光学识别技术范文

导语：如何才能写好一篇光学识别技术，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】 血尿；流式尿沉渣分析仪；定位诊断

血尿是一种常见的临床症状， 而对血尿中红细胞来源的鉴别， 又是临床诊断肾小球疾病与非肾小球疾病的关键环节之一。1979年Birch和Fairley[1]首先用相差显微镜观察尿红细胞形态的变化鉴别血尿来源以来，对尿中红细胞来源进行鉴别的方法报道也日益增多。1986年Shichiri等[2]报告用血液分析仪测量尿红细胞体积来鉴别血尿来源，认为较显微镜法准确。1995年Hyodo[3]使用全自动尿沉渣分析仪来鉴别血尿部位，认为此法具有简单、快速，且不受主观因素影响。国内外不少学者对识别尿液中各种有形成分进行了广泛研究，但对激光参数在鉴别血尿来源的研究较少。作者用UF-100尿沉渣分析仪测定尿红细胞平均前向散射光强度（RBC-MFsc）， 尿红细胞前向散射光分布宽度（RBC-Fsc-DW）， 尿70%红细胞前向散射光强度（RBC-P70Fsc）， 结合尿红细胞提示信息， 综合分析判断血尿来源， 现将结果报告如下。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 收集自2012年1月～2013年4月本院住院患者尿标本， 其中血尿标本191份，肾脏病理活检确诊肾小球性血尿133例， 非肾小球性血尿58例。

1. 2 仪器和试剂 UF-100尿沉渣分析仪（日本Sysmex公司）及配套试剂、质控品。光学显微镜（OLYMPUS CX-21）。

1. 3 实验方法 用一次性尿杯收集肾小球疾病患者和非肾小球疾病患者的清洁中段晨尿，充分混匀后倒于10 ml专用离心管中， 一管在UF-100上测定其红细胞参数（开机前先用质控品对仪器进行校准）。尿沉渣分析仪RBC-info分析按新版标准：RBC-P70Fsc >100ch且RBC-Fsc-DW

1. 4 统计学方法 采用SPSS11.5统计软件， 计量资料以（ x-±s）表示， 均数比较用t检验， 计数资料结果比较用χ2检验。

2 结果

2. 1 肾性血尿与非肾性血尿患者尿红细胞各项激光参数见表1。

2. 2 UF-100红细胞提示信息与普通显微镜检验比较见表2， 根据红细胞的提示信息， UF-100诊断肾性血尿的敏感性为83.5， 略低于普通光镜的87.2， 特异性为94.8， 高于普通光镜的92.1， 经统计学检验无明显差别（P0.05）。

3 讨论

血尿是泌尿系统疾病常见的临床症状。引起尿液红细胞形态改变的主要原因有红细胞通过肾小球滤膜时受到挤压损伤及红细胞在肾小管中不同的pH、渗透压、尿酶、尿素等化学因素的影响， 使受损的红细胞发生形态改变甚至破裂。明确血尿的出血部位和性质有助于疾病的诊断。

该仪器采用流式和电阻抗原理， 通过一定染液染色检测尿液标本单个细胞的荧光强度和前向散射光强度及电阻大小来确定细胞类型和形态。国内外已有大量关于UF-100识别尿中各种成分的研究报道。本文通过对UF-100测定红细胞参数的研究， 发现肾性血尿组的RBC-MFsc、RBC-P70MFsc均值分别为58.5和66.7， 明显低于非肾性血尿组的98.0和108.3， 与陈巧林报道[5]类似；RBC-Fsc-DW肾性血尿组为33.5， 略高于非肾性血尿组的32.6， 经统计学检验无明显差别， 与陈巧林报道不同， 这可能与所用的仪器、尿红细胞判定标准及病例不同有关。红细胞的提示信息是仪器根据红细胞的各项参数而判定的， 根据红细胞的提示信息， UF-100诊断肾性血尿的敏感性为83.5， 略低于普通光镜的87.2， 特异性为94.8， 高于普通光镜的92.1， 经统计学检验无明显差别， 表明UF-100尿沉渣分析仪可作为鉴别血尿来源的过筛试验， 另外， 由于UF-100尿沉渣分析仪标本不需离心， 检测准确性、重复性良好， 不受主观因素的影响， 在临床值得推广。

参考文献

[1] Birch DF， Fairley KF， Haematuria：Glomeruir or non-glomeruiar？ Lancet， 1979，314（8147）： 845-846.

[2] Shichiri M，Owada A，Nishio Y， et al. use of autoanayzer to examine urinary-red-cell morphology in the diagnosis of glomerular haematuria.Lancet， 1986，328（8510）： 781-782.

[3] Toru Hyodo，Kazuo Kumano，MakotoHaga，et al.Detection of glomerular and non-glomerular red blood cells by automated urinary sediment analyzer.Nihon Jinzo Gakkai shi， 1995， 37（1）： 35-43.

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关键词：多维物理特征检测；在线源识别；高时间分辨率；低成本；大气颗粒物 文献标识码：A

中图分类号：TH70 文章编号：1009-2374（2016）35-0013-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.007

大气颗粒物来源复杂并具有区域传输和快速演化特征，现有仪器主要集中在颗粒物粒径、浓度和成分的单独检测，且时间分辨率低、价格昂贵，缺少能够进行快速源识别和支撑颗粒物动态时空分布研究的在线监测仪器。本项目融合多角度测量与偏振测量两项技术，研制多角度偏振光散射大气颗粒物源识别在线分析仪，并推进大气颗粒物物理光学表征体系的完善，是大气污染物源解析新型技术的典型应用。

1 原理及方法介绍

当大气颗粒物被采集进入光检测室后，通过对气路流量、流速和扩散行为的调控，使得入射光在测量区域仅与单个颗粒物产生相互作用，此时颗粒物粒径、复折射率、等效散射体结构等物理特征影响偏振状态的演化以及角度分布，对全偏振散射角度谱信息进行提取和简并变换，建立偏振光学指标组合与颗粒物物理复合特征之间的对应关系，并借助多维网络化数据的逆推算法，通过所测量的偏振指标反演并识别单颗粒物的类别信息，其中多个光散射脉冲序列的高灵敏提取能够反馈大气颗粒物复合体系中的多类源识别比例，单个光散射脉冲的同步检偏确保大气颗粒物偏振表征的有效性和实时性。整体技术路线大致如下图1所示：

对比非偏振的测量，扩展为16个信息维度的偏振光散射测量后带来的好处：

第一，偏振通道的散射信息量大，可以在不依赖多角度、多波长条件下获取多维表征参数。

第二，偏振对颗粒物属性变化更为敏感，尤其对小尺寸或者各向异性的微观结构具有较高的测量敏感性。同时经历不同散射次数的偏振光子保偏能力不同，偏振测量的优势还在于通过剔除多次散射后扩散光子的影响，而达到增强对比度和弱信号探测效果。

第三，多维的退偏、椭偏、旋偏组合信息为多组分多类别复杂颗粒物源识别提供可能。

第四，起偏检偏模块的兼容性好，不影响原有光散射测量，易实现光学方法的复合测量。

2 项目主要解决的科学技术问题

项目技术路线如图5所示：

2.1 研究大气颗粒物偏振光散射模型和演化算法

发展单颗粒物散射物理模型，引入结构特征和光学属性等因素来识别颗粒物，结构特征包括粒径分布、复折射率、特殊形态、复合结构等，光学属性包括光吸收散射过程的计算方式，旋光、双折射、二向色性等，探讨颗粒物不同来源所对应的示踪成分和示踪光学现象，研究散射偏振矩阵的变换和降维方式。对全偏振散射指标组进行筛选和比较，包括各偏振指标的误差传递和权重因子分析，各偏振指标在不同物理过程和结构对象上的灵敏度差异；对不同分类识别算法在计算速度、网络复杂度、降维能力、适用对象、训练数据要求、类间距误差等方面进行比较，确定反演算法关键节点的选取和设定，进一步探讨理论数据库和标样测试数据库对算法的训练学习流程以及多组分多类别现场对照误差的分析和校准方式等。

2.2 颗粒物源识别在线分析仪的研发

2.2.1 仪器关键部件开发，包括：（1）研制精确的流量控制模块，高速喷嘴、鞘气保护系统，达到大气颗粒物以排列形式单个依次通过光散射区的目标；（2）研制稳定的温湿度控制模块、高吸收气密散射室，减少各测量通道的噪声基底值以及噪声漂移；（3）开发超高灵敏光电传感器、高信噪比放大电路，达到考核指标中粒径分析下限的要求；（4）开发多偏振参量同步检测器和同步数据采集卡，实现多通道多偏振态同步检测和数据接收。

2.2.2 颗粒物光散射特性分析和仪器性能评价：搭建多组分颗粒物单粒径稳定发生和筛选系统，实现多种类颗粒物的稳定发生和选择，以此为基础开展多组分、多粒径的标准单颗粒光散射及偏振特性测试系统设计及实验，其中单粒径颗粒物类型涵盖水溶性颗粒物（氯化钠、硫酸铵、硝酸铵等）、PSL标准小球等，多粒径颗粒物类型涵盖扬尘（亚利桑那尘）、碳类（煤矿尘）等，在完成实验室多参数测定及样机标定的基础上，同步开展仪器环境适用性检测和评估研究，开展实际大气环境下（合肥）的仪器示范运行测试和数据比对，形成仪器性能评价报告和改进建议。

2.3 污染源分类的偏振数据解释和仪器应用比对

在研发样机完成的基础上，选择已有颗粒物源谱的典型地区，涉及不同纬度、不同气候特征（包括温度、湿度、气流等）和不同的工业结构的颗粒物排放区域，如京津冀、长三角、珠三角等地区，同时在外场安放研发样机及颗粒物采样器。每个季度采集20天，一共采集4个季度。其中研发样机通过仪器自身采集到的颗粒物的单颗粒光学特征，在线分析出颗粒物的主要来源；颗粒物采样器利用滤膜采集样品、实验室分析其中的有机碳（OC）/元素碳（EC）、水溶性阴阳离子（F-、Cl-、NO3-、SO42-；K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+）、无机元素（Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Pb、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Si等），采用化学质量平衡（CMB）源解析技术，模拟计算得到采样点的颗粒物来源。将上述两者来源做比对，验证研发样机的结果的可靠性，修正研发样机的误差，形成比对验证报告。在研发样机改善的基础上，在上述外场做应用示范，实现偏振光散射的颗粒物快速动态源识别，获得高时间分辨率的颗粒物来源信息，形成仪器应用示范分析报告，为当地大气污染防治和管理提供数据支持。

2.4 工程化和可靠性测试

为保障本项目工程化与产业化的顺利进行，切实形成皮实耐用、稳定可靠具有市场竞争力的产品，申报团队引入专业的工程化可靠性研究团队，在项目论证、仪器开发、应用开发、产业化等环节，针对项目仪器的研制与应用，开展可靠性研究，目标仪器的技术就绪度≥8级、环境适应性符合GB/T 11606规定的要求，安全性符合EN 60100或GB/T 17626规定的要求。

3 创新性

在线分析仪基于偏振光散射多角度测量装置和算法对大气颗粒物进行分析识别，属于国内领先、国际首创，其创新性主要体现在原理、评价体系和功能三个方面：

3.1 国际首创的多角度偏振光散射颗粒物在线分析方式

依托清华大学团队自主创新的两项国际专利技术，并采用新型光探测器、低噪声跨阻放大器及半导体制冷技术突破单颗粒微弱信号的增敏提取瓶颈，实现全偏振快速同步检测；借助偏振同步分析所提取的多维偏振指标体系，对颗粒物形貌、光吸收等属性进行复合表征，从而对颗粒物示踪成分，如水、炭黑、硝酸盐、硅酸盐等，开展特异性识别；通过扫描差分电迁移粒径选择、环境条件可控、均匀混合箱设计及气流控制等技术，实现多组分、多粒径的标准单颗粒的稳定发生和筛选以及光散射及偏振特性参数的系统性实验测试与分析，实现仪器的单颗粒定标测试，并获取颗粒物光学识别数据库标准偏振数据。

3.2 对现有大气颗粒物多维信息评价体系的创新型补充

开发对微观结构的偏振光散射过程分析能力具有国际领先水平的偏振光散射蒙特卡洛理论计算和仿真模拟平台，研究多维偏振指标的优化组合和逆向反演颗粒物类别的算法，这种新的源类分析模型和算法是基于大气颗粒物的物理特征数据谱库，首次对偏振光学散射过程与典型源类对象之间的关系进行描述和解释，它在燃煤、机动车尾气、生物质燃烧、扬尘等典型排放源的实测评价，能够成为大气颗粒物形成机理、时空分布以及区域传送等重点研究问题的辅助依据；基于实验室典型源类测试，利用综合观测和解析手段，通过对颗粒物开展定量动态源解析，率先建成颗粒物光学信息组合特征与典型源类特征的关系数据库，实现基于光学特征的环境大气颗粒物快速动态来源识别。

3.3 功能创新

体现在三个方面：（1）该设备具备长周期不间断连续观测能力，核心部件和器材都可以长期稳定工作，不需要定期的耗材更换，偏振光学在线数据采集和高维数据处理后的源识别数据更新速度在分钟量级；（2）该设备是一种单颗粒物分析装备，对大气真实体系下的颗粒物的原始状态进行分析；（3）该设备完全自主知识产权，价格低廉。

4 项目团队

项目团队共六家单位，完整覆盖技术支撑、应用示范、工程化以及产业化四大领域。首先，在中兴仪器承担的整机设计与开发任务的牵引下，由清华大学和中国科学院合肥物质科学研究院配合分别承担颗粒物特异性表征和源识别偏振光学模型算法与系统优化，颗粒物光散射特性分析及仪器性能评价两项基础性任务，为中兴仪器完成整机设计与开发任务奠定基础；然后，由中国环境科学研究院和中国环境监测总站分别负责完成偏振光表征体系识别污染源的分类模型和数据解释，颗粒物源识别的比对验证和应用示范两项仪器应用开发任务；最后，由电子五所配合中兴仪器完成仪器工程化与产业化的任务。通过上述七项任务的统筹安排和布局，实现关键技术突破、仪器研发、应用开发、工程化与产业化的全链条打通，保障本项目目标的实现。

5 预期效益

本项目的顺利实施，在科学上极大地丰富了大气颗粒物源解析技术体系，光学数据库与已有化学属性库形成互补验证，为开展大气污染源复合解析提供综合数据支撑；在社会管理上，一方面减少大气颗粒物源识别仪器对国外技术的依赖，为国家和环保产业培育人才，另一方面可实现数据及结果共享，共同繁荣蓝色文明，创造社会公众价值；在经济上，仪器产品具有广阔的市场前景，不仅产生填补国内外空白的多项技术专利，为企业创造新的就业机会和可观利税；推动了环境监测和治理领域的产业技术快速发展，同时带动科学分析、机电一体化、自动控制、电子信息、基础材料等相关产业发展，创造出显著的高科技产业经济效益。

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【关键词】散射光谱 分类识别 双向反射分布函数 径向基函数

1 理论分析

散射光特性通常用双向反射分布函数（BRDF）表述，散射光谱包含被测物体的结构、材质、形貌面积等重要特征信息，在同一观测条件下，被测目标光谱特征是与双向反射分布函数中的入射角，入射方位角，散射角，散射方位角，入射波长以及光谱数值强度等相关的函数。BRDF能够有效反映目标的材质，结构，特征等信息，并且能识别空间碎片的类别、对空间点目标的特征提取与识别。人工神经网络可处理复杂的非线性的或无明确数学表达式的体系，在光谱分析与分类识别领域应用广泛。径向基函数能够解决多变量差值问题和高维中曲线拟合问题，而且具有在高维数据空间中解决低维空间中的条件，因为RBF神经网络的隐层空间的维数很高，隐层空间的维数与神经网络的性能有关：维数越高，函数的逼近精度越高，更能有效的逼近需要学习的函数。本文利用RBF网络算法，针对散射光谱数据，提出了对不同样品材质进行识别的新方法。首先，根据双向反射分布函数、线性相关性理论，测量了不同探测条件下四种不同材质的样品表面散射光谱。为解决样品光谱线形重叠及仪器噪声造成的识别率低与计算时间长等问题，按照不同特征波段相关度的散射光谱数据作为网络特征参数，训练、学习，最后实现样品材质的识别。

2 实验过程与结果

实验仪器主要包括太阳光模拟器，光谱探测系统中的海洋QE65PRO光谱仪，五维角度控制系统，标定系统望远聚光系统、光纤、数据记录计算机，激光笔和聚四氟乙烯标准板等。整个实验过程在暗室中进行，除太阳模拟器外无其他光源。实验测得数据经过预处理后，调用Matlab进行网络训练，其中训练网络阈值为0.8，网络参数为0.95时训练效果比较好，选取剩余的光谱数据进行试验。如表1所示，选取相关度低的386-506nm波段，比总波段下的三种样品识别率分别提高了1.39%、 6.57%、 8.70%，B板的识别率均为100%，无提升空间。从而得到在选取有效波段下能够节省时间，并得到比较准确的分类识别结果。

3 结论

本文结合散射光谱技术和径向基函数神经网络研究了样本散射光谱的分类识别。测量了样品在可见光波段的散射光谱，结合光谱线型特征，采用线性相关度理论和径向基神经网络实现了对不同散射光谱的特征提取，进行分类识别。结果表明，在350-750nm波段的识别准确率可达91%，通过采用特征波段相关度方法，提取不同波段上具有明显特征的光谱，如特征波段385-506nm时，识别准确率大于98%，提高了7%。通过相关度法先取特征波段，提高了准确率，且利用散射光谱技术对未知目标状态进行分类识别，具有可操作性和适用性，具有区别于其他方法的优越性和实用性，可为目标基于光学识别领域提供技术支持。

参考文献

[1]F.E.Nicodemus.Directional reflectance and emissivity of an opaque surface[J].Appl.Opt.，1965，4（7）：767-773

[2]Yuan Y，Sun C M，Zhang X B，et al. Analysis of influence of attitude variationon visible characteristics of space target[J].Acta Optica Sinica，2010，30（9）：2748-2752.（in Chinese）.

[3]宋薇，蔡红星，谭勇等人.基于散射光谱的空间碎片分类研究[J].光谱学与光谱分析，2015，35（6）：1464-1468.

[4]孙成明，赵飞，袁艳.基于光谱的天基空间点目标特征提取与识别[J].物理学报2015，64（3）：034202.

[5]Sergios Theodoridis，Konstantinos Koutroumbas.Pattemrn Recognition and Neural Networks[J].Lecture Notes in Computer Science，2001，20（9）：67-69.

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题博士题卡扫描阅卷王的主要功能及特点

题博士题卡扫描阅卷王是由广西英腾教育科技股份有限公司开发的一款手机阅卷软件。利用它可以轻松地进行选择题阅卷。软件完全免费，有安卓版和苹果版，下载并安装好软件后（官方下载地址：http：///），打开软件，如图1所示，界面很简单，只有4个选项：扫描题卡、考试列表、下载题卡和个人中心。

题博士题卡扫描阅卷王有如下的功能及特点：①高速识别答题卡。阅卷的识别速度很快，一个班几分钟就可完成。②识别100%成功。采用自主研发的光学识别系统，识别率高。③成绩记录云端，可以通过网页或手机随时直接查询成绩。

利用题博士题卡扫描阅卷王批改试卷

使用题博士题卡扫描阅卷王阅卷十分方便快捷。下面我就简单谈谈它的使用方法。

第一步，做好相关的阅卷前准备工作。首先在官网上下载好答题卡并打印好，答题卡目前有8种，分为方形的和圆形的，题目从20题到100题都有，然后注册一个用户账号并登录，注册时需要手机短信验证。

第二步，选择阅卷的模式，有高级版和精简版两种模式。高级版模式可以连续扫描题卡并智能统计分析，为了提醒你查看阅卷结果是否正确，软件设置为10张为一组，扫完10张后会提醒你检查一下前面的扫描是否正确。精简版模式为单张卷，能快速阅卷评分，得分一扫即出，阅卷一次，显示一次分数。

第三步，这里以选择进入高级版为例，进入后就可以扫标准答案，当然得先填涂好标准答案，标准答案不用填涂考号，直接扫描标准答案即可。扫描时要注意光线充足，卷面平整，而且要确保答题卡的黑框区域完全位于镜头内，很快手机就能够识别答案了。随后，我们可以设置每题的分数，或从某题到某题之间每题的分数，最后保存设置，如图2所示。

第四步，扫描学生题卡。为了更好地识别答案，学生最好是用2B铅笔来填涂，每个答案框要填涂饱满，学生在“准考证号”一栏填涂准考证号，用于识别学生的身份，平时不是很正式的考试可以只填涂2位的学号即可，方便灵活。如果学生已经填涂，但是扫描结果说未填涂，可以重新扫描一次，或检查是否有填涂不规范。扫描还可以随时中断保存，过后再重新登录继续扫描。

第五步，点击考试列表可以查看已经设置的考试和已经批阅过的试卷以及成绩统计。图3是扫描成绩结果及成绩分析。

学生成绩分析结果包括总分及答题正确率，可以按成绩的高低排序，也可以按学号排序，方便老师查询，如果学生没有填涂学号，则会显示没有学号信息。错题排行分析结果包括本次测试的总分、题量及参加考试的人数，从高到低列出答错人数最多的题目及错误率，尽管简单，但很实用。

软件还可以直接登录到电脑网页上查询成绩，进入官网的成绩分析云平台（网址：http：///），登录后可以查看学生的分数明细及三率一分，如图4所示。里面包括有优秀率、及格率、低分率及班级平均分，我们可以自行设置三率一分的标准，如150分制的，我们可设置120分以上为优秀，最后还可以导出电子表格的成绩分析表，有了这个云平台，老师就可以随时查询学生的各次考试成绩，非常方便实用。

以上便是题博士题卡扫描阅卷王的使用方法，精简版模式操作过程也是相同的，这里就不再多说了。

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关键词:RFID;会展管理系统;数据库系统;统计分析

中图分类号:TP311文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)16-4358-02

The Design and Implementation of Exhibition Information Management System Based on RFID Technology

HUANG Wei

(Hezhou College,Hezhou 542800,China)

Abstract:This article first domestic exhibition industry information on the construction situation, RFID technology, system configuration, working principle were introduced, and then analyzes the business requirements of exhibition management system, using rational design of the exhibition management system, system architecture, network planar structure diagram and specific function modules have been designed. Based on the detailed design, final testing of the system as a whole, and a summary.

Key words: RFID; exhibition management system; database system; statistical analysis

会展业是一门系统工程、综合经济,与相关的行业很密切,涉及面广,对举办城市的旅游、房产、商业等行业的带动效应之大难以估量。早在上世纪末期,国外IT系统集成商开始探索会展管理信息化解决方案。由于会展信息系统与当时软硬件系统对接的难度较大,会展从业人员长期形成的手工操作惯性等原因,会展信息化管理软件长期得不到推广和运用。

近几年,我国几家大型会展单位在引进吸收国外会展信息化解决方案的基础上,积极推动会展业信息化服务与管理水平。总体上言,会展信息化管理还停留在信息化的初级阶段,缺乏深度挖掘数据信息的能力,具体表现为:数据采集不健全、重管理轻服务、重单向传递轻双向互动。

因此,针对目前国内会展信息化管理水平的现状,开发基于RFID技术的会展信息化管理系统,提高会展管理水平,从而增强会展管理企业的竞争力,显得尤为重要。

1 技术背景

1.1 RFID概述

RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,利用电磁感应进行非接触双向通信,与之对应的识别技术还有一维条码、二维条码、光学识别技术等,具有存储量大、适应环境能力强、识别距离远、操作快捷等优点[1]。

一套典型的RFID系统由三部分组成[2]:电子标签、读写器、计算机网络。

1.2 RFID系统工作原理

RFID系统的工作原理:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作[3]。

2 系统总体设计

2.1 系统平面示意图

会展信息化管理系统的目标是在会展管理体系中建立一条基于RFID 技术的快速通道,实现会展管理高效化,提高会展数据统计分析效率。展区内部署基于B/S网络平台,以RFID 中间件为技术支撑,由会展会馆管理中心、网络、终端售票和验票通道系统组成。参会人员佩戴RFID标签带,通过门禁系统时被识别后与后台数据库服务器进行信息交换,服务器根据参会人员的标签确定者身份。各功能既可独立运行也可平滑连接,形成一个完整的基于RFID 自动识别技术的会展信息化管理系统。系统平面布局如图1所示。

2.2系统网络架构

会展信息化管理系统硬件包括:RFID标签、RFID门禁阅读器、数据库管理系统和中间件、类ERP系统界面[4]。其业务流程环节为:授权管理、分点售票、门禁系统验票、会展展馆汇总、营业数据上传、展馆汇总统计分析、财务结算等,系统网络架构如图2所示。

3系统设计与实现

系统采用TCP/IP通信协议,将信息采集、检票、系统中心管理有机地结合在一起,连成一个独立的网络系统,使各点信息采集、检票上传的数据与中心服务器的数据实时同步。系统既要保证网络的畅通,系统才能正常工作,也要注重数据管理的安全性、严密性。因此网络系统的质量与安全性显得尤为重要。

3.1 系统功能设计

会展信息化管理系统具体实现功能如下:

1)采用电子化售票软件管理售票流程,提高工作效率,降低劳动强度;

2)数据采集更加准确、及时,为顾客提供丰富、到位的信息增值服务,为主办者和参展商的市场决策提供信息支持;

3)代替手工财务统计,系统可自动统计所有售检票和财务数据信息,可通过软件自动生成和打印各种形式的财务报表;

4)通过对会展顾客信息的深度挖掘,进一步提高展会的服务水平,提高顾客满意度。

3.2 系统功能模块设计

本系统主要由观众信息管理模块、展商信息管理模块、后台管理系统模块、展会现场管理模块、数据跟踪与统计模块组成。

3.2.1 观众信息管理模块

观众预注册:提供完善的参展者注册流程,提供密码找回、基本信息修改等操作。

观众数据统计与导入导出:对注册观众进行统计,同时,可根据观众最后一次登陆时间统计最近登陆的观众数据。并自动生成统计报表,导出数据以供查询。

3.2.2 展商信息管理模块

展商注册:提供人性化的展商注册流程,通过分布式的数据录入完成整个注册过程,提供密码找回、基本信息修改等操作。

展位预订:提供在线展位管理以及预订功能。在后台,管理员可以展位图,并生成展位在线预订功能,参展者可以在线预订所的展位,并生成预订单,等待管理员审核。

3.2.3 后台管理系统模块

后台管理系统模块重要包括观众信息管理模块、展商信息管理模块、权限管理模块。

3.2.4 展会现场管理模块

a)参会用户进入会场;

b)工作人员请用户出示RFID卡,指导未携带者/无效卡者去咨询台核对;

c)用户通过闸门,RFID系统自动扫描;

d)门控笔记本显示用户基本信息、RFID卡是否有效,对无效/失效卡系统自动提示相关语音信息,并请用户转至咨询台进行核对。

3.2.5 数据跟踪与统计模块

按地区、部门、职位等对现场所收集到的观众信息进行划分,对无效的、相同的记录进行处理。通过统计数据,为展会主办方树立品牌展会提供数据保证。为参展商的参展提供数据参考,以展会报告的形式提供给参展商。

3.3 系统工作流程

系统工作流程如图3所示。

4 总结

基于RFID技术的会展管理系统将会展事务全部纳入计算机来管理,极大地提高了工作效率,同时对于主办方更可在形成管理决策、提高顾客满意度、改善顾客体验等方面得到了革命性的突破,提升了展会形象,具有显著的经济效益和社会效益。

由于目前RFID产业发展尚属培育期,本文对RFID技术应用中的某些难点问题阐述不够深入,RFID技术在会展管理系统中的应用还处于初级应用研究阶段,有待于在今后的探索和研究中不断深入。相信在不久的将来,RFID会展管理系统必将得到广泛推广和应用。

参考文献:

[1] 李光军.2008北京奥运会期间RFID的应用.中国电子商情(RFID技术与应用),2008,04:29-31.

[2] 赖晓铮,刘焕彬,苏艳,等.纸基RFID包装箱标签天线设计.南京理工大学学报(自然科学版),2008,03:367-370.

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无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号或空间耦合（电感或电磁耦合）的传输特性，实现对物体或商品的自动识别。RFID技术同其它的自动识别技术（条形码技术、光学识别和生物识别技术，包括虹膜、面部、声音和指纹）相比，具有抗干扰能力强、信息量大、非视觉范围读写和寿命长等特点，被广泛应用于物流、供应链、动物和车辆识别、门禁系统、图书管理、自动收费和生产制造等领域[1]。RFID系统主要的难题在于多标签碰撞时较低的标签数据识读率，多标签碰撞是指当多个标签同时存在于同一个射频信道内时，阅读器无法读取标签数据的现象。目前，解决RFID标签阅读冲突问题最广泛的是帧时隙ALOHA算法和二进制搜索算法。由于简单实用，帧时隙ALOHA算法应用更为频繁[2]，例如ISO/IEC18000-6 Type A协议和EPC Class1协议都是使用帧时隙ALOHA算法。

2 基本算法研究

2.1 帧时隙ALOHA算法

帧时隙 ALOHA（Framed Slotted ALOHA，FSA）算法是一种随机时分多址方式的用户信息通信收发算法。该算法将信道用信息帧表示，其中，帧是指由阅读器要求的包含若干时隙的时间间隔。信息帧可以分成多个时隙，其中，时隙是指标签发送自身标识的时间长度。当一个时隙只被一个标签占有时，阅读器才会正确识别该标签，而当一个时隙内有2个或2个以上标签时，会发生碰撞，读写器无法正确识别，若时隙为空则跳过[3]。

ALOHA算法吞吐率低，仅为18.4%。帧时隙ALOHA算法FSA（Framed Slotted ALOHA）是基于ALOHA算法的扩展，FSA算法在帧长约等于未识别的标签数目时吞吐率最大，约为36.8%[4]。基于ALOHA算法的一些改进算法如动态帧时隙ALOHA算法ALOHA（Dynamic Slotted ALOHA）[5]是根据标签数量来动态调整帧长的方法以保证最大吞吐效率的。因此在标签数量少时这类概率性防碰撞算法的识别效率不高，而且消耗时隙量大。

2.2 二进制搜索算法

二进制搜索算法又称为二叉树搜索算法，它要求能够在阅读器中确定数据碰撞位的准确位置。因此，必须要有合适的位编码法。曼彻斯特码用上升沿表示0，用下降沿表示1，在数据传输过程中不允许/没有变化0的状态。如果采用ASK调制方式，当2个（或多个）应答器同时发送的数据位为不同的值，则对应的曼彻斯特码的上升沿和下降沿互相抵消，接收到的副载波就是不间断的，造成一种错误的状态，从而可以确定碰撞位置。

基于二进制的防碰撞算法，国外的研究有很多，比如BBT（bit-by-bit tree）[6]算法。BBT算法的基本思想是：阅读器发送请求命令，请求标签回送序列号。响应的标签每次只发送1 位序列号。如果阅读器端没有发生冲突，则在内存中保存该接收位，然后请求下一位；如果阅读器处发生冲突，则将该冲突位分为2支，即分支0和分支1，从中选择一个分支，然后请求下一位。阅读器重复上述过程直至序列号的每一位都被识别。国内主要研究的有：基于后退式的二进制搜索算法[7]，当识别出一个标签后，算法根据上一次请求命令参数来获得下一个请求命令，以此来极大地缩短识别过程；动态二进制搜索算法和多状态二进制搜索算法[8]等，主要通过减少基本算法中阅读器命令和标签响应信息中存在的大量冗余数据来提高识别效率。虽然这类确定性防碰撞算法识别率高，适应大规模标签数量的场合，但是这类算法需要发送全部或部分标签EPC进行搜索，对于标签代码位数较多的情况，存在标签与阅读器之间的通信量过大的问题[9]。

3 基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法

为了提高大量标签存在时的识别效率，提出了一种基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法，采用逐级分组机制，每一组只有少量标签，一般可将每组标签数控制在少于4个。本方法构造出一种有利于标签识别的碰撞环境，使得每组的标签具有大量相同位和少量碰撞位的特征，结合曼彻斯特编码的特征和二进制搜索算法的特点可以高效的识别标签。阅读器识别标签的具体步骤如图1所示

3.1 标签数量估计

阅读器初始化，使所有标签进入激活状态。接着阅读器选择一个数估计帧长，一般选择较大的数，例如256。阅读器向可读取范围内的所有标签发送标签预估命令-Estimate命令，标签根据最大帧长的ALOHA算法发送各自EPC编码，阅读器统计碰撞时隙，空闲时隙和成功识别时隙个数，利用概率知识估算标签数量。

3.2 标签分组

3.2.1 阅读器发送分组次数

阅读器计算标签分组次数k，k的计算方法：

其中N为第一步估计出的标签数量。阅读器将k作为参数附加请求与命令Query一起发送给所有标签，作为这一帧的开始。假设经过第一轮的标签估计，标签数量为N=100，计算标签分组次数k=6。阅读器设置这一帧的时隙个数为2k=64，即帧长L为64。

3.2.2 标签分组计算

根据上文计算出的分组次数k，对标签的EPC编码进行k次摸2运算，根据运算结果对标签进行分组。下面详细说明：标签收到RFID阅读器发送的k值后，将计数器的值设为k。开始进行k次取模运算。由于标签ID模2运算相当于右移一位操作，下文将以标签ID位数来更直观的说明，如图2所示。第1次分组，将余数为0的分为一组，在前32个时隙发送，余数为1的分为另一组，在后32个时隙发送，相当于将EPC编码最低位为0和最低位为1的标签分开。执行该次运算后，标签将0或1存储在临时寄存器的最高位，计数器值减一。第2次分组，标签EPC编码模22运算，将次低位分别为0和1的ID分开，即分为“00”，“10”，“01”，“11”四组，标签将0或1存储在临时寄存器的次高位，依此类推，通过6次分组后，100个标签被分为64组，分别在64个时隙里发送。通过比较标签ID和时隙的对应关系可以发现，EPC编码的后k位数和发送的时隙之间存在逆序关系，例如ID后6位为101100的标签将在第001101（即十进制数13）个时隙发送。将经过逆序处理之后的标签分组序列存储在临时寄存器中，以供标签匹配。

3.2.3 标签按时隙发送

标签分组完成后，检测当前时隙号和标签临时寄存器中存储的分组号是否匹配，若匹配则标签发送信息，若不匹配则标签设为silence状态。

4 仿真分析

在RFID系统中，吞吐率和系 统识别率是衡量RFID系统好坏的主要指标。而吞吐率和系统识别率这两个参数是紧密联系的，故在此仅讨论系统识别率。系统识别率公式：

其中α为系统识别率，NT为标签数量，S为总时隙数。下面结合具体实例进行分析。假设第1到20时隙的分组结果为：

表中第一列为时隙号，其余列的每行为在该时隙发送的标签的EPC编码。由于时隙号对应EPC编码，因此标签只需发送部分EPC编码即可。例如第2个时隙中的标签，其后6位的编码为100000（逆序），所以EPC编码为928的标签只需发送前4位1110即可（EPC编码10位情况下）。

再根据曼切斯特编码的特性结合二进制搜索算法，以第2个时隙为例，阅读器收到标签信息后，得到信号为X1XX，阅读器再次发送QueryAdjust命令附加参数0111，当前时隙的三个标签收到该命令后，检测发送编码是否小于0111，小于则计数器置0并回复EPC编码，大于则计数器置1并转为wait状态。阅读器成功识别编码为0110（416）的标签后，再次发送QueryAdjust命令附加参数1111，剩余两个标签计数器置0并回复，接下来的过程和二进制搜索算法相同。在第2个时隙中，需要阅读器与标签5回合的交互来完成识别。当时隙中标签数量为2个时，则只需要3回合的交互。

阅读器通过这一帧64个时隙后，识别全部标签，整个读取过程结束。

下面通过计算机对ALOHA算法、二叉树后退式索引算法和本文所提出的算法进行Matlab仿真实验，实验条件相同，标签为100-1000个。在仿真中，横坐标为标签数目，纵坐标为系统识别率，可得仿真结果如图2所示。

如图2所示，经过Matlab仿真计算，在相同标签数目条件下，本文提出的方案系统识别率较高。

5 结论

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在过去40多年里，连续式喷墨喷码机并未在工程技术上有效地完全实现“雷利不稳定原理”。为此，多米诺公司与英国剑桥大学卡文迪许实验室（Cavendish Lab）合作，经过3年半的基础科研，发现基于“雷利不稳定原理”的“完美墨滴”产生的方法和技术，并将此发现完整体现在产品的工程设计中。经过累计超过12万小时的整体测试后，多米诺推出全新一代连续式喷墨喷码机Ax系列（拥有3大技术创新），将CIJ连续式喷墨技术的性能表现提升至全新高度，重新定义喷码机。

i-Pulse打印头和墨水

多米诺与剑桥大学卡文迪许实验室组成了顶尖研发团队，运用最先进的实验设备和算法来建模和观察实际应用，最终发现若要产生“完美墨滴”需将CIJ设备打印头晶振频率和墨滴直径“完美匹配”。但是，生产中要保持持续稳定地产生“完美墨滴”还需要尽可能地摈除墨滴产生过程中的输入变量。

据此理论基础和科研结论，多米诺重新设计了ClJ打印喷头，开发出新型i-Pulse打印头以及能在频率上与之完美匹配的墨滴生成器。由此，i-Pulse打印头能完美控制每一次墨滴的精确成形，极大地改善了对于墨滴精确度、喷墨位置和墨水用量的把握，在保证可靠性和高速度的同时，能始终如一的提供最佳打印品质。

新型打印头优化了设备的打印能力和标识的易读性，它支持更高像素的信息打印，并且能在不影响整体设备效率（OEE）的情况下，以更快的速度打印多行信息。打印品质的优化使赋码更符合机器可读（MRC）和光学识别（OCR）系统，可读取率高。

i-Pulse打印头采用坚固的封闭式喷嘴，能抵御最严苛的生产环境，避免非计划停机，最大程度地提高正常运行时间，并减少机器清洗的需要，即使在设备使用颜料墨水时也能如此。针对i-Pulse打印头专门开发的全系列i-Pulse墨水，确保产品在各类应用中，包括“棘手”表材上的稳定性和高性能表现，即使在杀菌（灭菌）流程、冷冻食品应用以及可回收玻璃瓶流程等极具挑战的工艺过程中，也能轻松应对。i-Pulse遵守全球最新标准，包括欧洲印刷油墨协会（EuPIA）最新针对食品接触材料应用（FCM）的良好生产规范（GMP）设计和制造，i-Pulse墨水安全性更值得信赖。

i-Te6hx电子及软件平台

i-Techx是多米Z全新推出的集灵活性和高性能为一体的电子及软件平台。其设计目的在于保障Ax系列产品与生产线和工作环境的顺畅整合，以延长喷码机的使用寿命、避免赋码错误的产生，并将易用性提高到一个新水平，从而最大程度提高企业的投资回报率。i-Techx用户界面延续多米诺设备直观易用的特性，利用最新的用户体验（UX）开发技术，加之配备语言及字符选项，操作人员可以自定义触摸屏格式，全新多米诺i-Techx系统易用性堪比智能手机。

i-Techx体现了多米诺对于标识科技未来无限的探索，Ax系列支持企业产线完成工业4.0升级。Ax系列不仅能整合现有的生产线，还支持多种标准厂房自动化通信协议，如PACK-ML和OPC-UA。同期推出的多米诺智能平台，可提供强大的在线诊断、故障提醒和客户报告功能。

Domino Design（多米诺设计）注重实用

Domino Design是多米诺总结多年产品及应用经验，对CIJ产品整体调整、设计，从而得出的一种全面的设计方法。Domino Design注重实用，全新设计的Ax系列包含3款产品――Ax150i、Ax350i及Ax550i，3款产品的外壳均采用IP55NIP66的高防护设计，能够应对最为严苛的工业包装环境，不惧冷、热、旱、潮等最恶劣生产环境的考验。

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物联网的英文名称为"The Internet of Things" ,简称：IOT。物联网是通过光学识别、射频识别技术、传感器、全球定位系统等新一代信息技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

发展物联网现在已提到国家的战略高度，它不但是信息技术发展到一定阶段的升级需要，同时也是实现国家产业结构调整，推动产业转型升级的一次重要契机。2010年9月，《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，新一代信息技术、节能环保、新能源等七个产业被列为中国的战略性新兴产业，将在今后加快推进。其中物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分，更是在近一年里受到政府、企业和科研机构的大力支持。广东、上海、江苏、北京、山东、四川、浙江、福建等地陆续出台省市物联网发展规划，为本地发展物联网技术与应用提供良好的发展环境和优惠政策。

物联网将是下一个万亿级的产业，据专家介绍，物联网(Internet of Things)技术涵盖范围极广，包括具备"内在智能"的传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和"外在使能"(Enabled)的，如贴上RFID、条形码标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等"智能化物件或动物"或"智能尘埃"，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对"万物"的"高效、节能、安全、环保"的"管、控、营"一体化。

物联网相关技术已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来3年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。

2009年以来，全球各国都在大力推动物联网的技术发展与应用。我国政府为加快物联网的研发应用，推出了一系列与物联网产业发展相关的政策和规划，并写入政府工作报告。由此可见我国对于物联网这个行业前景的重视，以及我国对于物联网行业的战略性政策倾斜尤其明显，发展和推广物联网的技术和应用，成为了国家战略。

从物联网的发展来看，虽然政策上得到了支持，但是目前由于还处于物联网的初始发展阶段，所以针对物联网的研究和战略很多都还处于很浅的层面，大部分关于物联网的论文期刊都以基本是介绍物联网的基本定义以及一些对于物联网模糊地概念性层面理解。由于技术、协议、基础设施等的不足，导致物联网目前的应用面也相对较窄，如：RFID、GPS、智能停车场系统、交通实时录像监控系统等都或多或少的属于物联网在实践方面的应用。目前，物联网的应用都属于起步阶段，从长远来看，其发展的潜力是巨大的，其将会是有一个万亿级别的产业。

二、零售业存在的问题

1.运输过程风险难以控制，运输环境监测困难

在产品的运输过程中，不同的产品需要的运输条件不同，如温度、湿度、压力等问题需要实时的监测，如果做不好实时的监测，可能导致这些产品在运输途中的损坏和变质，造成巨大损失。

2.消费者对于产品信息的了解不足

由于毒奶粉、苏丹红鸡蛋、瘦肉精等事件的影响，消费者对于商品的品质已经非常敏感，关心产品的每一个生产流程成为消费者购买的重要信息依据。为了使消费者更好的了解产品的来龙去脉，维护消费者的健康就是维护企业的信誉，当然也就是客户忠诚的基础。

3.收银过程的效率低下

在大型的超市收银台前，几乎每时每刻都排着很多列长长的队伍，收银员一件一件的扫描着这些商品，然后再收钱，找零。这样购物车稍微满一点就基本要耽误后边每个人好几分钟时间，如何快速的进行计价与收费是大型零售商提高效率和销售额的重要课题。

4.售后的跟进工作不足，难以维护客户忠诚

由于购买的数量不一，购买者的人数众多，如果零售商要进行售后的消费行为研究工作不仅工作量非常大，而且效率也不高，从而难以维护顾客的忠诚度。针对这个问题，零售商亟需一种能够快速收集消费者消费产品、购买行为、消费习惯的采集系统，从而能够使零售企业更好的掌握消费者的消费习惯，维护好客户的忠诚。

三、物联网在零售业的应用

我们知道，传统产品的生命周期常常会有原料的采购、原料的制备、产品制造和加工、包装、运输、分销、消费者使用、回用和维修。最终再循环或者作为废物处理等环节。在这里，我们重点探讨与零售有关的从运输到最后处理环节的物联网的应用前景。

供应链的管理是零售行业重点关注的信息化建设方向之一，优化供应链管理，降低企业运营成本，强化企业补货能力，成为零售行业未来信息化应用的新趋势。通过零售企业与供应商之间的信息化系统对接，可以缓解企业库存压力，降低企业运营成本，并实现供应商的快速供货，以提升零售商的市场竞争力。RFID技术的普及，正带来一场供应链革命。在这场革命中，沃尔玛是当之无愧的创新先驱。

零售巨头沃尔玛在上世纪70年代率先引条形码，本世纪初又成为将RFID技术应用于零售业的最积极倡导者。2003年7月，沃尔玛宣布开始在货箱和货盘上使用RFID标签。到了2007年，使用RFID技术的沃尔玛门店已经超过1000家。今天，沃尔玛正在努力推进单品级RFID标签的使用。这意味着也许在不久的将来，人们可以轻松使用手中内置RFID阅读器的手机，在瞬间获得整个货架上全部商品的价格、生产日期、用户评价等信息，轻松完成挑选、比价和购买过程。

事实上，早在上世纪80年代初，沃尔玛就采用了全电子化的快速供应链管理模式。这一模式改变了传统零售企业对商业信息保密的做法，将销售、库存、成本等信息与供应商实时分享。供应商通过沃尔玛的管理系统，可以随时查看自己产品的销售和库存情况，减少了业务沟通成本和补货时间，并对市场反应有了更准确的把握。

实践证明，沃尔玛这套供应链管理体系，为其创造了零售领域难以撼动的竞争优势。引入RFID标签后，沃尔玛的供应链效率进一步提升。过去，全部门店工作人员需要几个小时，才能核查一遍货架上的商品。而现在，同样的工作仅仅需要几个人花半个小时就可以完成。

全电子化的快速供应链管理，将销售、库存、成本等信息与供应商实时分享。供应商可以随时查看自己产品的销售和库存情况，减少沟通成本和补货时间，对市场反应有了更准确的把握。以RFID标签为代表的物联网行业应用，在供应链管理层面排除掉大量人的因素，通过引入由传感器主导的自动化生产、存货管理系统，将准确高效的决策与控制流程，固化在企业IT基础设施之中。

四、零售业在物联网时代的展望

1.服务的精细化。基于传感技术与通讯的高速发展，零售业在这种物质基础下可以针对每一个消费者的消费行为习惯制定出相应的"优惠"手段，推出相关的促销信息，从而更好的服务于消费者，更能够从消费者那里取得信任。

2.管理的高效率。由于传感网的广泛应用，零售商对于商品的管理变得容易，不仅加快了库存管理、理货的效率，而且减少了库存和理货环节由于各种原因可能产生的坏损情况，使管理变得简单而又高品质、高效率。

3.商场管理的"无人化"。商场的大部分管理活动将会由"传感网网络中心"集中控制各种传感原件和机器人完成，包括一些正常的理货、库存、收银的工作，从而大大减少人力的成本，并且能够提供更优质的服务。

4.产品信息获取的便利性。物联网本身是基于互联网的另一个物物相连的网络，再结合通讯技术和传感技术，消费者只需在所需了解的商品电子标签上用自己的手机等终端设备扫面一下，马上就可以该商品的包括生产厂家、日期、原料，甚至经过哪些员工的流程，一切信息尽在眼前，这将有利于维护消费者的合法权益，并且从一定程度上限制了假冒伪劣产品的蔓延。

参考文献：

[1] 张应福.物联网技术与应用[J].通信与信息技术，2010（1）

[2] 吴帅.我国物联网的发展现状与策略[J].科技创业月刊.2010.（5）

[3] 张群对物联网的深度剖析[J].通信企业管理，2010（1）

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关键词：图像处理；非线性畸变；灰度校正

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599　（2012）　18-0000-02

用于普通扫描仪器扫描的书籍的时候由于装订线部分的部分无法与玻璃板紧贴，从而会使得扫描图像失真，不仅不利于阅读，也不利于光学识别（orc）。为了解决这个问题必须对这个图像进行校正。

基于以上分析，本文提出了一种图像校正方法，解决了包括背景灰度不均匀非线性畸变的校正方法，效果良好。

1 背景灰度非线性畸变校正

因为书籍的书脊部分远离扫描平面，并且有一定的倾斜角度，所以无法完全反射扫描仪发出的光，会出现扫描图像对应部分亮度下降的问题，造成靠近书脊装订线的部分页面出现黑影，并且明暗不均。越靠近中间书脊线的部分，越暗，灰度值越低，整个灰度值变化呈水平方向变化。

1.1 背景灰度畸变校正相关算法

目前主要的背景灰度畸变校正算法是采用背景灰度直方图估计法，来修正背景灰度值的分布。

背景灰度直方图估计法的原理：

首先估计出原始图像背景灰度分布，根据与标准图像背景灰度分布的比较，计算对比因子。然后根据灰度对比因子，恢复原始图像的背景灰度值至标准图像背景灰度。

对于原始图像背景灰度分布估计主要有两种方法：

（1）通过采样法，估计灰度分布。图像背景灰度不均匀分布，越靠近装订线背景越暗，灰度越小。在水平方向某一位置上，由于垂直方向上页面离开玻璃平板的距离基本一致，所以垂直方向上图像背景灰度也基本一致，所以空变的背景灰度只是在水平方向变化的一个函数。我们取一个采样窗口，以窗口内像素灰度直方图计算该处的背景灰度，采样窗口的设置需要符合两个标准：（1）每个区域内的像素点足够多，以使统计直方图有意义。（2）区域不要太大，区域内明暗应是基本均匀的。对于给定的采样窗口，背景是窗口中出现频率大的灰度区域，为此选取采样窗口内像素的灰度直方图中频率最大的15个灰度值，并由此计算这些灰度值上的像素平均灰度。此值为该处的背景灰度。随着采样窗口沿水平方向移动，可以得到一系列直方图，从而算出不同列上的背景灰度，为了把暗的背景校正为正常的背景灰度，定义背景灰度因子：　，　为第n列的背景灰度，　为书页紧贴玻璃平板处的各列图像背景灰度的平均值，即为标准图像的背景灰度。那么根据扫描结果得出的空间变化的背景灰度因子　，就可以使用这个公式　进行校正恢复。其中f（m，n）为原始畸变样图灰度值，g（m，n）为校正后的图像灰度值。

（2）通过投影法，估计灰度分布。根据图像分布的特点，第一步为去除图像四周的黑色区域。这里采用垂直和水平投影（即在水平或者垂直方向上求出像素的累加和）的方式，通过LoG算子找到突变区域为黑白分界线的位置。第二步为估计图像照度分布。由于扫描图像的对称性特点，照度的变化主要体现在水平方向的变化上。所以对图像做垂直投影，得到图像在水平方向的亮度变化曲线。对曲线进行高斯平滑，滤除字符和噪声等的干扰，再将曲线归一化到0～255的范围内（即根据最大值和255的比值对曲线进行缩放），再扩展为图像大小的矩阵，使矩阵的每一行等于刚才求得的曲线，即得到照度图像。根据照度图像对原始图像进行照度归一化（即，照度不足的区域使其变亮，照度充足的区域不变），即可达到消除阴影的目的。

2 背景灰度畸变校正的改进算法

基于对上述两种主要背景灰度畸变校正算法的研究，针对其不足之处，本文作出了一些改进，使其效果更好，效率更高。改进算法具体描述如下：

（1）提取背景灰度因子分布；

（2）对窗口采样法和投影法分析研究；

（3）采样法校正后会在部分页面出现灰度不连贯的块状条纹。

投影法校正后会使得部分页面区域灰度过白，过亮，特别是在书籍文字内容区域。

从比较中可以知道，造成图像校正效果误差的原因主要是来自背景灰度估计的不连续性。从图中的小波峰，小波谷，和锯齿跳变可以看到因为书籍文字内容的分布不均匀，造成背景灰度采样和投影的估计会出现跳变和误差。

采样法主要通过设置采样窗口，然后统计窗口内像素灰度直方图，选取采样窗口内像素的灰度直方图中频率最大的15个灰度值，并由此计算这些灰度值上的像素平均灰度。此值为该处的背景灰度，水平移动得到整个图像的背景灰度分布。因为在远离书脊中线的两边部分页面是紧贴扫描平板的，所以定义远离书脊中线的部分页面背景灰度像素值为标准背景灰度值。通过整个图像背景灰度和标准背景灰度值做比较，得到背景灰度因子分布图。

所以关键之处是在于背景灰度因子的估计，而背景灰度因子的估计主要取决于采样窗口的灰度直方图。

我们可以分析到，在采样窗口内由于部分文字内容的灰度像素值也会出现较大的频率，而我们选取了采样窗口内像素的灰度直方图中频率最大的15个灰度值，所以很大程度会对背景灰度的估计产生误差，这也是部分页面出现块状条纹的主要原因。这也是我们改进的主要部分。

投影法主要是通过对每列像素值进行投影累加，然后选取投影累加后像素和最大的为标准背景灰度，再用每列的投影累加后的像素和去和定义的标准背景灰度去对比，得到照度分布。也是由于书籍中部分文字内容分布不均，有黑体字，所以造成部分列的投影出现偏差，得到的照度就会出现跳变，造成校正的效果有部分页面出现过亮现象，部分文字模糊.而投影法定义的对每列投影累加，使得改进的地方很少，所以选取采样窗口法对非线性灰度畸变进行校正。

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城市绿化有防震作用

在大城市植树栽花种草，可以美化环境、减噪防尘，保护生态平衡，这是人所共知的，但国内外大量事实还证明，城市绿化对防震防火，减小地震灾害损失还有不可忽视的作用。

1923年9月1日11时，日本关东地区发生毁灭性的地震，震中8．3级。东京距震中不到100公里，地震发生后不到半小时就有136处起火。东京和横滨两大城市受到巨大损失，死亡人数约14万余人，因地震引起火灾而烧毁的房屋达44万余间。这次地震，使幸存者大有“谈地震色变”之忧。然而，就在这样一次毁灭性的地震中，城市的公园绿地却发挥了重大作用。东京市的公园绿地挽救了在公园里避难的七成以上的生命。当时东京市中心有上野、日比谷、其等公园。还有皇居、后乐园和滨离宫寺大片绿地，把大火延烧隔断了，公园绿地成了居民的避难所。83．4公顷的上野公园容纳了50万市民，难民多数无事；31公顷的浅草公园，收容了7万人；48公顷的芝公园容纳了5万人，大多数平安无事。据8个公园、广场、寺庙等公共绿地的不完全统计，面积213．1公顷，共容纳疏散难民约99万余人，多数避难者平安无事。

我国是多地震的国家，较多发生地震的地带就有23个。从1903年至今，8级以上的地震在国内就发生过17次。因此，凡是靠近地震带的城市，在规划时，都应考虑防震问题，并要注意把绿地、空地在防灾中的作用考虑进去，划出一定面积作为防灾避难地，以缓和灾情，疏散居民。

(叶新年摘自《周末》)

用微生物拯救毁坏的森林

最近，日本生物环境研究所研究出了应用菌根菌微生物，培养出大面积热带森林树木的新方法。

科研人员曾将这项技术用到了印度尼西亚的森林复原之中，结果获得了满意的成效。对于被砍去树干及未烧毁的树根而言，过去，要使其恢复，并非那么容易。首先，树木常发生枯萎现象；其次，要使树木生长，需要较长时间。而现在，只要用菌根菌来感染树木的根部，它不久即可存活长大，而且其生成率和生长高度是未经感染树苗的两倍。故菌根菌被认为是促进树苗生长的“催化剂”。

从1994年迄今，研究组已在被烧毁的田地上种植了4万株含菌根菌的树苗。如今它们个个“生龙活虎”，有的已快长到5―6米高了。菌根菌感染树苗，方法简便易行。此法对重建绿色环境，再生被毁掉的热带森林是最合适不过的了。

(廖海鸥摘自《解放日报》)

海洋中也有淡水

如果能在浩瀚的“咸海”中寻找到甘甜的淡水，这对正面临淡水资源危机的人类无疑是极其宝贵的。

科学家发现，在海洋底床中蕴藏着大量的淡水资源。在美国佛罗里达州和古巴之间，海面上有一个直径30米的淡水区，水色、温度与周围海水不同，人称“淡水井”。在我国福建省古雷半岛东边500米的海面上，也有一个淡水区，叫“玉带泉”。这两片淡水区域都是“海底喷泉”所致。因为海底的含水构造与陆地相连，由陆地予以补给；加之地下水露头很低，在海面以下，所以形成“海泉”。在美国，已发现有200处“海泉”，我国近海海域也发现有几十处。

科学家还发现，在海底海相与陆相交互的地层中，陆相地层也有淡水层保存，但它们一般不与陆地含水构造连通，也没有露头，成为封存的“化石淡水”。

(华迪康摘自《海南特区科技报》)

喝什么水最好

自来水：加漂白粉后的自来水属于无菌含氧活水，严重不足是，水中氯元素与残留有机物结合会生成致癌性很强的三卤甲烷，住高层建筑的家庭，为了减少“二次水”的污染和杂质问题，购买家用净水器的越来越多，专家认为，先用越滤膜加活性碳型的，效果可能更好。

白开水：生水经过煮沸消毒比较彻底，水质有所软化，但问题是开水属无氧水，养鱼浇花都不活，何况人喝呢?更甚的是开水中的三卤甲烷比生水增加3--4倍。

矿泉水：真正的矿泉水显然是一个理想饮料。因为它既是无污染的含氧活水，又含有益人体的微量元素，还不用漂白粉消毒――因此，也就不可能生成三卤甲烷。但真正的矿泉水应当是直径10公里内无污染源，经岩层滤自然涌出来的，而不是抽出来的。据统计，全国矿泉水厂家目前已由1992年的250多家上升到5000多家，产量也由40万吨上升到100多万吨。其中卫生指标的合格率60％，而少数厂家则以自来水、白开水假冒。

蒸馏水：无菌无杂质，由于高温蒸馏氧全部丧失变成死水。主要不良性质同下。

纯净水(太空水)：这是一种从美国引进的逆渗透机组加工的无细菌、无杂质、无三卤甲烷、含氧量高的软水，它和蒸馏水一样都属于去离子水。其PH值偏酸，渗透压低于人体体液，容易使体内活性离子(特别是钙离子)丢失，造成人体水和电解质失调。

自然回归水：日本名古屋大学山下昭治博士，依照莲藕和海鱼能反污水海水转化为适合生存需要的细胞水的生物自净原理，研制出一种具有细胞膜作用的生物核能片，它能给水以生物能量，使普遍水变成有生命的接近人体的细胞水。自然回归水能够消除体内酸性的代谢物和毒物，这种水已出现在日、美市场，我国也在研制。此外，还有果蔬饮料，以盛夏人们爱喝的可口可乐、百事可乐、雪碧、碳酸饮料。对这些饮料，也须改变只看重固体物质而忽视水质的偏见。

(车前摘自《三峡周末》)

蔬菜中的尼古丁

美国科学家经过多年研究发现：茄子、西红柿、菜花和土豆等蔬菜的皮和肉中含有一定数量的尼古丁。

数据表明，每克土豆皮和土豆肉中分别含有4．8和15毫微克的尼古丁；菜花每克含16或4毫微克尼古丁；每克茄子含100毫微克尼古丁，特别是青西红柿中尼古丁含量较高。为提醒人们注意和引起重视，科学家把被动吸烟摄入的尼古丁量和吃蔬菜摄入的尼古丁量进行了比较。发现一间中等浓度喷吐烟雾的室内，每立方米空气中尼古丁的含量为1毫微克，一个人如果在屋内呆179分钟，共吸入尼古丁1微克，正好相当于食用50克菜花所摄人的尼古丁量，而实际上，每人每次食用蔬菜不少于数百克。可见，蔬菜中尼古丁的含量不可忽视。专家指出，为减少食用含尼古丁蔬菜对人体健康的危害，最佳的办法是将蔬菜烹调后食用。

(吴宝河摘自《辽宁日报》)

新型基因导入第统诞生

我国基因治疗研究又现曙光：上海市肿瘤研究所“癌基因与相关基因”国家重点实验室最近研制成功一类新型的基因导入系统，并在动物身上试验，获得较好的效果。该实验室主任、中国工程院院士顾健人近日向国内外同行报告了这一重要进展。

基因治疗研究当前面临的关键问题之一是缺乏高效的、能靶向地把基因导入到人体特定细胞中去的技术。

顾健人院士及其同事经过3年努力，成功地设计了一类新型的基因导入系统，即受体介导的非病毒型基因导入系统――人工合成的一种多肽。它可以识别癌细胞表面的某种受体，同时当基因导入细胞以后，能防止细胞内酶系对导人基因的破坏，从而高效地将 “治疗基因”导入癌细胞并在癌细胞中表达杀灭癌细胞。顾健人等目前已建立了针对肝癌等4种恶性肿瘤的导人系统，并在实验动物身上取得较满意的结果。

(孙其旭摘自《杭州日报》)

2000年以后的电脑技术

2003年：娱乐点播：人们可在家通过电子手段选择自己最喜欢的电影、电视剧、体育和其他形式的娱乐节目。

2004年：电视会议：工业化国家普遍通过电视系统举行业务会议。

2005年：个人计算机具有交互式电视功能：个人计算机将具有电视、电话、交互式图像传输等功能。

2006年：娱乐中心：供家庭使用的具有交互式电视、电话和计算机功能的娱乐中心将投放市场。

2007年：①生物芯片：利用分子键存储数据的“生物芯片”将投放市场。②计算机识别系统：语音、手写字体和光学识别特性将使普通的个人计算机能与人交流。③网络出版：大部分书籍和出版物通过网络发表。

2008年：信息高速公路：在发达国家80％的人口将进入信息高速公路。

2009年：电子银行业务和电子货币：包括电子货币在内的电子银行业务取代纸币、支票和现金，成为主要的支付手段。

2012年：计算机翻译：计算机可用来进行实时的语言翻译，其准确性和速度性能满足有限交流的需要。

2014年：光子计算机：使用光子而不是使用电子处理信息的计算机，将进入商业市场。

2015年：神经网络：计算通常由使用并行处理器的神经网络执行(达30％以上)。

(禾宁摘自《盐城晚报》)

高科技与家用电器

高科技使人类能遨游太空，能进行基因重组，也可造出摩天大楼，可攻克种种影响人类健康的疾病，而与此同时，高科技也改变着家用电器，使我们的生活更舒适更美好。

手掌大的洗衣机 莫斯科艾尔帕股份有限公司研制出一种能拿在手上的轻便洗衣机，将这个白色圆圈状仪器放入浸脏衣的盆中，倒入少许洗衣粉，半小时后衣服即被洗净。该洗衣机的耗电量仅1瓦，作用原理是发射超声波振荡洗衣，效果并不比现在普遍使用的洗衣机差，其优越性在于衣物无需揉搓而不易损伤，也节省电力和洗衣粉。但缺点是需要高功率的电子振荡器和电声变换器，因而制造的成本很高，这是可以在进一步研究中解决的问题。

电影随身看 日本电子巨商索尼公司日前推出最新产品：个人电影屏幕。新产品是个人用液晶显示器，可架在特殊的耳机上，显示来自小巧的频盒式录放机或影碟机中的影像，声音则通过立体声耳机收听，属于便携式的个人娱乐系列产品之一。此机体积小、重量轻，仅重310克，使用一组锂离子蓄电池，外携可连续收看140分钟。

新一代“家庭清洁工” 英国拉摩根大学的一个研究小组研制成一个机器人自动真空吸尘器，它可由传感器引导，自动控测目标并改变方向，或根据房间的大小、布局及地毯厚度等，预告设计好程序，机器就可以到房内的各个地方去吸尘。研究小组已同许多制造商进行洽谈，预计两年内可投放市场，将给家务料理带来一场革命。

自动煎蛋机 韩国一位发明家制造了一个自动煎蛋装置，其冷藏箱里可装入200个鸡蛋。有人投入硬币，就能触发一个气动机械，它便从贮存巢里抓出一个鸡蛋，将蛋打破后倒入陶瓷煎锅内，可按顾客的要求煎通常的油煎蛋或用微波加热的素煎蛋，并直接送到硬纸盘内，整个制作过程仅需30秒钟。

清洗卫生间的机器人 美国工程师约瑟夫・恩盖尔伯格最近为美国邮政局制造出专门打扫卫生间的机器人清洁工，它可借助激光将房间巡视一遍，并将听“见”到的情景与它事先储存的所有需要“服务”的方案相对照，即会自动投入工作，撒去污粉，倒水，用抹布、刷子等工具清洗，再擦地板，工人只需做倒空垃圾箱及添加手纸的工作。

智能微波炉 英国牛津大学工程科学系与夏普公司共同研制出一种智能化微波炉，用“逻辑烹饪”，即在微波炉内装有一个湿度传感器，与中枢网络相连接，就可在食品烹饪过程中按照食品水份的多少，温度的高低来改变加热的程度，确定加热时间，最后获得最佳的烹饪效果。

激光消尘器 美国一家电器公司开发出一种电子新产品：电子消尘器，去尘面积可达200平方米，内装有微机控制的高速扫描器，能自动寻找周围的粉尘，一旦发现粉尘，即用红外线将其烧尽。

自动激光切菜刀 国外研究制造出了一种带电脑的自动激光切菜刀，它先对所需加工的食物进行扫描，同时在屏幕上显示出用全息摄影术设计出的各种切菜方式，供人们选择，然后按人的指令把食物切成理想的形状。

(孙贝摘自《科技信息报》)

磁场对生命的影响

地球上自有生命以来，地磁场(0．3―0．6GS)在地球表面形成的庞大磁层，不但保护了地球的大气层不被太阳风吹走，而且屏蔽了高空宇宙射线对人类和其它生命的伤害性辐射，就是人类的代谢过程中，也有赖于磁场作用下超导性电磁的帮助。可以这样认为磁场是地球上生命的保护性物质。它和空气、阳光、水一样重要。日本医学科学界观察，长期居住在20层以上高楼不下楼的患者，受到地磁场影响较少，易产生磁场缺乏综合症。于是认为生活在显著低于地磁场的环境中，对身体是有害的。那么强磁场会对人体产生怎样的效应呢?以人为例，直径1cm磁场强度3000GS的永磁体作用于出生3个月的婴儿，可使婴儿啼哭不吃母乳。以动物为例，果蝇在2200GS的磁场中几分钟即死亡。可见，高于地球磁场的适量磁场对生命有最佳作用。其实，通常状态下的人体，一直在进行磁性活动。人体的肌肉，神经和器官组织的活动，往往伴随着微弱的生物电活动。根据毕奥沙伐尔定律，运动的电荷会产生磁场，凡是能产生生物电信号的部位，必定会同时产生生物磁信号。

在1922年爱因斯坦就提出在外加磁场作用下能在原子的磁支能级间产生量子跃迁。接着多尔弗曼进一步指出磁体中能产生电磁能的共振吸收。我国有关科学工作者的研究表明，一些气功师在气功状态下也能表现出一定的磁性，这就是生物大分子的高度有序化形成的，也是一种对人体有益的电磁体共振。目前国内新研制出的气功仿生仪系列产品，就是利用地球磁场与人体磁场同步振荡和弱磁场与微量元素及中药磁化的原理，利用人造最佳适量磁场来调节人体磁场有序化，达到人体活化细胞，促进新陈代谢和血液循环，安神健体的目的。由于它成功地将传统的刮痧、按摩、点穴、气功等综合起来，因而开辟了仿生学的新领域。经上海交通大学微电子技术研究所量子医学研究中心科学论证，肯定了小雷达仿生仪的非药物科技医疗保健功能。

(吴名响摘自《新民晚报》)

激光碟片知多少

随着电子技术的不断发展，各种各样的激光碟片相继问世。按直径大小，可分为大碟片和小碟片两类；按其记录的内容来分，又可分为影碟和音碟两类。在这些种类中，人们常见的有以下几种。

LD通常叫做大影碟，直径有30cm和20cm两种，可以单、双面录制节目。它采用数字音频、模拟视频信号，可容纳120分钟的全屏幕活动图像和四声道音频信号。

CD即传统的CD唱片，直径12cm，单面录制74分钟的立体声数字音频信号。

CDG带有静止图像的CD唱片，它充分利用CD唱片中的记录空间，记录控制信号和图像信号，在屏幕上显示静止图像、文字。

CD-I用于文字、游戏及信息存储的多媒体系统。以12cm的CD盘为基础，把音响、文字、图形、影像结合为一体。使用者可直接参与或主动控制所喜欢的内容。

VCD即数字激光视盘，通常叫作小影碟，直径12cm。它可以把图像和声音全部转化为数字编码来加以处理，进行存储和播放。采用MPEG－1压缩／解压缩技术，一张VCD光盘可播放74分钟。其动态画面分辨率为352×288，静止704×576，但由于录制压缩比太高，还原后对影像效果有一定影响。目前，这种碟片占据近一半的影音市场。

超级VCD这是国内开发的新型数字激光视盘格式标准，它参照VCD视盘的物理参数和数据结构，采用MPEG－2压缩／解压缩技术，一张盘可播放45分钟，动态图像分辨率480×576，静态720×576，图像质量较高。四声道音频信号，能够实现多种语言输出。其字幕迭加功能可以用于字幕显示、卡拉OK伴唱和菜单显示等，也可将字幕隐去。