與創新。各種技術的誕生都是為了及時、有效獲取產品的數據信息，并進行高效、準確的處理與應用。
傳統的一維條形碼，在技術方面已非常成熟，在全世界的范圍，在社會的方方面面均有廣泛應用。作為計算機采集數據的工具，條形碼具有數據準確、讀取信息快速、生產成本低廉的多重優點，在商品貿易、自動控制、倉儲配送管理等多種業務領域，是現今世界應用最廣的一種條形碼。但是另一方面，一維條形碼也有相當的局限性，信息容量低，而且不能包含漢字，容易磨損無法識別。逐漸在很多特殊環境需要尋找新的識別碼技術代替。
2 一維條形碼技術特點
一維條形碼的形式，是由一組按照標準規則排列的信息條與空格組成，可以表示一定數量的字節、數字與符號信息。一維條形碼系統的組成部分包括設計、制作、讀取器等，是迄今使用極為廣泛的一類自動識別信息技術。到目前為止，最常用的一維條形碼的碼制有幾十種，其中得到廣泛使用的碼制包括交叉25碼、EAN碼、Code39碼、UPC碼、Code93碼、128碼、以及CODABAR碼等。不同的一維條形碼碼制具有各自的特點，可適用于相對特定的領域。
多年來，一維條形碼的應用給人類社會工作與生活帶來了巨大的變化。但是由于一維條形碼的信息數據容量較小，普通商品的條形碼僅有幾位或者幾十位的數字與英文字母，一維條形碼的識別范圍極為有限，關于大量商品的其他信息無法進行存儲。因此，當脫離了信息系統與互聯網絡，一維條形碼的使用就顯得非常不方便。
在另一方面，一維條形碼不能有效表達漢字及圖案數據信息，在許多需要表達圖形與漢字的應用，一維條形碼就不能勝任了。即便是應用數據庫存儲相關產品的圖形數據信息，如此大量的數據，也需要非常長的一維碼進行描述，并占據較大的印刷版面。逐漸人們希望在條形碼中納入更多產品的各種信息，而不需要從數據庫中再次進行復雜信息數據的查詢?；谏鲜龅姆N種客觀原因，在現實的應用中需要創新出一種新的編碼碼制，而且這種碼制需要具備一維條形碼高效、廉價的優點，還需具備可容納大信息量、實現高可靠性、保密性、防偽性等要求。
3 二維條形碼技術
3.1 從“線”到“面”的飛躍
二維條形碼相對于一維條形碼，可以從平面上讀取更多信息，所以二維條形碼所具有包含信息的容量就遠高于一維條形碼，同時可以附帶糾錯能力。二維條形碼與一維條形碼的實現原理基本類似，將條形碼印刷在空白頁面上，通過掃描器與譯碼器，對條形碼所包含的數據信息進行閱讀識別。通過讀取器，將光電信號轉變為信息系統可以識別的二進制數據。讀取器可以是光電形式，具有光源與光電感應元器件，通過接收光源照射條形碼的反射光線，當讀取器的光源照射在條形碼上，根據條形碼的陰暗與反光部分輸出不同的信息數據，將所有光源的反射圖形進行整合，從而形成一個高密度的信息圖案集合，經過放大后送譯碼器進行處理加工，譯碼器已經固化了條形碼編碼方案和算術方法。
3.2 二維條形碼主要性能
存儲容量大，二維條形碼可以有效儲存一千多個字節，而一維條形碼只能存儲少于15個字節，大大增加了存儲能力，并且可以儲存中英文，其存儲信息數據的范圍包括中英文、數字、符號等，尺寸大小能夠靈活調節，一維條形碼則不具備這些功能?？鼓p能力強，二維條形碼可以容忍較大的磨損程度，應用故障矯正技術，對相當部分遭受污染與磨損的情況也能夠有效復原，仍然可以有效讀取基本數據信息，誤讀率極低，達到千萬分之一級別。安全性較高，二維條形碼的發明初衷就是為了保密的需要，應用加密技術，安全性能較一維條形碼大幅度提升。二維條形碼具有抗干擾能力，不受磁、靜電等外部環境因素的影響，特性比較穩定。
3.3 二維條形碼制式豐富
二維條形碼印刷后可以粘貼在設備上或直接印刷在物品上，可以實現現場打印及專項打印。所有的條形碼均有相似的技術原理，有一個空白的區間，在條形碼的開始和結束部分的側邊。在部分條形碼制式中，需要附帶校驗項，應用數學原理確保翻譯后的信息數據被準確無誤的還原。二維條形碼與一維條形碼都具有多種編碼方式?？梢詫⒍S條形碼編碼方式區分為郵政碼、堆疊線性二維碼、矩陣二維碼等三種類型。
在二維條形碼技術的發展時期，有著幾個方面的趨勢。一方面是具有了高密集信息的編碼方式，提升了條形碼應用技術信息的寫入功能。第二方面是創造出小型、質量更高的軟硬件產品，有效提升了二維條形碼技術的實用性，拓展了使用領域。第三方面是改觀了舊有產品的結構性能，通過與多種技術的融合、發展促進，拓展了條形碼系統的功能范圍。
3.4 二維條形碼讀取器
讀取分辨率、速度、尺寸、識別率、誤碼率是二維條形碼讀取裝置的幾項關鍵參數，在應用時需根據具體需求而定。簡單的條形碼讀取器應用CCD、激光感應、光電筆等三種技術，幾種技術各有特點。
4 無線射頻識別技術
從“有形”到“無形”的技術革命。射頻識別技術改變了讀取數據信息的傳統方式，采用高性能芯片存儲巨大容量的電子數據。射頻技術大大提升了數據存儲容量，對于自動識別技術也是一場重大變革，它的技術創造極大提升了數據信息的處理效率與精確性。
在技術方面，無線射頻識別技術比條形碼系統擁有更多優勢，無需外部光源，通過射頻信號自動讀取目標信息，同事具備穿透能力，透過設備外包裝或材料讀取信息，有效節約拆裝包裝時間。無線射頻可以在復雜外部環境下高效工作。擁有超遠的識別距離?？梢詫祿M行讀與寫雙向操作，避免重復更換標簽的成本?？赏瑫r處理多個信息標簽，批量識別管理?？蓪崿F對RFID標簽物體進行跟蹤定位功能，及時反饋產品地理位置準確信息。
鑒于RFID技術的種種性能優點，無線射頻識別技術在國際已經有了長足發展，已經廣泛使用在商業、工業產品、交通管理與控制等許多重要領域，在汽車、火車的交通監控系統，公路自動繳費系統、生產流水線管理、安全門系統、倉儲配送管理、金融交易管理等方面。隨著技術的進步，RFID標簽越來越小型化，性能不斷提高，不僅可以幫助跟蹤地理位置信息，還能夠提供壓力、溫度、濕度等多種信息。射頻識別技術與互聯網技術融合，可以延伸到更為廣泛的應用領域。
5 射頻技術和條形碼比較
5.1 電子標簽RFID
讀取能力方面，條形碼掃描器每次只能讀取一個條碼，RFID讀取器可以實現同時讀取多個標簽。在外形尺寸方面，條形碼受尺寸形狀的限制，RFID不用具備規定尺寸及要求的印刷質量?？狗牢鄯矫?，紙質條形碼極容易收到污染與褶皺，降低讀取率，RFID芯片存儲數據，抗污染能力較強，有限抵抗水與油的腐蝕作用。重復利用方面，紙質條形碼印刷成型就無法再次變更，而RFID標簽可以實現重復讀寫內存的功能，使用方便快捷。讀取性方面，射頻信號可以穿透紙質、木質、塑料等非透明的材料，可進行穿透通信。對于條形碼，讀取器必須在沒有其他物體障礙的近距離情況下使用。數據容量方面，一維條形碼的容量是僅有50個字符，二維條形碼最大可以儲存3500個字符，RFID最大則可以達到幾兆字符的數據容量，未來的應用將創造更多的存儲容量。安全性能方面，條形碼無保密屬性，而RFID采用電子數據，其加密內容可以有效保護信息的安全。
5.2 射頻技術和條形碼的區別
從功能方面來說，兩種技術的目的都是快速、準確的確認目標設備。他們的主要區別是：是否擁有寫入信息的屬性。條形碼一旦印刷就不能再變更。射頻標簽則可以做到反復讀寫與更新信息。另外，射頻標簽信息可以由無線電波傳輸，而條形碼則必須在可視范圍內。條形碼成本較低，有完善的標準體系，已在全球被普遍接受，射頻技術只局限在有限的市場中。多種條形碼控制模板已經在使用，在獲取信息渠道方面、射頻也有不同的標準。
5.3 成本差別
RFID標簽要比條形碼成本高得多，條形碼只涉及紙張及印刷成本，擁有芯片內存的有源射頻標簽價格要高出數十倍。
6 RFID所面臨的問題
RFID技術在現實推廣與應用中遇到許多障礙，涉及標準化、產品成本、精確性、安全性等方面的問題。
6.1 標準化管理問題
要能穩固占領市場地位，必須推動標準化的建立。目前的標簽制造商，使用自己開發的通信協議及頻率，互補兼容。芯片的存儲器存儲協議與天線設計也都沒有統一標準。
6.2 產品價格問題
現階段的RFID系統，不論是讀取器或是標簽價格都仍相對昂貴，在沒有發明低成本原材料及生產工藝前，RFID系統僅可以用于高價值的設備上。
6.3 技術突破
RFID仍然需要在技術方面有所突破，當應用于液體或者金屬掛罐體等特殊材料時，標簽就可能降低工作性能。目前標簽的傳輸距離較短，限制了RFID標簽與閱讀器之間的傳輸距離，有可能出現多數標簽不能被有效讀取。RFID標簽與識別器的方向選擇，射頻信號容易被阻隔，也是今后需要解決的技術問題。
6.4 隱私涉及安全問題
也許RFID的社會使用將牽涉隱私與安全管理等問題，因為對于無源RFID系統沒有讀寫能力，因此不能用先進的密鑰驗證方法進行設備身份驗證。如果應用有源產品，就能夠實現密鑰的安全管理，提高安全性的同時也大幅增加了成本。
