導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇識別技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

引言

射頻識別技術(RFID，RadioFrequencyIdentification)實際上是自動識別技術(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術方面的具體應用與發展。該項技術的基本思想是，通過采用一些先進的技術手段，實現人們對各類物體或設備(人員、物品)在不同狀態(移動、靜止或惡劣環境)下的自動識別和管理。

目前，應用最廣泛的自動識別技術大致可以分為光學技術和無線電技術兩個方面。本文主要介紹自動識別技術在無線電技術方面的應用。

1射頻識別技術簡介

20世紀80年代，由于大規模集成電路技術的成熟，射頻識別系統的體積大大縮小，使得射頻識別技術進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術。

射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應用。

典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。

在多數RFID系統中，讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數，甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術的分類

射頻識別技術主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。

(2)射頻卡

根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發射功率大。

(4)調制方式

根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。

目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。

3國際射頻識別技術發展狀況

射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。

據有關權威數據顯示，射頻識別產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術在我國的發展

我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。

4.1安全防護領域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。

另一種汽車防盜系統是，司機自己帶有一射頻卡，其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統發出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發報警裝置。

(3)電子物品監視系統

電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。

4.2商品生產銷售領域

(1)生產線自動化

用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視，提高生產率，改進生產方式，節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。

(2)倉儲管理

將RFID系統用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。

(3)產品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存，可以儲存、修改與產品有關的數據，利于銷售商使用；體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。

(4)RFID卡收費

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全，還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數據統計領域

(1)畜牧管理

該領域的發展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。

(2)運動計時

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。

RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。

4.4交通運輸領域

(1)高速公路自動收費及交通管理

高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內，高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運集裝箱的識別

在火車運營中，使用RFID系統很大的優勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據，能夠得到火車的身份、監控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼，現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。

篇2

2、生物識別技術的特點與應用優勢生物特征是與生俱來的，與傳統身份識別方式相比，生物識別技術具有以下優勢[4]：（1）能夠進行身份識別。傳統身份認證識別采用用戶名+口令驗證的方式來驗證用戶身份。生物特征同樣可以完成身份識別的功能。（2）生物特征具有唯一性，防偽性好，難以被偽造或盜用。傳統身份識別技術中的用戶名和密碼會因為信息泄露而帶來身份認證漏洞。生物特征則是個人特有的，極難被仿造或盜用。（3）攜帶方便，不會遺忘或丟失。傳統身份識別技術采用口令驗證或實物驗證，兩者都有遺忘和丟失的風險。而生物特征是人類的體貌和行為特征，攜帶方便，也不存在丟失和遺忘的風險。（4）用戶使用體驗好，不容易被損壞。傳統身份識別技術依賴數據庫記錄用戶名和密碼，常因為字符輸入錯誤而被拒識；IC卡一類的實物驗證技術則有因損壞而被拒識的風險。生物特征大大降低了此類風險。即使是容易受到手指表層皮膚破損而影響驗證的指紋識別也可以通過存儲多個手指的指紋來達到順利驗證身份的目的。此外因為生物識別技術使用友好度高，用戶體驗好。

3、常用生物識別技術的特性分析在眾多的生物特征中,最常使用的用戶接受度較高的是指紋識別、人臉識別和簽名識別。指紋識別是應用最早、應用面最廣的生物特征識別技術。早在幾千年前人們就已經發現了指紋的特點，開始使用指紋進行身份的識別。指紋識別主要是利用指紋記錄儀和計算機等電子設備，通過人類手指表層皮膚上交替出現的脊和谷進行指紋圖像的讀取、提取指紋特征、制成特征模板，再通過模式匹配，最終實現身份的自動識別。每一個人都有自己獨特的而且終身不會變化的指紋。指紋識別技術可靠性高，識別簡便，是一項成熟的生物特征識別技術。在應用面上也體現出無與倫比的優勢，目前國內外指紋識別應用已經覆蓋了公安刑偵領域、公共安全領域等。由于指紋識別技術是將輸入的指紋和數據庫中預存的指紋模板進行比對從而驗證身份，因此要求指紋信息數據庫的容量足夠大，并且要不斷更新。人臉識別技術是近年來迅速發展的一種生物識別技術。人臉識別技術涉及了計算機視覺、人工智能、感知學習和模式識別技術等科學領域。人臉識別是通過攝像機讀取人類臉部特征信息，分析現實人臉的空間圖像映射到機器空間的過程，分析人類臉部共有特征和個體人臉特征之間的關系，形成人臉圖像模板，最終實現人臉自動識別。人臉識別技術具有方便、直接、友好等特點，在使用者接受度方面表現極好。但是人臉圖像信息的數據量巨大，為了提高人臉識別的運算速度，必須對原始圖像數據進行壓縮，這就有可能降低識別率，造成一定的誤識率和拒識率。簽名識別是通過分析使用者簽署自己名字的方式來進行身份鑒別。簽名識別與指紋識別、人臉識別不同，它屬于人類行為識別技術。簽名識別分成在線驗證和離線驗證兩種形式。離線驗證是使用紙張上的字跡通過掃描儀等電子設備轉化成數字圖像再與數據庫中模板信息比對；在線驗證則通過手寫板或壓敏筆等傳感器設備記錄簽名過程中的各項動態特征數值（寫字速度、力度、角度、加速度等）。簽名的動態特征是難以模仿的，因此簽名的在線驗證方式比離線驗證方式要更加可靠。此外簽名識別與人們平時的簽字行為極為相似，因此具有很高的用戶接受度。

二、生物識別技術在電子商務中的應用

伴隨電子商務的發展，解決電子商務中的安全問題和尋找更加可靠方便的身份認證方式成為進一步發展電子商務的新需求。另一方面，隨著全球信息化的發展，生物識別技術在技術發展和市場培育上都日趨完善，人們對生物識別技術的認知度和認可度也不斷提高。全球生物識別技術產業化發展程度在不斷擴大。2002年11月，中國科學院計算機技術研究所承擔的“面像檢測與識別核心技術”項目獲得突破性成果，該系統能夠在1/10~1/20秒之內自動檢測到人臉，并且在1秒內完成身份識別。2003年阿拉伯聯合酋長國宣布啟用基于虹膜認證技術的針對被驅逐外國人的國界控制系統。2006年北京農村商業銀行在國內試點使用指紋識別認證，用戶可以通過指紋識別認證進入銀行系統，自助完成各項操作。2007年中國建設銀行和中國郵政儲蓄銀行分別在全國營業網點內推廣應用柜員指紋身份認證系統。2008年北京奧運會，奧運村使用了基于人臉識別的酒店門禁管理系統。2010年波蘭BPSSA銀行宣布引入采用生物識別技術的自動取款機。國際民航組織確定從2010年起，其所有的成員國和地區必須使用基于人臉識別的機讀護照，此項規定已經成為國際標準。此外日本三菱銀行開發了基于手指靜脈的認證系統用于金庫管理。歐美國家將生物認證技術廣泛用于醫院病人資料庫管理、政府信息中心出入境管理、小學生信息管理等多個領域。由此可以期待，在不遠的將來，基于生物特征識別技術的更加平民化的電子商務應用走入我們的生活，帶來更加安全更加便利的使用體驗。

三、生物識別技術對電子商務的影響趨勢

現代社會生活各方面都需要可靠方便的身份認證識別技術，尤其是在電子商務領域內，目前電子商務的運營過程中不乏因為過程監控不夠周密而出現的貨物丟失、冒領，并由此引發糾紛事件。未來，基于生物識別技術的身份認證識別能夠覆蓋電子商務的全領域，徹底解決電子商務運營過程中的身份認證問題。

1、在電子商務領域內的全領域覆蓋電子商務在運行過程中涉及了買賣雙方的身份認證、訂單信息認證、支付安全認證、物流運輸安全認證等多項認證。其流程之繁瑣，認證技術運用頻率之高是其他行業所無法比擬的。可靠便利的生物特征識別認證技術能夠確保電子商務系統的正常運轉。未來，電子商務的買賣雙方可以通過生物特征認證技術證明自己的身份；通過生物特征認證和數字簽名的雙因子認證確定訂單的真實有效，并完成相應的支付；物流公司的物流派送人員通過指紋驗證確認接收到需要派發的貨物；最終收貨人通過提供帶有生物特征信息的簽收信息表明身份，確保貨物安全送達。由此，生物特征技術確保了電子商務安全領域內的安全性、可用性、可控性、保密性和不可否認性，保障電子商務系統正常有序運行。

2、多項生物特征融合應用從目前的應用看來生物識別技術雖然前景良好，但仍存在有漏洞。例如，利用塑膠可塑性的特點采集指紋應對指紋驗證系統；利用3D打印技術欺騙靜態人臉識別驗證系統。多項生物特征的融合使用就是生物特征識別技術的多因子驗證。這種對多項生物特征的采集、融合、聯合驗證的新型理論和技術就是生物特征識別的未來發展趨勢。該項技術能夠對所采集的生物特征信息進行多方面、多級別的處理，得到更加完備的數據特征信息，從而完成精準度更高的身份認證，為安全可靠的身份認證技術的實施奠定了基礎。

篇3

射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應用。

典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。

在多數RFID系統中，讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數，甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術的分類

射頻識別技術主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監控、高速公路收費等系統。

(2)射頻卡

根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數據不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發射功率大。

(4)調制方式

根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。

目前使用的多數系統中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統的效率。

3國際射頻識別技術發展狀況

射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。

據有關權威數據顯示，射頻識別產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術在我國的發展

我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。

4.1安全防護領域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。

另一種汽車防盜系統是，司機自己帶有一射頻卡，其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統發出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發報警裝置。

(3)電子物品監視系統

電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。

4.2商品生產銷售領域

(1)生產線自動化

用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視，提高生產率，改進生產方式，節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。

(2)倉儲管理

將RFID系統用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。

(3)產品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存，可以儲存、修改與產品有關的數據，利于銷售商使用；體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。

(4)RFID卡收費

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全，還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數據統計領域

(1)畜牧管理

該領域的發展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。

(2)運動計時

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。

RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。

4.4交通運輸領域

(1)高速公路自動收費及交通管理

高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內，高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運集裝箱的識別

在火車運營中，使用RFID系統很大的優勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據，能夠得到火車的身份、監控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼，現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。

目前，射頻自動識別系統的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯網啟用車次車號自動識別系統，為自備車企業、合資鐵路和地方鐵路實現信息化智能運輸管理提供了重要良機。

5結論

篇4

2、生物識別技術的特點與應用優勢生物特征是與生俱來的，與傳統身份識別方式相比，生物識別技術具有以下優勢：

（1）能夠進行身份識別。傳統身份認證識別采用用戶名+口令驗證的方式來驗證用戶身份。生物特征同樣可以完成身份識別的功能。

（2）生物特征具有唯一性，防偽性好，難以被偽造或盜用。傳統身份識別技術中的用戶名和密碼會因為信息泄露而帶來身份認證漏洞。生物特征則是個人特有的，極難被仿造或盜用。

（3）攜帶方便，不會遺忘或丟失。傳統身份識別技術采用口令驗證或實物驗證，兩者都有遺忘和丟失的風險。而生物特征是人類的體貌和行為特征，攜帶方便，也不存在丟失和遺忘的風險。

（4）用戶使用體驗好，不容易被損壞。傳統身份識別技術依賴數據庫記錄用戶名和密碼，常因為字符輸入錯誤而被拒識；IC卡一類的實物驗證技術則有因損壞而被拒識的風險。生物特征大大降低了此類風險。即使是容易受到手指表層皮膚破損而影響驗證的指紋識別也可以通過存儲多個手指的指紋來達到順利驗證身份的目的。此外因為生物識別技術使用友好度高，用戶體驗好。

3、常用生物識別技術的特性分析在眾多的生物特征中,最常使用的用戶接受度較高的是指紋識別、人臉識別和簽名識別。指紋識別是應用最早、應用面最廣的生物特征識別技術。早在幾千年前人們就已經發現了指紋的特點，開始使用指紋進行身份的識別。指紋識別主要是利用指紋記錄儀和計算機等電子設備，通過人類手指表層皮膚上交替出現的脊和谷進行指紋圖像的讀取、提取指紋特征、制成特征模板，再通過模式匹配，最終實現身份的自動識別。每一個人都有自己獨特的而且終身不會變化的指紋。指紋識別技術可靠性高，識別簡便，是一項成熟的生物特征識別技術。在應用面上也體現出無與倫比的優勢，目前國內外指紋識別應用已經覆蓋了公安刑偵領域、公共安全領域等。由于指紋識別技術是將輸入的指紋和數據庫中預存的指紋模板進行比對從而驗證身份，因此要求指紋信息數據庫的容量足夠大，并且要不斷更新。人臉識別技術是近年來迅速發展的生物識別技術一種生物識別技術。人臉識別技術涉及了計算機視覺、人工智能、感知學習和模式識別技術等科學領域。人臉識別是通過攝像機讀取人類臉部特征信息，分析現實人臉的空間圖像映射到機器空間的過程，分析人類臉部共有特征和個體人臉特征之間的關系，形成人臉圖像模板，最終實現人臉自動識別。人臉識別技術具有方便、直接、友好等特點，在使用者接受度方面表現極好。但是人臉圖像信息的數據量巨大，為了提高人臉識別的運算速度，必須對原始圖像數據進行壓縮，這就有可能降低識別率，造成一定的誤識率和拒識率。簽名識別是通過分析使用者簽署自己名字的方式來進行身份鑒別。簽名識別與指紋識別、人臉識別不同，它屬于人類行為識別技術。簽名識別分成在線驗證和離線驗證兩種形式。離線驗證是使用紙張上的字跡通過掃描儀等電子設備轉化成數字圖像再與數據庫中模板信息比對；在線驗證則通過手寫板或壓敏筆等傳感器設備記錄簽名過程中的各項動態特征數值（寫字速度、力度、角度、加速度等）。簽名的動態特征是難以模仿的，因此簽名的在線驗證方式比離線驗證方式要更加可靠。此外簽名識別與人們平時的簽字行為極為相似，因此具有很高的用戶接受度。

二、生物識別技術在電子商務中的應用

伴隨電子商務的發展，解決電子商務中的安全問題和尋找更加可靠方便的身份認證方式成為進一步發展電子商務的新需求。另一方面，隨著全球信息化的發展，生物識別技術在技術發展和市場培育上都日趨完善，人們對生物識別技術的認知度和認可度也不斷提高。全球生物識別技術產業化發展程度在不斷擴大。2002年11月，中國科學院計算機技術研究所承擔的“面像檢測與識別核心技術”項目獲得突破性成果，該系統能夠在1/10~1/20秒之內自動檢測到人臉，并且在1秒內完成身份識別。2003年阿拉伯聯合酋長國宣布啟用基于虹膜認證技術的針對被驅逐外國人的國界控制系統。2006年北京農村商業銀行在國內試點使用指紋識別認證，用戶可以通過指紋識別認證進入銀行系統，自助完成各項操作。2007年中國建設銀行和中國郵政儲蓄銀行分別在全國營業網點內推廣應用柜員指紋身份認證系統。2008年北京奧運會，奧運村使用了基于人臉識別的酒店門禁管理系統。2010年波蘭BPSSA銀行宣布引入采用生物識別技術的自動取款機。國際民航組織確定從2010年起，其所有的成員國和地區必須使用基于人臉識別的機讀護照，此項規定已經成為國際標準。此外日本三菱銀行開發了基于手指靜脈的認證系統用于金庫管理。歐美國家將生物認證技術廣泛用于醫院病人資料庫管理、政府信息中心出入境管理、小學生信息管理等多個領域。由此可以期待，在不遠的將來，基于生物特征識別技術的更加平民化的電子商務應用走入我們的生活，帶來更加安全更加便利的使用體驗。

三、生物識別技術對電子商務的影響趨勢

現代社會生活各方面都需要可靠方便的身份認證識別技術，尤其是在電子商務領域內，目前電子商務的運營過程中不乏因為過程監控不夠周密而出現的貨物丟失、冒領，并由此引發糾紛事件。未來，基于生物識別技術的身份認證識別能夠覆蓋電子商務的全領域，徹底解決電子商務運營過程中的身份認證問題。

1、在電子商務領域內的全領域覆蓋電子商務在運行過程中涉及了買賣雙方的身份認證、訂單信息認證、支付安全認證、物流運輸安全認證等多項認證。其流程之繁瑣，認證技術運用頻率之高是其他行業所無法比擬的。可靠便利的生物特征識別認證技術能夠確保電子商務系統的正常運轉。未來，電子商務的買賣雙方可以通過生物特征認證技術證明自己的身份；通過生物特征認證和數字簽名的雙因子認證確定訂單的真實有效，并完成相應的支付；物流公司的物流派送人員通過指紋驗證確認接收到需要派發的貨物；最終收貨人通過提供帶有生物特征信息的簽收信息表明身份，確保貨物安全送達。由此，生物特征技術確保了電子商務安全領域內的安全性、可用性、可控性、保密性和不可否認性，保障電子商務系統正常有序運行。

2、多項生物特征融合應用從目前的應用看來生物識別技術雖然前景良好，但仍存在有漏洞。例如，利用塑膠可塑性的特點采集指紋應對指紋驗證系統；利用3D打印技術欺騙靜態人臉識別驗證系統。多項生物特征的融合使用就是生物特征識別技術的多因子驗證。這種對多項生物特征的采集、融合、聯合驗證的新型理論和技術就是生物特征識別的未來發展趨勢。該項技術能夠對所采集的生物特征信息進行多方面、多級別的處理，得到更加完備的數據特征信息，從而完成精準度更高的身份認證，為安全可靠的身份認證技術的實施奠定了基礎。

篇5

傳統的標簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機接入的多址接入協議算法,比如:PALOHA算法(隨機推遲算法)、時隙ALOHA算法(SA算法)、幀時隙ALOHA算法(FSA算法)、動態幀時隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類算法在標簽試圖發送數據時,并不考慮信道當前的忙閑狀態,一旦產生數據,就立刻決定將其發送至信道,這種發送控制策略有嚴重的盲目性。隨著用戶數量或發送信息量的增加,這種完全隨機接入的算法將使信道重疊現象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。

近幾年,有學者提出了采用CDMA技術進行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻[6]提出在標簽識別過程中,使用碼分多址技術,實現一個時隙可以同時傳輸多個標簽。文獻[7]提出了一種基于碼分多址思想的時隙ALOHA算法,來解決射頻識別中的防碰撞問題,此算法的系統穩定范圍要大于時隙ALOHA系統,并且當選用的擴頻碼組階數為N時,此算法的最大吞吐量可達原時隙ALOHA的N倍。上述2個文獻所提到的算法,當標簽數量很多時,數據碰撞的概率明顯增加,使系統的吞吐量急劇下降,影響了系統的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進的基于CDMA技術的防碰撞算法,能夠適應大量標簽的識別應用,減少了識別碰撞的發生,使系統吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1(2)由于傳統的基于ALOHA的防碰撞算法中一個時隙最多只能正確識別一個標簽的信息,所以當標簽數目過大時,系統的吞吐率,即正確識別標簽數目所占的百分比將會大幅度的降低,所以對于過量的標簽,本算法將會采取對所有標簽進行分組識別,當標簽需要分成2組時(系統識別幀最大時隙數N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當標簽數量大于354時,系統將會對標簽分組識別。

本文提出的新型算法如下:依據分組幀時隙ALOHA算法,通過此算法的分組規則,完成識別的所有標簽的分組。分組幀時隙ALOHA算法的分組規則如下:當標簽數量≤354時,無論幀長選擇8個時隙還是256個時隙,標簽都不分組,按照一個大組來進行識別;當標簽數量>354時,幀長選擇256個時隙比較適合讀寫器的識別;當標簽數量在355707時,標簽分為2組;當標簽數量在708~1 416時,標簽分成4組更適合信息的傳輸識別。當標簽數量更多時,按照這個規律分成合適的組數再進行識別,詳細過程如圖1所示。標簽分組工作完成后,在每個分組中分別采用碼分多址技術,利用其技術的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對標簽中的數據進行擴頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關特性對不同標簽所發的數據進行解調,從而達到防碰撞的目的,進而完成對全部標簽的識別,也實現了同一時隙可以傳輸多個信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預先在待識別的標簽中植入擴頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒有辦法正確解擴接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執行過程示意圖標簽識別過程中的碰撞次數,從而減少了識別時間并且降低了功耗。本論文將分組幀時隙ALOHA算法和碼分多址技術相結合,實現在每個分組內可以有多個標簽同時進行擴頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術進行多個標簽的同時接收。本發明在識別標簽過程中,每個組內均為一個獨立的識別過程,在分組幀長不改變的前提下,提高了標簽數量龐大時的系統性能。有效地減小標簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時間,提高吞吐率, 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。

2仿真結果

本論文提出了采用碼分多址技術的新型防碰撞算法,并仿真了固定時隙數下ALOHA算法的系統吞吐率和本文所提出的算法改進后的系統吞吐量。

RFID系統中時隙ALOHA算法的幀長取值從16個時隙到256個時隙變化,根據公式2,系統吞吐率如圖2所示。其中,系統仿真設定的信息幀長F即時隙數設定按2的冪次方遞增,即F取值從16個時隙變化到256個時隙,橫坐標為標簽數N從1變化到500,縱坐標為吞吐率。當幀長設定為256個時隙,標簽數量少于256個時,系統吞吐量隨著標簽數量的增加而增加,直到標簽數量達到256時系統的吞吐量達到最大值。隨著標簽數量的逐漸增多,系統的吞吐量又呈現下降趨勢。從圖2可以得出2點結論:一、當標簽個數接近信息幀長時,系統的吞吐率比較高;二、隨著幀長取值的增加,系統對標簽的識別性能有明顯改善。

篇6

傳統的標簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機接入的多址接入協議算法，比如：PALOHA算法（隨機推遲算法）、時隙ALOHA算法（SA算法）、幀時隙ALOHA算法（FSA算法）、動態幀時隙ALOHA算法（DFSA算法）和分組ALOHA算法等。該類算法在標簽試圖發送數據時，并不考慮信道當前的忙閑狀態，一旦產生數據，就立刻決定將其發送至信道，這種發送控制策略有嚴重的盲目性。隨著用戶數量或發送信息量的增加，這種完全隨機接入的算法將使信道重疊現象加劇，碰撞概率增大，傳輸性能下降。

近幾年，有學者提出了采用CDMA技術進行防碰撞的方法，其性能有明顯改善。文獻[6]提出在標簽識別過程中，使用碼分多址技術，實現一個時隙可以同時傳輸多個標簽。文獻[7]提出了一種基于碼分多址思想的時隙ALOHA算法，來解決射頻識別中的防碰撞問題，此算法的系統穩定范圍要大于時隙ALOHA系統，并且當選用的擴頻碼組階數為N時，此算法的最大吞吐量可達原時隙ALOHA的N倍。上述2個文獻所提到的算法，當標簽數量很多時，數據碰撞的概率明顯增加，使系統的吞吐量急劇下降，影響了系統的整體性能。基于以上原因，本論文提出了1種改進的基于CDMA技術的防碰撞算法，能夠適應大量標簽的識別應用，減少了識別碰撞的發生，使系統吞吐量得到明顯改善。

1基于CDMA技術的新型防碰撞算法

n×1-1Nn-1（2）由于傳統的基于ALOHA的防碰撞算法中一個時隙最多只能正確識別一個標簽的信息，所以當標簽數目過大時，系統的吞吐率，即正確識別標簽數目所占的百分比將會大幅度的降低，所以對于過量的標簽，本算法將會采取對所有標簽進行分組識別，當標簽需要分成2組時（系統識別幀最大時隙數N為256）：nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 （3）用上述公式可知n=354，所以當標簽數量大于354時，系統將會對標簽分組識別。

本文提出的新型算法如下：依據分組幀時隙ALOHA算法，通過此算法的分組規則，完成識別的所有標簽的分組。分組幀時隙ALOHA算法的分組規則如下：當標簽數量≤354時，無論幀長選擇8個時隙還是256個時隙，標簽都不分組，按照一個大組來進行識別；當標簽數量>354時，幀長選擇256個時隙比較適合讀寫器的識別；當標簽數量在355707時，標簽分為2組；當標簽數量在708～1 416時，標簽分成4組更適合信息的傳輸識別。當標簽數量更多時，按照這個規律分成合適的組數再進行識別，詳細過程如圖1所示。標簽分組工作完成后，在每個分組中分別采用碼分多址技術，利用其技術的保密性、抗干擾性和多址通信能力，對標簽中的數據進行擴頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關特性對不同標簽所發的數據進行解調，從而達到防碰撞的目的，進而完成對全部標簽的識別，也實現了同一時隙可以傳輸多個信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預先在待識別的標簽中植入擴頻性良好的正交碼組，以防止接收端沒有辦法正確解擴接收，本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執行過程示意圖標簽識別過程中的碰撞次數，從而減少了識別時間并且降低了功耗。本論文將分組幀時隙ALOHA算法和碼分多址技術相結合，實現在每個分組內可以有多個標簽同時進行擴頻傳輸，并且在接收端采用并行接收技術進行多個標簽的同時接收。本發明在識別標簽過程中，每個組內均為一個獨立的識別過程，在分組幀長不改變的前提下，提高了標簽數量龐大時的系統性能。有效地減小標簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時間，提高吞吐率， 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。

2仿真結果

本論文提出了采用碼分多址技術的新型防碰撞算法，并仿真了固定時隙數下ALOHA算法的系統吞吐率和本文所提出的算法改進后的系統吞吐量。

RFID系統中時隙ALOHA算法的幀長取值從16個時隙到256個時隙變化，根據公式2，系統吞吐率如圖2所示。其中，系統仿真設定的信息幀長F即時隙數設定按2的冪次方遞增，即F取值從16個時隙變化到256個時隙，橫坐標為標簽數N從1變化到500，縱坐標為吞吐率。當幀長設定為256個時隙，標簽數量少于256個時，系統吞吐量隨著標簽數量的增加而增加，直到標簽數量達到256時系統的吞吐量達到最大值。隨著標簽數量的逐漸增多，系統的吞吐量又呈現下降趨勢。從圖2可以得出2點結論：一、當標簽個數接近信息幀長時，系統的吞吐率比較高；二、隨著幀長取值的增加，系統對標簽的識別性能有明顯改善。

本論文提出的基于碼分多址技術的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼，其在對標簽的ID號進行擴頻處理后，即可實現在同一時刻有2個以上的標簽同時進入讀寫器的識別區域，它們同時發送各自的ID號后，讀寫器在接收到這些在空間疊加后的信號時也能完整地分離出不同標簽的ID號，突破了時隙ALOHA算法在同一時刻不能有2個以上標簽到達的限制。此時，系統的吞吐量為（Walsh序列的階數為r）esucc=∑t=2rt=1N×P（N，n，t）（4）固定時隙數的ALOHA算法的系統吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的比較仿真結果如圖3所示。仿真條件為標簽的到達情況符合泊松過程。仿真圖3給出了RFID系統的讀寫器閱讀100個標簽的識別結果，其中新型算法選用的是Walsh序列，其階數r取值從2變化到3，固定時隙數的ALOHA算法的信息幀長F取值從32變化到64，橫坐標為標簽數N從1變化到100，縱坐標為吞吐量。從仿真結果看，在同樣的到達率的條件下，階數越大，算法的吞吐量越高，系統的識別性能有明顯改善。并且隨著到達率的增加，新型 算法的吞吐量也隨著增加，當標簽到達量與階數相等時，系統吞吐量達到最大，但到達量大于階數時，吞吐量隨著到達率的增加而呈下降趨勢。這是由于當在同一時隙內到達的標簽數量增加到一定程度后，基于Walsh序列階數r的有限性，選用相同的Walsh序列作為擴頻碼的標簽數量將會增加，此時必然導致碰撞的增加。當選用的Walsh序列階數為3時，基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的系統吞吐量可高達3.2，遠高于時隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數的提高，吞吐量的最大值還可以提高，但這會以增加讀寫器和標簽的硬件復雜度為代價，在實際使用中必須根據需求在吞吐量和Walsh序列階數中作出折中選擇。

3結束語

本論文在標簽的到達情況符合泊松過程的情況下，利用碼分多址技術的多址通信能力，結合分組幀時隙ALOHA算法的優勢，創新地提出了一種RFID系統中基于碼分多址技術的新型防碰撞算法。理論和仿真實驗表明：同已有的標簽防碰撞算法相比，本論文提出的新型算法提高了標簽數量龐大時的系統性能，能有效地減小標簽之間的碰撞概率，縮短讀寫器操作時間，提高吞吐率， 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。

篇7

物流包括物流工程和物流管理兩個專業。其中，物流工程專業側重于物流系統的規劃與設計，物流管理專業側重于物流系統的運作與管理。這就是說，兩個專業的研究對象都是“物流系統”。從系統角度研究物流是物流專業的最大特點。根據系統定義，將物流系統定義為：在一定的時間和空間里，由所需位移的物資、包裝設備及技術、裝卸搬運機械、運輸工具、倉儲設施、人員和通信聯系等若干相互制約的要素所構成的具有特定目的的有機整體。物流系統的最終目的是以最少的費用提供最好的物流服務，實現物流在時間和空間上的效用。

物流系統是由物的流動所需而產生，而物的流向和流量將隨經濟環境和經濟結構的變化而變動。鑒于全球不斷變化環境所帶來的物流系統的變動性和動態性，物流專業人才培養的最大關注點應是實踐性。如何從不斷變化的實踐環境中識別出各類物流服務所需物流系統，并為其規劃與設計以及運作和管理，既是物流專業人員需要完成的工作，也是物流專業人才培養的目標。

然而，物流系統是涉及多個機構、集多種技術和知識為一體而產生的復雜系統，無論對其規劃與設計還是運作和管理，需要掌握的技術和知識都非常之多，這為物流專業人才培養提出了挑戰。如何在眾多相關技術和知識領域中，提煉出適合物流專業本科培養目標的課程體系，為學生提供適宜的學習和鍛煉環境和條件，既是高等院校的重任，也是專業教師的責任。就是說，物流的系統性、專業知識領域的廣泛性和面向實踐的研究導向是物流專業人才培養的關注點。

2.物流專業本科畢業論文選題及其關注點

本科畢業論文環節是培養并考核學生綜合四年所學專業知識來解決本專業工程和科研實際問題能力的重要環節，也是培養學生識別、分析和解決問題能力的關鍵環節。其中，“識別問題”即論文“選題”過程，作為畢業論文階段的首要一步，是“培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才”的最重要環節。論文選題直接決定著論文基本框架、主要內容乃至最終質量。然而，就目前我國高校本科畢業論文管理模式來看，基本都采用指導老師定題、學生選題的運作模式，這種模式不僅難以培養學生“識別問題”能力，而且也容易出現論文題目的陳舊雷同，這也是近些年大家普遍感覺到本科畢業論文質量明顯下滑的主要原因。

鑒于物流專業特點，物流專業本科畢業論文選題應該關注以下三點：（1）研究對象的適宜性。如前所述，物流工程與物流管理研究對象都是“物流系統”。然而“物流系統”千差萬別，大到“全球領域的物流系統”及“國家范圍的物流系統”，小到一個企業或組織的“作業物流系統”。本科畢業論文必須有別于碩博士論文，研究對象不能過大，否則很容易產生研究內容做空做虛現象。（2）應用方法的適宜性。因為物流系統比較復雜且牽涉知識面比較廣，所以本科生在選擇研究方法時，難以在廣度和深度上掌握好“度”。本科畢業論文應引導學生盡量應用本科階段所學知識來解決實際問題，而不是過分追求超出本科大綱范圍的方法，否則同樣會產生弄虛作假現象。（3）實踐導向的選題。引導學生走出校門，從現實中識別問題，并從中選擇適合個人興趣的研究題目是培養本科生研究能力、實踐能力和創新能力的最基本前提。

二、研究式教學在“生產與運作管理”授課中應用帶來的啟發

研究式教學方法，是指在教學過程中，教師通過講解原理與方法、給出現實事例和問題，讓學生自己通過實驗、思考、討論等途徑去獨立探究，自行發現并掌握相應的原理和結論的一種方法。其核心是在教師的指導下，促使學生自覺地、主動地探索，掌握認識問題和解決問題的方法和步驟，從中找出規律，形成自己的獨特的理解，客觀上加強學生學習的主體地位，培養其學習與研究興趣，提升其自主學習與研究能力。

生產與運作管理是研究如何將生產與運作系統各相關要素合理組織起來以高效地創造出產品或服務的_門學科。該課程具有隨生產技術和經濟發展而不斷發生變化的前沿性特點。隨著系統工程理論的不斷完善，借助系統工程理論和方法研究生產與運作管理已成普遍傾向，所謂生產與運作管理即生產與運作系統管理。將系統工程理論和管理方法綜合應用于生產與運作系統，在各類眾多的生產與運作系統中，抽象提煉出具有普遍指導意義的研究思路以及理論和方法，以形成“生產與運作管理”課程體系：生產與運作系統設計、生產與運作系統運行、生產與運作系統控制、生產與運作系統維護和生產與運作系統評價等。

由于本科生缺少實踐經驗，他們對該課程的印象就是“內容抽象，難以理解”。為了幫助學生理解抽象內容，我們嘗試引用研究式教學法進行教學改革。在內容體系不同階段（設計、運行、控制、維護和評價等）引入案例，按課程研究思路和體系，師生互動識別并分析不同案例中存在問題的基礎上，引出案例中可能涉及的概念、理論和方法，并啟發學生利用相關理論和方法，提出多種可能求解方案；接著，互動分析不同方案可能帶來的不同效果及其優缺點，最后整理出不同管理理論和方法的適用條件。這種基于案例，在引導學生識別、分析和解決問題的過程中，傳授各種理論和方法及其適用條件的案例研究式教學方法，為幫助學生領會“抽象內容”起到很好的作用，并獲得了較好的效果。

由此得到啟發：從實踐切入、案例為導向、系統理論為基礎，引導學生從識別和分析系統問題入手，掌握不同管理理念下的各種管理方法及其特點和適用條件，也就是掌握不同理念導向的管理方法，是培養管理類專業本科生的有效方法。

三、物流專業本科畢業論文選題導向與指導模式

自2001年我國第一批本科物流專業設置以來，目前為止已有300多所學校設置了本科物流專業，每年有幾千本科畢業生需要完成畢業論文。然而，在大學逐年擴招、師資及培養條件與學生規模難以匹配的時代背景下所出現的理論與實踐脫節、畢業論文考評機制缺失等諸多問題，不僅導致本科畢業論文質量下滑，而且也造成對本科畢業論文重要性意識逐漸減弱的現象，甚至出現過“存棄之爭”“實踐代替”“報告代替”等引起爭論的話題。借鑒“生產與運作管理”課程教學方法，我們嘗試了結合實習企業引導學生自主選題的一種畢業實習與論文相結合的基于實踐的畢業論文指導模式。其指導過程大致分為以下四個階段。

第一階段：首先引導學生選好實習單位，并在全面了解實習企業狀況的基礎上提出實習企業簡介及現狀報告。該階段培養并考核學生對實際現象的概括和總結能力及對實際問題的識別能力。

第二階段：引導學生在分析實習企業現存問題以及問題間關聯性的基礎上，明確研究對象系統界限，并結合個人興趣，針對所選系統選擇適宜的畢業論文題目。該階段培養并考核學生分析實際問題并能識別要點的能力。

第三階段：針對所選研究系統，要求學生在明確系統目標的基礎上，分析系統結構及影響系統目標的要素，利用所學專業知識提出解決方案并對方案進行定性、定量評價。該階段培養并考核學生綜合應用所學專業知識來解決實際問題的能力。

第四階段：將前期研究過程和內容，按畢業論文格式和要求，整理編輯成最終畢業論文。該階段培養并考核學生寫作、歸納、整理和表述能力。

按上述過程，明確畢業論文各階段目標及任務的基礎上，通過引導和啟發來指導畢業論文的過程管理方法，無論從提高畢業論文質量角度還是從培養學生綜合能力的角度，都帶來了較好的效果。

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1.1 文獻數量統計 筆者通過中國知網的“中國學術文獻網絡出版總庫”，分別以“圖書館*RFID”、“RFID*圖書館”兩組關鍵詞為檢索路徑，采用高級檢索的方式，以2004～2013年為檢索年限，檢索時間截至2013年12月31日，檢索結果如表1所示。

■

1.2 文獻學科類別 以“圖書館?RFID”為關鍵詞檢索到的332篇文獻作為統計基礎，根據文獻研究內容主題進行統計，共涉及9個學科類別，其中199篇為圖書情報專業學科，占發表文獻總量的59.9%（見表2）。

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1.3 發文年代分布

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2 從文獻量化分析看研究進程

2.1 圖書館RFID研究文獻的起步 關于我國“圖書館RFID”的文獻研究起步于2004年。2004年西華大學圖書館李欣榮發表了《RFID在現代圖書館管理系統中的應用》，文章探討了RFID的定義、RFID系統的組成、RFID的優點，指出RFID及時是一種市場前景和應用規模巨大的高新技術，這種技術的應用將給現代圖書館管理系統帶來革命性變化。2004年杭州師范學院圖書館沈嶸發表了《無線射頻識別技術（RFID）及其在圖書館的應用》，指出射頻識別技術RFlD與條形碼識別技術相比的優越性，在圖書館應用方面，射頻識別技術彌補了條形碼識別技術的不足。

2.2 圖書館RFID研究文獻的發展 2004~2013年間，共發表有關“圖書館RFID”的文章332篇，這些論文分別來自54種國內公開出版的學術期刊，其中包括圖書館學專業及人文社會科學其他專業。

從論文年代分布對其發展進程進行分析，10年的研究大體上分為2個階段：第一階段：起步階段，2004~2006年，這一階段涉及到的論文有17篇。第二階段：高峰階段，2007~2013年，研究的論文數量逐漸增多，7年共發表324篇論文，占文獻總量的97.6%，并逐漸形成研究熱點。這一階段可以看作是圖書館RFID研究的高峰平臺期，且還沒結束。

3 文獻研究的內容

3.1 RFID的理論以及應用模式研究 通過對10年發表的332篇論文主題的歸納分析，發現關于圖書館RFID的理論以及應用研究占大多數，都從RFID的介紹、特點、優越性在圖書館中應用的可行性以及應用效果等方面對圖書館應用RFID進行了充分的論述。

河北師范大學圖書館劉紹榮、杜也麗、張麗娟在《RFID在圖書館使用現狀分析》一文中通過對國內外圖書館實施RFID技術情況的調研，就其在國內的總體發展情況、使用情況以及使用效果進行了分析，并指出使用中存在的問題，提出解決問題的建議，為關注者和準備實施RFID的圖書館提供參考。

在《RFID在圖書館應用的可行性研究》一文中，中山大學資訊管理系蔡孟欣從圖書館的戰略規劃、經濟、技術、安全、人文等方面，對RFID在圖書館應用的可行性進行了分析，同時指出圖書館應根據自身及社會的實際情況進行綜合考慮，進而確定是否采用RFID系統。

深圳圖書館甘琳在《RFID技術在圖書館的應用創新》一文中從深圳圖書館應用RFID的經驗、體會出發進行闡述，同時在服務、業務及管理等方面，論證了這種新技術給圖書館行業帶來的機遇與挑戰。

3.2 圖書館應用RFID的優缺點研究 從目前發表的文章來看，有關RFID技術在圖書館應用的優勢，不足及改進辦法的論述已經比較全面。其優勢主要包括：①實現自助借還，優化圖書借閱服務；②便于書庫管理，提高館藏清點速度；③提高工作效率，節約人力成本等。不足主要包括：①成本較高；②標準不統一；③安全問題；④侵犯隱私權；⑤識別精度；⑥與現有系統的整合等。

西南政法大學圖書館楊雪在《RFID技術在圖書館應用中的思考》一文中指出，在圖書館應用方面，RFID技術具有非常大的優勢，可以提高圖書館的管理和服務水平，但在實際應用中仍然遇到一些問題。除上文提出的一些普遍存在不足之外，還提出圖書館在應用RFID技術中管理觀念滯后、系統集成方案不成熟等問題，需要圖書館、RFID廠商及管理系統開發商協調工作，共同解決。

天津農學院圖書館王穎在《對RFID在圖書館應用的思考》一文中重點討論了圖書館人在RFID應用中需要關注和思考的問題，包括RFID標準、人力資源合理安置、讀者調查以及圖書館應用RFID系統的示范項目等方面。

4 總結與分析

自從2006年廈門集美大學誠毅學院和深圳圖書館應用RFID系統以來，國內許多學者即從RFID的概述、作用、運行模式等方面進行探討，取得有意義的理論和實踐成果。

4.1 RFID研究文獻增長迅速 筆者利用“中國學術文獻網絡出版總庫”，以“圖書館*RFID”為檢索策略，檢索出2004年至2013年文獻332篇，從“文獻發表年代分布統計”一表中可以看出，國內對RFID的研究成直線上升狀態。

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中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 09-0000-02

Code Similarity Detection in the Determination of Plagiarism

Wang Minghao

(Putian College,Putian351100,China)

Abstract:The present paper detection system,only the text part for the judge,can not determine the thesis contained in the original code.Thesis of science and engineering students,usually contains a large number of the code.Silent due to the current system code as the original,and ultimately affect the whole paper copy of the proportion for the judge,so that accuracy of the greatly reduced.This article attempts to explore the existing detection system,add a test for the determination of the module code,improve science and engineering students to determine the accuracy of the thesis plagiarism.

Keywords:Paper;Plagiarism;Detection;Code;Determine

根據09年年底，湯森路透集團的報告《全球科研報告：中國》（Global Research Report：China）中稱，近年來，中國的科研論文數量呈爆炸性發展，僅次美國，高居世界第二[1]。而與之形成鮮明相比的是，中國論文的被引用率低，質量不高和原創性內容不多。這一矛盾產生的主要原因在于高校論文互相抄襲的現象。隨著網絡技術的日益普及，這股學術不端之風更深深的影響了在校學生。學術浮夸和論文抄襲現象大量的出現在應屆學生的畢業論文之中。現有的學術不端檢測系統主要是針對文字的檢測，對純理論的論文的抄襲判定比較準確。但是與文科學生不同，理工科學生的畢業論文中常會引用一定數量的代碼，這些代碼的獨創性不被判斷。致使部分理工科畢業生在畢業論文中大量引用代碼，以減少文字部分引用率的百分比。為了解決這個問題，亟需在現有的學生不端檢測系統中建立針對理工科學生的程序代碼相似性檢測模塊。

一、研究背景

程序代碼相似性的檢測最早是源于對重復代碼的檢測和對代碼的優化。對于程序代碼相似度的度量研究，國外起步的比較早，相關的研究也比較多。早在二十世紀七十年代，國外就有學者開始研究檢測代碼相似性的理論，和基于理論構建的檢測系統。目前常用的代碼檢測技術有兩類：一是最早于1976，由Purdue大學的K.J.Ottenstein提出的基于屬性計數法（Attribute Counting）[2]；二是1996年，由Verco KL和Wise MJ提出的基于結構度量法（Structure Metrics）[3]。

二、代碼檢測在畢業論文中的應用

（一）相似代碼的判定

代碼抄襲定義為：一個程序在經過了若干常規性的修改得到的程序[4]。修改的方法主要歸為十類，見表1。學生在畢業論文中的代碼的抄襲主要體現在前8種。

基于這些常規的修改方式，以C語言代碼的判定為例，常用的檢測思路之一是，將代碼視為一系列Token（標記）的集合，由詞法分析程序將源代碼轉換為Token流。記錄兩份代碼為x和y，兩者經過分解的Token流集合分別為X和Y，抄襲的判定條件滿足表2。

（二）系統的構建

1.設計思路。

對于學生畢業論文中代碼抄襲的具體判定包括以下三個方面：識別，檢測和確認。

（1）識別階段：根據代碼中的關鍵詞進行比對，確定代碼使用的何種程序語言。

（2）檢測階段：根據識別的結果，選定特定程序語言的代碼數據庫，進行檢測，判定代碼的相似度。

（3）確認階段：根據檢測階段對相似度的判定，輸出結果。

與現有的純代碼復制相似性檢測，以及純文字相似檢測系統不同，針對理工科學生畢業論文的代碼檢測的系統必須實現以下功能：

（1）代碼和文字的分離。將代碼從論文中分離，對不同的代碼段落編號，各段單獨存儲。將分離代碼后的論文的文字部分，形成單個文本，統一存儲。

（2）針對文字和代碼建立不同的檢測數據庫。

（3）根據不同的代碼類型，必須建立有特征識別功能，能針對不同語言分別檢測的分析系統和相關數據庫。

2.系統構架。

根據系統的需求，系統主要功能模塊在論文中代碼分離基礎上，包括兩大部分：針對代碼檢測的模塊和針對文字檢測的模塊。具體見圖1

分離模塊主要實現代碼和文字的分離，根據代碼和文字的不同特征，將其分離為代碼部分和文字部分，并將分離后的文字和代碼進行存儲。后臺數據庫包括存儲數據庫和代碼特征數據庫兩個部分。其中存儲數據庫用來存儲預處理之后的文字和代碼；代碼特征數據庫用于存儲不同程序語言的特征，以C語言為例，代碼特征數據庫中需要存儲的內容包括有代表性的操作符和關鍵字。代碼特征數據庫的主要作用包括兩個方面。第一，用于判定一段字母構成的文字是否為程序代碼，以及該程序段由何種語言寫成。第二，在代碼檢測時，用于劃分代碼的結構構成。代碼數據庫存儲用于比對相似性的大量原始代碼信息。針對中文論文的檢測，分離模塊以段落為單位，判定三種情況：純中文，純字母和中文字母夾雜。純中文可以直接判定為論文的文字部分。純字母的可以比照代碼特征數據庫，判定是否為代碼。如果是代碼，以代碼的形式單獨存儲，否則，以文字的形式統一存儲。中文字母夾雜的段落，可在去除了中文后，按照純字母的情況進行處理。

代碼檢測模塊包括代碼預處理、代碼相似度檢測和代碼相似度判定三個功能。預處理用于去除代碼中的冗余信息。根據表1中的定義，針對其中的2，3，9項，預處理模塊消除了源代碼中的注釋，空格，換行和對程序輸出效果無效的代碼。同時，預處理模塊還消除了常見代碼段，如預處理命令和標準輸入輸出語句等。預處理之后的代碼作為輸入，由相應的算法進行檢測，并得出相似度評判結果。

文字檢測模塊將分離的文字由相應算法進行檢測，得出相似度判定結果。

輸出模塊根據代碼檢測判定和文字檢測判定，輸出最終檢測結果：標記所引用或抄襲的部分的出處，以及所站論文總字數的百分比，最后給出綜合的判定。

三、總結和展望

對代碼獨創性的判定是一項細化而復雜的任務。要真正形成完善的系統，還要大量工作要做，如對于代碼判定的一系列數據庫的建立，和更完善的判定算法的選擇和實現，并在實際投入使用后進一步完善。

參考文獻：

[1]Jonatha Adam,Christopher King,Nan Ma.Global Research Report ChinaCResearch and Collaboration in the New Geographic Science[R].Thomson Reuter,2009

[2]K.J.Ottenstein.An Algorithmic Approach to the Detection and Prevention of Plagiarism[J].CSD-TR200,1976,103,2:32-39

[3]Verco KL,Wise MJ.Software for Detecting Suspected Plagiarism Comparing Structure and Attribute-counting Systems[J].Proceedings of the 1st Australian Conference on Computer Science Education,Sydney,1996,102,2:3-5

[4]Edward L Jones.Metrics Based Plagiarism Monitoring.The Consortium for Computing in Small Colleges.Vermont.2001:253,261

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隨著技術的不斷進步，人臉識別系統正在逐漸進入日常應用，在企業、住宅安全、刑偵、自助服務、信息安全等領域有著廣泛的市場前景。目前人臉識別方法主要有：幾何特征的人臉識別方法，基于主成分分析（PCA）的人臉識別方法等。

1 識別方法簡介

幾何特征的人臉識別方法研究開始于上世紀60年代末，通過考量眼、鼻、嘴等的形狀和它們之間的幾何關系實現人臉幾何特征的提取。此方法識別速度快，所占內存小，但識別率較低。

基于主成分分析的人臉識別方法主要是基于KL（Karhunen-Loeve）變換的識別方法，KL變換以矢量信號的協方差矩陣的歸一化正交特征矢量所構成的正交矩陣來對該矢量信號正交變換。在圖像處理中，高維的圖像空間經過KL變換后得到一組新的正交基，保留其中重要的正交基，由這些基可以張成低維線性空間。如果人臉在這些低維線性空間的投影具有可分性，將這些投影作為識別的特征矢量。PCA具有良好的去相關特性，KL變換后的矢量信號分量互不相關。同時KL變換是在均方誤差測度下，失真最小的一種變換。PCA也是目前人臉識別的主流方法。

PCA特征值提取時首先計算矩陣樣本的協方差矩陣，然后計算協方差矩陣的本征向量e1，e2，…，eN的本征值。通過PCA訓練多個樣本的特征值即可作為此人的特征，在識別過程中，用已有的特征值和提取出的本征值計算距離，作為人臉識別的判別依據。

2 主要算法分析

距離計算主流的方法有歐式距離和馬氏距離。

歐氏距離（Euclidean distance）可以描述為在n維空間內，最短的線的長度。歐氏距離可以表示為：

歐氏距離將臉部特征的之間的差別等同看待，并沒有對于主要特征重點考量，而馬氏距離可以解決此問題。

馬氏距離也可以定義為兩個服從同一分布并且其協方差矩陣為Σ的隨機變量與的差異程度。對于樣本集Xi，馬氏距離可以表示為：

其中為樣本平均值，S表示樣本的協方差。

馬氏距離不受量綱的影響，兩點之間的馬氏距離與原始數據的測量單位無關，馬氏距離還可以排除變量之間的相關性的干擾。

3 系統實現方法

在人臉識別系統的判別方法設計中，參考馬氏距離的加權思想，對特征值的歐氏距離進行加權。在提取人臉特征值時，取（樣本數-1）作為提取的特征值的數量。查看特征值所對應的圖片效果，以29個特征值為例，效果如下：

對于權值的選取，考慮到相近特征值所表示的特征之間差異性很小，并且其表示的實質性參量的不確定性，所以將一組固定數量且相鄰的特征值取同一權值。得到經過加權的距離后，計算置信度，置信度定義為：

其中 為訓練樣本值，aj為樣本權值。

如訓練樣本取30張人臉圖片，其特征值選30-1=29個，固定若干個特征值一組，每組用同一權值aj。特征值越靠前，表示其可參考性越大，所賦予的權值也應該越高。

對于非加權算法的歐氏距離，通常認為置信度高于0.5表示兩張圖片相似程度高，低于0.5表示相似程度低。但在人臉識別過程中發現，在訓練樣本不是特別多的情況下判決門限會隨著訓練樣本的增加而增加，而且判決門限值也會高于0.5，實驗中判決門限一般定在0.8以上，判決門限的設定也和前期圖片預處理的方法有關。

4 實驗結果分析

實驗訓練樣本數分別取30，40，50，60，70，綜合10個不同的人在同一位置分別計算加權算法置信度和非加權算法置信度來作對比。分析實驗結果，得到4條平均置信度隨訓練樣本數變化的曲線。訓練樣本數較小的時候置信度隨訓練樣本數的增加而增加比較明顯。但在訓練樣本數較大的情況下，置信度隨訓練樣本數變化不明顯。對于正確的樣本，加權算法所得到的置信度高于非加權算法得到的值，而對于錯誤的樣本，加權算法所得到的置信度低于非加權算法得到的值，所以采用加權算法可以加強判別過程的區分度，提高樣本的識別度。

參考文獻

[1]吳迪.基于特征臉改進算法的人臉識別技術的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學碩士論文，2007.

[2]李.基于主成分分析的人臉識別[D].濟南：山東大學碩士學位論文，2008.

[3]柯曉華.人臉識別算法研究及實現[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學碩士學位論文，2008.

[4]孫偉，李曉飛.基于PCA的實時人臉識別系統[J].中國多媒體通信，2013（04）.

[5]何振學，張貴倉，譙鈞，楊林英.對稱核主成分分析及其在人臉識別中的應用[J].計算機工程，2013（03）.

[6]郭浩，王國宇.一種基于中值思想的改進人臉識別方法[J].現代電子技術，2013（02）.