集成电路的识别方法范文

导语：如何才能写好一篇集成电路的识别方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：集成电路；电子元件；测量；故障；维修

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

集成电路是将基本的逻辑门以及它们的组合可以完成某种逻辑操作的电路集成在一块基元的芯片或者电子电路。在电路中用字。IC。表示，即英文Integrated- circuit的缩写。在实际使用中，我们需要关心的是它的主要参数和引脚分析。参数是指电参数和使用时的极限参数，其中电参数包括典型工作电压下的静态工作电流、增益、最大输出功率。极限参数包括电源电压、功耗、工作环境温度和储存温度的极限值。

一、集成电路的检测

我们在检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理，熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与元件组成电路的工作原理。具体如下：

（一）、确定检修参数

检修集成电路前，除要了解集成块本身外部和内部结构、电气性能参数、各引出脚的功能和正常使用电压、波形等外，还应了解它与元器件组成电路的原理。知道信号从那个引脚输人到集成电路内部， 对于信号在集成电路内部的处理知道结果就可以了; 而输出是从那个引脚到外电路的， 修理时要人为的输人一个信号以检查输出正确与否，如是放大还是衰减。

（二）、集成电路引脚的识别

集成电路封装形式多种多样，引脚识别方法也不一样。因此，在使用集成电路前，必须认真查对识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制等引脚号，以免因接错而损坏器件。

引脚排列的一般规律为：圆形集成电路，识别时，面向引脚正视，从定位销顺时针方向依次为1，2，3，4，…。圆形多用于模拟集成电路。扁平和双列直插型集成电路，识别时，将文字符号标记正放(一般集成电路上有一圆点或一缺口，将缺口或圆点置于左方)，由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次为1，2，3，4，…。扁平型多用于集成电路，双列直插型广泛应用于模拟和数字集成电路。

（三）、集成电路不在线直流电阻测量法

不在线直流电阻测量法是指集成电路没有装在印制电路板上或集成电路未与元件连接时，测量集成电路的各引脚对于地脚的正、反向电阻。具体测量方法是：首先，在集成电路手册上或技术资料中找到被测集成电路的型号，查到该集成电路各引脚对地接地脚的正、反向电阻的参考值；其次，用万用表R*1KΩ 档，一般不用R*1Ω 档测试，以防测试电流太大而损坏集成电路。测量前应欧姆校零，还要熟悉引脚的功能，正、反向电阻值。用万用表测量各脚与地之间的电阻值，并与正常值相比较，以判断不正常的部位。当然采用这种方法也必须事先知道正常时的电阻值。

（四）、要选用内阻较大的测试仪表

例如测集成电路引脚的直流电压时， 应用表头内阻大于20 KΩ/V周的万用表， 否则会产生较大的测量误差。要使功率集成电路散热良好，不允许在不带散热片的情况下，处于大功率工作状态。引线要合理， 如要加接元器件来代替其内部已经要损坏的电路，应选用小型元器件，以免造成不必要的寄生祸合。

（五）、测试时按照规范进行

在测试的时候不要因为测试人员的不慎造成引脚间短路，电压测量或用示波器探头测试波形时，表笔或探头不要由于滑动而造成集成电路引脚间短路，可以选用各个端子短接的外接板对等价引脚进行测量。因为瞬间大电流对器件的冲击会导致集成电路的损害。

（六）、在线直流电压测量法

这种方法是判断集成电路好坏的常用方法。它是用万用表的直流电压档，测出各引脚对地的直流电压值，然后与标注的参考电压进行比较，并结合其内部和电路进行比较，据此来判断集成电路的好坏。采用这种方法，必须事先了解正常时的各脚直流电压(在强信号和弱信号两种状态下的直流电压)。实际检查时，因为各脚电压的变化较小，因而有时会错过不正常的部位；或有几个管脚的电压同时改变，使得判断困难。为此最好能事先了解该集成块的内部电路图，至少要有内部方框图，了解各脚的电压是由外部供给的还是内部送出的。这样，会给判断带来很大的方便，比较容易判断出故障的原因是由集成块内部还是其元器件引起的。

二、集成电路的性能检测

为了保证数字系统长期稳定可靠地工作，精心检测所采用的数字集成电路器件是必不可少的步骤。这种检测包括对逻辑功能的检测和必要时对某些参数的检测。不仅在使用元器件前必须确切知道它的逻辑功能是否正常，而且在测试电路的过程中如果发现某些问题或故障时，还需要检测其逻辑功能。数字集成电路器件逻辑功能的检测分静态测量和动态测量两个步骤，应当遵循的原则是。 先静态，后动态。。

（一）、静态测试

静态测试的方法是：在规定的电源电压范围内，在输出端不接任何负载的情况下，将各输入端分别接入一定的电平。测量输入、输出端的高低电平是否符合规定值，并按真值表判断逻辑关系是否正确。静态测试可以用数字逻辑实验箱、逻辑电平笔、万用表等完成。

（二）、动态测试

动态测试的方法是：在输入端加入合适的脉冲信号，根据输入、输出波形分析逻辑关系是否正确。通常用示波器进行动态测试，观察其输入、输出波形与标准波形是否相同。

三、电路故障分析方法

电路故障分析对检查故障具有决定性指导作用，没有正确的电路故障分析过程和结果，就不会获得检修的成功，这里说明电路故障分析在检查过程中运用步骤和方法：

有了相对具体的电路部分后，通过电路图在这些电路中找出测试点，决定是检测电压还是检测电流或其它参数，根据所测数据进行故障分析，确定这一电路是否正常；检查故障分析过程中，首先遇到具体故障现象，根据故障现象先从整体上进行电路故障分析，即通过具体的故障现象定位电路出现故障的地方；有了上述分析结果，再回到电路中对所怀疑元器件进行针对性的检测和确定，最终结合电路图定性出现的问题；对于不正常的电路进行深层次分析，具体到元器件是否损坏、性能是否恶劣、有否开路或电路故障。

四、具体集成电路检测和故障分析

集成电路O CL 功放电路图如下图所示。检查分析如下：

检查这种电路时，将扬声器先与电路断开，以防检查过程中的操作不当损坏扬声器。注意：当测量输出引脚直流电压不为0V 时，还应该检查扬声器是否已经损坏。首先检查集成电路的输出引脚直流电压，正常时为0V ；若不为0V 再测量正、负电源引脚上的直流电压是否相等，不等时间差电源电路或电源引脚上的滤波电容；测量两个电源引脚上直流电压正常之后，测量集成电路的其他引脚的直流电压。如果测量输出引脚直流电压为0V ，还要测量正、负电源引脚上的直流电压是否有活是否正常。

五、集成电路使用的注意事项

集成电路使用时，电源电压要符合要求。TTL电路为+5V，CMOS电路为3～18V，电压要稳，滤波要好。集成电路使用时，要考虑系统的工作速度，工作速度较高时，宜用TTL电路(工作频率>1MHz)；工作速度较低时，应用CMOS电路。集成电路使用时，不允许超过其规定的极限参数。集成电路插装时，要注意管脚序号，不能插错。CMOS集成电路多余的输入端绝对不能悬空，要根据逻辑关系进行处理。输出端不允许与电源或地短路，输出端不允许并联使用。集成电路焊接时，不得使用大于45W的电烙铁，连续焊接的时间不能超过10秒。

结束语

综上所述，我们即可准确地检测出集成电路的有关性能指标，正确地使用集成电路，使电路系统正常运行。

参考文献

[1] 高泽涵.电子电路故障诊断技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000,11.

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关键词：模拟电路，故障，诊断，内建自测试（BIST）

Abstract: the electronic equipment circuit system design submicron integrated circuit technology progress, often in the same IC integrated simulation on digital signals are used to reduce cost hybrid circuit and competitive advantage. Digital circuit fault diagnosis technology to achieve high automation degree and put into operation, the test method in the simulation and mixed signal circuit testing and fault diagnosis of the application prospect and the expectations of the people far. For analog and digital mixed signal devices, it is still lack of effective and systematic measurable theory, methods and tools, the main reason is that the simulation and the complexity of hybrid circuit. This paper introduces the analog circuit fault diagnosis method of expert system and neural network, wavelet transform, the paper built since the test (BIST) technology in the digital simulation of mixed signal systems, fault diagnosis and the trend of its development.

Keywords: analog circuits, fault, diagnosis, and built-in since test (BIST)

中图分类号：TN911.72文献标识码：A文章编号：

1. 引言

随着现代电子技术的高速发展，电路的集成度和复杂度也不断提高，根据资料报导，数字电路在电子整机设备中超过80%，但是模拟电路比数字电路更容易出现故障，大约80%以上的故障却来自模拟电路。在模拟和混合信号的集成电路中，虽然模拟部分仅占5%的芯片面积，但其测试成本却占总测试成本的95%，因此模拟-数字混合信号电路的测试问题尤为突出。主要原因是IC 设计产业的发展目标：SoC（System on Chip）的设计。目前电路设计中通常在同一衬底的 IC 上面集成模拟、数字和混合信号电路即通常所说的系统级芯片或者片上系统。这与已往的电子整机设备不同，采用不同的芯片构成，每个芯片执行不同的功能。现在的电子整机设备为了减少封装和装配成本，常将模拟和数字混合信号集成在同一芯片上用于信号处理，网络通信和实时控制方面，得到了快速发展，但模拟-数字混合电路信号的测试仍然是SoC进一步发展的瓶颈，使得 SoC 中的测试成本远远超过了设计成本。传统上，人们将混合信号电路分成模拟和数字功能块分别进行测试。由于数字电路的故障诊断技术已经成熟并达到较高的自动化程度投入实际运行，因此，本文主要讨论模拟电路故障诊断的方法以及混合信号故障诊断的内建自测试BIST技术。

2.模拟故障诊断理论和方法

模拟电路故障诊断研究自 1970 年代开始，逐渐形成了比较系统的理论，其主要研究工作是在已知网络的拓扑结构、输入激励信号和故障时，查找电路故障元件的物理位置和参数，从而达到排除故障的目的。由于模拟电路故障诊断自身的困难，其进展一直比较缓慢。模拟电路故障诊断困难的原因主要有:1)模拟电路中的输入激励和输出响应都是连续量，模拟系统中的故障状态比较复杂，难以进行简单的模拟与仿真，所以不可能像在数字系统测试中那样构造一部字典来“查阅”所有的故障；2)模拟电路中的元件参数具有容差，这是故障诊断面临的最大困难，从而无法实现故障物理位置的唯一定位；3)模拟电路中广泛存在非线性问题以及反馈回路决定了庞大的计算量；4)模拟电路中信息量不足，用作测量的节点数很少，供诊断用的信息量有限，从而造成故障定位的不确定性和模糊性，但在数字电路测试过程中，我们可以对电路分块进行测试；5) 模拟电路中敏感问题，由于环境变化对模拟电路极其敏感，从而造成元件参数发生变化。鉴于上述问题，因此不可能将数字电路系统中采用的测试方法简单地移植到模拟-混合信号电路系统中来，必须结合模拟和混合信号电路的自身特点探索行之有效的测试理论和方法。

目前，模拟电路故障诊断中常见的人工智能技术主要包括专家系统、神经网络、小波变换等。

2.1专家系统故障诊断方法

在模拟电路故障诊断中专家系统的基本原理是：首先用计算机采集混合电路中被诊断对象的信息，运用专家经验形成故障诊断专家系统的知识库，进行一系列推理，诊断出故障元件。混合电路故障与征兆之间的关系易于用直观的、模块化的规则表示出来；专家系统允许修改、删除或增加一些规则，以确保专家诊断系统的实时性和有效性。虽然专家系统能够有效的解决模拟电路故障诊断，但在实际工程运用中存在一些缺陷，比如信息获取的瓶颈问题、专家领域知识的 “无穷递归”问题以及实际电路故障诊断中存在的不确定因素等，这些问题大大影响了故障诊断的准确性。专家系统的故障诊断方法由数据库，知识库，人机接口，推理机等组成。

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【关键词】RFI D；读卡模块；无线数传电台；ARM

【中图分类号】F407.63【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0493-02

第1章 概述

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

近年来，自动识别方法在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。自动识别的任务和目的是提供关于个人、动物、货物和商品的信息。条型码—-纸带已经不能满足人们的需求，条型码虽然很便宜，但它的不足之处在于存储能力小以及不能改写。根据从事射频系统开发并使产品适合市场需求的公司数量的增多，说明了这种产品的市场一定会不断地扩大。目前，射频识别系统产品市场是无线电工业增长最快的部门，手持机就是其中的一个产品。

1.1 课题研究的意义

目前国内将手持机应用于仓储管理系统较少，基于无线数传电台的RFID手持机设计将电子标签应用到了仓储管理中，节省了大量的时间，提高了效率，可以随时更新，不至于信息滞后、带来信息的错误，还节省了大量的人力。对仓储管理有着十分重要的参考价值。

在众多信息技术中，RFID技术受到了仓储管理领域业内人士的追捧。RFID应用载体系统的本质为无线射频系统。RFID的优点有很多，首先是无接触式信息读取。这一点被业内人士所看好，因为这极大节约了分拣作业时商品识别与辨认的时间，提高了分拣作业的效率。而且，通过射频信息的数据传播，可以实现管理员与货物的无接触信息读取交换，达到了信息的有效传播和共享方式的透明。其次，RFID技术具有存储与更新的性能。将其贴到包装箱表面，当货物又箱中取出时，管理员可以通过信息数据的更新，将新的物品信息熟练快速录入原有标签中，及时做到信息更新。保持了信息读取与录入的准确性。在我国，虽然人力成本较为便宜。但随着劳动法规的出台，工人收到了国家的抱负和关注，在长江三角洲区已经逐步实现最低工作制的用人标准，造成了人力成本的上升。因此，原有繁重分拣等物流作业造成大量的人力资本投入，从而增加了成本。传统模式下，仓储管理需要大量人员的参与介入，随着信息化的普及，RFID技术将会带来人员需求层次的要求，即要求工作人员掌握数据维护和信息处理的技能，病逐步淘汰纯体力劳动的人力资源。因此，新的技术变革势必会带来新一轮的人才需求浪潮。RFID技术带来的不仅是方便与快捷的信息革命，更是一种对于原有流通环节的挑战。因此，企业必须做好整合资源优势、改造原有流程的心理准备，这样才能在新一轮的信息竞争中充分利用RFID技术，从而立于不败之地[1]。

第2章 系统硬件设计

2.1 电路原理设计

设计方案以STM32F103ZET6为主控器件，写入程序，连接无线收发模块（连接天线可以增加收发距离），并通过zlg522读卡模块将S50卡模拟信号转化成芯片可识别的数字信号。接入键盘和显示器进行输入和显示。内部安装一个1G的SD卡用来存储信息。并通过电源分别对各部分进行供电。最后接触一个配置借口可对手持机进行系统配置[3]。

电路原理框图如图1所示。

2.2 单元电路设计

整个系统电路是由主控芯片STM32F103ZET6、无线收发模块APC250、读卡模块ZLG522、液晶显示器、按键、SD卡、电源模块、串口几个部分组成。

2.2.1 主控芯片

STM32F103xx增强型系列使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器（高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM），丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设[4]。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。 STM32F103xx增强型系列工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。

完整的STM32F103xx增强型系列产品包括从36脚至144脚的五种不同封装形式[4]。根据不同的封装形式，器件中的外设配置不尽相同。 丰富的外设配置，使得STM32F103xx增强型微控制器适合于多种应用场合。

2.2.2 无线数传电台模块

APC250模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。创新的采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，最大可以纠24bits连续突发错误，达到业内的领先水平。APC250模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口速率，发射功率，射频速率等各种参数。APC250 模块能够透明传输任何大小的数据，而用户无须编写复杂的设置与传输程序，同时小体积宽电压运行，较远传输距离，丰富便捷的软件编程设置功能，使之能够应用与非常广泛的领域。

2.2.3 读写卡模块

ZLG522S系列读写卡模块是基于13.56MHz频率的系列读写卡模块，它符合ISO14443标准，可支持PLUS CPU、MIFARE Desfire（CPU卡）、MIFARE S50/S70、MIFARE 0 ultralight、MIFARE Pro，它采用超小型、超大规模集成电路封装，具有易用、可靠、多样和体积小等特点，可方便、快捷地将当今最流行的非接触式IC卡技术融入系统中，提高产品档次。

2.2.4 液晶显示模块

TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。手持机采用的是2.8寸TFT真彩屏，FSMC控制，配置ADS7843触摸控制器[5]。

第3章 系统软件设计

3.1 设计思想

单片机的主要工作流程如图2所示[6]。

本设计的主要原理是利用读卡模块扫描S50卡内物品信息，在液晶显示器上显示出来，通过无线数传电台接收空中电波主控系统的校准等指令数据，对指定物品实现出库、入库、移库等操作，以实现对仓储系统的管理[7]。

第4章 系统调试

4.1调试

调试分为硬件调试和软件调试两个部分。

4.1.1硬件调试

硬件调试主要是检查当焊接完成后各个器件管脚间是否有短路和断路的现象，要根据电路原理图一点一点的测试，在保证没有问题以后才可以通电，否则板子上的元器件就有烧坏的可能性。在检查好后，就可以通电，若通电后无异常就可以进入软件调试的环节。

4.1.2软件调试

软件调试主要是通过烧程序到单片机，看单片机是否按照指令工作，如果不工作或不按指令工作，就需要调整程序。首先调试的程序应该是多串口程序，保证数据能够在一定距离内在通讯终端和手持机间进行一对多的正常数据收发，而且数据不会丢失或改变。再调试液晶显示器是否显示正常，如文字能否正常的显示，是否会出现乱码，字体、颜色是否正常等。最后调试按键功能是否能够正常实现。当一个程序没问题后就可以进行下一个调试部分，把程序分部分调试效率比较高，这样出现错误的时候要检查的程序比较集中，便于发现问题。当一个部分调试完后再整合到之前已经调好的程序中，这样就可以保证程序的准确性，减少了工作量。

结论

经过对软、硬件的设计和实现，最后完成了基于无线数传电台的RFID手持机的整体设计。通过对STM32F103ZET6的使用实现了通过ZLG522读卡模块读取S50卡内的信息，并利用无线数传电台接收、发送空中电波的指令数据，完成PC机与手持机一对多的通讯。还实现了LED显示屏中对物品名称、物品编号、物品数量、入库、仓库、货位、管理员详细信息及状态的显示，同时利用按键对物品进行出库、入库、移库的操作。经实际验证在空旷的地方电台传输范围可达2公里左右，并且能够保证数据的准确性，不会丢失或改变数据，系统在运行过程中性能良好。

本设计具有集成度高、可靠性高、直观性强、实用性强、方便快捷和操作性好等特点，使用起来得心应手，具有很好的推广价值，可将其广泛应用在仓储管理等系统中。

参考文献

[1] 王永虹，徐炜，郝立平.STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2008

[2] 周立功，张华，深入浅出ARM7，北京航空航天大学出版社，2005年6月

[3] Reinhold Ludwig，Pavel Bretchko，射频电路设计理论与应用，电子工业出版社，2002

[4] Andrew N.Sloss.ARM嵌入式系统开发[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005

[5] 江宏，李良玉.Protel电路设计与应用[M].北京：机械工业出版社， 2002

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关键词：语音识别 人工智能 机器学习

1.语音识别概述

语言是人类思想最重要的载体，是人们交流最有效、最方便、最自然的方式。语音识别技术就是让机器接收，识别和理解语音信号，并将其转换成相应数字信号的技术[1]。语音识别是涉及很多学科的一门交叉学科，涉及到声学、语音语言学、数理统计、信息理论、机器学习以及人工智能等学科。语音识别系统可以把操作人员的大量重复劳动交给机器来处理，节约了人力，提高了效益。例如：专家咨询系统、信息服务系统、自然语音识别系统、寻呼服务、故障服务、智能对话查询系统、语音订票系统等。在某些恶劣环境和对人身有伤害的特殊环境下，例如地下、深水、辐射或高温等地方，就可以通过语音识别系统指令，让机器完成各种工作。

现在几乎所有成功应用到实际中的语音识别方法都采用概率统计的方法或信息论的方法。其中最主要的，大量被使用的方法有动态时间规整技术、隐马尔可夫模型、人工神经网络、支持向量机等方法，这些方法的出现极大地推动了语音识别从实验室走向实际应用。

2. 语音识别的现状

近三十年来，语音识别技术发展迅速，逐渐从实验室走向市场，形成产品。在信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域相继出现了不同用途的语音识别系统，已经逐渐显露出其强大的技术优势和生命力。现在实际中应用比较广泛的语音识别软件有：Nuance、IBM公司的Viavoice、Android系统下的Voice Actions、苹果手机上的Siri以及国内科大讯飞的语音识别产品等。我们国家对语音识别研究一直比较重视，中科院自动化所、清华大学、科大讯飞等很多科研院所和企业都投入了大量的人员和资金进行语音识别的研究开发。

前面所介绍的产品，它们的共同点是在文本转语音功能方面表现比较出色，但在语音转文本功能方面就有些差强人意。例如Voice Actions提供了令人惊奇的语音识别引擎，它的识别率非常之高。但是与微软和IBM等公司的语音识别引擎一样，它对我们说的话有严格的要求，必须按照固定的格式和语法结构，不然无法识别。苹果手机上的Siri是迄今为止最优秀的语音识别系统之一，我们可以不用注意语法结构，即使思维模式有些混乱，系统也会结合上下文去理解，它还会利用人工智能来分析，并且能在多数情况下理解我们的意思。

语音识别发展到现在，在中小词汇量非特定人语音识别系统和特定人语音识别系统中的识别精度已经接近100%，这些技术已经能够满足一般应用的需求。同时随着大规模集成电路技术的进步，我们已经完全可以把语音识别系统集成到芯片中，如一些电话机、手机、电话交换机等产品就带有这样的芯片，具备了语音拨号，语音应答等功能。甚至有的语言查询系统可以让人们通过电话网络查询到订房信息、车票、股票信息等。调查统计显示，大部分人都能够满意这种信息查询服务的性能。

3.机器学习的发展前景

现在，越来越多的语音识别技术被带入到人们的工作生活中，影响着每一个人。在某些领域如信息处理、教育与商务、工业控制等方面，语音识别已经显露出巨大的优势。可以预测，它的应用将越来越广泛，更多先进的语音识别产品将陆续出现在市场上，继续影响每个人的生活。

语音识别技术的一个重要应用就是在电话语音识别上，电话语音识别系统将能够代替人工的繁重操作，如自动转接、语音号码查询以及旅游信息查询等。酒店应用了语音查询系统后，将可以不间断地为客户提供二十四小时的客房预定服务。在证券市场上如果安装电话语音识别系统的话，客户就可以用语音方便地查询相关股票，及时地了解最新价格及波动情况，从而进行高效的股票操作，节约了人力成本的同时，方便了用户。

在邮局的邮件分拣中，语音识别技术所起的作用也越来越明显，发展诱人。分拣员单纯依靠记忆力分拣，同时还需要大量的时间，而依靠语音识别可以弥补这方面的不足，同时节约人员成本，提高邮件处理的效率和效益。

随着硬件技术和软件技术的快速发展，语音识别为我们提供了一种崭新的远景。很明显，语音识别正在改变着我们这个世界，因为一旦机器被赋予人类语音之后，任何会说话的人都将能和机器自然的交流。或许很多行业并未清晰地意识到语音技术所带来的改革力量，但是，就现在的发展形式及技术进展来看，人类生活的每一领域必将因它而变得异常精彩。

4.语音识别的未来研究方向

现在语音识别在许多行业产生了大量的应用，但是要实现真正的人机自然交流还需要很多的工作要做。它还要在下述几个方面取得突破性进展：

（1） 识别系统的强健性方面，有待进一步增强。现在，环境噪音和杂音对语音识别的效果影响最大。在嘈杂环境中必须有特殊的抗噪技术处理才能正常的使用语音识别，否则识别率很低，效果很差。目前针对中文的语音识别方面还存在着明显的不足，语言模型方面需要进一步完善。由于声学模型和语言模型在语音识别技术中起到基础性作用，所以必须在这方面有所突破，否则其它的都不可能实现。现在所使用的语言模型都是概率模型，文法模型没能得到运用，只有这一方面取得突破，计算机才能真正理解人类语言，这是一个难度非常大的工作。另外，随着硬件技术的不断发展，搜索算法、特征提取和自适应算法等这些核心算法将会得到不断改进。我们相信，半导体和软件技术的共同进步必将给语音识别技术打下坚实的基础。

（2） 多语言混合识别方面和无限词汇识别方面需改善。现在使用的语音模型和声学模型有很多的局限性，如果突然从英语转为法语、俄语或者汉语，计算机就不会处理了，得到的东西完全不是我们想要的结果；如果人们偶尔使用了某些不太常见的专业术语，如"信息熵"等，计算机可能也会得到奇怪的结果。这不仅仅是因为模型具有局限性，同时也有硬件跟不上的原因。将来伴随这两方面技术的进步，声学模型和语音模型可能会理解各语言之间自然的切换。另外，因为声学模型的逐步改善，以及以语义学为基础的语言模型的改进，或许将能够帮助人们尽量少或完全不受词汇的影响，从而可实现无限词汇识别。

（3） 在自适应方面需要更大的改进，达到不受口音、方言和特定人影响的要求。现实中的语音类型是各种各样的，从声音特征来说可以分为男音、女音和童音，另外，很多人的发音同标准发音有很大的差距，这就需要进行口音和方言的处理。即使同一个人，如果处在不同的环境中，或者在不一样的语境中，意思也可能不同。这些同样需要改进语音模型，让语音识别能适应大多数人的声音特征。

（4） 语音识别系统在从实验室转化为商品的过程中，同样需要解决很多具体问题。比如，系统的识别速度、识别效率以及连续语音识别中剔除无意义语气词等问题。

总之，语音是人们工作生活中最自然的交流媒介，所以语音识别技术在人机交互中成为非常重要的方式。伴随计算机技术和语音识别技术的进步，语音识别系统的智能性和实用性将得到大幅提高。这将表明语音识别技术具有非常广泛的应用领域和非常广阔的市场前景。

参考文献：

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关键词：无线射频识别;食品安全;供应链;动物识别

0引言

随着市场的放开，生猪和猪肉市场也不可避免地产生了一系列的问题，如市场混乱、缺乏统一管理、卫生问题严重。这些问题的存在严重阻碍了猪肉市场的健康发展。动物跟踪与识别是利用特定的标签,以某种技术手段与要识别的动物相对应，可以随时对动物的相关属性进行跟踪与管理的一种技术［1］。生猪管理系统就是动物跟踪与识别的一个应用，它为加强牲畜的饲养，定期检查牲畜的健康提供了绝佳的条件。RFID是利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的，它是自动识别领域的一个重要分支。在农牧渔业中可用于羊群、鱼群、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪［2］。与目前应用广泛的基于光学技术的自动识别方法（如条形码和摄像）相比，RFID具有一次处理多个标签并可将处理状态写入标签、不受大小及形状限制、耐环境性强、穿透性强、数据的记忆容量大、可重复利用等许多优点。

RFID即射频识别，又称为电子标签（E－Tag），其最早的应用可以追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的敌我辨识系统。随着技术的进步，RFID的应用领域日益扩大。如图1是一个典型的RFID系统。它由标签（Tags）、读写器（Reader）、天线（Antenna）、主机（Host，用于处理数据的计算机）和应用支撑软件等部分组成［3］。

标签一般由芯片和天线组成；每个标签具有唯一的电子编码。标签附着在物体上或嵌入物体内用以标志目标对象［4］。根据发射射频信号的方式不同，标签可分为主动式和被动式两种。主动式标签（又称为有源标签）通常由内置电源供电，主动向读写器发送射频信号；被动式标签（又称为无源标签）不带电池，其发射电波以及内部芯片运行所需的能量均来自读写器所产生的电磁波。图1中所示为被动标签。读写器通过控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签应答;同时读写器要把时钟信号和能量也发送给标签。读写器要对标签的对象标志信息进行解码并将其连同标签上的其他相关信息传送到主机以供处理。RFID读写器可以同时读取多个标签内的信息。主机负责对读写器所读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从读写器传往企业应用的数据量［5］。

1需求分析

现代化生猪管理系统，要求管理无纸化、有序化、规范化、智能化。智能标签因为具有防水、防磁、防静电、无磨损、信息储存量大、一签多用、操作方便等特点，所以完全能够满足这一要求。同时还应满足四点要求：①为使操作简单、方便、友好，要求采用全中文菜单式操作界面。②系统应提供完善的管理功能，自动形成各种报表。③政府需要加强对动物接种与疾病的预防管理。④由于食品安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注。如何对食品有效跟踪和追溯成为一个必须解决的问题。

2系统构成及特点

系统主要由以下几部分组成：

硬件设备（耳标、数据采集器、数据传输器）；系统软件（数据采集、信息、数据库）；附加设备（计算机、打印机）。

3硬件设备简介

3．1耳标

耳标是凯泰科技有限公司利用先进技术自行研制的智能电子标签，专门用于标志和区分不同牲畜的基本信息。在2~8cm的距离内，内码标志均可读出。它采用美国大型集成电路，用半导体编码器进行编码，内置激光工艺刻录的64位二进制，全球唯一编码的硅晶片；外面用强树脂材料封装，具有超强的抗冲击、防静电、防腐蚀、防水、防尘、耐磨擦等性能。

耳标是无源器件。现场安装无须布线，不受现场条件限制、无须日常维护，使用寿命在20年以上，是国际通用型信息标志物。将耳标钉入牲畜的耳朵中，牲畜很难将它摘下，方便管理。

技术指标：重量为1.0g；识读次数>100万次；使用寿命>20年；工作温度-40℃～85℃；规格为硬币、钥匙牌、柱形等多种封装形式。

3．2数据采集器

非接触感应式数据采集器是采用射频识别技术开发的高科技产品。由于读取标示物内码时可避免接触，故记录器无接触性的损耗、寿命长。

硬件特性：采用压模金属外壳，坚固耐用，可以保护内部电子设备免受冲击和工作时的意外损伤。没有可拆动的零件，LCD中文显示、可充电锂电池、实时时钟、非易失存储器，特别适合于实际工作。

技术参数：处理器为高速32位处理器；显示器为LCD160×128点阵，四级灰度，EL背光LCD96×64；工作电源为5.6V；通信接口为USB；工作温度为-20℃~50℃；存储温度为-40℃~55℃；记录容量为4095条，可扩充8190条，可扩展为8MB(NOR)+128MB(NAND)；充电电池为970mAH锂离子电池；待机电流小于1μA。4系统软件及数据库选择

根据项目情况，决定在框架上开发基于Windows平台的应用程序，信息采集部分采用B/S结构。这种方式下，操作人员可以在任意地点进行处理，提高了各数据采集点工作人员的数据处理速度和安全性。并且，系统可以随时统计出各养殖区县的生猪养殖动态数量信息；随时统计出养殖场数量和规模信息；随时生成需要的各种统计报表；如果发现问题，可以随时查到问题猪肉的养殖场信息、加工厂信息，并自动生成事故处理建议方案。

数据库平台选用微软的SQLServer。其事务以及数据完整性逻辑都能作为存储过程和触发器直接存于服务器中。这种编程可避免被客户非法使用或误操作。此外，预编译存储过程的引入使SQLServer在使用关系型数据库高性能地进行事务处理方面树立起一个新标准。SQLServerClient/Server体系结构通过数据库的远程过程调用为Client/Server及Server/Server的通信提供了综合的、基于消息的支持。使用数据库的远程过程(RPC)，任何SQLServer的Client或Server可为访问网络上的任何其他Client和Server，还能够实现跨服务器的事务横跨多个RDBMS。

SQLServer在分布式联机系统所必须关注的八个主要问题上，即查询性能、事务处理能力、高可靠性、场地自治性、可扩展性、可互操作性、应变能力、数据完整性方面都拥有最佳的解决方案。5系统简介

生猪管理系统工作原理如图3所示。

生猪管理系统由饲养场、屠宰场和销售三个部分组成。方案按照现代化管理要求设计，实现对牲畜的来源、日常饲养、接种免疫等相关方面的全方位的计算机管理。目标在于提高牲畜的管理作业效率，提高牲畜的质量。

（1）饲养场管理模块负责牲畜的健康管理和日常管理，具有界面简洁、反应快速、运行安全可靠的特征。主要功能有：①指定条件（牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间）浏览查询；②指定条件（牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间）打印相关的数据统计报表；③支持规模不同的饲养场；④支持牲畜的日常管理；⑤支持牲畜的健康管理；⑥可进行牲畜的日常查询和健康查询等。（2）屠宰场管理模块主要负责对生猪屠宰之后的管理操作。该部分在Windows系列的环境下运行，界面友好，便于操作，易学易用，而且功能强大、极易扩充。主要功能特征有：①强调以卫生安全为主的管理模式；②生猪出场之后，每一步操作都要求有详细记录；③生猪猪肉的等级管理。

（3）销售管理模块提供销售时间查询，销售的猪肉等级、重量查询，生产日期查询，出场时间查询等。

以上三个模块既可以联合起来，让领导层对整个过程有一个宏观的认识，又可以分散开，让各个部门管理自己的模块。

5．1饲养场管理模块

（1）饲养场设定：①对饲养场进行编号，对应到各个不同的饲养场或个人；②对于大型的饲养场，可进行养猪棚的设定；③一个养猪棚又可以有多个猪圈。

(2)生猪基本信息的设定：①对生猪进行编号，详细记录牲畜来源、畜别、出生时间、畜养时间、出栏时间；②详细记录生猪的体貌特征、日常饮食、病史、生育史；③可以随时查询当前每个生猪的健康状况，是否接受过免疫检查。

5．2屠宰场管理模块

（1）屠宰场设定与查询：对屠宰场基本信息的查询，可以对某一个屠宰场的当前状况进行查询；同时可以针对某一头猪，进行跟踪查询。

（2）猪肉的管理：对屠宰完的猪肉，可以按部位进行检索，查询每个部位的用途。

5．3销售与包装管理模块

可对猪肉等级、部位、重量、生产日期和出厂日期等进行查询。

6使用RFID技术会带来的便利和优势

系统的性能特点如下：

（1）感应式数据采集，操作更简单、便捷。数据采集时，只需将采集器在巡检点耳标附近轻轻一晃，即可读出当前信息；

（2）获得的数据和信息不能被破坏或修改；

（3）系统使用由无源存储器的射频芯片组成的全封闭感应信息钮，具有全球唯一的ID码，经久耐用，不可窜改或复制；

（4）一次性全封闭封装成型，耐热、抗冻、防水、防震、抗电磁波，能在恶劣的环境下正常工作；

（5）无须布线，安装简易；

（6）简单、方便的编码设置，巡检点的增减十分方便；

（7）无接触式数据传输，从而无磨损；

（8）完整的软件配套，使制定及修改复杂的多级管理系统变得非常简单、方便。

RFID系统能够在复杂的多步骤供应网络中跟踪产品供应情况，是理想的高效供应链管理解决方案，使众多的行业受益非浅。RFID解决方案在简化食品供应物流管理方面，能为用户带来益处，范围覆盖从农场的家畜及新鲜农作物，到人们在餐馆里食用的食品以及在超市中购买的包装食品。

RFID解决方案可确保任何供应链的高质量数据交流，让食品行业实现两个最重要的目标：①彻底实施源头食品追踪解决方案；②在食品供应链中提供完全透明度的能力。

RFID系统可提供食品链中食品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及餐馆厨房的食品来源史是清晰的，并可追踪到具体的动物或植物个体及农场。RFID是一个百分之百追踪食品来源的解决方案，因而可回答用户有关“食品从哪里来，中间处理环节是否完善”等问题，并给出详尽、可靠的回答；可有效监控解决食品安全问题。

7结束语

这项被称为《RFID牲畜安全防疫信息管理系统》的解决方案，采用美国Ipico公司的硬件设备，配以自主开发的应用软件。所有生猪的养殖场、加工厂、屠宰场等环节信息，都将被记录在有关的RFID芯片和计算机信息系统内，通过乡镇一级的电脑终端、县级数据中心和省级数据中心进行集中处理和上报。做到生产、销售等各个环节信息的公开、透明和高效率反馈，彻底解决问题猪和问题肉的困扰，从而确保消费者能够吃到放心肉。

参考文献：

［1］游战清.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.

[2]FINKENZELLERK.RFIDhandbook：fundamentalsandapplicationsincontactlesssmartcardsandidentification[M].2nded.WestSussexLand:JohnWileyandSons，2003.

[3]WANTR.EnablingubiquitoussensingwithRFID[J].Computer，2004,37(4）:84－86.

篇6

关键词：网络安全；身份认证；口令

中图分类号：TP393.08

网络技术的普及和发展、信息的共享和应用给人们的工作和生活带来深远的影响。在带来巨大便利的同时，网络安全问题也日益突出而且越来越复杂。据《半月谈》社情民意调查中心2012年5月通过半月谈网进行的一项3046人参与的在线调查发现，有七成网民曾遭遇过个人信息泄露。其中，有30%的网民表示曾多次遭遇此类情况。网络的安全和可靠性逐渐成为人们共同关注的焦点，计算机网络必须采取更加安全的措施，才能够把计算机网络安全做到实处。身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份是否合法的过程，计算机身份认证技术是保护网络信息安全的第一道防线，是最基本的安全服务。本文从介绍身份认证在计算机网络安全保护中的重要地位出发，探讨计算机网络安全身份确认技术的常用方法和发展趋势。

1 身份认证在计算机网络安全保护中的重要地位

身份认证技术在信息安全中占有非常重要的地位，是网络安全中最直接、最前沿的一道防线，是鉴别合法用户与非法用户，允许并监督经过授权的操作同时防止非法操作，防止黑客入侵和计算机病毒破坏的重要手段。用户在登陆网络安全系统之前，首先必须向身份认证系统表明自己的身份，经过身份认证系统识别确认身份后，根据用户身份、权限级别决定能否访问某个资源或者进行某项操作。同时检测系统，包括审计和报警系统等，记录用户的请求和行为，并检查检测安全系统是否存在入侵行为。可见，身份认证是最基本的安全服务，其它安全服务都要依赖于其所提供的登陆用户的信息。而正是由于身份确认系统的特殊作用和

重要地位，黑客攻击的首要目标也是身份确认系统，一旦身份确认系统被黑客或者病毒攻破，[2]其它安全措施将形同虚设。也正是由于身份确认的重要性，其技术的发展越来越受到人们的重视，近年来也得到快速发展。根据层次和先后出现的顺序，包括一般常用的静态口令、一次性口令、数字证书和生物特征技术等等。

2 身份确认的常用方法

身份认证的基本方式就是由被认证方提供登陆用户独有的具有保密性难以伪造的信息来表明自己的合法身份和权限。身份确认常用的方法有，数字证书、智能卡、静态口令、动态口令、生物特征等，本文主要从生物特征和非生物特征两个角度进行归类分析：

2.1 生物身份认证技术

生物特征是指人体本身固有的生物物理特征和行为特征，常见的生物特征主要有指纹、掌纹、虹膜、视网膜、语音、步态、签名等。生物特征认证是指根据每个人独一无二的生物特征来验证识别用户身份的技术。从理论上来讲，基于生物唯一生物特征的认证方式具有唯一性、可靠性、稳定性的特点，是最可靠的身份认证方式，几乎不可能被仿冒。生物特征认证的运行模式一般是，系统通过抓图和特征抽取，采用计算机强大的计算功能和图像处理功能，将捕捉到的生物特征样品的唯一特征转化成数字的符号，存入用户个人的特征模版，[3]在用户重新登录网络安全系统时，通过比较和匹配确定用户的身份是否合法以及权限。

生物身份认证技术虽然具有唯一性、可靠性和稳定性的特点，但是由于生物认证技术相对复杂，需要昂贵、特殊的硬件设施等条件，特别是视网膜等先进的认证技术现在使用还不普遍，只能用在比较少的需要高度级别安全的环境中。这种适用范围的有限性也就决定了其人机和谐的有限性，复杂的操作还不成熟。同时，生物特征也是绝对静止和相对运动的结合体，同一的生物特征在不同条件下可能随着条件的变化而变化，比如签字和语音等，没有两个签字是完全相同的，语音也容易受到当时身体条件的影响。生物身份认证技术的普及推广和人机友好方面仍需要进一步的完善。

2.2 非生物认证技术

2.2.1 基于口令的认证方式

传统的身份认证技术主要采用的就是口令的认证方法。这种认证方法简单、可操作性强，首先要求请求认证者必须要有一个用户账号ID，而且该账号在认证者的用户数据库里是唯一的。系统保存的用户的二元信息组（ID，PW），进入系统时，由请求认证者输入ID和PW，系统根据保存的用户账号信息和个人信息，来缺人用户身份是否合法。这种认证技术的优点在于系统适用性强、简单可操作性强，口令认证方法最关键的是保证口令使用和储存时的安全性。但是由于很多用户习惯选择姓名、生日、电话号码、门牌号等容易被猜测破解的口令，使得这种技术存在很大的不稳定性，很容易受到黑客或者恶意用户、计算机病毒的攻击。

基于口令的认证方式主要有两种：一种是静态口令，是指经过用户设定、系统保存后，在某一特定的时间段内没有变化、可以反复使用的口令。这种口令是静态的、不变的，容易记忆但也容易泄密，一般用于不太重要的场合或者保密性质不高的环境中。另一种是动态口令，是指用户每次进入网络安全系统，认证时输入的口令都是变化的，不会重复，一次一变，即使这次输入的口令被他人知晓，下次输入时此口令即无法再次使用。动态口令是用户身份数字化的一种凭证，是安全系统识别用户身份是否合法以及权限的依据。

2.2.2 基于物理证件的认证方式

顾名思义，基于物理证件的认证方式是一种利用用户拥有的某种东西进行认证的方式，现阶段，主要的物理认证方式有智能卡、数字证书（电子文档）等。持证认证方式作为一种实物的认证方式，其作用类似于钥匙，用于启动电子设备。智能卡是一个带有集成电路芯片的具有标准规格的卡片，携带有微处理器和存储器。智能卡的认证技术是指利用卡片存储的用户的信息特征进行身份识别。数字证书是基于PKI（public key infrastructure）技术的权威性的电子文档，提供作用类似于身份证的在网络上验证身份的方式。

持证认证方式基于物理证件的安全属性，不易伪造和不能直接读取数据的特点，即使物理证件丢失，没有用户口令也不能访问用户系统。当然，物理证件仅仅是为身份认证提供了一个硬件基础，安全性方面仍然存在不足，要想得到安全的认证，应该运用硬件保护措施和加密算法，并且与安全协议配套使用。

3 身份认证的发展趋势

随着网络安全技术的发展，网络身份认证技术也朝着更高安全性、更高速度、更高稳定性、更高易用性和实用性以及认证终端小型化等方向进一步发展。通过上述介绍可以知道，各种身份认证技术都有不足之处，在实际的应用中，应该从用户实际需求和认证方式的安全性能两个方面来综合考虑，能满足用户需求的才是最好的，而这不一定和安全性能成正比。未来身份认证技术应该从解决怎么样减少身份认证机制的计算量和通信量，节省计算和设备成本同事又能高效率的提供较高的安全性能出发，综合运用生物认证技术，提高硬件水平和改进识别方法已提高正确率，运用多因素认证方法，改变单一因素认证的弊端，运用属性认证技术，把属性证书的授权方案和认证技术相结合，解决分布式网络环境中身份认证与权限分配问题。

4 结束语

计算机网络安全问题现实存在并将在今后较长的一段时间内存在，如何堵塞网络安全漏洞，保护用户信息安全是一个不断深化、不断取得新成绩的课题。相信随着计算机技术的快速发展和计算机身份认证技术的不断成熟，未来会出现更多、更安全、效能更高的身份认证技术，计算机安全和用户信息的安全会得到更加周密的保障。

参考文献：

[1]刘建良.浅谈网络安全与身份认证技术的研究分析[J].数字技术与应用，2012（11）：45-47.

[2]张庆青.网络安全与身份认证技术探究[J].信息与电脑，2011（05）：28-29.