条形码、二维码、RFID优缺点，卫星定位，传感器分类及应用场景

条形码的身影各个商品的背后随处可见，在我们的生活中应用十分普遍，由黑白相间的条纹组成的图形，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。那么怎么读取里面的信息呢?条形码中条和空对同一光线的反射率和反射强度不一样，简单说就是可我们看到的黑与白有很好的区分度，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，即检测黑与白的排序信息进行识别。 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。

二维码是一种比一维码更高级的条码格式。一维码只能在一个方向（一般是水平方向）上表达信息，而二维码在水平和垂直方向都可以存储信息。一维码只能由数字和字母组成，而二维码能存储汉字、数字和图片等信息，因此二维码的应用领域要广得多。二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”， 用“空”表示二进制“0”，“点”和“空”的排列组成代码。二维码的原理可以从矩阵式二维码的原理和行列式二维码的原理来讲述。用户在手机上安装二维码客户端，使用手机拍摄并识别二维码图片，获取二维码所存储内容并触发相关应用。

RFID无线射频识别技术是一种通信技术，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。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。 RFID具有多种性能特点。可以快速多个RFID标签；并且体积小和形状多样化；抗污染能力和耐久性；可多次重复使用；穿透性强和无屏障阅读；数据的记忆容量大；可以进行数据加密处理；RFID因其所具备的远距离读取、识别快速、自动化采集数据，大大提高了信息采集管理的效率，让数据得到更好的传输处理，应用非常广泛。

1 条码标识技术的局限性 　　条码虽然在现在应用很广泛，而且也大大提高了物流的效率。但是条码仍有很多缺点： 　　（ 1 ）条码只能识别一类产品，而无法识别单品。 　　（ 2 ）条码是可视传播技术。即，扫描仪必须“看见”条码才能读取它， 这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。 　　（ 3 ）如果印有条码的横条被撕裂、污损或脱落，就无法扫描这些商品。 　　（ 4 ）传统一维条码是索引代码，必须实时和数据库联系，从数据库中寻找完整的描述数据。 　　条码的局限性具体有： 　　1.信息标识是静态的 　　2.信息识别是接触式的 　　3.信息容量是有限的 　　4.不能给每个消费单元唯一的身份 　　5.数据存储、计算是集中的 　　6.二维条码只解决了信息标识容量问题 　　 EAN ． UCC 条码标识系统在零售结算和库存管理中发挥了重要的作用，但在供应链中还有几个方面的不足： 　　（ 1 ）没有做到真正的“一物一码”：对每一个商品的管理不到位，无法 实现产品的实时追踪； 　　（ 2 ）传统的 EDI 方式由于成本和技术等方面的原因，不便于推广，需要开发基于互联网的 EDI 标准； 　　（ 3 ）没有分类和属性信息；不能实现分类查询、统计等应用，电子商务中的应用受到限制。 　　总之，条码只能适用于流通领域（商流和物流的信息管理），不能透明地跟踪和贯穿供应链过程。

2 RFID 标识技术及其优越性 　　 RFID 在本质上是物品标识的一种手段，它被认为将会最终取代现今应用非常广泛的传统条形码，成为物品标识的最有效方式，它具有一些非常明显的优点。条码与 RFID 的功能对比，在标签信息容量大小、一次读取数量、读取距离远近、读写能力更新（标签信息可反复读写 R/W ） 、读取方便性（读取速度与可否高速移动读取）、适应性（全方位穿透性读取、在恶劣环境下仍可读取，全天候工作）等方面都大大优于条码。 RFID 技术拥有良好的功能特性，能满足当前社会经济发展对商品处理的高效性需求。射频识别技术作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，通过对实体对象（包括零售商品、物流单元、集装箱、货运包装、生产零部件等）的唯一有效标识，被广泛应用于生产、零售、物流、交通等各个行业。 RFID 技术已逐渐成为企业提高物流供应链管理水平，降低成本，实现企业管理信息化，增强企业核心竞争能力不可缺少的技术工具和手段。 　　与条码技术相比，射频识别 RFID （ Radio Frequency Identification ） 则是一种新兴的自动识别技术。射频识别系统利用射频标签承载信息，射频标签和识读器间通过感应、无线电波或微波能量进行非接触双向通信，达到自动识别的目的。 RFID 技术是实现物流过程实施货品跟踪的一种非常有效的技术。

射频识别技术最突出的特点是： 　　（ 1 ）可以非接触识读，距离可以从十厘米至几十米；（ 2 ）可识别高速运动物体；（ 3 ）抗恶劣环境；（ 4 ）保密性强；（ 5 ）可同时识别多个识别对象等。

根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。 　　1. 位置差分原理 　　这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在一个差值。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。 　　最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。 位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。 　　2. 伪距差分原理 　　伪距差分是目前用途最广的一种技术。几乎所有的商用差分GPS接收机均采用这种技术。国际海事无线电委员会推荐的RTCM SC-104也采用了这种技术。 　　在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值加以比较。利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差。然后将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置，就可消去公共误差，提高定位精度。 　　与位置差分相似，伪距差分能将两站公共误差抵消，但随着用户到基准站距离的增加又 出现了系统误差，这种误差用任何差分法都是不能消除的。用户和基准站之间的距离对精度有决定性影响。 　　3. 载波相位差分原理 　　载波相位差分技术又称为RTK技术（real time kinematics），是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。 　　与伪距差分原理相同，由基准站通过数据链实时将其载波观测量及站坐标信息一同传送给用户站。用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。 　　实现载波相位差分GPS的方法分为两类：修正法和差分法。前者与伪距差分相同，基准站将载波相位修正量发送给用户站，以改正其载波相位，然后求解坐标。后者将基准站采集的载波相位发送给用户台进行求差解算坐标。前者为准RTK技术，后者为真正的RTK技术。

1、温度传感器 数字信号输出传感器 类型及应用场合：DS18B20，18B20 数字温度传感器，可应于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 2.超声波传感器 超声波测距模块，可以直接装在机器人上,作为寻物、避障探测等应用

3.火焰传感器 火焰传感器，它是一个数字、模拟双重输入模块，本模块可以实现对火焰的检测，适合所有火焰探测需要的场合，例如灭火机器人、火焰报警器。

4.压力传感器 压力传感器主要应用于： 石油化工、能源及水处理、工程机械、液压与气动系统、水利水电、压力机、压缩机、气液增压器等领域。

5.电磁传感器 电磁传感器作为现代的传感器，为了便于信号处理，需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。 多摩川旋转变压器是一种电磁式传感器。 电磁传感器在现实生活中的应用有： 在工厂自动化系统的应用。磁旋转传感器在工厂自动化系统中有广泛的应用，因为这种传感器有着令人满意的特性，同时不需要维护。其主要应用在机床伺服电机的转动检测、工厂自动化的机器人臂的定位、液压冲程的检测、工厂自动化相关设备的位置检测、旋转。

6.气压传感器 在目前的中高端移动设备中均配备了气压传感器。这种气压传感器也分为两部分，一部分为外部气压传感器，另一部分为内部气压传感器。外部气压传感器就是检测我们生活场景中的大气压力，利用大气压的变化来检测我们所处的高度。当然这个也是作为位置传感器辅助存在的。 应用场景：1、户外运动高度测量 2、三防设备检测内部封闭程度等

7.重力感应器 应用场景：1、游戏与3D应用程序 2、拍照应用 3、惯性导航

8.位置传感器 位置传感器最普通的理解就是GPS，说白了就是为我们提供位置服务，几百块钱的手机也有这种功能。其实，位置传感器的功能还远不止于此。 应用场景：1、地图定位 2、丢失设备寻找 3、查岗

9.近距离感应器 近距离感应器主要作用是当用户在接电话时手机会自动关闭屏幕，除了能够节省不必要的电量浪费以外，还可以减少在接电话时的误操作。近距离感应器是原理就是近距离感应器发射一束红外光线，通过红外光线反射来测试物体之间的距离。不过，像手机中的距离感应器非常短只有几厘米而已。 应用场景：1、接听电话关闭屏幕 2、手机翻转挂断/接听等

10.光线感应器 光线感应器也叫做亮度感应器，英文名称为Light-Sensor，很多平板电脑和手机都配备了该感应器。一般位于设备屏幕上方，它能根据手持设备目前所处的光线亮度，自动调节手持设备屏幕亮度，给使用者带来最佳的视觉效果。例如在黑暗的环境下，手持设备屏幕背光灯就会自动变暗，否则很刺眼。 应用场景：光线变化时屏幕亮度调节

11.超灵敏触控传感器 超灵敏触控传感器主要作用是辅助电容屏触控使用。由于现在触摸屏手机与平板中的电容屏幕主要是依靠电压的变化，来检测手指在屏幕上的位置。而对于冬天带着手套的用户来说，电容屏就很难检测到细微的电压变化。这类超灵敏触控传感器可以检测到屏幕上的微小电流，使得用户带着手套也可以正常操作手机。 应用场景：1、户外运动高度测量 2、三防设备检测内部封闭程度等

12.NFC近场传感器

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由索尼和飞利浦各自开发成功，主要为手机、平板等手持设备提供M2M（Machine to Machine）的通信。 应用场景：1、快捷支付 2、标记信息快速获取 3、数据传输

13.角速度传感器（陀螺仪） 陀螺仪又叫角速度传感器，不同于加速度计（G-sensor），它的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度。在手机或平板上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，是测不到转动的动作的。因此，加速度计（G-sensor）只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量。这样，就可以精确分析判断出使用者的实际动作，从而 根据动作，对手机或平板做相应的操作。 应用场景：1、游戏与3D应用程序 2、拍照应用 3、惯性导航