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条形码、二维码和RFID数据采集方法比较

发布日期:2019-04-08  浏览次数:734

数据采集是物联网感知层最关键的技术,目前常用的数据采集方法有条形码,二维码和RFID技术。本文比较了物联网中这3种关键数据采集方法的各自特点。

随着中国物联网的飞速发展,物联网已经渗透到各个领域,在工业领域的应用也非常普遍。物联网区别于互联网在于它通过感知层连接物理世界和信息世界,感知层的数据采集是物联网应用层进行可靠、精准数据挖掘的技术基础。数据采集是物联网感知层最关键的技术,目前常用的数据采集方法有条形码,二维码和RFID技术。本文比较了物联网中这3种关键数据采集方法的各自特点。

一、3种数据采集方式原理介绍

1、关于条形码的原理

我们在超市买东西时,就可以见到。在我们生活中应用十分普遍。它是一种由黑白相间的条纹组成的图案,其中黑色部分称为“条”白色的称为“空”。条和空分别用来代表0或1,从而不同粗细条纹间的相互组合,便代表了不同的编码信息。利用二进位的编码,可以表示数字,字符和符号信息。

条形码需要使用专门仪器进行识别,即扫描枪。条形码中条和空对相同光线的反射率不同,各自的反射光强度也不一样。条形码扫描枪利用该原理,通过光学传感器检测来自不同发射区的不同反射光,对条形码进行识别。条形码标签可以用普通纸打印,也可以使用专门的标签纸打印。

2.关于二维码的原理

二维码可以看作条形码的升级版。条形码是一维的,它只有横向记录信息,纵向是不记录信息的,纵向剪短,记录的信息不受影响。二维码是二维的,两个方向都记录信息。

二维码也利用二进制表示信息的。二维码就是把信息翻译成黑白小方块,然后组成一个大方块。相比于只在一个维度上,携带信息的条形码,二维码在两个维度上都携带了信息,也就做成了这个方块状的样子。在二维码编码中,白色小方块表示0,黑色小方块表示1。用二进制编码表示了数字,字母,符号和汉字信息。所有二维码角上都有三个相同的方块,是用来给扫描定位的,不管正着扫,倒着扫,还是斜着扫,扫出来的结果都是一样的。

3.关于RFID的原理

RFID和条形码、二维码不同,条形码和二维码都可以认为是打印在纸片上的图案,编码在图案上的黑白条或黑白格子里,没有芯片。RFID是电子标签,信息是保存在芯片里的,芯片可以读写。使用的打印机也是专门的打印机,能够在芯片上写入信息。

RFID系统的工作原理:阅读器或者手持机将要发送的信息,经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号。可以读取RFID标签中信息,或者向其中写入信息。标签可以写入信息,这是RFID技术的一大优势,条形码和二维码打印后,只能读取,不能再次写入信息。

RFID电子标签:由芯片及内置天线组成。芯片内保存有一定格式的电子数据,作为待识别物品的标识性信息,是射频识别系统真正的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通信。

RFID技术的产品有三大类:无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。无源RFID产品没有电池,有源RFID产品和半有源RFID产品都有电池,半有源RFID产品电池功率小,不与读写器通讯时依靠自身电池能量维持待激活状态。

二、3种数据采集方式应用特点比较

1、条形码的特点

条形码可以用来表示数字,英文和符号,但不能表示汉字。它只有横向记录信息,但纵向不记录信息,有一定抗破坏能力。纵向破坏一部分,只要横向完整,就能读取出对应的信息。

条形码输入速度快:与键盘输入相比,条形码输入的速度是键盘输入的5倍。条形码扫描速度快于二维码。

条形码标签易于制作,如果不需要粘贴,普通纸就可以,且扫描设备也相对便宜。

条形码可以应于物料管理,生产管理,超市等领域。

2、二维码的特点

与条形码相比,二维码可以表示汉字,这是一大优点。它的表示信息也高于条形码,传统的条形码只能处理20位左右的信息量,与之相比,二维码可处理条形码的几十倍到几百倍的信息量。

二维码也便于手机扫描,这个优点使得手机支付变得非常普遍。今天我们在市场买东西,几乎所有支付都可以通过扫描收款二维码完成。

二维码也有一定纠错能力,最多可以纠错约30%,少量破坏也能读取信息。

二维码从任一方向均可快速读取。其奥秘就在于它的3处定位图案,可以帮助二维码码不受背景样式的影响,实现快速稳定的读取。

3、RFID的特点

不论条形码,还是二维码一次只能读取一个标签内容,而使用RFID技术,一次可以读取多个标签,读取效率大为提高,这是RFID一个优势,也因为该优势,它在很多场合取代了条形码。

RFID有不同频率,从工作频段来分的话可分为,低频(125Khz~134Khz),高频(13.56Mhz),超高频(860MHz~928Mhz全球各标准不一),微波(2.45Ghz、5.8Ghz)。频率越高,传播距离越远,但是绕射或穿透能力较弱。

RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。

在被覆盖的情况下,RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并能够进行穿透性通信。而条形码扫描器材必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下,才可以辨读条形码。