时间:2022-08-26 14:14:31
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇自动识别技术论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
一、物联网的概念
物联网(Internet of Things,简称IoT)是新兴的IT技术,它是指通过把射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,嵌入和装备到公路、建筑、电网、供水系统、大坝、油气管道等各种各样的物体中,再结合现有的互联网,实现人类社会与物理系统的整合的一种IT技术。
在这个经过整合的物联网当中,通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享,另外中心计算机群也能对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制。通过这样一种技术手段,人类就能以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,从而提高资源利用率和生产力水平大学管理,改善人与自然间的关系。
二、基于大学校园管理的物联网关键技术
1. 感知技术
物联网多通过RFID技术、传感器来达到感知的目的。
RFID(Radio Frequency IDentification)技术,中文名为射频识别技术,它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动、快捷、方便地识别目标对象并获取相关数据,从而实现对各类物体在不同状态(移动、静止、恶劣环境)下的自动识别和管理。
传感器是能感受规定的被测量,并能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,多为敏感元件和转换元件组成,用来感知信息采集点的环境参数。
2. 传感器网络
传感器网络是一个分布式智能化网络系统。它在每个节点配备了传感器、无线电收发器、微控制器和能源装置等部件,再通过这些部件的协作,就可以监控不同位置的物理、环境状况论文参考文献格式。
3. 无线网络
无线网络指的是使用无线电技术进行传输的计算机网络,它是有线网络的延伸,和有线网络功能相似,只是传输技术不同而已。它的优势是在没有有线网络的地方,或是移动的环境下,也能同样地连接上网络。
4. 数据融合技术
数据融合技术是利用计算机技术、人工智能等技术,将来自多个传感器的观测数据进行采集、过滤、自动分析、综合处理,进而得出相应的估计、决策等信息,以便辅助人们进行管理、决策工作。
三、物联网在大学校园管理中应用的前提条件
大学作为年轻人密集的地方,同时也是高级知识分子集结地,在大学校园管理中运用物联网技术,能迅速被人们接受和运用。且目前很多高校都拥有多年的校园网络建设,已拥有校园网及校园无线网络。这些都为物联网在高校管理中的运用提供了前提条件。
四、物联网技术在大学校园管理中的应用
1. 应用于图书馆档案室管理
利用物联网构建新型的高校图书馆、档案室管理平台大学管理,可以创新很多管理办法。
图书馆、档案室工作人员将RFID标签贴在图书、档案中,通过标签中的芯片和天线,再利用物联网构建出RFID的无线射频智能系统,这样就能让图书、档案拥有了GPS的定位功能。图书、档案在移动过程中,一旦经过馆室中的各个检查点,就立刻并跟踪并记录下来,并在服务器中储存相关信息。这样子,师生们在电脑上输入书名、档案的师生姓名,就能实时地掌握图书、档案当前的具置,再使用便携式的扫描设备、手持机等工具进行跟踪,就能快速找到自己想要的书籍、档案。物联网技术的引入,使得以前单纯依靠号码、人工查找的办法得到了智能化的改革。
依据物联网技术,还可以设计出图书自助借还设备,师生们在借还图书时,可以来到自助借还设备前边,让设备自动读取借书证和图书,由于使用RFID技术,设备可以在几十厘米到几米距离内读取图书,还可以一次读取多本图书,这样子就提高了图书借还速度,比之前使用条形码,由图书馆工作人员现场一本一本地办理借还手续高效得多。同时大学管理,设备还可以提供24小时借还图书服务,为高校师生提供更为方便的服务。
在高校图书馆、档案室中引入物联网技术,将能为这些地方的管理提供灵活高效、减少人力的智能化方案。
2. 应用于校园安防管理
在物联网安防管理平台中,通过射频识别、图像识别、GPS、无线传导网络、遥感等技术,并结合日常的视频监控系统,全面感知校园的环境、人和物的变化,而计算机系统将这些感知信息进行汇总、处理,适时地进行提示或报警。通过物联网技术,我们就可以全方位地提升校园的安防自动化程度,实现智能化的识别和管理,提高效率,节省人力,从而更好地进行安防管理论文参考文献格式。
当有物体闯上校园的围墙或其他敏感区域时,系统通过在这些区域的红外激光、次声压传感检测器、感应光纤等传感终端,判别闯入物体的大小和具置,并通过传感网络调转相应的摄像头监控该区域,同时依靠图像识别技术跟踪闯入物体,相应的提醒信息也立即发送到中心和高校保卫人员的手持设备中。在得到提醒后,保卫人员就能立即调取该摄像头的画面。经过观察后,当确实需要派保卫人员赶到现场时,物联网安防管理平台还可以利用地磁传感器、校道旁安置的无线传感节点、无线传感网,以及保卫人员身上的手持终端大学管理,实时把握保卫人员在校园内的定位,以此中心就能方便地调度最近位置的人员前去现场。
一、绪论
高校是教学和科学研究的重要基地,无论是教学还是科学研究都需要完整的实验及试验设备。在高校,教学可分为基础课、专业基础课及专业课,因此配合教学的实验设备及仪表是非常完整并系统的。在高校,设备经费投入很有限,各学校在长期的教学积累过程,使设备及仪表得到完整及系统。当学校资源包括图书及查阅相关资料内容时,高校具备非常好的科学研究条件。高校设备按用途可分为教学使用设备和科学研究用设备,它们之间是相互依赖又相互促进发展,完备的教学实验设备是实现科学研究的前提,高水平科学试验又研究推动教学水平的提升。而高水平的科学过程研究需要高精的设备,许多高精的设备它具备在不同学科的通用性。
提出将射频识别技术应用于高校自动化物资管理,解决自动化立体仓库信息管理与控制调度的自动化、智能化、信息化。提出了以计算机控制为核心,以射频识别为信息采集手段、以AGV和堆垛机为执行单元的集成系统。基于射频识别的立体仓库信息管理系统设计的目的是实现物品出入库控制、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化,方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况,以达到方便、快捷、安全、高效等要求。
而这类设备购置要花费大量的资金,在高校多学科并存的环境下,当把高精的设备统一购置及管理后,可避免高校多学科这类设备重复购置,又使这类设备达不到到较高性能的现象。这就是提出对高精设备统一购置及管理的目的,使有限的资金发挥更大的作用。本论文提出的设想其前提是把这类高精的设备在无线射频识别技术管理条件下,有效解决制约学校物资管理的资金利用率和管理手段的瓶颈问题。利用校园资源共享,建立起集中式高性能公共服务设备平台,搭建环境,它会大大提高这类高精设备的利用率及管理的科学性。
二、无线射频识别技术研究
1.自动识别技术的应用背景
在现实生活中,各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的数据,这些数据包括人的、物质的、财务的,也包括采购的、生产的和销售的,这些数据的采集与分析对于我们的生产或者生活决策来讲是十分重要的。如果没有这些实际工况的数据支援,生产和决策就将成为一句空话,将缺乏现实基础。在计算机信息处理系统中,数据的采集是信息系统的基础,这些数据通过数据系统的分析和过滤,最终成为影响我们决策的信息。在信息系统早期,相当部分数据处理都是通过人工手工录入,这样,不仅数据量十分庞大,劳动强度大,而且数据误码率较高,也失去了实时的意义。为了解决这些问题,人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术,将人们从繁沉的重复的但又十分不精确的手工劳动中解放出来,提高了系统信息的实时性和准确性,从而为生产的实时调整,财务的及时总结,以及决策的正确制定提供正确的参考依据。
例如,在当前比较流行的物流研究中,基础数据的自动识别与实时采集更是物流信息系统的存在基础,因为,物流过程比其他任何环节更接近于现实的“物”,物流产生的实时数据比其他任何工况都要密集,数据量都要大。
无线射频识别技术(简称RFDI),融合了无线定位、产品电子编码(EPC)和互联网技术,近年得到快速发展,被广泛用于社会、经济、国防等领域,成为新一轮技术变革的催化剂,得到发达国家的普遍关注,RFID产业与应用正加速发展。
随着芯片技术和无线通信技术的快速发展,电子标签芯片日趋微型化,天线多样化,并能以多种介质作为载体,封装成各种形式以适应不同的应用。电子标签具有防水、防磁、使用寿命长、可以在一定距离内读取数据等优点,标签上存储的数据安全、可靠、具有可重复改写等特点。
2.国内研究现状
(1)物流管理领域:生产线自动化、仓储管理、铁路运输监控、民航行李或速递包裹管理、图书或文档管理、强制检验的产品(如压力容器)管理。
(2)防伪领域:商品防伪、证件防伪。
(3)金融收费领域:公路(不停车)自动收费、电子票证及小额支付门票等。
(4)其他领域:汽车防盗、物品跟踪等。
3.射频识别技术原理及系统组成
射频识别技术(RFID)是从20世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术。自动识别技术主要功能是能提供关于个人、动物、货物和商品的区别于它物的信息。在当今的服务领域,商品销售、后勤分配、材料流通等领域已得到了快速的普及和应用。RFDI系统是C1卡技术的延伸和发展,它具有非接触、无污染、识别率高、保密性强等优点。射频识别系统的数据存储在电子数据载体之中。应答器的能量供应,以及应答器与阅读器之间的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场,并采用了无线电和雷达技术。射频识别是无线电频率识别的简称,通过无线电波进行识别。同其他识别系统相比,射频识别系统具有许多优点。射频识别系统组成图如下:
4.功能
(1)存储设备标识信息。
(2)借还信息(包括开启密码)。
(3)状态记录。
(4)与读头之间的通信(合法性验证、信息交换)。
5.举例
全世界的许多大型图书馆都已经使用了射频识别技术,以加快资料的检入、检出、书架库存,以及安全应用。低成本的弹性智能标签可以插入书籍内部,让顾客无法看到。柜台人员可在几秒钟内检入或检出十几本书,无需对每件物品进行人工拿取和对准方向的操作。这种签条还可以用于防盗,与当前零售商使用的防店内行窃技术很相似。图书馆人员可以使用带有射频识别读取器的便携计算机来查看库存,只要沿着书架通廊走过即可发现归档错误的资料,读取器可以自动探测丢失的材料并警告操作员。图书馆的无线射频识别应用属于库存管理应用,这种方式同样适用于其他许多行业。
无线射频识别(RFID)是当今自动识别数据收集行业发展最快的板块之一,在实际应用中,采用无线射频识别技术极大地改善了信息管理的能力。射频识别技术实际上克服了条形码应用当中所发现的某些限制,因为它不属于条形码之类的光学技术,在读取器与贴有标签的射频识别目标之间无需直视线。此外,射频识别以无线方式发送数据,属可读写技术,因此它可以在跟踪周期内更新或改变编制在标签内的数据。
三、总结及展望
1.总结
学校高精设备管理需要应用大量的先进技术和加强信息化管理手段,射频识别技术的使用可以提高信息采集效率和准确性有效加强了高精设备管理及使用者、设备之间相互联系,降低了信息交换成本,可大大提高了采购设备要求的高精度,为节省资金提高设备利用率得到保障。
2.展望
无线射频识别技术(RFID)利用无线射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到自动识别目的,具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如、可识别高速同时识别多个标签等优点,操作快捷方便,因此更适合于实现全校物资系统的自动化管理。解决数据融合的各种瓶颈问题。
本论文讨论的内容是RFID系统与各学校物资管理系统进行集成时的关键技术。随着各校物资管理的加强,可以实现资源即时掌握、设备状态实时可控等目标。在这个过程中,不断完善RFID技术的应用研究,应用RFID技术实现各学校物资管理的思路和想法,将使各校在物资管理领域实现节约、设备高效利用、科学物资管理、资产共享的创新。
参考文献:
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[2]康立忠 杨 江 李锋华:浅谈军事仓储高新技术发展的对策.仓储管理与技术2001年,第五期P13~15
[3]郎为民:射频识别(RFID)技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2006
[4]游战清 李苏剑等:无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 24-0000-01
一、RFID标签天线
RFID是无线射频识别技术,也叫做电子标签。RFID标签天线是一种通信的感应天线,能够利用射频识别技术自动识别特定的对象[1]。电子标签目前已经被广泛应用在现代人们生活的方方面面。本论文通过对远程宠物管理系统这一项目的介绍,来简要分析对适用于多种环境的RFID标签天线的研究。
二、环境对RFID标签天线的影响
在应用的过程中,都要将RFID标签放到需要识别的物体上。在设计和使用的过程中,一定要考虑实际情况,因为读写器与标签之间还可能隔着包装等。
同时我们还应该意识到,天线的性能也会受到环境等因素的影响。天线周围有水和金属时,这种影响会十分明显。本论文设计的RFID标签天线是一个远程宠物管理系统,经实际验证,这个RFID标签天线能够适用于多种环境。
三、远程宠物管理系统总体描述
(一)主要组成部分
本论文所设计的远程宠物管理系统,采用了最新的双频识别技术,实现了对宠物的远程管理,系统主要由远程宠物电子身份证、远程宠物电子身份识别器、手持PDA读写器和中心服务器四个部分组成。四个部分的具体介绍如下:(1)远程宠物电子身份证:采用2.4~2.5GHz与13.56MHz波段,可存储大量信息,低功耗、低辐射,对宠物健康无负面影响。(2)远程宠物电子身份识别器:识别距离可在50米范围内调节,可穿透障碍物识别宠物电子身份证;(3)手持PDA读写器:基于PDA直接对宠物电子身份证进行识别,手持PDA读写器与PDA之间可通过蓝牙、串口、CF口相连;(4)中心服务器:手持PDA读写器与中心服务器通过蓝牙、无线局域网或GPRS相连。
远程宠物管理系统的产品式样主要分为两种:手持PDA识别器和远程电子身份证。
(二)主要功能
本论文的远程宠物管理系统的主要功能有:(1)宠物电子身份证的远距离识别和读写;(2)宠物定位和搜索;(3)信息公告和;(4)丢失宠物查找。
(三)主要性能指标
(1)宠物识别距离不低于50米;(2)宠物移动速度不大于80公里/小时时,对宠物识别没有影响;(3)同时识别的最大宠物数量,不小于300只;(4)电子身份证发射功率小于-3db;(5)识别器的识别速度,不低于300个/秒;(6)宠物电子身份证的功耗小于0.3mW,普通纽扣电池的使用寿命大于2年。
四、远程宠物管理系统技术原理
宠物电子身份证使用了128个频道、2.4G到2.5GHzISM的微波段,频道带宽13.56MHz以及8MHz的双频识别技术,每张宠物电子身份证的ID号全球唯一,并可存储主人、地址、电话、出生日期、防疫信息、图片等大量信息。同时宠物电子身份证可远程加密读写。
远程宠物身份识别器可远距离穿透障碍物搜寻、定位宠物,当宠物防疫过期或为失踪宠物,远程身份识别器可发出报警音和振动提醒,并锁定宠物。
手持PDA读写器可和PDA通过蓝牙、串口、CF口相联,实时读取宠物信息,并发送到PDA上显示,手持PDA读写器可通过蓝牙、无线局域网、GPRS和中心数据库联接,获取最新的宠物信息。中心服务器为数据库服务系统,可以对宠物的相应信息进行查询。
五、项目创新内容
(一)应用创新
目前,对宠物的身份识别主要通过传统犬牌、二维条码、植入式芯片这三种方式。
传统犬牌容易伪造,通过人眼近距离识别,已基本上被淘汰;二维条码较难伪造,但识别距离只有几个厘米,识别时必须抓住宠物,识别效率低;植入式芯片是目前最新出现的宠物识别技术,植入式芯片无法伪造,识别距离可达到几十厘米。但植入式芯片也存在以下两个缺陷:(1)识别距离短,无法在户外识别屋内的宠物;(2)植入方式对宠物存在一定健康影响,许多宠物主人无法接受。
采用双频识别技术的远程宠物管理系统,有很多优势:(1)无法伪造;(2)可远距离穿透障碍物识别,识别距离可在50米范围内调节,可户外对屋内宠物进行身份识别;(3)可授权读写,可根据宠物的状况对识别体进行读写,存储最新的宠物信息;(4)对宠物健康无负面影响;(5)识别速度快,每秒可识别300只宠物,无需抓住、靠近宠物;(6)产品已通过浙江省计量科学研究院检测,相关技术指标满足全部要求。
(二)结构创新
电子犬牌结构小,可悬挂于宠物上,质量轻,对宠物无负面影响,具有卡通、精灵、宠物等多种造型。
六、项目技术开发可行性
(一)项目技术发展现状
本项目涉及的核心技术包括:2.4G~2.5GHz射频识别技术,13.56MHz射频识别技术。下面对目前这些相关技术的研究、开况做如下的简要介绍。(1)2.4G~2.5GHz射频识别技术。2.4G~2.5GHzISM频段是使用最多的短距离无线通信频段,基于该频段的短距离无线通信技术已经比较成熟[2],具有公认的标准和产品,如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、无线USB、无线局域网等。(2)13.56MHz射频识别技术。基于13.56MHz射频识别技术的无线标准有NFC,ISO15693等。主要产品有Philips公司的RC500芯片,Melexis公司的MLX12115等。
七、结束语
本论文简要介绍了远程宠物管理系统,从中我们可以看出RFID标签天线能够适用于多种环境。RFID标签天线技术有着非常广阔的发展前景。
引言
在社会信息化日益发展的今天,信息技术、网络技术、通信技术以及多媒体技术已经渗透到人类生活的各个领域中,视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点,日益受到人们的青睐。视频监控是多媒体、计算机网络、工业控制和人工智能等多种技术的综合运用,目前正从传统的图像采集朝着音视频的数字化、系统的网络化和管理的智能化方向发展。
人体检测和跟踪是智能视觉监控中的重要研究内容之一,也是近年来计算机视觉领域中备受关注的前沿方向。对图像序列中的运动人体快速而准确的检测和跟踪是一项十分重要且极具挑战性的工作,同时准确的检测和跟踪也是对行为进行有效理解的基础除了视觉监控之外,人体检测和跟踪在高级人机交互动画制作等方面也有着广泛的应用。
基于智能空间的机器视觉是计算机视觉领域一个新兴的研究方向,它与传统意义上的系统的区别在于其智能性。简单而言,不仅用摄像机代替人眼,而且用计算机替代人协助人,来完成监视或控制任务,从而减轻人的负担。本论文工作的主要任务就是基于DirectShow技术的智能识别系统对摄像机拍录的图像序列进行自动分析来对被场景中人物的变化进行定位、跟踪和识别,并结合人体朝向等分析的基础上判断有关目标的行为。
1.DirectShow系统原理
DirectShow是一套高效的多媒体开发系统,与DirectX开发包一起。它是建立在组建对象模型(COM)基础上的,由许多模块化的组件组成。DirectShow将应用程序、复杂的数据传输、硬件设备的差异以及同步等问题隔离开,多媒体软件开发者只需要按照统一的COM接口来编写应用程序,从而简化了在Windows平台上数字媒体应用程序的开发任务,DirectShow系统框架应用程序与DirectShow系统以及DirectShow所支持的软件、硬件之间的关系如图1所示。
图1 DirectShow系统架构
DirectShow主要由Filter Graph构成,Filter Graph中包含了各种Filter,这些Filter在Filter Graph Manager的统一控制下,按一定顺序连接在一起,从而使数据在由Filte组成的链表中流动,图1中的箭头表示Filter链表中的数据流的方向。在DirectShow系统框架外,是与用户直接交互的应用程序。应用程序要根据实际的功能需求引入相应的Filter, 建立Filter Graph, 然后通过Filter GraphManager来控制系统的数据处理过程。DirectShow通过事件通知机制,实现应用程序与Filter Graph Manager之间的交互控制。Filter Graph运行的时候接收到各种事件,通过消息的方式发送到用户应用程序,用户应用程序则根据事件类型做出相应的处理。
2.基于DirectShow目标识别系统
2.1 目标是识别系统总体框架
采集图像端创建一个Source Filter读取内存缓冲区数据,并加入到Filter Graph Manager,Filter Graph Manager负责视频信息采集,同时通过数据发送线程将从数据流发送。图像处理端接受采集端传送的视频信息,通过Filter Graph Manager创建一个filter graph来对图像帧进行控制,见图2。
图2 自动识别系统总体架构
2.2 图像过滤
图像采集和后端图像处理两个部分组成(如图2)所示。前端图像采集部分包括:高清摄像机、传输线缆、后端图像处理部分、数据管理和图像显示。采用DirectShow提供的辅助组件Capture Graph Builder来创建Filter Graph,流程如图3所示。
图3 Filter Graph Manager创建过程
在Filter Graph Manager创建完成后,调用该组件的QueryInterfaces接口,获取并存储IMediaControl、IMediaEventEx、IBasicVideo、IBasicAudio、IVideoWindow等接口对象。在多媒体软件中,利用这些接口对象可以开发出如图像预览、图片快照、音视频播放控制、屏幕控制等具体应用。
用Filter链路建立调用Capture Graph Builder组件的RenderStream接口对PIN_CATEGORY_PREVIEW类型的Pin完成后续连接,代码如下:
ICaptureGraphBuilder *pBuild;
//第二步获取的对象
Capture Graph BuilderIBaseFilter *pCap;
//第三步获取的对象
Videocapture filterhr=pBuild->RenderStream
(&PIN_CATEGORY_PREVIEW,&MEDIATYPE_Video,
pCap,NULL,NULL);
视频显示部分调用IVideoWindow对象进行指定窗口的显示,调用IMediaControl对象的Run方法控制Filter Graph开始运行, 代码如下:
RECT winRect;
//应用程序传入的窗口对象
IVideoWindow *pIVideoWin;
//第三步获取的
IVideoWindow 对象
IMediaControl *pIMediaCtrl;
//第三步获取的
IMediaControl对象
pIVideoWind->put_Left(0);
pIVideoWind->put_Top(0);
pIVideoWind->put_Width(winRect.right
-winRect.left);
pIVideoWind->put_Height(winRect.bottom
-winRect.top);
pIVideoWind->put_WindowStyle(WS_CHILD|WS
_CLIPCHILDREN|WS_CLIPSIBLINGS);
pIMediaCtrl->Run();
目标识别系统将上述开发过程的DirectShow部分封装为一个独立的类,包括Filter Graph Manager的创建、系统设备的枚举以及对设备各种控制接口的操作等,上层应用程序只需实例化该类的对象,即可调用该类提供的公共接口。
2.3 图像目标识别处理
DirectShow采集进来的图像是BMP格式的。图像处理的大致流程是:一是灰度化;二是二值化;三是标记;四是计算目标区域位置;五是判决当前目标是否被命中。本系统的图像处理采用基于DirectShow系统架构的图像处理流程。图象处理主要实现步骤如下:
(1)初始化COM。
(2)创建Capture Graph Builder组件 , 获取 CaptureGraph接口。
(3)在Filter Graph加入视频源过滤器。
(4)在Filter Graph加入AVI Decompressor Filter。
(5)在Filter Graph加入Sample Grabber Filter并设置媒体类型、缓冲模式。
(6)连接各Filter pBuilder->RenderStre
am(&PIN_CATEGORY_CAPTURE,&MEDIATYPE_Video,m_pFilter,pAviDecompressorF,pGrabberF);
pBuilder->RenderStream(NULL,&MEDIATY
PE_Video,pGrabberF,NULL,NULL);
pBuilder->Release();
(7)定义一个类 CSampleGrabberCB: public IsampleGrabberCB在该类中重载 BufferCB方法。在BufferCB中可以加入用户具体的图像处理函数。在类中可以定义一些公用属性, 用于传递相关参数。
(8)设置Sample Grabber回调模式CSample-
GrabberCB CB;//向类CsampleGrabberCB传递图像类型信息。
CB.Width = vih- >bmiHeader.biWidth;
CB.Height = vih- >bmiHeader.biHeight;
FreeMediaType(mt);
pGrabber- >SetBufferSamples(true);
pGrabber- >SetOneShot(false);
pGrabber- >SetCallback(&CB,1);
(9)用接口对Filter Graph进行控制。
3.实验结果与分析
本实验使用采集人体运动视频来验证系统的有效性,视频1是一段正对面向摄像头行进的运动人体序列。视频采集处理的图像如下图4所示。从图上可以清晰的看出人体被标黑,并且可以准确的跟踪人体运动,达到预期的目标。
图4 正对面向镜头行进的运动人体识别图
为了进一步测试自动识别系统对图像的处理识别能力,下图5所示为垂直于镜头的运动人体序列的情况,自动识别系统依然可以正确识别人体。
实验表明采用基于DirectShow的自动人体识别系统可以在不同的角度对运动的物体进行识别捕获,具有较好的识别能力和推广使用价值。
4.结束语
本文介绍了基于DirectShow的自动识别运动系统,通过分析DirectShow的视频图像处理技术,阐述了DirectShow系统架构,构造了一种目标识别物体物体系统。采用过滤技术实现复杂环境准确人体识别功能,结合实验论证了基于DirectShow的目标识别运动物体系统的可行性。下一步我们将对图像处理过滤部分进行优化设计,提高过滤效率。
参考文献
一、引言
股票技术形态分析,作为证券投资分析的主要方法之一,一直是证券投资者经常使用的一种工具。但这种“看图艺术”的方式,也使得技术分析一直被诟病主观性太强。本文试图通过使用一种系统性的,科学的方法对技术分析进行定义,使用数量化的方法来度量技术分析形态,通过实证的检验,从而在技术分析与量化金融分析之间搭建一座桥梁。同样,本文也尝试增加技术分析的方法和工具,使用量化的手段进行技术分析。
二、技术形态分析的有效性研究
2.1 平滑统计量与核回归
核函数为非参数方法,其函数形式是未经设定的,因此对函数形式的约束较少,从而其具有更大的适用性。本文使用最普遍采用的核函数形式――正态核来进行权数的构造。
2.2 技术形态的自动识别技术
本文将构造一种可以使计算机自动识别价格图形形态的算法,我们的算法包括下面三个方面:
1.通过图形的几何性质定义技术形态,例如利用局部极值来确定技术形态;
2.通过给定的价格时间序列,构造核回归估计量,这样局部极值便可以由数值来确定;
3.分析,找出局部极值,确定每一种技术形态发生的频率。
本文重点分析在传统技术分析中常常使用的两对技术形态:头肩顶(HS)和头肩底(IHS),三角形顶(TTOP)和三角形底(TBOT)。我们只需要五个连续的极值即可定义头肩形态。
三、实证分析
在研究中,我们选取的时间跨度为2006年1月1日至2015年12月31日。在具体个股的选择上,我们从51个证监会股票行业分类挑选30个行业规模较大的行业,再从每一个行业中分别选取1只在行业内具有领先地位的龙头股票,共30只个股。我们对四种形态的频数及收益率数据进行加总,得到下表。
从上表可以看出,在5%的显著性水平下,三角形顶与三角形底这一对形态,其条件收益率与无条件收益率的分布具有显著差异。而头肩顶形态的条件收益率也与无条件收益率有显著差异。这也表明@三种形态能够提供有价值的信息,即此种形态出现会对收益率产生显著的影响。
四、结论
首先,本文使用了非参数核回归来对股票日收盘价进行拟合,得到局部极值点;然后我们则对四种形态进行了数学化的定义并实现了计算机的自动识别;最后,我们选取了30只具有代表性的股票与上证综指一起,根据数学定义进行形态发生频率的统计以及其收益率的描述性分析,得出结论:形态出现频率最高的是头肩形,头肩顶与头肩底分别出现664次和685次。就收益率的统计分析来说,出现次数最多的头肩底,其收益率均值只有-0.401%;次数第二多的头肩顶,收益率均值为0.295%。而收益率均值最高的形态为三角形底,其值为1.56%,可以看出,出现频率高的形态往往收益率不高,而收益率高的形态则出现频率较低。
然后,我们采用Kolmogorov-Smirnov检验方法,对收益率序列进行对比分析,得出结论:三角形底与头肩顶比较显著,我们认为三角形底确实能获得更高的收益率,而头肩顶只在三分之一的个股中有效,其效果不如三角形底。
【参考文献】
中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0171-02
随着民航业的发展和壮大,民航安全问题便成为了重中之重,民航安全保障关系到每一个乘客的切身利益。但是,目前,科技的发展让无线信号变得日益多样和复杂,给民航雷达带来了很多干扰,在这种情况下,对于雷达有源干扰信号的自动识别就显得尤为重要。雷达有源干扰信号的自动识别应用在民航之中,能够提升抗干扰能力,在一定的程度上提高民航空管的安全系数。
一、雷达有源干扰信号概述
一般而言,可以将雷达有源干扰信号的作用原理分为两种类型,第一种是压制式干扰信号,第二种是欺骗式干扰信号。压制性干扰信号利用的是噪声的信号,或者是和噪声类似的干扰信号,让这种干扰信号和真实目标回波进行叠加,在这样的情况下,雷达受到有源信号干扰,很难从所接收的信号之中准确的检测到真实的目标信息,对于雷达的识别造成一定的影响。欺骗式干扰信号与压制式干扰信号有所区别,它主要是采用干扰信号的方式对于真实的目标回波信号进行模拟,这种模拟造成了一种真假混乱的效果,让雷达在接收的时候难以对于干扰信号和真实信号进行区别。这样的干扰信号在一定的程度上破坏了雷达对于真实目标的检测和跟踪的目的,起到了一定的干扰作用。
在有源干扰信号的干扰下,雷达有源信号的自动识别成为了雷达抗干扰的必要条件。一般而言,雷达抗干扰的流程如图1所示:
从流程图1中我们可以看出,干扰模式的识别是雷达进行干扰抑制处理的前提和基础,对于雷达有源干扰信号自动识别的重要性可见一斑。
而针对于雷达有源干扰信号类型的自动识别流程一般如图2所示:
由图1可知,雷达有源干扰类型的自动识别的第一步是针对于雷达所接收到的信号进行预处理,对于所接收到的信号的不同的特征进行归纳,这种预处理一般根据信号在时域、频域和其它变换域上的特征,并依据干扰信号呈现出的细微的特征,根据已经掌握的经验,对于这些特征和参数进行进一步的分析和处理,建立一个有效的有源干扰信号自动识别的参数数据库。当飞机将要采取行动的时候。根据雷达接收到的信号,结合数据库中的各个参数,联合已有的经验,综合使用统计判决树或者是模糊识别的方法,对于干扰信号的类型进行分类识别。对于干扰信号类型的自动识别对于之后的干扰抑制模块奠定了一定的基础,能够让这个模块在后续的时候选择相应的抑制算法。
二、压制性干扰的自动识别
压制式干扰的主要作用是采用噪声信号让雷达无法检测到真实的目标信息。压制性干扰信号的类型有阻塞式、瞄准式和扫频式干扰等多种。下面我们将以射频噪声干扰为例,阐释其自动识别的方法。
射频噪声指的是使用恰当的滤波器对于白噪声进行滤波,并通过放大器最终得到的有限频带噪声。这种噪声与白噪声有类似之处,其信号的形式如下所示:
T(t)=Un(t)cos[Wjt+?(t)]
由此可见,射频噪声的信号形式是窄带高斯过程。
射频噪声干扰情况下的时频显示出一下特征(图3):
由上图我们可以看出,射频噪声干扰的时域上持续的时间很长,干扰信号超过门限的值也比较多。能够检测到干扰信号的通道也很多,干扰信号的分布比较平均。基于这些特点,我们可以设计针对性的自动识别方法。
首先,可以现对于信号进行一定的数字通道化的处理,如果在处理的过程之中发现持续的时间和功率都可以过门限,那么则可以初步判定这种有源干扰的类型是压制式干扰。
其次,在对于压制式干扰已经识别的基础之上,如果在检测中发现干扰信号谱宽能够覆盖住整个接收机频段,那么则可以确定其为射频噪声干扰。
三、欺骗式干扰的自动识别
欺骗式干扰的工作本质是利用和目标信号相似的、具有迷惑性的干扰信号对于真实的目标信号进行干扰,在欺骗式信号的干扰下,干扰信号作用于雷达的跟踪系统和检测系统终端,雷达无法准确的检测到真实的目标信号,无法真实的测量目标信号的参数,让雷达对于真正目标信号的检测和跟踪受到迷惑和扰乱。一般而言,常见的欺骗式干扰由截断相位编码信号产生多假目标欺骗干扰、由线性调频信号产生多假目标欺骗干扰、距离随机多假目标欺骗干扰,拖引干扰包括距离拖引欺骗干扰、速度拖引欺骗干扰、距离一速度拖引欺骗干扰等几种干扰类型组成。
在实际的操作中,可以通过截断二相编码信号的方式为干扰信号将其送回雷达接收机,将其进行脉压处理,这样就可以在雷达的终端形成假目标干扰。信号截断会让雷达最初发射信号时生成的脉冲压缩滤波器进行脉冲压缩处理。下面,我们将以N=13巴克编码信号和31位长度m序列编码信号为例,对截断二相编码信号送回雷达原始发射信号生成的匹配滤波器脉冲压缩输出进行仿真,仿真结果如图4所示:
从图4所示的仿真结果中,我们能够看出,干扰机能够将截断接收到的相位编码的雷达信号,并且将其送回。在雷达接收机的匹配滤波器实现了部分相关,可以获得一定的脉冲压缩增益。如果只是针对于前段进行截断,或者只针对于后段进行截断,那么生成的干扰目标的旁瓣的个数和幅度十分有限,而如果可以针对于前段和后段进行同时截断,则可以产生很多个干扰目标回拨信号。
根据上述研究,我们发现,由截断相位编码信号产生的多假目标干扰是针对相位编码信号进行截断产生的。因此,我们在进行识别的时候可以根据这一特点来进行识别方案的设计。首先,自动识别的前提是要搞清楚相位编码信号的瞬间频率特点,根据这一特点对于相位编码信号进行识别,将其是否为相位编码信号做出明确的判断。再此基础之上,可以通过对比检测到脉冲宽度值与雷达发射信号的脉冲宽度值,通过对比结果,若是检测到的脉冲宽度要比雷达发射信号的脉冲宽度值小的时候,可以将其自动识别为是由于截断相位编码产生的随机多假目标干扰。
民航空管安全至关重要,在电子发展的时代中,雷达设备的抗干扰能力也在不断的上升,自动识别应用航空之中,让雷达能够对于简单的信号复制难以形成欺骗式的干扰。使得干扰信号能够更加容易被检测出来。
结语
随着社会经济的发展,航空业也进入到了多元形态发展的时期,通用航空和低空开放发展迅速,雷达管制越来越重要。无线电的推广发展,使得对抗雷达有源信号的识别是航空安全中必不可少的环节。在这种情况之下,为了保障空管安全,提高空管雷达的保障能力,越来越多的人投入到雷达干扰信号的识别研究之中。因此,本文在这种情况下对于雷达有源干扰信号的自动识别的研究不仅丰富了已有的研究内容,也为今后民航空管雷达需求提出了要求,具有一定的理论价值。
参考文献
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中图分类号:TP31
隐喻普遍存在于人类语言中。早在两千多年前,古希腊哲人亚里士多德就在《诗学》中把隐喻归入到修辞学领域中进行了描述。汉语隐喻的历史也非常悠久,最早的诗歌总集《诗经》中就出现了“譬”(metaphor)的纯熟运用。20 世纪30年代,出现了以Richard& Black为代表的语义互动隐喻学派,他们认为人的思维是隐喻生成机制的主要动因,为隐喻从修辞格向认知领域的过渡打下了理论基础。到了70年代,Lakoff & Johnson[1]在《我们赖以生存的隐喻》一书中指出,隐喻是一种思维方式,是人类理解抽象概念、进行抽象思维的重要途径。此后隐喻的认知功能和在思维中的中心作用得到了学术界的普遍认可。90年代著名认知语言学家Turner & Fauconnie[2]创建了概念整合论(The Conceptual Integration Theory),对Lakoff & Johnson的概念隐喻理论进行了整合完善,具有更广泛的解释性。近几年随着计算机科学的迅猛发展,隐喻又成为了自然语言处理的研究热点。目前学者们在多学科研究的基础上对隐喻的识别理解进行多种尝试[3-5],试图推动对自然语言更深层次的认知和理解。隐喻已经成为了一个涉及认知语言学、心理学、教育学、逻辑学、计算机科学等多学科交叉的研究领域。
隐喻自动识别关键的第一步是要解开人类对隐喻理解的认知机制,建立语言的形式化模型,使之能够以计算机能够识别的形式表示出来。这一过程很大程度上需要依赖认知语言学理论的指导。目前关于隐喻计算研究的综述性文章主要针对隐喻模型设计、知识库和数据资源建设及隐喻处理的应用方面进行介绍,而本文将从认知语言学和计算机科学的交叉角度对隐喻识别所涉及的理论和方法进行探究。以期让更多的研究人员不仅停留在技术层面,而是更多的关注计算机技术背后的认知语言学理论基础,同时为语言教育者提供一些计算思维和计算机网络环境下语言教学的新思路和方法。
本文的结构安排如下:第一部分探讨认知语言学视角下的隐喻的本质、识别机制;第二部分介绍计算机科学视角下的隐喻识别的研究进展。第三部分讨论了隐喻识别对于计算机专家及语言学家和外语教育者的启示和展望。
1 隐喻识别的认知语言学视角
1.1 隐喻本质
在认知语言学背景下,隐喻被普遍认为是一种思维方式和认知模式。概念隐喻理论认为隐喻是利用一种概念表达另一种概念,需要这两种概念之间的相互关联。这种关联是客观事物在人的认知领域中的联想。概念隐喻观运用源域与目标域之间的映射以及意象图式来解释隐喻现象,认为隐喻的本质是以一种事物去理解另一种事物的手段,从一个比较熟悉,易于理解的源域映射一个不太熟悉、较难理解的目标领域。人类对隐喻识别是指在语境中发现隐喻表达,找出源域、目标域及映射域的关系。束定芳[6]归纳了人类对隐喻识别的两种基本方法:(1)基于文本线索;(2)基于语义冲突。
1.2 基于文本线索的识别
隐喻表达的特征之一是具有一定的语言标记,可以把这些语言标记作为隐喻识别的线索。这种研究思路在隐喻识别中非常直观,起到一种“路标”的作用,具有较高的价值。通过隐喻标记语的明确指示,做出不能对该话语做字面意义理解而应做隐喻意义理解的明确引导。由于隐喻标记语的介入,人类对隐喻进行推理的时候,就能很容易地领会蕴藏的意图,从而作出正确的隐喻识别。因此,隐喻标记语的使用明示了话语的语义逻辑关系,对隐喻的人脑推理过程起到了明示的语用制约,从而帮助理解与识别。束定芳[7]总结了隐喻表达的七种文本线索标记:
(1)领域信号或话题标志。如intellectual stagnation(智力上的停滞)、psychic eddy current(心理旋涡)、时间隧道、历史悲剧。(2)元语言信号。直接用metaphor,metaphorical,metaphorically或“比如”等字眼。(3)强调词信号。In fact,literally,actually,really,汉语中的几乎、差不多、简直等。(4)模糊限制词。如英语中的a little,practically,汉语中的“有点”“某种意义上”等。(5)表示隐喻转换的上义词。如sort of,type of,“某种”等。(6)明喻。明喻是隐喻的一个种类,其比喻词like,as,“好像”,“仿佛”等明确表明这是隐喻式话语。(7)引号。
根据上述认知语言学理论,在隐喻计算机自动识别领域,有一些研究工作是针对文本中的线索而进行的。本文第3.1节将介绍相关研究方法和技术。
1.3 基于语义冲突的识别
多数隐喻的出现并没有什么明确的信号或标志,需要通过对语义冲突的理解来识别隐喻。语义冲突也称为语义偏离(deviation),指的是在语言意义组合中违反语义选择限制和常理的现象,是隐喻产生的基本条件。语义冲突可以产生在句子内部,也可以产生在句子与语境之间。Ortony[8]认为某一语言表达成为隐喻的第一要素是从语用角度或从语境角度看,它必须是异常的,即从其字面意义来理解有明显与语境不符合之处。人类需要根据话语的字面意义在逻辑上或与语境形成的语义和语用冲突及其性质,判断某一种用法是否属于隐喻。
人类对隐喻的理解首先建立在上下文语境的基础上,根据语言认知系统知识库及涉身概念知识库,对语言形式和字面意思进行分析,确定源域与目标域的语义冲突,并运用概念联想提取机制判断出映射关系,最后作出概念隐喻的判断[9]。如图所示:
2 隐喻识别的计算机科学视角
2.1 基于文本线索的方法
国内外很多学者对隐喻标记及其使用进行了分类和归纳总结[10-12],旨在通过文本线索的方法对隐喻进行自动识别。很多建立在对语料库(如British National Corpus)中隐喻标记统计的基础上,把标记隐喻的语言信号分为若干类别,并考察其在文本中的出现频率与隐喻的使用关系。研究表明,虽然带有语言标记的隐喻句在隐喻句总数量中存在的比例并不大,但是存在隐喻标记语的书面语中隐喻的比例达到了大约1/2的比例。除了隐喻标记语的词汇层面,Ferrari[13]还把句法分析作为文本线索进行隐喻识别的研究。例如,通常作为隐喻标记的单词metaphor,在句子“A metaphor is a figure of speech where comparison is implied.”中作为主语出现,此句不再是隐喻,metaphor也失去了标记的功能。这种方法概括起来就是利用规则约束与机器学习相结合,从语料库中统计隐喻的语言标记和句法信息出现的概率,以此作为文本线索进行隐喻计算机自动识别。
因为更多的隐喻不具有明显的语言标记,所以这种基于文本线索的方法只能作为一种辅助来提高识别效果。在前面1.2节中认知语言学中提到的语义冲突关键作用基础上,接下来探讨从计算机自动语义分析角度进行隐喻的识别。
2.2 基于语义知识的方法
由于技术的局限,对这种方法的研究很少到应用认知语言学中的语言系统知识库和系统概念知识库,只是把字面上出现的语义或者逻辑不一致当作隐喻进行识别。例如:对于隐喻句“my car drinks gasoline”,由于动词drink的语义优先公式为((* ANI SUBJ)(((FLOWSTUFF)OBJE)(MOVE CAUSE))),发出drink这个动作的主语即drink应是生命体,而car属于不具备生命体的语义类别,与系统中汽车文本中语义框架中出现的例如“消耗”等语义并不相符,因此造成了语义类搭配异常,形成隐喻的识别。
Fass[14]对基于语义知识的方法进行了早期的研究,建立语义冲突分类体系,并手工建立了语义知识库,但对大规模的语料分析具有局限性,也耗时耗力。Mason[15]通过大规模语料库自动获取词汇的优选语义,从领域语料库获得词汇的语义特征,对比特征语义冲突完成概念映射的优选。但由于领域知识库规模不足,此方法只能处理与动词相关较简单的概念隐喻,对于复杂映射具有很大的局限性。
利用词典和语义搭配知识是基于语义知识方法的另一项应用。如Krishnakumaran利用英语词典word-Net得到语义知识,计算词语在语料库中语义搭配的概率[16] 。同样,杨芸利[17]用《同义词词林》和《词语常规搭配库》来识别汉语语义搭配型隐喻。
另外,机器学习方法是隐喻自动识别研究的一个新方向,在处理海量信息上有着明显的优势和广泛的应用[18-19]。面对日益增多的数据与计算机技术迅速发展,广泛地尝试探索基于机器学习的隐喻识别研究十分必要。基本上,此方法把隐喻识别的问题转化成文本分类问题,最终达到识别目的。
3 总结与展望
3.1 语言学家与计算机研究者携手共进
语言学与计算机科学对于隐喻识别,有着共同的研究处理对象及共同的奋斗目标――揭示人类语言中隐喻的秘密,开发人类语言智能的功能。利用计算机对隐喻进行识别,基于规则和统计相结合的办法是有效办法之一,只利用任何一种方法都有它的局限性。计算机固然可以迅速地从大规模的语料中获取隐喻知识,解决系统的一些具体问题,但是却不能解释确切的运行机制和其中的规则到底是如何建立的。所以需要语言学家对语言进行描述与规则制定,实现计算语言的形式化,这些都是跟语言学的基础理论分不开的。同样,语言学也需要进一步现代化。而计算机隐喻识别所提出的一系列新的方向与需求,一方面启发语言学家从新的角度去思考和探索,这必将深化语言学的理论知识;另一方面,通过计算机改造语言学理论,可以促进语言描写的形式化、科学化和精密化。计算机科学的发展,不但为语言学提供了现代化的研究手段,而且扩展了语言学的研究视野。因此,语言学家与计算机研究者加强合作与支持,才能促进隐喻研究的重大突破。
3.2 隐喻知识库与英语教学
隐喻的各种计算模型往往需要一个或多个知识库的支撑,这是由隐喻的认知性所决定的。国外在隐喻知识库方面发展比较迅速,代表性的隐喻知识库有Sense-frame、Master Metaphor List、MetaBank和Metalude。在语言学教学实践中,隐喻知识库中所包含的词条、对隐喻的描述以及例句、规则、分析等给学生提供了实际语言运用中的真实语言材料。这类知识库所提供的语言学习材料,帮助学生理解和分析隐喻系统,提高英语语感、促进语言习得。“教材中非真实语料的例句往往对学生有误导作用,教学中应更多地使用地道的英语”[20]。例如,Master Metaphor List 知识库的词条 force下,隐喻类别示例如下:
Force is a substance contained in affecting causes
Put more force in to your punches.
Each sentence contained the force of an order.
Her death hit us with a lot of force.
Related metaphors: related to Causes are Forces.
Source domain: substance,contents,container,hitting.
Target domain: force.
知识库中除了三个例句,还给出了与force类别相关的隐喻类别(Related metaphors:related to Causes are Force)。指出了隐喻的源域(substance,contents,container,hitting)和目标域(force),另外还有简要分析的以帮助理解( note)。例句中都包含概念隐喻的影子。借助概念隐喻可以认识到隐喻表达形式的根源,将原本分散的形式内涵按根源进行归类。隐喻知识库所提供的概念隐喻系统使语言学习者了解到隐喻生成机制的原理,利用映射原理对知识系统分类整理。隐喻知识所提供的实例分析和分类帮助学生形成系统的理解和有序的逻辑思维,分清隐喻表述的各部分关系,代替死记硬背的学习方式,遵循有效的认知规律,从语言学习的根源和理论上整体把握,从而提高对语言深层次的理解,提高学习的效果,增强英语语感。
参考文献:
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【关键词】射频识别读卡器RFID
1、引言
随着科学技术的发展,电子标签―RFID在国内外已被广泛的使用,如为减少行李遗失事故的发生,国际航空运输协会积极鼓励全球航空公司和机场,采用先进的RFID技术处理乘客的行李。它能通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无须人工干预,能够工作于各种恶劣环境之中,可用于高速运动目标的识别及多个目标的同时识别,操作快捷方便。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点,RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间,被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一,曾被美《商业周刊》评为将掀起新产业浪潮的未来四大高技术之一。
RFID技术的应用已趋成熟。在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部都得到了相当广泛的应用。目前国内RFID的应用已经涉及到铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统等。正在计划推广的应用领域还有电子身份证、电子车牌、铁路行包自动追踪管理等。
2、射频技术
从信息传递的基本原理来说,射频识别技术在低中高频段基于变压器藕合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在超高频及微波频段基于雷达探测目标的空间藕合模型(雷达发射的电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。射频标签与读卡器之间的电磁藕合包含两种情况:一是电感耦合方式,是低、中、高频段近距离非接触射频识别系统的基础。在电感耦合方式中,读卡器的天线相当于变压器的初级线圈,射频标签的天线相当于变压器的次级,因而电感藕合方式也称为变压器方式。电感耦合方式通过空间磁场实现耦合,耦合磁场在读卡器线圈(初级)与射频标签线圈(次级)之间构成闭合回路。二是电磁藕合方式,在电磁耦合方式中,读卡器的天线将读卡器产生的射频信号以电磁波的方式定向发送到空间范围内,形成读卡器的有效阅读区域,位于读卡器有效阅读区域中的射频标签从读卡器天线发出的电磁场中提取工作电源,并通过射频标签的内部电路及标签天线将标签内存的数据信息回传到读卡器。电磁耦合与电感藕合的差别在于电磁耦合方式中读卡器将射频信号以电磁波的形式发送出去;在电感藕合方式中,读卡器将射频信号束缚在读卡器电感线圈的周围,通过交变闭合的线圈磁场,形成读卡器天线与射频标签天线之间的射频通道,而没有向空间辐射电磁能量。电感耦合的RFID系统中,电子标签卡在天线上形成的接收信号的调制方式常采用副载波负载调制技术;电磁耦合的RFID系统中,电子标签卡在天线上形成的接收信号的调制方式常采用电磁波反向散射调制技术。
按照读写距离来划分,RFID系统可分为接触式和非接触式,而非接触式又分为近距离(密耦合)、中距离(遥耦合)和远距离。本论文中主要探讨的是遥耦合,读写距离从1米到10多米甚至更远的RFID系统称为远距离RFID系统。它是依靠电磁波在空间辐射形成空间电磁场,电子标签卡与读写器之间的通信方式类似雷达探测过程。工作时,射频标签位于阅读器天线辐射场的远场区内,标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。阅读器天线一般为极化(线极化或圆极化)天线,并在空间形成一个辐射场为无源标签提供射频能量。远距离RFID系统的工作频段为860―960MHz、2.4GHz和5.8GHz等,目前大量应用在车辆管理、码头集装箱等大物件的流通领域。
3、RFID技术的应用
本论文中的RFID技术是一种无线通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它的工作原理是:无线电信号通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附在物品上的标签上传送出去,以达到自动辨识与追踪该物品的目的。
目前大部分电动车的防盗系统的防盗原理是:当盗窃者触碰电动车时,车子自动发出警报鸣笛。这种防盗系统根本发挥不了防盗的作用:一、车子经常被非盗窃人员触碰,导致大家弄不清楚警报声到底是否是因为盗窃所产生的。二、即便是盗窃所产生的警报,户主也不能及时知道是有人在盗窃自己的车子。而本论文的构想是:把RFID技术应用在电动车防盗系统中。基本构思是:在电动车的电瓶安装处加装施封锁自动识别装置并在施封锁的一侧加上电子标签外壳与RFID芯片,只要是电瓶处或者机动车开锁处被解锁,通过RFID的读卡器,就会发出无线射频信号,户主手中的应答器就会接收到报警系统的提示。
整个系统的组成是基于主动射频激活后的动态识别系统,系统由电子施封锁,125KHZ低频激活系统,如图1所示。
读出装置的电路由单片机控制模块、射频收发模块、接口控制及125KHZ无线唤醒发射模块、其中接口用于控制系统中射频信号发射和接收。电子施封锁的电路由单片机控制模块、射频收发模块、125KHZ无线唤醒发射模块、电源管理几部分组成。
电子施封锁的电路由单片机控制模块、射频收发模块及无线唤醒电路、电源等四个部分组成。单片机用于控制射频收发模块和保存与电子施封锁相关的信息;无线唤醒电路则在收到读写器发送的特定信号后产生一个中断信号唤醒休眠的单片机和射频收发模块;射频收发模块则负责接收和发射读写器发送来的信号;电源电路控制电源的功耗,根据无线唤醒电路的指令及无线射频的信号强度控制电源的消耗,及计算电源的容量及寿命管理,确保电源能长时间可靠的工作。
系统单片机控制模块采用了NORDIC最新的无线和超低功耗技术,选择用NRF24LE1控制芯片,在一个极小封装中集成了包括2.4G无线传输,增强型51 FLASH高速单片机,丰富外设及接口等的单片FLASH芯片,是一个综合了性能及成本的完美结合,很适合应用于各种2.4G的产品设计。
读写器和电子施封锁都有工作及休眠二种工作模式。由安装在电动车上的震动传感器感应到电动车震动时,接口控制模块发出读写指令,启动读出装置的射频收发模块工作,同时启动125KHZ无线唤醒发射模块工作;电子施封锁受到读出装置唤醒信号后启动工作,实现与读出装置的数据交换,完成一次完整的数据交换后,读出装置将读取到的信息存在于单片机控制模块中,并迅速将车载信息发送到车主手中的报警器。读出装置和电子施封锁重新进入低功耗休眠状态,等待下一次的唤醒。
本论文中的电子施封锁采用电池供电,而电池是一种消耗性的电源,工作时间短,为了延长车载卡的工作时间,需要进行电源管理,以降低功耗。当前大多数的电源管理方法采用一种周密设计的唤醒、休眠方法。但大多数情况下,唤醒周期的大部分时间是徒劳无用的, 消耗能量。本系统中采用一种无线触发唤醒的电源管理方法,在这种方法中,车载卡进入休眠模式后就会一直保持睡眠状态,在读写器没有发送出特定频率的无线信号时,它是不会被唤醒的。当然,这个特定频率的无线信号会立即地唤醒休眠的电子施封锁这样,就节省了在唤醒前和监测期间的电源消耗。
随着广州市城市社会经济的高速发展,作为经济发展先行官的广州市公共交通运输能力同步迅速提高,线路网覆盖面增大,大大方便了乘客出行。但是如何将公共交通使用更有效率,用以提升整个交通系统,乃至城市的运行效率仍是一个急需解决的课题。一个高效、方便、简捷的换乘系统是公共交通系统现代化的重要标志之一,而布局合理的枢纽站是换乘系统重要组成部分,也是实现公交线网优化调整的重要结点。
以往,因为科学技术的日常应用问题,公交场站或枢纽站采用的是分散调度模式,场站使用情况主要通过人工现场观测评估。近几年,广州市交通委员会加强了以信息化手段改造传统交通工作。如在南洲路综合交通枢纽站,就采用了统一管理、集中调度的新型运营调度管理模式。南洲路综合交通枢纽站智能系统采用先进的计算机网络、数据库、车辆自动识别、通信、数字图像监控等技术,结合管理体制改革,实现枢纽站及进出站的公交车进行集中调度、统一指挥,使枢纽站的吞吐率最大化;枢纽站还采用电子显示和自动广播技术向乘客提供发车、换乘及其它综合信息服务,极大的方便了乘客。
2.智能化系统总体需求分析
2.1枢纽站智能化建设的重点任务
南洲路综合交通枢纽站是集轨道交通、城市公共交通、长途客运、的士和社会车辆于一体的多种交通方式汇集场站,线路众多,人流、车流密集。因此,通过加强运营组织和管理,使其有序、高效、安全的运行,是非常必要的。而枢纽站信息化、智能化是实现提高管理的有效手段之一。
针对南洲路公交枢纽站的建设规划,信息化、智能化系统的建设主要需完成以下3方面任务:1)提升枢纽站场站管理水平。即通过各种智能化系统的有机结合,给出场站的合理使用方案,使场站各项功能设施静态利用率达到最大化;通过对车辆进出站和占用到发线的监控调度,避免因车辆到发混乱而造成的拥堵,使场站使用达到动态优化。2)提升公交线路调度水平。公交枢纽站是多条线路的始发站。通过开发人机结合的行车计划编制系统,将线路、客流、运力等数据输入,实现各种交通方式行车计划的优化和有机衔接,同时通过对车辆的监控调度,保证车辆的正常运行,改善公交服务质量,并自动进行行车记录,生成各种报表,提高运营管理水平。3)提升乘客使用信息服务水平。通过信息屏、查询机、广播系统,为乘客实时动态地提供运营服务信息和其它相关信息;通过引导标识和图表方式为乘客提供线路信息和换乘引导信息,使乘客迅速准确的选择目的地线路,换乘时快速换乘。
2.2枢纽站智能系统需实现的功能
为达到上述建设目标,智能化系统所需实现的功能如下:
(1)车辆自动识别。在枢纽站的各个车辆出入口安装电子感应读卡器,在进场的每一部公交车上安装对应的电子标签,实现车辆与运营调度管理系统的信息交互,即车辆出入枢纽站时。能自动感应、自动识别、自动记录,如车号、线路、所属单位、具体车道、时间等,这是信息管理、智能调度的基础。
(2)枢纽站场使用动态监控。在车辆识别系统的支持下,能够对到发线上车辆的到、发和驻站进行实时监控,并可以预报车辆的集中到达时点,以便场站调度人员根据场站资源提前做好应对措施。
(3)停车场智能控制与自助寻车。在车辆识别系统的支持下,能够对进入停车场的车辆进行空余车位指引,同时,对回到停车场需要取车出场的驾驶员进行原停车位的信息指示和方向指引以便寻车,使资源利用更加有效率。
(4)发车信息显示与动态乘客引导。利用现有的多媒体技术,以LED显示屏、发车显示屏、触摸式查询机等方式,调度信息、运营信息和其他公益信息等实时信息。在每个到发站位安装一块电子发车显示屏,与调度系统联接,用于播发调度命令和引导乘客上车。如:显示即将出发的车辆号、发车时间,预报待发车辆及发车时间等。
(5)安全防范。在车道、场站出入口、人流集散点等多处管理要点安装摄像头,通过画面,实现枢纽站调度员对人流、车流的直接监控指挥,每个分调度台均能灵活切换画面而互不干扰,同时监控画面上传至上级管理单位,上级管理单位可通过显示大屏对枢纽站进行远程监控管理。同时,对枢纽站大楼及周边区域关键部位采用自动化防盗报警系统进行防护。
(6)自动语音和人工广播。采用CTI/IVR技术将自动语音播报、有线广播有机地结合,最大限度地保障调度信息的。
(7)微区域通信。每个站台配备无线对讲机,用于站台协管、司售人员主动与调度员联系和语音调度命令下发。同时,覆盖程度需满足停车场管理人员、地下室工作人员与枢纽站管理人员的语音信息沟通。
(8)局域与广域通信。为了完全实现整个运营调度系统的自动化调度,解决“电子路单”的问题,采用技术手段实现枢纽站和线路调度室、枢纽站和总公司间的信息交换。
3.智能化系统总体设计方案
3.1系统设置原则
针对现代化综合公交枢纽在智能化系统建设方面的功能需求,结合实际情况,系统设置遵循以下原则进行系统配置设计:
(1)专业性、开放性、安全性、集成性和经济性。
系统设置强调实用性,技术上应是先进并能够兼容技术发展趋势,在体现南洲路公交枢纽站整体特性的同时注意系统设置的经济效益。
系统设置应注重公交枢纽站使用功能的专业特点,同时满足其先进性,超前性要求,采用与技术发展潮流相吻合的产品,建立一个可扩展的平台,保证前期工程和后继先进技术的衔接。
系统设置应综合平衡,主要系统应达到国内先进水准,例如:车辆自动识别与引导系统,多媒体信息显示与人流引导系统,安全防范系统等。系统设置除考虑建设时的一次性投资外,还应充分考虑到系统平时运行的运行成本,并使之最小化。
(2)系统设置必须满足高度的集成性要求。作为一座现代化的公交枢纽站,根据要求及设计规范,应能实现智能楼宇管理系统(BMS),实现集中监视、控制与综合管理等多种功能。
(3)智能系统整体上以甲级智能建筑标准进行设计,智能系统配置设计应按本公交枢纽站各分区功能互相结合进行设计。
(4)智能系统设计应遵循全面规划和分步实施原则,设计应全面、周到、注意预留预埋到位并有充分余量,以适应未来发展的需要。
(5)除了系统的配置设计必须依照国家和广东省、广州市的有关标准外,还必须根据本智能系统的总体结构要求进行子系统的配置设计,各子系统必须为结构化和标准化系统并综合体现出当今的先进技术。
(6)智能系统必须具有极高的安全性、可靠性和容错性。
(7)系统设置应能适应公交枢纽站使用要求,创造高效、舒适、便利的建筑环境,达到节约能源和人力的目的。
(8)在实现先进性,可靠性的前提下,系统的配置设计应达到最佳性能价格比。
3.2系统构成原则
南洲路公交枢纽站智能化工程中所采用的系统以及系统的构成应符合以下原则:
3.2.1 可靠性 系统应具备在规定的条件下和规定的时间内完成本技术文件规定功能的能力。应具备系统长期和稳定工作的能力。
3.2.2 实用性系统应具备完成工程中所要求功能的能力和水准。系统应符合本工程实际需要的国内外有关规范的要求,并且实现容易,操作方便。
3.2.3 先进性 系统应是满足可靠性和实用性前提下最先进的系统,特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统,要为南洲路公交枢纽的发展创造条件。
3.2.4 开放性 系统应遵循开放性原则。系统应提供符合国际标准的软件,硬件、通信、网络操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具,使系统具备良好的灵活兼容性,扩展性和可移植性。
3.3系统构成
综合公交枢纽站智能化建设主要包括三部分:通信网络系统、弱电系统及与枢纽中心运营和服务有关的系统。
3.3.1 通信网络系统 1)综合布线与计算机网络系统。采用结构化布线新技术,统一管道,统一介质的电缆进行配管、配线,适应新技术的发展和应用,弱电系统的语音、数据等通信线路,以使该布线系统能够方便地、灵活地与相关系统的终端设备进行连接,组建电话、电脑等网络。同时也便于与外界进行联网,从而实现办公自动化和通信自动化;2)程控交换与微区域通信系统。设置程控电话交换机系统及微区域通信系统,通过有线通信技术及无线通信技术接驳多种不同的通信设备、网络设备,连接计算机网络以提供先进的数据服务,满足建筑物通信的需要;
3.3.2 弱电系统 1)视频监控与防盗报警系统。安全防范系统由视频监控、防盗报警等系统组成,组成枢纽中心大楼、户外广场、建筑物区域和重要房间及设施的多层次、立体的安全防范体系;2)自助寻车与停车场管理系统。采用集感应式IC卡技术、计算机网络、视频监控、图像识别与处理及自动控制技术,实现停车场的车辆全自动化管理、区域引导功能、自助寻车功能等功能;3)公共广播与背景音乐系统。公共广播与背景音乐系统主要功能包括了播放背景音乐、事物广播、客运动态信息、业务信息、特别通告和紧急事件等。广播方式由人工播音与数字语音合成播音两种组成;4)机房工程。在机房内设置各弱电子系统控制终端、管理单元。弱电机房工程建设包括机房设备、机房装修、机房监控等几部分。
3.3.3 与枢纽中心运营和服务有关的系统 包括电子信息显示与引导系统。建立电子信息显示与引导系统,实现对旅客入站、候车、获取资讯、上车等全过程的信息引导。
4.结语
总之,建设一套功能完备、技术先进、智能化控制的智能化信息系统是公交枢纽站必不可少的内容,是实现以信息化改造传统交通,加快实现交通现代化转型的重要手段,也是不断提升服务管理水平的重要途经。论文结合广州海珠区南洲路公交枢纽智能化系统建设的实例,主要对系统的需求、方案、设计原则进行了分析研究。旨在通过公交枢纽站智能化建设,提升交通管理与运营服务水平。
参考文献
[1] 张国伍. 论交通运输系统规划、协调与发展[J]. 交通运输系统工程与信息,2005(01).
[2] 广州市交通运输研究所.《广州市公交站场布局规划修编研究》,2010(12).
到目前为止,随着现代信息的不断发展,智能化和信息化已经被广泛应用到各个领域。目前的自动识别技术主要包括两个种类:条码技术和无线射频(RFID)技术。随着这两种技术的不断发展,自动识别技术已经在全世界具有了一定的发展规模。由于信息量和人们需求的不断扩大,现代的物流行业涉及的种类是很烦琐的供应链结构也相应地变得很复杂,很多时候都是要求远距离的传输,在这种传输中传统的物流方式就存在很大的弊端。RFID技术,最早出现在第二次世界大战的战场上为飞机的一种敌我目标识别出现的。但是由于成本和技术限制等诸多原因,一直没有得到广泛的应用。
2.研究现状
(1)物流信息的研究现状。物流信息管理的发展已有很长一段时间,并且各个地区和国家的发展情况都不尽相同。我们可以在线地对车辆和货物进行信息的追踪和查找,但是这种方式对网站的信息和其他的链接都没有可靠的保障。这种系统可以利用全球卫星定位系统和智能的交通管理系统来对运输货物的车辆进行位置的追踪,从而掌握货物的运输情况,以这种动态的管理方式使得车辆的管理效率得到提高。(2)RFID技术的研究现状。条形码技术可以说最早是由沃尔玛公司开始应用的,从此成为了各个物流行业中的重要识别技术。而现在沃尔玛公司否定了条码技术开始使用电子标签,这充分地说明了RFID技术明显优于传统的条码技术。也预示着RFID技术在商业物流行业中的应用会得到普及,最终取代条码技术。RFID技术在中国作为一种新型的自动非接触式识别技术的发展历史还不是很久,所以是处于刚刚起步的阶段。但是作为一种新型的技术手段,RFID技术还是具有很大的发展前景和空间的。
3.论文研究的主要内容
本文主要是把RFID技术应用到物流信息管理系统中,从而实现对物流全过程的调度优化和控制的动态性。
二、物流信息系统概述
1.物流管理系统的概念及功能
(1)物流系统的定义。物流信息是一个非常广泛的概念,涉及到我们社会经济的任何一个方面,是一个错综复杂的社会系统。从大的材料供应商、批发商到零售商和消费者,几乎都有物流信息系统的身影。现在的物流信息管理系统的主要任务有以下三方面:商品的流动,也就是我们所说的商流;信息的流动,也就是我们所说的信息流;资金的流动,也就是我们所说的资金流。物流信息管理系统的英文名称是Logistics Information System,以下简称为LIS。LIS的主要组成:计算机软硬件、通信网络的主要设备和人组成的智能人际交互界面系统。(2)物流信息管理系统的主要功能概述。通过计算机技术对数据进行处理,可以向运营商和客户提供相应的共享数据,并且可以加强企业和企业之间的合作关系,形成一种更加优越和完善的供应链网络。
2.物流管理系统的主要结构及类型
一个完善的物流信息管理系完成的主要功能包括:首先对信息进行采集整理存储,然后对有用的信息进行相应的传输和利用。与此同时也涉及到了活动中的每个要素。
3.物流信息管理识别中主要的采集技术
物流信息管理系统主要是将各个环节的物流信息联合到一起,表现出了物流管理系统强大的整合能力。(1)条码技术简介。这种识别技术主要是被应用在计算机的数据的输入与输出。具有很多的优点:可靠性高、成本低并且采集和输入输出的速度非常快。由于这些优点的存在,条码技术目前被广泛应用在国内外的物流行业中。条形码识别技术由于具有非常优越的优点,准确可靠快速的传输,使得它的应用价值非常大。其中条形码的设备主要分为条形码的印刷设备和条形码的扫描设备。(2)RFID识别。射频识别技术,即RFID技术是一种非接触式的自动识别的技术。一个标准的射频识别系统是由三部分构成的:电子标签、读写器和天线。但是由于实际中存在的问题,这种RFID系统好使需要软硬件之间的良好配合才能完成它的功能。
三、RFID技术简介
由于射频的数据保密性非常好,所以目前被广泛地应用在防伪行业中。RFID的主要优点是:具有唯一的UID号码。
1.RFID系统的组成和特点
一个最基本的RFID系统如图1所示,一般包括:标签、阅读器、天线和数据的读写系统。
图1 RFID系统组成
标签的作用:RFID的电子标签是由耦合元件组成的。上述每个电子标签都具有唯一的UID编码。是标签唯一识别的标识。读写器:读写器是电子标签的读写设备。主要控制数据的读写。天线:主要完成读写器和标签之间射频信号的传递。
如图1所示,一个完整的RFID系统还包括一个中心处理的电脑和应用软件系统。这个系统主要是将读写器上的信息和数据传递到电脑上的数据处理中心进行处理和应用。这也是RFID技术的基本原理。
2.RFID组成部分简介
(1)电子标签。RFID系统中的电子标签是整个系统的数据的载体。通常情况下,一个完整的电子标签主要是由标签元件和天线组成。电子标签与条形码不同的是电子标签可以自动地把自身存储的信息发送出去,它是可编程的,可以适当地改写编程的程序来满足不同情况下的电子标签的需求。(2)读写器。在RFID系统中,负责数据的读写的设备主要是读写器设备。读写器的功能非常强大,通常在系统中它都是独立存在的,也就是说读写器可以单独地对数据进行读写、处理并且显示等。(3)数据的管理系统。完整的RFID系统除了包括最基本的标签、天线、阅读器外,还应该具有一整套完整的数据管理系统。数据管理系统的主要功能是完成数据信息的处理和存储共享。
3.RFID技术的优点
RFID技术的出现,使人们认为RFID技术是条形码的高级形式,但是这种说法是没有什么理论依据的。RFID作为一种新型的非接触式自动识别技术,它在很多方面都优于条形码技术。RFID技术的优点很明显,它不需要光源,并且更加安全。
4.RFID技术目前面临的问题
RFID技术是一种新型的识别技术,它与条形码识别技术相比,发展的历史比较短。所以技术还不是很成熟,目前还存在着许多发展的问题。
四、物流管理系统的需求分析
1.RFID技术的主要应用
随着信息技术的发展,RFID技术也有一定的发展,被应用在许多不同的领域,最主要的应用范围包括:零售、仓储、生产和运输行业。
2.目前物流公司的现状
经济需求的不断增长,市面上有越来越多的物流公司来满足人们对物流的需求。但是很多物流公司的规模都比较小,存在着一些缺点。
3.需求问题的解决
目前的物流企业的规模比较小,标准和网络化都不完善,存在着各种各样的问题。针对这些问题,我们对物流公司有了新的需求问题的解决方案。每个公司都可以发挥它的长处取长补短,互相帮助赢取共同的利益。这种集中管理和共享的方式不仅可以帮助物流公司来提高他们的运输速度,而且还大大地降低了物流中货物运输的成本,减少了不必要的浪费,有助于管理者的经营。
4.RFID系统结构的选择
本文主要用到的数据库是SQL。采用的主要构架是B/S模式。下面分别对这两种技术进行简单的介绍。(1)SQL简介。SQL(Structured Query Language),它的意思是结构化查询的语言。SQL这种语言最主要的功能是它可以很好地与各个数据库建立相应的联系并且可以进行很好的沟通。(2)浏览器/服务器(B/S)构架。目前来说管理信息系统主要的构架类型主要包括:主机/终端型、客户机/服务器即所谓的C/S模式、文件/服务型、三层的B/S和多层分布的形式。
这种技术是www技术和数据库技术相结合的结果,是未来数据库发展的主要方向。
B/S模式的主要结构如图2所示。
图2 B/S模式结构示意图
5.系统成本的分析
我们知道RFID系统主要是由标签、天线和阅读器构成的,所以它的主要硬件成本也是由这三部分构成,这主要是从RFID系统的市场需求来看的。对于物流管理行业来说,这三部分也是主要的硬件投资方式。虽然目前RFID系统的成本略高,但是它带给我们的优点远远胜过了糨的这个不足。
五、系统的总体设计研究
1.基于RFID的物流管理系统的总体目标
物流信息系统主要解决的问题是:(1)缩短从接受订货到发货的时间;(2)库存适量化(压缩库存并防止脱销);(3)提高搬运作业效率;(4)提高运输效率;(5)使接受订货和发出订货更为省力;(6)提高接受订货和发出订货精度;(7)防止发货配送出现差错;(8)调整需求和供给回答信息咨询等。一个好的完善的物流信息管理系统会很好地解决上述的问题。我们最终的目的都是为了提高服务水平并且降低物流运输的总成本。
2.系统硬件产品介绍
本系统设计的是一个基于RFID硬件产品已有的物流管理系统,所以首先对RFID不同用途的读写设备和它们的应用场合作了一下简单的介绍,例如,下面这款电子标签。