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【關(guān)鍵詞】 血尿；流式尿沉渣分析儀；定位診斷

血尿是一種常見(jiàn)的臨床癥狀， 而對(duì)血尿中紅細(xì)胞來(lái)源的鑒別， 又是臨床診斷腎小球疾病與非腎小球疾病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。1979年Birch和Fairley[1]首先用相差顯微鏡觀察尿紅細(xì)胞形態(tài)的變化鑒別血尿來(lái)源以來(lái)，對(duì)尿中紅細(xì)胞來(lái)源進(jìn)行鑒別的方法報(bào)道也日益增多。1986年Shichiri等[2]報(bào)告用血液分析儀測(cè)量尿紅細(xì)胞體積來(lái)鑒別血尿來(lái)源，認(rèn)為較顯微鏡法準(zhǔn)確。1995年Hyodo[3]使用全自動(dòng)尿沉渣分析儀來(lái)鑒別血尿部位，認(rèn)為此法具有簡(jiǎn)單、快速，且不受主觀因素影響。國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)識(shí)別尿液中各種有形成分進(jìn)行了廣泛研究，但對(duì)激光參數(shù)在鑒別血尿來(lái)源的研究較少。作者用UF-100尿沉渣分析儀測(cè)定尿紅細(xì)胞平均前向散射光強(qiáng)度（RBC-MFsc）， 尿紅細(xì)胞前向散射光分布寬度（RBC-Fsc-DW）， 尿70%紅細(xì)胞前向散射光強(qiáng)度（RBC-P70Fsc）， 結(jié)合尿紅細(xì)胞提示信息， 綜合分析判斷血尿來(lái)源， 現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 收集自2012年1月～2013年4月本院住院患者尿標(biāo)本， 其中血尿標(biāo)本191份，腎臟病理活檢確診腎小球性血尿133例， 非腎小球性血尿58例。

1. 2 儀器和試劑 UF-100尿沉渣分析儀（日本Sysmex公司）及配套試劑、質(zhì)控品。光學(xué)顯微鏡（OLYMPUS CX-21）。

1. 3 實(shí)驗(yàn)方法 用一次性尿杯收集腎小球疾病患者和非腎小球疾病患者的清潔中段晨尿，充分混勻后倒于10 ml專用離心管中， 一管在UF-100上測(cè)定其紅細(xì)胞參數(shù)（開(kāi)機(jī)前先用質(zhì)控品對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)）。尿沉渣分析儀RBC-info分析按新版標(biāo)準(zhǔn)：RBC-P70Fsc >100ch且RBC-Fsc-DW

1. 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件， 計(jì)量資料以（ x-±s）表示， 均數(shù)比較用t檢驗(yàn)， 計(jì)數(shù)資料結(jié)果比較用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2. 1 腎性血尿與非腎性血尿患者尿紅細(xì)胞各項(xiàng)激光參數(shù)見(jiàn)表1。

2. 2 UF-100紅細(xì)胞提示信息與普通顯微鏡檢驗(yàn)比較見(jiàn)表2， 根據(jù)紅細(xì)胞的提示信息， UF-100診斷腎性血尿的敏感性為83.5， 略低于普通光鏡的87.2， 特異性為94.8， 高于普通光鏡的92.1， 經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無(wú)明顯差別（P0.05）。

3 討論

血尿是泌尿系統(tǒng)疾病常見(jiàn)的臨床癥狀。引起尿液紅細(xì)胞形態(tài)改變的主要原因有紅細(xì)胞通過(guò)腎小球?yàn)V膜時(shí)受到擠壓損傷及紅細(xì)胞在腎小管中不同的pH、滲透壓、尿酶、尿素等化學(xué)因素的影響， 使受損的紅細(xì)胞發(fā)生形態(tài)改變甚至破裂。明確血尿的出血部位和性質(zhì)有助于疾病的診斷。

該儀器采用流式和電阻抗原理， 通過(guò)一定染液染色檢測(cè)尿液標(biāo)本單個(gè)細(xì)胞的熒光強(qiáng)度和前向散射光強(qiáng)度及電阻大小來(lái)確定細(xì)胞類型和形態(tài)。國(guó)內(nèi)外已有大量關(guān)于UF-100識(shí)別尿中各種成分的研究報(bào)道。本文通過(guò)對(duì)UF-100測(cè)定紅細(xì)胞參數(shù)的研究， 發(fā)現(xiàn)腎性血尿組的RBC-MFsc、RBC-P70MFsc均值分別為58.5和66.7， 明顯低于非腎性血尿組的98.0和108.3， 與陳巧林報(bào)道[5]類似；RBC-Fsc-DW腎性血尿組為33.5， 略高于非腎性血尿組的32.6， 經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無(wú)明顯差別， 與陳巧林報(bào)道不同， 這可能與所用的儀器、尿紅細(xì)胞判定標(biāo)準(zhǔn)及病例不同有關(guān)。紅細(xì)胞的提示信息是儀器根據(jù)紅細(xì)胞的各項(xiàng)參數(shù)而判定的， 根據(jù)紅細(xì)胞的提示信息， UF-100診斷腎性血尿的敏感性為83.5， 略低于普通光鏡的87.2， 特異性為94.8， 高于普通光鏡的92.1， 經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無(wú)明顯差別， 表明UF-100尿沉渣分析儀可作為鑒別血尿來(lái)源的過(guò)篩試驗(yàn)， 另外， 由于UF-100尿沉渣分析儀標(biāo)本不需離心， 檢測(cè)準(zhǔn)確性、重復(fù)性良好， 不受主觀因素的影響， 在臨床值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[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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關(guān)鍵詞：多維物理特征檢測(cè)；在線源識(shí)別；高時(shí)間分辨率；低成本；大氣顆粒物 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH70 文章編號(hào)：1009-2374（2016）35-0013-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.007

大氣顆粒物來(lái)源復(fù)雜并具有區(qū)域傳輸和快速演化特征，現(xiàn)有儀器主要集中在顆粒物粒徑、濃度和成分的單獨(dú)檢測(cè)，且時(shí)間分辨率低、價(jià)格昂貴，缺少能夠進(jìn)行快速源識(shí)別和支撐顆粒物動(dòng)態(tài)時(shí)空分布研究的在線監(jiān)測(cè)儀器。本項(xiàng)目融合多角度測(cè)量與偏振測(cè)量?jī)身?xiàng)技術(shù)，研制多角度偏振光散射大氣顆粒物源識(shí)別在線分析儀，并推進(jìn)大氣顆粒物物理光學(xué)表征體系的完善，是大氣污染物源解析新型技術(shù)的典型應(yīng)用。

1 原理及方法介紹

當(dāng)大氣顆粒物被采集進(jìn)入光檢測(cè)室后，通過(guò)對(duì)氣路流量、流速和擴(kuò)散行為的調(diào)控，使得入射光在測(cè)量區(qū)域僅與單個(gè)顆粒物產(chǎn)生相互作用，此時(shí)顆粒物粒徑、復(fù)折射率、等效散射體結(jié)構(gòu)等物理特征影響偏振狀態(tài)的演化以及角度分布，對(duì)全偏振散射角度譜信息進(jìn)行提取和簡(jiǎn)并變換，建立偏振光學(xué)指標(biāo)組合與顆粒物物理復(fù)合特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并借助多維網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)的逆推算法，通過(guò)所測(cè)量的偏振指標(biāo)反演并識(shí)別單顆粒物的類別信息，其中多個(gè)光散射脈沖序列的高靈敏提取能夠反饋大氣顆粒物復(fù)合體系中的多類源識(shí)別比例，單個(gè)光散射脈沖的同步檢偏確保大氣顆粒物偏振表征的有效性和實(shí)時(shí)性。整體技術(shù)路線大致如下圖1所示：

對(duì)比非偏振的測(cè)量，擴(kuò)展為16個(gè)信息維度的偏振光散射測(cè)量后帶來(lái)的好處：

第一，偏振通道的散射信息量大，可以在不依賴多角度、多波長(zhǎng)條件下獲取多維表征參數(shù)。

第二，偏振對(duì)顆粒物屬性變化更為敏感，尤其對(duì)小尺寸或者各向異性的微觀結(jié)構(gòu)具有較高的測(cè)量敏感性。同時(shí)經(jīng)歷不同散射次數(shù)的偏振光子保偏能力不同，偏振測(cè)量的優(yōu)勢(shì)還在于通過(guò)剔除多次散射后擴(kuò)散光子的影響，而達(dá)到增強(qiáng)對(duì)比度和弱信號(hào)探測(cè)效果。

第三，多維的退偏、橢偏、旋偏組合信息為多組分多類別復(fù)雜顆粒物源識(shí)別提供可能。

第四，起偏檢偏模塊的兼容性好，不影響原有光散射測(cè)量，易實(shí)現(xiàn)光學(xué)方法的復(fù)合測(cè)量。

2 項(xiàng)目主要解決的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題

項(xiàng)目技術(shù)路線如圖5所示：

2.1 研究大氣顆粒物偏振光散射模型和演化算法

發(fā)展單顆粒物散射物理模型，引入結(jié)構(gòu)特征和光學(xué)屬性等因素來(lái)識(shí)別顆粒物，結(jié)構(gòu)特征包括粒徑分布、復(fù)折射率、特殊形態(tài)、復(fù)合結(jié)構(gòu)等，光學(xué)屬性包括光吸收散射過(guò)程的計(jì)算方式，旋光、雙折射、二向色性等，探討顆粒物不同來(lái)源所對(duì)應(yīng)的示蹤成分和示蹤光學(xué)現(xiàn)象，研究散射偏振矩陣的變換和降維方式。對(duì)全偏振散射指標(biāo)組進(jìn)行篩選和比較，包括各偏振指標(biāo)的誤差傳遞和權(quán)重因子分析，各偏振指標(biāo)在不同物理過(guò)程和結(jié)構(gòu)對(duì)象上的靈敏度差異；對(duì)不同分類識(shí)別算法在計(jì)算速度、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、降維能力、適用對(duì)象、訓(xùn)練數(shù)據(jù)要求、類間距誤差等方面進(jìn)行比較，確定反演算法關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的選取和設(shè)定，進(jìn)一步探討理論數(shù)據(jù)庫(kù)和標(biāo)樣測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)算法的訓(xùn)練學(xué)習(xí)流程以及多組分多類別現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照誤差的分析和校準(zhǔn)方式等。

2.2 顆粒物源識(shí)別在線分析儀的研發(fā)

2.2.1 儀器關(guān)鍵部件開(kāi)發(fā)，包括：（1）研制精確的流量控制模塊，高速噴嘴、鞘氣保護(hù)系統(tǒng)，達(dá)到大氣顆粒物以排列形式單個(gè)依次通過(guò)光散射區(qū)的目標(biāo)；（2）研制穩(wěn)定的溫濕度控制模塊、高吸收氣密散射室，減少各測(cè)量通道的噪聲基底值以及噪聲漂移；（3）開(kāi)發(fā)超高靈敏光電傳感器、高信噪比放大電路，達(dá)到考核指標(biāo)中粒徑分析下限的要求；（4）開(kāi)發(fā)多偏振參量同步檢測(cè)器和同步數(shù)據(jù)采集卡，實(shí)現(xiàn)多通道多偏振態(tài)同步檢測(cè)和數(shù)據(jù)接收。

2.2.2 顆粒物光散射特性分析和儀器性能評(píng)價(jià)：搭建多組分顆粒物單粒徑穩(wěn)定發(fā)生和篩選系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種類顆粒物的穩(wěn)定發(fā)生和選擇，以此為基礎(chǔ)開(kāi)展多組分、多粒徑的標(biāo)準(zhǔn)單顆粒光散射及偏振特性測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)，其中單粒徑顆粒物類型涵蓋水溶性顆粒物（氯化鈉、硫酸銨、硝酸銨等）、PSL標(biāo)準(zhǔn)小球等，多粒徑顆粒物類型涵蓋揚(yáng)塵（亞利桑那塵）、碳類（煤礦塵）等，在完成實(shí)驗(yàn)室多參數(shù)測(cè)定及樣機(jī)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，同步開(kāi)展儀器環(huán)境適用性檢測(cè)和評(píng)估研究，開(kāi)展實(shí)際大氣環(huán)境下（合肥）的儀器示范運(yùn)行測(cè)試和數(shù)據(jù)比對(duì)，形成儀器性能評(píng)價(jià)報(bào)告和改進(jìn)建議。

2.3 污染源分類的偏振數(shù)據(jù)解釋和儀器應(yīng)用比對(duì)

在研發(fā)樣機(jī)完成的基礎(chǔ)上，選擇已有顆粒物源譜的典型地區(qū)，涉及不同緯度、不同氣候特征（包括溫度、濕度、氣流等）和不同的工業(yè)結(jié)構(gòu)的顆粒物排放區(qū)域，如京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)，同時(shí)在外場(chǎng)安放研發(fā)樣機(jī)及顆粒物采樣器。每個(gè)季度采集20天，一共采集4個(gè)季度。其中研發(fā)樣機(jī)通過(guò)儀器自身采集到的顆粒物的單顆粒光學(xué)特征，在線分析出顆粒物的主要來(lái)源；顆粒物采樣器利用濾膜采集樣品、實(shí)驗(yàn)室分析其中的有機(jī)碳（OC）/元素碳（EC）、水溶性陰陽(yáng)離子（F-、Cl-、NO3-、SO42-；K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+）、無(wú)機(jī)元素（Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Pb、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Si等），采用化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）源解析技術(shù)，模擬計(jì)算得到采樣點(diǎn)的顆粒物來(lái)源。將上述兩者來(lái)源做比對(duì)，驗(yàn)證研發(fā)樣機(jī)的結(jié)果的可靠性，修正研發(fā)樣機(jī)的誤差，形成比對(duì)驗(yàn)證報(bào)告。在研發(fā)樣機(jī)改善的基礎(chǔ)上，在上述外場(chǎng)做應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)偏振光散射的顆粒物快速動(dòng)態(tài)源識(shí)別，獲得高時(shí)間分辨率的顆粒物來(lái)源信息，形成儀器應(yīng)用示范分析報(bào)告，為當(dāng)?shù)卮髿馕廴痉乐魏凸芾硖峁?shù)據(jù)支持。

2.4 工程化和可靠性測(cè)試

為保障本項(xiàng)目工程化與產(chǎn)業(yè)化的順利進(jìn)行，切實(shí)形成皮實(shí)耐用、穩(wěn)定可靠具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，申報(bào)團(tuán)隊(duì)引入專業(yè)的工程化可靠性研究團(tuán)隊(duì)，在項(xiàng)目論證、儀器開(kāi)發(fā)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)化等環(huán)節(jié)，針對(duì)項(xiàng)目?jī)x器的研制與應(yīng)用，開(kāi)展可靠性研究，目標(biāo)儀器的技術(shù)就緒度≥8級(jí)、環(huán)境適應(yīng)性符合GB/T 11606規(guī)定的要求，安全性符合EN 60100或GB/T 17626規(guī)定的要求。

3 創(chuàng)新性

在線分析儀基于偏振光散射多角度測(cè)量裝置和算法對(duì)大氣顆粒物進(jìn)行分析識(shí)別，屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際首創(chuàng)，其創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在原理、評(píng)價(jià)體系和功能三個(gè)方面：

3.1 國(guó)際首創(chuàng)的多角度偏振光散射顆粒物在線分析方式

依托清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新的兩項(xiàng)國(guó)際專利技術(shù)，并采用新型光探測(cè)器、低噪聲跨阻放大器及半導(dǎo)體制冷技術(shù)突破單顆粒微弱信號(hào)的增敏提取瓶頸，實(shí)現(xiàn)全偏振快速同步檢測(cè)；借助偏振同步分析所提取的多維偏振指標(biāo)體系，對(duì)顆粒物形貌、光吸收等屬性進(jìn)行復(fù)合表征，從而對(duì)顆粒物示蹤成分，如水、炭黑、硝酸鹽、硅酸鹽等，開(kāi)展特異性識(shí)別；通過(guò)掃描差分電遷移粒徑選擇、環(huán)境條件可控、均勻混合箱設(shè)計(jì)及氣流控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多組分、多粒徑的標(biāo)準(zhǔn)單顆粒的穩(wěn)定發(fā)生和篩選以及光散射及偏振特性參數(shù)的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析，實(shí)現(xiàn)儀器的單顆粒定標(biāo)測(cè)試，并獲取顆粒物光學(xué)識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)偏振數(shù)據(jù)。

3.2 對(duì)現(xiàn)有大氣顆粒物多維信息評(píng)價(jià)體系的創(chuàng)新型補(bǔ)充

開(kāi)發(fā)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的偏振光散射過(guò)程分析能力具有國(guó)際領(lǐng)先水平的偏振光散射蒙特卡洛理論計(jì)算和仿真模擬平臺(tái)，研究多維偏振指標(biāo)的優(yōu)化組合和逆向反演顆粒物類別的算法，這種新的源類分析模型和算法是基于大氣顆粒物的物理特征數(shù)據(jù)譜庫(kù)，首次對(duì)偏振光學(xué)散射過(guò)程與典型源類對(duì)象之間的關(guān)系進(jìn)行描述和解釋，它在燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣、生物質(zhì)燃燒、揚(yáng)塵等典型排放源的實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)，能夠成為大氣顆粒物形成機(jī)理、時(shí)空分布以及區(qū)域傳送等重點(diǎn)研究問(wèn)題的輔助依據(jù)；基于實(shí)驗(yàn)室典型源類測(cè)試，利用綜合觀測(cè)和解析手段，通過(guò)對(duì)顆粒物開(kāi)展定量動(dòng)態(tài)源解析，率先建成顆粒物光學(xué)信息組合特征與典型源類特征的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)特征的環(huán)境大氣顆粒物快速動(dòng)態(tài)來(lái)源識(shí)別。

3.3 功能創(chuàng)新

體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）該設(shè)備具備長(zhǎng)周期不間斷連續(xù)觀測(cè)能力，核心部件和器材都可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，不需要定期的耗材更換，偏振光學(xué)在線數(shù)據(jù)采集和高維數(shù)據(jù)處理后的源識(shí)別數(shù)據(jù)更新速度在分鐘量級(jí)；（2）該設(shè)備是一種單顆粒物分析裝備，對(duì)大氣真實(shí)體系下的顆粒物的原始狀態(tài)進(jìn)行分析；（3）該設(shè)備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，價(jià)格低廉。

4 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共六家單位，完整覆蓋技術(shù)支撐、應(yīng)用示范、工程化以及產(chǎn)業(yè)化四大領(lǐng)域。首先，在中興儀器承擔(dān)的整機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)任務(wù)的牽引下，由清華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院配合分別承擔(dān)顆粒物特異性表征和源識(shí)別偏振光學(xué)模型算法與系統(tǒng)優(yōu)化，顆粒物光散射特性分析及儀器性能評(píng)價(jià)兩項(xiàng)基礎(chǔ)性任務(wù)，為中興儀器完成整機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)任務(wù)奠定基礎(chǔ)；然后，由中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院和中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站分別負(fù)責(zé)完成偏振光表征體系識(shí)別污染源的分類模型和數(shù)據(jù)解釋，顆粒物源識(shí)別的比對(duì)驗(yàn)證和應(yīng)用示范兩項(xiàng)儀器應(yīng)用開(kāi)發(fā)任務(wù)；最后，由電子五所配合中興儀器完成儀器工程化與產(chǎn)業(yè)化的任務(wù)。通過(guò)上述七項(xiàng)任務(wù)的統(tǒng)籌安排和布局，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破、儀器研發(fā)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、工程化與產(chǎn)業(yè)化的全鏈條打通，保障本項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5 預(yù)期效益

本項(xiàng)目的順利實(shí)施，在科學(xué)上極大地豐富了大氣顆粒物源解析技術(shù)體系，光學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與已有化學(xué)屬性庫(kù)形成互補(bǔ)驗(yàn)證，為開(kāi)展大氣污染源復(fù)合解析提供綜合數(shù)據(jù)支撐；在社會(huì)管理上，一方面減少大氣顆粒物源識(shí)別儀器對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，為國(guó)家和環(huán)保產(chǎn)業(yè)培育人才，另一方面可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果共享，共同繁榮藍(lán)色文明，創(chuàng)造社會(huì)公眾價(jià)值；在經(jīng)濟(jì)上，儀器產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，不僅產(chǎn)生填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白的多項(xiàng)技術(shù)專利，為企業(yè)創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)和可觀利稅；推動(dòng)了環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)科學(xué)分析、機(jī)電一體化、自動(dòng)控制、電子信息、基礎(chǔ)材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造出顯著的高科技產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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【關(guān)鍵詞】散射光譜 分類識(shí)別 雙向反射分布函數(shù) 徑向基函數(shù)

1 理論分析

散射光特性通常用雙向反射分布函數(shù)（BRDF）表述，散射光譜包含被測(cè)物體的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、形貌面積等重要特征信息，在同一觀測(cè)條件下，被測(cè)目標(biāo)光譜特征是與雙向反射分布函數(shù)中的入射角，入射方位角，散射角，散射方位角，入射波長(zhǎng)以及光譜數(shù)值強(qiáng)度等相關(guān)的函數(shù)。BRDF能夠有效反映目標(biāo)的材質(zhì)，結(jié)構(gòu)，特征等信息，并且能識(shí)別空間碎片的類別、對(duì)空間點(diǎn)目標(biāo)的特征提取與識(shí)別。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可處理復(fù)雜的非線性的或無(wú)明確數(shù)學(xué)表達(dá)式的體系，在光譜分析與分類識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。徑向基函數(shù)能夠解決多變量差值問(wèn)題和高維中曲線擬合問(wèn)題，而且具有在高維數(shù)據(jù)空間中解決低維空間中的條件，因?yàn)镽BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱層空間的維數(shù)很高，隱層空間的維數(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能有關(guān)：維數(shù)越高，函數(shù)的逼近精度越高，更能有效的逼近需要學(xué)習(xí)的函數(shù)。本文利用RBF網(wǎng)絡(luò)算法，針對(duì)散射光譜數(shù)據(jù)，提出了對(duì)不同樣品材質(zhì)進(jìn)行識(shí)別的新方法。首先，根據(jù)雙向反射分布函數(shù)、線性相關(guān)性理論，測(cè)量了不同探測(cè)條件下四種不同材質(zhì)的樣品表面散射光譜。為解決樣品光譜線形重疊及儀器噪聲造成的識(shí)別率低與計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，按照不同特征波段相關(guān)度的散射光譜數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)，訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，最后實(shí)現(xiàn)樣品材質(zhì)的識(shí)別。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果

實(shí)驗(yàn)儀器主要包括太陽(yáng)光模擬器，光譜探測(cè)系統(tǒng)中的海洋QE65PRO光譜儀，五維角度控制系統(tǒng)，標(biāo)定系統(tǒng)望遠(yuǎn)聚光系統(tǒng)、光纖、數(shù)據(jù)記錄計(jì)算機(jī)，激光筆和聚四氟乙烯標(biāo)準(zhǔn)板等。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在暗室中進(jìn)行，除太陽(yáng)模擬器外無(wú)其他光源。實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，調(diào)用Matlab進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，其中訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)閾值為0.8，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為0.95時(shí)訓(xùn)練效果比較好，選取剩余的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。如表1所示，選取相關(guān)度低的386-506nm波段，比總波段下的三種樣品識(shí)別率分別提高了1.39%、 6.57%、 8.70%，B板的識(shí)別率均為100%，無(wú)提升空間。從而得到在選取有效波段下能夠節(jié)省時(shí)間，并得到比較準(zhǔn)確的分類識(shí)別結(jié)果。

3 結(jié)論

本文結(jié)合散射光譜技術(shù)和徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究了樣本散射光譜的分類識(shí)別。測(cè)量了樣品在可見(jiàn)光波段的散射光譜，結(jié)合光譜線型特征，采用線性相關(guān)度理論和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同散射光譜的特征提取，進(jìn)行分類識(shí)別。結(jié)果表明，在350-750nm波段的識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)91%，通過(guò)采用特征波段相關(guān)度方法，提取不同波段上具有明顯特征的光譜，如特征波段385-506nm時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率大于98%，提高了7%。通過(guò)相關(guān)度法先取特征波段，提高了準(zhǔn)確率，且利用散射光譜技術(shù)對(duì)未知目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行分類識(shí)別，具有可操作性和適用性，具有區(qū)別于其他方法的優(yōu)越性和實(shí)用性，可為目標(biāo)基于光學(xué)識(shí)別領(lǐng)域提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[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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題博士題卡掃描閱卷王的主要功能及特點(diǎn)

題博士題卡掃描閱卷王是由廣西英騰教育科技股份有限公司開(kāi)發(fā)的一款手機(jī)閱卷軟件。利用它可以輕松地進(jìn)行選擇題閱卷。軟件完全免費(fèi)，有安卓版和蘋果版，下載并安裝好軟件后（官方下載地址：http：///），打開(kāi)軟件，如圖1所示，界面很簡(jiǎn)單，只有4個(gè)選項(xiàng)：掃描題卡、考試列表、下載題卡和個(gè)人中心。

題博士題卡掃描閱卷王有如下的功能及特點(diǎn)：①高速識(shí)別答題卡。閱卷的識(shí)別速度很快，一個(gè)班幾分鐘就可完成。②識(shí)別100%成功。采用自主研發(fā)的光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，識(shí)別率高。③成績(jī)記錄云端，可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或手機(jī)隨時(shí)直接查詢成績(jī)。

利用題博士題卡掃描閱卷王批改試卷

使用題博士題卡掃描閱卷王閱卷十分方便快捷。下面我就簡(jiǎn)單談?wù)勊氖褂梅椒ā?/p>

第一步，做好相關(guān)的閱卷前準(zhǔn)備工作。首先在官網(wǎng)上下載好答題卡并打印好，答題卡目前有8種，分為方形的和圓形的，題目從20題到100題都有，然后注冊(cè)一個(gè)用戶賬號(hào)并登錄，注冊(cè)時(shí)需要手機(jī)短信驗(yàn)證。

第二步，選擇閱卷的模式，有高級(jí)版和精簡(jiǎn)版兩種模式。高級(jí)版模式可以連續(xù)掃描題卡并智能統(tǒng)計(jì)分析，為了提醒你查看閱卷結(jié)果是否正確，軟件設(shè)置為10張為一組，掃完10張后會(huì)提醒你檢查一下前面的掃描是否正確。精簡(jiǎn)版模式為單張卷，能快速閱卷評(píng)分，得分一掃即出，閱卷一次，顯示一次分?jǐn)?shù)。

第三步，這里以選擇進(jìn)入高級(jí)版為例，進(jìn)入后就可以掃標(biāo)準(zhǔn)答案，當(dāng)然得先填涂好標(biāo)準(zhǔn)答案，標(biāo)準(zhǔn)答案不用填涂考號(hào)，直接掃描標(biāo)準(zhǔn)答案即可。掃描時(shí)要注意光線充足，卷面平整，而且要確保答題卡的黑框區(qū)域完全位于鏡頭內(nèi)，很快手機(jī)就能夠識(shí)別答案了。隨后，我們可以設(shè)置每題的分?jǐn)?shù)，或從某題到某題之間每題的分?jǐn)?shù)，最后保存設(shè)置，如圖2所示。

第四步，掃描學(xué)生題卡。為了更好地識(shí)別答案，學(xué)生最好是用2B鉛筆來(lái)填涂，每個(gè)答案框要填涂飽滿，學(xué)生在“準(zhǔn)考證號(hào)”一欄填涂準(zhǔn)考證號(hào)，用于識(shí)別學(xué)生的身份，平時(shí)不是很正式的考試可以只填涂2位的學(xué)號(hào)即可，方便靈活。如果學(xué)生已經(jīng)填涂，但是掃描結(jié)果說(shuō)未填涂，可以重新掃描一次，或檢查是否有填涂不規(guī)范。掃描還可以隨時(shí)中斷保存，過(guò)后再重新登錄繼續(xù)掃描。

第五步，點(diǎn)擊考試列表可以查看已經(jīng)設(shè)置的考試和已經(jīng)批閱過(guò)的試卷以及成績(jī)統(tǒng)計(jì)。圖3是掃描成績(jī)結(jié)果及成績(jī)分析。

學(xué)生成績(jī)分析結(jié)果包括總分及答題正確率，可以按成績(jī)的高低排序，也可以按學(xué)號(hào)排序，方便老師查詢，如果學(xué)生沒(méi)有填涂學(xué)號(hào)，則會(huì)顯示沒(méi)有學(xué)號(hào)信息。錯(cuò)題排行分析結(jié)果包括本次測(cè)試的總分、題量及參加考試的人數(shù)，從高到低列出答錯(cuò)人數(shù)最多的題目及錯(cuò)誤率，盡管簡(jiǎn)單，但很實(shí)用。

軟件還可以直接登錄到電腦網(wǎng)頁(yè)上查詢成績(jī)，進(jìn)入官網(wǎng)的成績(jī)分析云平臺(tái)（網(wǎng)址：http：///），登錄后可以查看學(xué)生的分?jǐn)?shù)明細(xì)及三率一分，如圖4所示。里面包括有優(yōu)秀率、及格率、低分率及班級(jí)平均分，我們可以自行設(shè)置三率一分的標(biāo)準(zhǔn)，如150分制的，我們可設(shè)置120分以上為優(yōu)秀，最后還可以導(dǎo)出電子表格的成績(jī)分析表，有了這個(gè)云平臺(tái)，老師就可以隨時(shí)查詢學(xué)生的各次考試成績(jī)，非常方便實(shí)用。

以上便是題博士題卡掃描閱卷王的使用方法，精簡(jiǎn)版模式操作過(guò)程也是相同的，這里就不再多說(shuō)了。

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關(guān)鍵詞:RFID;會(huì)展管理系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);統(tǒng)計(jì)分析

中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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

會(huì)展業(yè)是一門系統(tǒng)工程、綜合經(jīng)濟(jì),與相關(guān)的行業(yè)很密切,涉及面廣,對(duì)舉辦城市的旅游、房產(chǎn)、商業(yè)等行業(yè)的帶動(dòng)效應(yīng)之大難以估量。早在上世紀(jì)末期,國(guó)外IT系統(tǒng)集成商開(kāi)始探索會(huì)展管理信息化解決方案。由于會(huì)展信息系統(tǒng)與當(dāng)時(shí)軟硬件系統(tǒng)對(duì)接的難度較大,會(huì)展從業(yè)人員長(zhǎng)期形成的手工操作慣性等原因,會(huì)展信息化管理軟件長(zhǎng)期得不到推廣和運(yùn)用。

近幾年,我國(guó)幾家大型會(huì)展單位在引進(jìn)吸收國(guó)外會(huì)展信息化解決方案的基礎(chǔ)上,積極推動(dòng)會(huì)展業(yè)信息化服務(wù)與管理水平?？傮w上言,會(huì)展信息化管理還停留在信息化的初級(jí)階段,缺乏深度挖掘數(shù)據(jù)信息的能力,具體表現(xiàn)為:數(shù)據(jù)采集不健全、重管理輕服務(wù)、重單向傳遞輕雙向互動(dòng)。

因此,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)會(huì)展信息化管理水平的現(xiàn)狀,開(kāi)發(fā)基于RFID技術(shù)的會(huì)展信息化管理系統(tǒng),提高會(huì)展管理水平,從而增強(qiáng)會(huì)展管理企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,顯得尤為重要。

1 技術(shù)背景

1.1 RFID概述

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識(shí)別,利用電磁感應(yīng)進(jìn)行非接觸雙向通信,與之對(duì)應(yīng)的識(shí)別技術(shù)還有一維條碼、二維條碼、光學(xué)識(shí)別技術(shù)等,具有存儲(chǔ)量大、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、識(shí)別距離遠(yuǎn)、操作快捷等優(yōu)點(diǎn)[1]。

一套典型的RFID系統(tǒng)由三部分組成[2]:電子標(biāo)簽、讀寫器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

1.2 RFID系統(tǒng)工作原理

RFID系統(tǒng)的工作原理:閱讀器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過(guò)卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來(lái)的載波信號(hào),經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器,閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作[3]。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)平面示意圖

會(huì)展信息化管理系統(tǒng)的目標(biāo)是在會(huì)展管理體系中建立一條基于RFID 技術(shù)的快速通道,實(shí)現(xiàn)會(huì)展管理高效化,提高會(huì)展數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析效率。展區(qū)內(nèi)部署基于B/S網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),以RFID 中間件為技術(shù)支撐,由會(huì)展會(huì)館管理中心、網(wǎng)絡(luò)、終端售票和驗(yàn)票通道系統(tǒng)組成。參會(huì)人員佩戴RFID標(biāo)簽帶,通過(guò)門禁系統(tǒng)時(shí)被識(shí)別后與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行信息交換,服務(wù)器根據(jù)參會(huì)人員的標(biāo)簽確定者身份。各功能既可獨(dú)立運(yùn)行也可平滑連接,形成一個(gè)完整的基于RFID 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的會(huì)展信息化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)平面布局如圖1所示。

2.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

會(huì)展信息化管理系統(tǒng)硬件包括:RFID標(biāo)簽、RFID門禁閱讀器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和中間件、類ERP系統(tǒng)界面[4]。其業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié)為:授權(quán)管理、分點(diǎn)售票、門禁系統(tǒng)驗(yàn)票、會(huì)展展館匯總、營(yíng)業(yè)數(shù)據(jù)上傳、展館匯總統(tǒng)計(jì)分析、財(cái)務(wù)結(jié)算等,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用TCP/IP通信協(xié)議,將信息采集、檢票、系統(tǒng)中心管理有機(jī)地結(jié)合在一起,連成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使各點(diǎn)信息采集、檢票上傳的數(shù)據(jù)與中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。系統(tǒng)既要保證網(wǎng)絡(luò)的暢通,系統(tǒng)才能正常工作,也要注重?cái)?shù)據(jù)管理的安全性、嚴(yán)密性。因此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的質(zhì)量與安全性顯得尤為重要。

3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

會(huì)展信息化管理系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能如下:

1)采用電子化售票軟件管理售票流程,提高工作效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度;

2)數(shù)據(jù)采集更加準(zhǔn)確、及時(shí),為顧客提供豐富、到位的信息增值服務(wù),為主辦者和參展商的市場(chǎng)決策提供信息支持;

3)代替手工財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)所有售檢票和財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)信息,可通過(guò)軟件自動(dòng)生成和打印各種形式的財(cái)務(wù)報(bào)表;

4)通過(guò)對(duì)會(huì)展顧客信息的深度挖掘,進(jìn)一步提高展會(huì)的服務(wù)水平,提高顧客滿意度。

3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由觀眾信息管理模塊、展商信息管理模塊、后臺(tái)管理系統(tǒng)模塊、展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)管理模塊、數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)模塊組成。

3.2.1 觀眾信息管理模塊

觀眾預(yù)注冊(cè):提供完善的參展者注冊(cè)流程,提供密碼找回、基本信息修改等操作。

觀眾數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與導(dǎo)入導(dǎo)出:對(duì)注冊(cè)觀眾進(jìn)行統(tǒng)計(jì),同時(shí),可根據(jù)觀眾最后一次登陸時(shí)間統(tǒng)計(jì)最近登陸的觀眾數(shù)據(jù)。并自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表,導(dǎo)出數(shù)據(jù)以供查詢。

3.2.2 展商信息管理模塊

展商注冊(cè):提供人性化的展商注冊(cè)流程,通過(guò)分布式的數(shù)據(jù)錄入完成整個(gè)注冊(cè)過(guò)程,提供密碼找回、基本信息修改等操作。

展位預(yù)訂:提供在線展位管理以及預(yù)訂功能。在后臺(tái),管理員可以展位圖,并生成展位在線預(yù)訂功能,參展者可以在線預(yù)訂所的展位,并生成預(yù)訂單,等待管理員審核。

3.2.3 后臺(tái)管理系統(tǒng)模塊

后臺(tái)管理系統(tǒng)模塊重要包括觀眾信息管理模塊、展商信息管理模塊、權(quán)限管理模塊。

3.2.4 展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)管理模塊

a)參會(huì)用戶進(jìn)入會(huì)場(chǎng);

b)工作人員請(qǐng)用戶出示RFID卡,指導(dǎo)未攜帶者/無(wú)效卡者去咨詢臺(tái)核對(duì);

c)用戶通過(guò)閘門,RFID系統(tǒng)自動(dòng)掃描;

d)門控筆記本顯示用戶基本信息、RFID卡是否有效,對(duì)無(wú)效/失效卡系統(tǒng)自動(dòng)提示相關(guān)語(yǔ)音信息,并請(qǐng)用戶轉(zhuǎn)至咨詢臺(tái)進(jìn)行核對(duì)。

3.2.5 數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)模塊

按地區(qū)、部門、職位等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所收集到的觀眾信息進(jìn)行劃分,對(duì)無(wú)效的、相同的記錄進(jìn)行處理。通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),為展會(huì)主辦方樹(shù)立品牌展會(huì)提供數(shù)據(jù)保證。為參展商的參展提供數(shù)據(jù)參考,以展會(huì)報(bào)告的形式提供給參展商。

3.3 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)工作流程如圖3所示。

4 總結(jié)

基于RFID技術(shù)的會(huì)展管理系統(tǒng)將會(huì)展事務(wù)全部納入計(jì)算機(jī)來(lái)管理,極大地提高了工作效率,同時(shí)對(duì)于主辦方更可在形成管理決策、提高顧客滿意度、改善顧客體驗(yàn)等方面得到了革命性的突破,提升了展會(huì)形象,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

由于目前RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚屬培育期,本文對(duì)RFID技術(shù)應(yīng)用中的某些難點(diǎn)問(wèn)題闡述不夠深入,RFID技術(shù)在會(huì)展管理系統(tǒng)中的應(yīng)用還處于初級(jí)應(yīng)用研究階段,有待于在今后的探索和研究中不斷深入。相信在不久的將來(lái),RFID會(huì)展管理系統(tǒng)必將得到廣泛推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

[1] 李光軍.2008北京奧運(yùn)會(huì)期間RFID的應(yīng)用.中國(guó)電子商情(RFID技術(shù)與應(yīng)用),2008,04:29-31.

[2] 賴曉錚,劉煥彬,蘇艷,等.紙基RFID包裝箱標(biāo)簽天線設(shè)計(jì).南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,03:367-370.

篇6

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱RFID）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)或空間耦合（電感或電磁耦合）的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體或商品的自動(dòng)識(shí)別。RFID技術(shù)同其它的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（條形碼技術(shù)、光學(xué)識(shí)別和生物識(shí)別技術(shù)，包括虹膜、面部、聲音和指紋）相比，具有抗干擾能力強(qiáng)、信息量大、非視覺(jué)范圍讀寫和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于物流、供應(yīng)鏈、動(dòng)物和車輛識(shí)別、門禁系統(tǒng)、圖書管理、自動(dòng)收費(fèi)和生產(chǎn)制造等領(lǐng)域[1]。RFID系統(tǒng)主要的難題在于多標(biāo)簽碰撞時(shí)較低的標(biāo)簽數(shù)據(jù)識(shí)讀率，多標(biāo)簽碰撞是指當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)存在于同一個(gè)射頻信道內(nèi)時(shí)，閱讀器無(wú)法讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。目前，解決RFID標(biāo)簽閱讀沖突問(wèn)題最廣泛的是幀時(shí)隙ALOHA算法和二進(jìn)制搜索算法。由于簡(jiǎn)單實(shí)用，幀時(shí)隙ALOHA算法應(yīng)用更為頻繁[2]，例如ISO/IEC18000-6 Type A協(xié)議和EPC Class1協(xié)議都是使用幀時(shí)隙ALOHA算法。

2 基本算法研究

2.1 幀時(shí)隙ALOHA算法

幀時(shí)隙 ALOHA（Framed Slotted ALOHA，F(xiàn)SA）算法是一種隨機(jī)時(shí)分多址方式的用戶信息通信收發(fā)算法。該算法將信道用信息幀表示，其中，幀是指由閱讀器要求的包含若干時(shí)隙的時(shí)間間隔。信息幀可以分成多個(gè)時(shí)隙，其中，時(shí)隙是指標(biāo)簽發(fā)送自身標(biāo)識(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度。當(dāng)一個(gè)時(shí)隙只被一個(gè)標(biāo)簽占有時(shí)，閱讀器才會(huì)正確識(shí)別該標(biāo)簽，而當(dāng)一個(gè)時(shí)隙內(nèi)有2個(gè)或2個(gè)以上標(biāo)簽時(shí)，會(huì)發(fā)生碰撞，讀寫器無(wú)法正確識(shí)別，若時(shí)隙為空則跳過(guò)[3]。

ALOHA算法吞吐率低，僅為18.4%。幀時(shí)隙ALOHA算法FSA（Framed Slotted ALOHA）是基于ALOHA算法的擴(kuò)展，F(xiàn)SA算法在幀長(zhǎng)約等于未識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)目時(shí)吞吐率最大，約為36.8%[4]?；贏LOHA算法的一些改進(jìn)算法如動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法ALOHA（Dynamic Slotted ALOHA）[5]是根據(jù)標(biāo)簽數(shù)量來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整幀長(zhǎng)的方法以保證最大吞吐效率的。因此在標(biāo)簽數(shù)量少時(shí)這類概率性防碰撞算法的識(shí)別效率不高，而且消耗時(shí)隙量大。

2.2 二進(jìn)制搜索算法

二進(jìn)制搜索算法又稱為二叉樹(shù)搜索算法，它要求能夠在閱讀器中確定數(shù)據(jù)碰撞位的準(zhǔn)確位置。因此，必須要有合適的位編碼法。曼徹斯特碼用上升沿表示0，用下降沿表示1，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中不允許/沒(méi)有變化0的狀態(tài)。如果采用ASK調(diào)制方式，當(dāng)2個(gè)（或多個(gè)）應(yīng)答器同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)位為不同的值，則對(duì)應(yīng)的曼徹斯特碼的上升沿和下降沿互相抵消，接收到的副載波就是不間斷的，造成一種錯(cuò)誤的狀態(tài)，從而可以確定碰撞位置。

基于二進(jìn)制的防碰撞算法，國(guó)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：閱讀器發(fā)送請(qǐng)求命令，請(qǐng)求標(biāo)簽回送序列號(hào)。響應(yīng)的標(biāo)簽每次只發(fā)送1 位序列號(hào)。如果閱讀器端沒(méi)有發(fā)生沖突，則在內(nèi)存中保存該接收位，然后請(qǐng)求下一位；如果閱讀器處發(fā)生沖突，則將該沖突位分為2支，即分支0和分支1，從中選擇一個(gè)分支，然后請(qǐng)求下一位。閱讀器重復(fù)上述過(guò)程直至序列號(hào)的每一位都被識(shí)別。國(guó)內(nèi)主要研究的有：基于后退式的二進(jìn)制搜索算法[7]，當(dāng)識(shí)別出一個(gè)標(biāo)簽后，算法根據(jù)上一次請(qǐng)求命令參數(shù)來(lái)獲得下一個(gè)請(qǐng)求命令，以此來(lái)極大地縮短識(shí)別過(guò)程；動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索算法和多狀態(tài)二進(jìn)制搜索算法[8]等，主要通過(guò)減少基本算法中閱讀器命令和標(biāo)簽響應(yīng)信息中存在的大量冗余數(shù)據(jù)來(lái)提高識(shí)別效率。雖然這類確定性防碰撞算法識(shí)別率高，適應(yīng)大規(guī)模標(biāo)簽數(shù)量的場(chǎng)合，但是這類算法需要發(fā)送全部或部分標(biāo)簽EPC進(jìn)行搜索，對(duì)于標(biāo)簽代碼位數(shù)較多的情況，存在標(biāo)簽與閱讀器之間的通信量過(guò)大的問(wèn)題[9]。

3 基于模運(yùn)算標(biāo)簽分類的RFID標(biāo)簽防碰撞識(shí)別方法

為了提高大量標(biāo)簽存在時(shí)的識(shí)別效率，提出了一種基于模運(yùn)算標(biāo)簽分類的RFID標(biāo)簽防碰撞識(shí)別方法，采用逐級(jí)分組機(jī)制，每一組只有少量標(biāo)簽，一般可將每組標(biāo)簽數(shù)控制在少于4個(gè)。本方法構(gòu)造出一種有利于標(biāo)簽識(shí)別的碰撞環(huán)境，使得每組的標(biāo)簽具有大量相同位和少量碰撞位的特征，結(jié)合曼徹斯特編碼的特征和二進(jìn)制搜索算法的特點(diǎn)可以高效的識(shí)別標(biāo)簽。閱讀器識(shí)別標(biāo)簽的具體步驟如圖1所示

3.1 標(biāo)簽數(shù)量估計(jì)

閱讀器初始化，使所有標(biāo)簽進(jìn)入激活狀態(tài)。接著閱讀器選擇一個(gè)數(shù)估計(jì)幀長(zhǎng)，一般選擇較大的數(shù)，例如256。閱讀器向可讀取范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽發(fā)送標(biāo)簽預(yù)估命令-Estimate命令，標(biāo)簽根據(jù)最大幀長(zhǎng)的ALOHA算法發(fā)送各自EPC編碼，閱讀器統(tǒng)計(jì)碰撞時(shí)隙，空閑時(shí)隙和成功識(shí)別時(shí)隙個(gè)數(shù)，利用概率知識(shí)估算標(biāo)簽數(shù)量。

3.2 標(biāo)簽分組

3.2.1 閱讀器發(fā)送分組次數(shù)

閱讀器計(jì)算標(biāo)簽分組次數(shù)k，k的計(jì)算方法：

其中N為第一步估計(jì)出的標(biāo)簽數(shù)量。閱讀器將k作為參數(shù)附加請(qǐng)求與命令Query一起發(fā)送給所有標(biāo)簽，作為這一幀的開(kāi)始。假設(shè)經(jīng)過(guò)第一輪的標(biāo)簽估計(jì)，標(biāo)簽數(shù)量為N=100，計(jì)算標(biāo)簽分組次數(shù)k=6。閱讀器設(shè)置這一幀的時(shí)隙個(gè)數(shù)為2k=64，即幀長(zhǎng)L為64。

3.2.2 標(biāo)簽分組計(jì)算

根據(jù)上文計(jì)算出的分組次數(shù)k，對(duì)標(biāo)簽的EPC編碼進(jìn)行k次摸2運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行分組。下面詳細(xì)說(shuō)明：標(biāo)簽收到RFID閱讀器發(fā)送的k值后，將計(jì)數(shù)器的值設(shè)為k。開(kāi)始進(jìn)行k次取模運(yùn)算。由于標(biāo)簽ID模2運(yùn)算相當(dāng)于右移一位操作，下文將以標(biāo)簽ID位數(shù)來(lái)更直觀的說(shuō)明，如圖2所示。第1次分組，將余數(shù)為0的分為一組，在前32個(gè)時(shí)隙發(fā)送，余數(shù)為1的分為另一組，在后32個(gè)時(shí)隙發(fā)送，相當(dāng)于將EPC編碼最低位為0和最低位為1的標(biāo)簽分開(kāi)。執(zhí)行該次運(yùn)算后，標(biāo)簽將0或1存儲(chǔ)在臨時(shí)寄存器的最高位，計(jì)數(shù)器值減一。第2次分組，標(biāo)簽EPC編碼模22運(yùn)算，將次低位分別為0和1的ID分開(kāi)，即分為“00”，“10”，“01”，“11”四組，標(biāo)簽將0或1存儲(chǔ)在臨時(shí)寄存器的次高位，依此類推，通過(guò)6次分組后，100個(gè)標(biāo)簽被分為64組，分別在64個(gè)時(shí)隙里發(fā)送。通過(guò)比較標(biāo)簽ID和時(shí)隙的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，EPC編碼的后k位數(shù)和發(fā)送的時(shí)隙之間存在逆序關(guān)系，例如ID后6位為101100的標(biāo)簽將在第001101（即十進(jìn)制數(shù)13）個(gè)時(shí)隙發(fā)送。將經(jīng)過(guò)逆序處理之后的標(biāo)簽分組序列存儲(chǔ)在臨時(shí)寄存器中，以供標(biāo)簽匹配。

3.2.3 標(biāo)簽按時(shí)隙發(fā)送

標(biāo)簽分組完成后，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)隙號(hào)和標(biāo)簽臨時(shí)寄存器中存儲(chǔ)的分組號(hào)是否匹配，若匹配則標(biāo)簽發(fā)送信息，若不匹配則標(biāo)簽設(shè)為silence狀態(tài)。

4 仿真分析

在RFID系統(tǒng)中，吞吐率和系 統(tǒng)識(shí)別率是衡量RFID系統(tǒng)好壞的主要指標(biāo)。而吞吐率和系統(tǒng)識(shí)別率這兩個(gè)參數(shù)是緊密聯(lián)系的，故在此僅討論系統(tǒng)識(shí)別率。系統(tǒng)識(shí)別率公式：

其中α為系統(tǒng)識(shí)別率，NT為標(biāo)簽數(shù)量，S為總時(shí)隙數(shù)。下面結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行分析。假設(shè)第1到20時(shí)隙的分組結(jié)果為：

表中第一列為時(shí)隙號(hào)，其余列的每行為在該時(shí)隙發(fā)送的標(biāo)簽的EPC編碼。由于時(shí)隙號(hào)對(duì)應(yīng)EPC編碼，因此標(biāo)簽只需發(fā)送部分EPC編碼即可。例如第2個(gè)時(shí)隙中的標(biāo)簽，其后6位的編碼為100000（逆序），所以EPC編碼為928的標(biāo)簽只需發(fā)送前4位1110即可（EPC編碼10位情況下）。

再根據(jù)曼切斯特編碼的特性結(jié)合二進(jìn)制搜索算法，以第2個(gè)時(shí)隙為例，閱讀器收到標(biāo)簽信息后，得到信號(hào)為X1XX，閱讀器再次發(fā)送QueryAdjust命令附加參數(shù)0111，當(dāng)前時(shí)隙的三個(gè)標(biāo)簽收到該命令后，檢測(cè)發(fā)送編碼是否小于0111，小于則計(jì)數(shù)器置0并回復(fù)EPC編碼，大于則計(jì)數(shù)器置1并轉(zhuǎn)為wait狀態(tài)。閱讀器成功識(shí)別編碼為0110（416）的標(biāo)簽后，再次發(fā)送QueryAdjust命令附加參數(shù)1111，剩余兩個(gè)標(biāo)簽計(jì)數(shù)器置0并回復(fù)，接下來(lái)的過(guò)程和二進(jìn)制搜索算法相同。在第2個(gè)時(shí)隙中，需要閱讀器與標(biāo)簽5回合的交互來(lái)完成識(shí)別。當(dāng)時(shí)隙中標(biāo)簽數(shù)量為2個(gè)時(shí)，則只需要3回合的交互。

閱讀器通過(guò)這一幀64個(gè)時(shí)隙后，識(shí)別全部標(biāo)簽，整個(gè)讀取過(guò)程結(jié)束。

下面通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)ALOHA算法、二叉樹(shù)后退式索引算法和本文所提出的算法進(jìn)行Matlab仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件相同，標(biāo)簽為100-1000個(gè)。在仿真中，橫坐標(biāo)為標(biāo)簽數(shù)目，縱坐標(biāo)為系統(tǒng)識(shí)別率，可得仿真結(jié)果如圖2所示。

如圖2所示，經(jīng)過(guò)Matlab仿真計(jì)算，在相同標(biāo)簽數(shù)目條件下，本文提出的方案系統(tǒng)識(shí)別率較高。

5 結(jié)論

篇7

在過(guò)去40多年里，連續(xù)式噴墨噴碼機(jī)并未在工程技術(shù)上有效地完全實(shí)現(xiàn)“雷利不穩(wěn)定原理”。為此，多米諾公司與英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（Cavendish Lab）合作，經(jīng)過(guò)3年半的基礎(chǔ)科研，發(fā)現(xiàn)基于“雷利不穩(wěn)定原理”的“完美墨滴”產(chǎn)生的方法和技術(shù)，并將此發(fā)現(xiàn)完整體現(xiàn)在產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)中。經(jīng)過(guò)累計(jì)超過(guò)12萬(wàn)小時(shí)的整體測(cè)試后，多米諾推出全新一代連續(xù)式噴墨噴碼機(jī)Ax系列（擁有3大技術(shù)創(chuàng)新），將CIJ連續(xù)式噴墨技術(shù)的性能表現(xiàn)提升至全新高度，重新定義噴碼機(jī)。

i-Pulse打印頭和墨水

多米諾與劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室組成了頂尖研發(fā)團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和算法來(lái)建模和觀察實(shí)際應(yīng)用，最終發(fā)現(xiàn)若要產(chǎn)生“完美墨滴”需將CIJ設(shè)備打印頭晶振頻率和墨滴直徑“完美匹配”。但是，生產(chǎn)中要保持持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生“完美墨滴”還需要盡可能地?cái)P除墨滴產(chǎn)生過(guò)程中的輸入變量。

據(jù)此理論基礎(chǔ)和科研結(jié)論，多米諾重新設(shè)計(jì)了ClJ打印噴頭，開(kāi)發(fā)出新型i-Pulse打印頭以及能在頻率上與之完美匹配的墨滴生成器。由此，i-Pulse打印頭能完美控制每一次墨滴的精確成形，極大地改善了對(duì)于墨滴精確度、噴墨位置和墨水用量的把握，在保證可靠性和高速度的同時(shí)，能始終如一的提供最佳打印品質(zhì)。

新型打印頭優(yōu)化了設(shè)備的打印能力和標(biāo)識(shí)的易讀性，它支持更高像素的信息打印，并且能在不影響整體設(shè)備效率（OEE）的情況下，以更快的速度打印多行信息。打印品質(zhì)的優(yōu)化使賦碼更符合機(jī)器可讀（MRC）和光學(xué)識(shí)別（OCR）系統(tǒng)，可讀取率高。

i-Pulse打印頭采用堅(jiān)固的封閉式噴嘴，能抵御最嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境，避免非計(jì)劃停機(jī)，最大程度地提高正常運(yùn)行時(shí)間，并減少機(jī)器清洗的需要，即使在設(shè)備使用顏料墨水時(shí)也能如此。針對(duì)i-Pulse打印頭專門開(kāi)發(fā)的全系列i-Pulse墨水，確保產(chǎn)品在各類應(yīng)用中，包括“棘手”表材上的穩(wěn)定性和高性能表現(xiàn)，即使在殺菌（滅菌）流程、冷凍食品應(yīng)用以及可回收玻璃瓶流程等極具挑戰(zhàn)的工藝過(guò)程中，也能輕松應(yīng)對(duì)。i-Pulse遵守全球最新標(biāo)準(zhǔn)，包括歐洲印刷油墨協(xié)會(huì)（EuPIA）最新針對(duì)食品接觸材料應(yīng)用（FCM）的良好生產(chǎn)規(guī)范（GMP）設(shè)計(jì)和制造，i-Pulse墨水安全性更值得信賴。

i-Te6hx電子及軟件平臺(tái)

i-Techx是多米Z全新推出的集靈活性和高性能為一體的電子及軟件平臺(tái)。其設(shè)計(jì)目的在于保障Ax系列產(chǎn)品與生產(chǎn)線和工作環(huán)境的順暢整合，以延長(zhǎng)噴碼機(jī)的使用壽命、避免賦碼錯(cuò)誤的產(chǎn)生，并將易用性提高到一個(gè)新水平，從而最大程度提高企業(yè)的投資回報(bào)率。i-Techx用戶界面延續(xù)多米諾設(shè)備直觀易用的特性，利用最新的用戶體驗(yàn)（UX）開(kāi)發(fā)技術(shù)，加之配備語(yǔ)言及字符選項(xiàng)，操作人員可以自定義觸摸屏格式，全新多米諾i-Techx系統(tǒng)易用性堪比智能手機(jī)。

i-Techx體現(xiàn)了多米諾對(duì)于標(biāo)識(shí)科技未來(lái)無(wú)限的探索，Ax系列支持企業(yè)產(chǎn)線完成工業(yè)4.0升級(jí)。Ax系列不僅能整合現(xiàn)有的生產(chǎn)線，還支持多種標(biāo)準(zhǔn)廠房自動(dòng)化通信協(xié)議，如PACK-ML和OPC-UA。同期推出的多米諾智能平臺(tái)，可提供強(qiáng)大的在線診斷、故障提醒和客戶報(bào)告功能。

Domino Design（多米諾設(shè)計(jì)）注重實(shí)用

Domino Design是多米諾總結(jié)多年產(chǎn)品及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CIJ產(chǎn)品整體調(diào)整、設(shè)計(jì)，從而得出的一種全面的設(shè)計(jì)方法。Domino Design注重實(shí)用，全新設(shè)計(jì)的Ax系列包含3款產(chǎn)品――Ax150i、Ax350i及Ax550i，3款產(chǎn)品的外殼均采用IP55NIP66的高防護(hù)設(shè)計(jì)，能夠應(yīng)對(duì)最為嚴(yán)苛的工業(yè)包裝環(huán)境，不懼冷、熱、旱、潮等最惡劣生產(chǎn)環(huán)境的考驗(yàn)。

篇8

物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為"The Internet of Things" ,簡(jiǎn)稱：IOT。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)光學(xué)識(shí)別、射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器、全球定位系統(tǒng)等新一代信息技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過(guò)各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在已提到國(guó)家的戰(zhàn)略高度，它不但是信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的升級(jí)需要，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一次重要契機(jī)。2010年9月，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、新能源等七個(gè)產(chǎn)業(yè)被列為中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，將在今后加快推進(jìn)。其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，更是在近一年里受到政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的大力支持。廣東、上海、江蘇、北京、山東、四川、浙江、福建等地陸續(xù)出臺(tái)省市物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，為本地發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用提供良好的發(fā)展環(huán)境和優(yōu)惠政策。

物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的產(chǎn)業(yè)，據(jù)專家介紹，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)技術(shù)涵蓋范圍極廣，包括具備"內(nèi)在智能"的傳感器、移動(dòng)終端、智能電網(wǎng)、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和"外在使能"(Enabled)的，如貼上RFID、條形碼標(biāo)簽的各種資產(chǎn)、攜帶無(wú)線終端的個(gè)人與車輛等等"智能化物件或動(dòng)物"或"智能塵埃"，通過(guò)各種無(wú)線和/或有線的長(zhǎng)距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M)、應(yīng)用大集成（Grand Integration)、以及基于云計(jì)算的SaaS營(yíng)運(yùn)等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C(jī)制，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)"萬(wàn)物"的"高效、節(jié)能、安全、環(huán)保"的"管、控、營(yíng)"一體化。

物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通、物流、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生、安防、家居、旅游、軍事等二十多個(gè)領(lǐng)域，在未來(lái)3年內(nèi)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將在智能電網(wǎng)、智能家居、數(shù)字城市、智能醫(yī)療、車用傳感器等領(lǐng)域率先普及，預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)三萬(wàn)億的總產(chǎn)值。

2009年以來(lái)，全球各國(guó)都在大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。我國(guó)政府為加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用，推出了一系列與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的政策和規(guī)劃，并寫入政府工作報(bào)告。由此可見(jiàn)我國(guó)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)行業(yè)前景的重視，以及我國(guó)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的戰(zhàn)略性政策傾斜尤其明顯，發(fā)展和推廣物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和應(yīng)用，成為了國(guó)家戰(zhàn)略。

從物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展來(lái)看，雖然政策上得到了支持，但是目前由于還處于物聯(lián)網(wǎng)的初始發(fā)展階段，所以針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究和戰(zhàn)略很多都還處于很淺的層面，大部分關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的論文期刊都以基本是介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本定義以及一些對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)模糊地概念性層面理解。由于技術(shù)、協(xié)議、基礎(chǔ)設(shè)施等的不足，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)目前的應(yīng)用面也相對(duì)較窄，如：RFID、GPS、智能停車場(chǎng)系統(tǒng)、交通實(shí)時(shí)錄像監(jiān)控系統(tǒng)等都或多或少的屬于物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)踐方面的應(yīng)用。目前，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用都屬于起步階段，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其發(fā)展的潛力是巨大的，其將會(huì)是有一個(gè)萬(wàn)億級(jí)別的產(chǎn)業(yè)。

二、零售業(yè)存在的問(wèn)題

1.運(yùn)輸過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)難以控制，運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測(cè)困難

在產(chǎn)品的運(yùn)輸過(guò)程中，不同的產(chǎn)品需要的運(yùn)輸條件不同，如溫度、濕度、壓力等問(wèn)題需要實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如果做不好實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，可能導(dǎo)致這些產(chǎn)品在運(yùn)輸途中的損壞和變質(zhì)，造成巨大損失。

2.消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品信息的了解不足

由于毒奶粉、蘇丹紅雞蛋、瘦肉精等事件的影響，消費(fèi)者對(duì)于商品的品質(zhì)已經(jīng)非常敏感，關(guān)心產(chǎn)品的每一個(gè)生產(chǎn)流程成為消費(fèi)者購(gòu)買的重要信息依據(jù)。為了使消費(fèi)者更好的了解產(chǎn)品的來(lái)龍去脈，維護(hù)消費(fèi)者的健康就是維護(hù)企業(yè)的信譽(yù)，當(dāng)然也就是客戶忠誠(chéng)的基礎(chǔ)。

3.收銀過(guò)程的效率低下

在大型的超市收銀臺(tái)前，幾乎每時(shí)每刻都排著很多列長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)伍，收銀員一件一件的掃描著這些商品，然后再收錢，找零。這樣購(gòu)物車稍微滿一點(diǎn)就基本要耽誤后邊每個(gè)人好幾分鐘時(shí)間，如何快速的進(jìn)行計(jì)價(jià)與收費(fèi)是大型零售商提高效率和銷售額的重要課題。

4.售后的跟進(jìn)工作不足，難以維護(hù)客戶忠誠(chéng)

由于購(gòu)買的數(shù)量不一，購(gòu)買者的人數(shù)眾多，如果零售商要進(jìn)行售后的消費(fèi)行為研究工作不僅工作量非常大，而且效率也不高，從而難以維護(hù)顧客的忠誠(chéng)度。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，零售商亟需一種能夠快速收集消費(fèi)者消費(fèi)產(chǎn)品、購(gòu)買行為、消費(fèi)習(xí)慣的采集系統(tǒng)，從而能夠使零售企業(yè)更好的掌握消費(fèi)者的消費(fèi)習(xí)慣，維護(hù)好客戶的忠誠(chéng)。

三、物聯(lián)網(wǎng)在零售業(yè)的應(yīng)用

我們知道，傳統(tǒng)產(chǎn)品的生命周期常常會(huì)有原料的采購(gòu)、原料的制備、產(chǎn)品制造和加工、包裝、運(yùn)輸、分銷、消費(fèi)者使用、回用和維修。最終再循環(huán)或者作為廢物處理等環(huán)節(jié)。在這里，我們重點(diǎn)探討與零售有關(guān)的從運(yùn)輸?shù)阶詈筇幚憝h(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景。

供應(yīng)鏈的管理是零售行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的信息化建設(shè)方向之一，優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，強(qiáng)化企業(yè)補(bǔ)貨能力，成為零售行業(yè)未來(lái)信息化應(yīng)用的新趨勢(shì)。通過(guò)零售企業(yè)與供應(yīng)商之間的信息化系統(tǒng)對(duì)接，可以緩解企業(yè)庫(kù)存壓力，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，并實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商的快速供貨，以提升零售商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。RFID技術(shù)的普及，正帶來(lái)一場(chǎng)供應(yīng)鏈革命。在這場(chǎng)革命中，沃爾瑪是當(dāng)之無(wú)愧的創(chuàng)新先驅(qū)。

零售巨頭沃爾瑪在上世紀(jì)70年代率先引條形碼，本世紀(jì)初又成為將RFID技術(shù)應(yīng)用于零售業(yè)的最積極倡導(dǎo)者。2003年7月，沃爾瑪宣布開(kāi)始在貨箱和貨盤上使用RFID標(biāo)簽。到了2007年，使用RFID技術(shù)的沃爾瑪門店已經(jīng)超過(guò)1000家。今天，沃爾瑪正在努力推進(jìn)單品級(jí)RFID標(biāo)簽的使用。這意味著也許在不久的將來(lái)，人們可以輕松使用手中內(nèi)置RFID閱讀器的手機(jī)，在瞬間獲得整個(gè)貨架上全部商品的價(jià)格、生產(chǎn)日期、用戶評(píng)價(jià)等信息，輕松完成挑選、比價(jià)和購(gòu)買過(guò)程。

事實(shí)上，早在上世紀(jì)80年代初，沃爾瑪就采用了全電子化的快速供應(yīng)鏈管理模式。這一模式改變了傳統(tǒng)零售企業(yè)對(duì)商業(yè)信息保密的做法，將銷售、庫(kù)存、成本等信息與供應(yīng)商實(shí)時(shí)分享。供應(yīng)商通過(guò)沃爾瑪?shù)墓芾硐到y(tǒng)，可以隨時(shí)查看自己產(chǎn)品的銷售和庫(kù)存情況，減少了業(yè)務(wù)溝通成本和補(bǔ)貨時(shí)間，并對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)有了更準(zhǔn)確的把握。

實(shí)踐證明，沃爾瑪這套供應(yīng)鏈管理體系，為其創(chuàng)造了零售領(lǐng)域難以撼動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。引入RFID標(biāo)簽后，沃爾瑪?shù)墓?yīng)鏈效率進(jìn)一步提升。過(guò)去，全部門店工作人員需要幾個(gè)小時(shí)，才能核查一遍貨架上的商品。而現(xiàn)在，同樣的工作僅僅需要幾個(gè)人花半個(gè)小時(shí)就可以完成。

全電子化的快速供應(yīng)鏈管理，將銷售、庫(kù)存、成本等信息與供應(yīng)商實(shí)時(shí)分享。供應(yīng)商可以隨時(shí)查看自己產(chǎn)品的銷售和庫(kù)存情況，減少溝通成本和補(bǔ)貨時(shí)間，對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)有了更準(zhǔn)確的把握。以RFID標(biāo)簽為代表的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，在供應(yīng)鏈管理層面排除掉大量人的因素，通過(guò)引入由傳感器主導(dǎo)的自動(dòng)化生產(chǎn)、存貨管理系統(tǒng)，將準(zhǔn)確高效的決策與控制流程，固化在企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施之中。

四、零售業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的展望

1.服務(wù)的精細(xì)化。基于傳感技術(shù)與通訊的高速發(fā)展，零售業(yè)在這種物質(zhì)基礎(chǔ)下可以針對(duì)每一個(gè)消費(fèi)者的消費(fèi)行為習(xí)慣制定出相應(yīng)的"優(yōu)惠"手段，推出相關(guān)的促銷信息，從而更好的服務(wù)于消費(fèi)者，更能夠從消費(fèi)者那里取得信任。

2.管理的高效率。由于傳感網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，零售商對(duì)于商品的管理變得容易，不僅加快了庫(kù)存管理、理貨的效率，而且減少了庫(kù)存和理貨環(huán)節(jié)由于各種原因可能產(chǎn)生的壞損情況，使管理變得簡(jiǎn)單而又高品質(zhì)、高效率。

3.商場(chǎng)管理的"無(wú)人化"。商場(chǎng)的大部分管理活動(dòng)將會(huì)由"傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心"集中控制各種傳感原件和機(jī)器人完成，包括一些正常的理貨、庫(kù)存、收銀的工作，從而大大減少人力的成本，并且能夠提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4.產(chǎn)品信息獲取的便利性。物聯(lián)網(wǎng)本身是基于互聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)物物相連的網(wǎng)絡(luò)，再結(jié)合通訊技術(shù)和傳感技術(shù)，消費(fèi)者只需在所需了解的商品電子標(biāo)簽上用自己的手機(jī)等終端設(shè)備掃面一下，馬上就可以該商品的包括生產(chǎn)廠家、日期、原料，甚至經(jīng)過(guò)哪些員工的流程，一切信息盡在眼前，這將有利于維護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益，并且從一定程度上限制了假冒偽劣產(chǎn)品的蔓延。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 張群對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的深度剖析[J].通信企業(yè)管理，2010（1）

篇9

關(guān)鍵詞：圖像處理；非線性畸變；灰度校正

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599　（2012）　18-0000-02

用于普通掃描儀器掃描的書籍的時(shí)候由于裝訂線部分的部分無(wú)法與玻璃板緊貼，從而會(huì)使得掃描圖像失真，不僅不利于閱讀，也不利于光學(xué)識(shí)別（orc）。為了解決這個(gè)問(wèn)題必須對(duì)這個(gè)圖像進(jìn)行校正。

基于以上分析，本文提出了一種圖像校正方法，解決了包括背景灰度不均勻非線性畸變的校正方法，效果良好。

1 背景灰度非線性畸變校正

因?yàn)闀臅共糠诌h(yuǎn)離掃描平面，并且有一定的傾斜角度，所以無(wú)法完全反射掃描儀發(fā)出的光，會(huì)出現(xiàn)掃描圖像對(duì)應(yīng)部分亮度下降的問(wèn)題，造成靠近書脊裝訂線的部分頁(yè)面出現(xiàn)黑影，并且明暗不均。越靠近中間書脊線的部分，越暗，灰度值越低，整個(gè)灰度值變化呈水平方向變化。

1.1 背景灰度畸變校正相關(guān)算法

目前主要的背景灰度畸變校正算法是采用背景灰度直方圖估計(jì)法，來(lái)修正背景灰度值的分布。

背景灰度直方圖估計(jì)法的原理：

首先估計(jì)出原始圖像背景灰度分布，根據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)圖像背景灰度分布的比較，計(jì)算對(duì)比因子。然后根據(jù)灰度對(duì)比因子，恢復(fù)原始圖像的背景灰度值至標(biāo)準(zhǔn)圖像背景灰度。

對(duì)于原始圖像背景灰度分布估計(jì)主要有兩種方法：

（1）通過(guò)采樣法，估計(jì)灰度分布。圖像背景灰度不均勻分布，越靠近裝訂線背景越暗，灰度越小。在水平方向某一位置上，由于垂直方向上頁(yè)面離開(kāi)玻璃平板的距離基本一致，所以垂直方向上圖像背景灰度也基本一致，所以空變的背景灰度只是在水平方向變化的一個(gè)函數(shù)。我們?nèi)∫粋€(gè)采樣窗口，以窗口內(nèi)像素灰度直方圖計(jì)算該處的背景灰度，采樣窗口的設(shè)置需要符合兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：（1）每個(gè)區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)足夠多，以使統(tǒng)計(jì)直方圖有意義。（2）區(qū)域不要太大，區(qū)域內(nèi)明暗應(yīng)是基本均勻的。對(duì)于給定的采樣窗口，背景是窗口中出現(xiàn)頻率大的灰度區(qū)域，為此選取采樣窗口內(nèi)像素的灰度直方圖中頻率最大的15個(gè)灰度值，并由此計(jì)算這些灰度值上的像素平均灰度。此值為該處的背景灰度。隨著采樣窗口沿水平方向移動(dòng)，可以得到一系列直方圖，從而算出不同列上的背景灰度，為了把暗的背景校正為正常的背景灰度，定義背景灰度因子：　，　為第n列的背景灰度，　為書頁(yè)緊貼玻璃平板處的各列圖像背景灰度的平均值，即為標(biāo)準(zhǔn)圖像的背景灰度。那么根據(jù)掃描結(jié)果得出的空間變化的背景灰度因子　，就可以使用這個(gè)公式　進(jìn)行校正恢復(fù)。其中f（m，n）為原始畸變樣圖灰度值，g（m，n）為校正后的圖像灰度值。

（2）通過(guò)投影法，估計(jì)灰度分布。根據(jù)圖像分布的特點(diǎn)，第一步為去除圖像四周的黑色區(qū)域。這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，通過(guò)LoG算子找到突變區(qū)域?yàn)楹诎追纸缇€的位置。第二步為估計(jì)圖像照度分布。由于掃描圖像的對(duì)稱性特點(diǎn)，照度的變化主要體現(xiàn)在水平方向的變化上。所以對(duì)圖像做垂直投影，得到圖像在水平方向的亮度變化曲線。對(duì)曲線進(jìn)行高斯平滑，濾除字符和噪聲等的干擾，再將曲線歸一化到0～255的范圍內(nèi)（即根據(jù)最大值和255的比值對(duì)曲線進(jìn)行縮放），再擴(kuò)展為圖像大小的矩陣，使矩陣的每一行等于剛才求得的曲線，即得到照度圖像。根據(jù)照度圖像對(duì)原始圖像進(jìn)行照度歸一化（即，照度不足的區(qū)域使其變亮，照度充足的區(qū)域不變），即可達(dá)到消除陰影的目的。

2 背景灰度畸變校正的改進(jìn)算法

基于對(duì)上述兩種主要背景灰度畸變校正算法的研究，針對(duì)其不足之處，本文作出了一些改進(jìn)，使其效果更好，效率更高。改進(jìn)算法具體描述如下：

（1）提取背景灰度因子分布；

（2）對(duì)窗口采樣法和投影法分析研究；

（3）采樣法校正后會(huì)在部分頁(yè)面出現(xiàn)灰度不連貫的塊狀條紋。

投影法校正后會(huì)使得部分頁(yè)面區(qū)域灰度過(guò)白，過(guò)亮，特別是在書籍文字內(nèi)容區(qū)域。

從比較中可以知道，造成圖像校正效果誤差的原因主要是來(lái)自背景灰度估計(jì)的不連續(xù)性。從圖中的小波峰，小波谷，和鋸齒跳變可以看到因?yàn)闀淖謨?nèi)容的分布不均勻，造成背景灰度采樣和投影的估計(jì)會(huì)出現(xiàn)跳變和誤差。

采樣法主要通過(guò)設(shè)置采樣窗口，然后統(tǒng)計(jì)窗口內(nèi)像素灰度直方圖，選取采樣窗口內(nèi)像素的灰度直方圖中頻率最大的15個(gè)灰度值，并由此計(jì)算這些灰度值上的像素平均灰度。此值為該處的背景灰度，水平移動(dòng)得到整個(gè)圖像的背景灰度分布。因?yàn)樵谶h(yuǎn)離書脊中線的兩邊部分頁(yè)面是緊貼掃描平板的，所以定義遠(yuǎn)離書脊中線的部分頁(yè)面背景灰度像素值為標(biāo)準(zhǔn)背景灰度值。通過(guò)整個(gè)圖像背景灰度和標(biāo)準(zhǔn)背景灰度值做比較，得到背景灰度因子分布圖。

所以關(guān)鍵之處是在于背景灰度因子的估計(jì)，而背景灰度因子的估計(jì)主要取決于采樣窗口的灰度直方圖。

我們可以分析到，在采樣窗口內(nèi)由于部分文字內(nèi)容的灰度像素值也會(huì)出現(xiàn)較大的頻率，而我們選取了采樣窗口內(nèi)像素的灰度直方圖中頻率最大的15個(gè)灰度值，所以很大程度會(huì)對(duì)背景灰度的估計(jì)產(chǎn)生誤差，這也是部分頁(yè)面出現(xiàn)塊狀條紋的主要原因。這也是我們改進(jìn)的主要部分。

投影法主要是通過(guò)對(duì)每列像素值進(jìn)行投影累加，然后選取投影累加后像素和最大的為標(biāo)準(zhǔn)背景灰度，再用每列的投影累加后的像素和去和定義的標(biāo)準(zhǔn)背景灰度去對(duì)比，得到照度分布。也是由于書籍中部分文字內(nèi)容分布不均，有黑體字，所以造成部分列的投影出現(xiàn)偏差，得到的照度就會(huì)出現(xiàn)跳變，造成校正的效果有部分頁(yè)面出現(xiàn)過(guò)亮現(xiàn)象，部分文字模糊.而投影法定義的對(duì)每列投影累加，使得改進(jìn)的地方很少，所以選取采樣窗口法對(duì)非線性灰度畸變進(jìn)行校正。

篇10

城市綠化有防震作用

在大城市植樹(shù)栽花種草，可以美化環(huán)境、減噪防塵，保護(hù)生態(tài)平衡，這是人所共知的，但國(guó)內(nèi)外大量事實(shí)還證明，城市綠化對(duì)防震防火，減小地震災(zāi)害損失還有不可忽視的作用。

1923年9月1日11時(shí)，日本關(guān)東地區(qū)發(fā)生毀滅性的地震，震中8．3級(jí)。東京距震中不到100公里，地震發(fā)生后不到半小時(shí)就有136處起火。東京和橫濱兩大城市受到巨大損失，死亡人數(shù)約14萬(wàn)余人，因地震引起火災(zāi)而燒毀的房屋達(dá)44萬(wàn)余間。這次地震，使幸存者大有“談地震色變”之憂。然而，就在這樣一次毀滅性的地震中，城市的公園綠地卻發(fā)揮了重大作用。東京市的公園綠地挽救了在公園里避難的七成以上的生命。當(dāng)時(shí)東京市中心有上野、日比谷、其等公園。還有皇居、后樂(lè)園和濱離宮寺大片綠地，把大火延燒隔斷了，公園綠地成了居民的避難所。83．4公頃的上野公園容納了50萬(wàn)市民，難民多數(shù)無(wú)事；31公頃的淺草公園，收容了7萬(wàn)人；48公頃的芝公園容納了5萬(wàn)人，大多數(shù)平安無(wú)事。據(jù)8個(gè)公園、廣場(chǎng)、寺廟等公共綠地的不完全統(tǒng)計(jì)，面積213．1公頃，共容納疏散難民約99萬(wàn)余人，多數(shù)避難者平安無(wú)事。

我國(guó)是多地震的國(guó)家，較多發(fā)生地震的地帶就有23個(gè)。從1903年至今，8級(jí)以上的地震在國(guó)內(nèi)就發(fā)生過(guò)17次。因此，凡是靠近地震帶的城市，在規(guī)劃時(shí)，都應(yīng)考慮防震問(wèn)題，并要注意把綠地、空地在防災(zāi)中的作用考慮進(jìn)去，劃出一定面積作為防災(zāi)避難地，以緩和災(zāi)情，疏散居民。

(葉新年摘自《周末》)

用微生物拯救毀壞的森林

最近，日本生物環(huán)境研究所研究出了應(yīng)用菌根菌微生物，培養(yǎng)出大面積熱帶森林樹(shù)木的新方法。

科研人員曾將這項(xiàng)技術(shù)用到了印度尼西亞的森林復(fù)原之中，結(jié)果獲得了滿意的成效。對(duì)于被砍去樹(shù)干及未燒毀的樹(shù)根而言，過(guò)去，要使其恢復(fù)，并非那么容易。首先，樹(shù)木常發(fā)生枯萎現(xiàn)象；其次，要使樹(shù)木生長(zhǎng)，需要較長(zhǎng)時(shí)間。而現(xiàn)在，只要用菌根菌來(lái)感染樹(shù)木的根部，它不久即可存活長(zhǎng)大，而且其生成率和生長(zhǎng)高度是未經(jīng)感染樹(shù)苗的兩倍。故菌根菌被認(rèn)為是促進(jìn)樹(shù)苗生長(zhǎng)的“催化劑”。

從1994年迄今，研究組已在被燒毀的田地上種植了4萬(wàn)株含菌根菌的樹(shù)苗。如今它們個(gè)個(gè)“生龍活虎”，有的已快長(zhǎng)到5―6米高了。菌根菌感染樹(shù)苗，方法簡(jiǎn)便易行。此法對(duì)重建綠色環(huán)境，再生被毀掉的熱帶森林是最合適不過(guò)的了。

(廖海鷗摘自《解放日?qǐng)?bào)》)

海洋中也有淡水

如果能在浩瀚的“咸?！敝袑ふ业礁侍鸬牡?，這對(duì)正面臨淡水資源危機(jī)的人類無(wú)疑是極其寶貴的。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在海洋底床中蘊(yùn)藏著大量的淡水資源。在美國(guó)佛羅里達(dá)州和古巴之間，海面上有一個(gè)直徑30米的淡水區(qū)，水色、溫度與周圍海水不同，人稱“淡水井”。在我國(guó)福建省古雷半島東邊500米的海面上，也有一個(gè)淡水區(qū)，叫“玉帶泉”。這兩片淡水區(qū)域都是“海底噴泉”所致。因?yàn)楹５椎暮畼?gòu)造與陸地相連，由陸地予以補(bǔ)給；加之地下水露頭很低，在海面以下，所以形成“海泉”。在美國(guó)，已發(fā)現(xiàn)有200處“海泉”，我國(guó)近海海域也發(fā)現(xiàn)有幾十處。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，在海底海相與陸相交互的地層中，陸相地層也有淡水層保存，但它們一般不與陸地含水構(gòu)造連通，也沒(méi)有露頭，成為封存的“化石淡水”。

(華迪康摘自《海南特區(qū)科技報(bào)》)

喝什么水最好

自來(lái)水：加漂白粉后的自來(lái)水屬于無(wú)菌含氧活水，嚴(yán)重不足是，水中氯元素與殘留有機(jī)物結(jié)合會(huì)生成致癌性很強(qiáng)的三鹵甲烷，住高層建筑的家庭，為了減少“二次水”的污染和雜質(zhì)問(wèn)題，購(gòu)買家用凈水器的越來(lái)越多，專家認(rèn)為，先用越濾膜加活性碳型的，效果可能更好。

白開(kāi)水：生水經(jīng)過(guò)煮沸消毒比較徹底，水質(zhì)有所軟化，但問(wèn)題是開(kāi)水屬無(wú)氧水，養(yǎng)魚澆花都不活，何況人喝呢?更甚的是開(kāi)水中的三鹵甲烷比生水增加3--4倍。

礦泉水：真正的礦泉水顯然是一個(gè)理想飲料。因?yàn)樗仁菬o(wú)污染的含氧活水，又含有益人體的微量元素，還不用漂白粉消毒――因此，也就不可能生成三鹵甲烷。但真正的礦泉水應(yīng)當(dāng)是直徑10公里內(nèi)無(wú)污染源，經(jīng)巖層濾自然涌出來(lái)的，而不是抽出來(lái)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)礦泉水廠家目前已由1992年的250多家上升到5000多家，產(chǎn)量也由40萬(wàn)噸上升到100多萬(wàn)噸。其中衛(wèi)生指標(biāo)的合格率60％，而少數(shù)廠家則以自來(lái)水、白開(kāi)水假冒。

蒸餾水：無(wú)菌無(wú)雜質(zhì)，由于高溫蒸餾氧全部喪失變成死水。主要不良性質(zhì)同下。

純凈水(太空水)：這是一種從美國(guó)引進(jìn)的逆滲透機(jī)組加工的無(wú)細(xì)菌、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)三鹵甲烷、含氧量高的軟水，它和蒸餾水一樣都屬于去離子水。其PH值偏酸，滲透壓低于人體體液，容易使體內(nèi)活性離子(特別是鈣離子)丟失，造成人體水和電解質(zhì)失調(diào)。

自然回歸水：日本名古屋大學(xué)山下昭治博士，依照蓮藕和海魚能反污水海水轉(zhuǎn)化為適合生存需要的細(xì)胞水的生物自凈原理，研制出一種具有細(xì)胞膜作用的生物核能片，它能給水以生物能量，使普遍水變成有生命的接近人體的細(xì)胞水。自然回歸水能夠消除體內(nèi)酸性的代謝物和毒物，這種水已出現(xiàn)在日、美市場(chǎng)，我國(guó)也在研制。此外，還有果蔬飲料，以盛夏人們愛(ài)喝的可口可樂(lè)、百事可樂(lè)、雪碧、碳酸飲料。對(duì)這些飲料，也須改變只看重固體物質(zhì)而忽視水質(zhì)的偏見(jiàn)。

(車前摘自《三峽周末》)

蔬菜中的尼古丁

美國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)：茄子、西紅柿、菜花和土豆等蔬菜的皮和肉中含有一定數(shù)量的尼古丁。

數(shù)據(jù)表明，每克土豆皮和土豆肉中分別含有4．8和15毫微克的尼古丁；菜花每克含16或4毫微克尼古?。幻靠饲炎雍?00毫微克尼古丁，特別是青西紅柿中尼古丁含量較高。為提醒人們注意和引起重視，科學(xué)家把被動(dòng)吸煙攝入的尼古丁量和吃蔬菜攝入的尼古丁量進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)一間中等濃度噴吐煙霧的室內(nèi)，每立方米空氣中尼古丁的含量為1毫微克，一個(gè)人如果在屋內(nèi)呆179分鐘，共吸入尼古丁1微克，正好相當(dāng)于食用50克菜花所攝人的尼古丁量，而實(shí)際上，每人每次食用蔬菜不少于數(shù)百克。可見(jiàn)，蔬菜中尼古丁的含量不可忽視。專家指出，為減少食用含尼古丁蔬菜對(duì)人體健康的危害，最佳的辦法是將蔬菜烹調(diào)后食用。

(吳寶河摘自《遼寧日?qǐng)?bào)》)

新型基因?qū)氲诮y(tǒng)誕生

我國(guó)基因治療研究又現(xiàn)曙光：上海市腫瘤研究所“癌基因與相關(guān)基因”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室最近研制成功一類新型的基因?qū)胂到y(tǒng)，并在動(dòng)物身上試驗(yàn)，獲得較好的效果。該實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)工程院院士顧健人近日向國(guó)內(nèi)外同行報(bào)告了這一重要進(jìn)展。

基因治療研究當(dāng)前面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一是缺乏高效的、能靶向地把基因?qū)氲饺梭w特定細(xì)胞中去的技術(shù)。

顧健人院士及其同事經(jīng)過(guò)3年努力，成功地設(shè)計(jì)了一類新型的基因?qū)胂到y(tǒng)，即受體介導(dǎo)的非病毒型基因?qū)胂到y(tǒng)――人工合成的一種多肽。它可以識(shí)別癌細(xì)胞表面的某種受體，同時(shí)當(dāng)基因?qū)爰?xì)胞以后，能防止細(xì)胞內(nèi)酶系對(duì)導(dǎo)人基因的破壞，從而高效地將 “治療基因”導(dǎo)入癌細(xì)胞并在癌細(xì)胞中表達(dá)殺滅癌細(xì)胞。顧健人等目前已建立了針對(duì)肝癌等4種惡性腫瘤的導(dǎo)人系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上取得較滿意的結(jié)果。

(孫其旭摘自《杭州日?qǐng)?bào)》)

2000年以后的電腦技術(shù)

2003年：娛樂(lè)點(diǎn)播：人們可在家通過(guò)電子手段選擇自己最喜歡的電影、電視劇、體育和其他形式的娛樂(lè)節(jié)目。

2004年：電視會(huì)議：工業(yè)化國(guó)家普遍通過(guò)電視系統(tǒng)舉行業(yè)務(wù)會(huì)議。

2005年：個(gè)人計(jì)算機(jī)具有交互式電視功能：個(gè)人計(jì)算機(jī)將具有電視、電話、交互式圖像傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2006年：娛樂(lè)中心：供家庭使用的具有交互式電視、電話和計(jì)算機(jī)功能的娛樂(lè)中心將投放市場(chǎng)。

2007年：①生物芯片：利用分子鍵存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的“生物芯片”將投放市場(chǎng)。②計(jì)算機(jī)識(shí)別系統(tǒng)：語(yǔ)音、手寫字體和光學(xué)識(shí)別特性將使普通的個(gè)人計(jì)算機(jī)能與人交流。③網(wǎng)絡(luò)出版：大部分書籍和出版物通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)表。

2008年：信息高速公路：在發(fā)達(dá)國(guó)家80％的人口將進(jìn)入信息高速公路。

2009年：電子銀行業(yè)務(wù)和電子貨幣：包括電子貨幣在內(nèi)的電子銀行業(yè)務(wù)取代紙幣、支票和現(xiàn)金，成為主要的支付手段。

2012年：計(jì)算機(jī)翻譯：計(jì)算機(jī)可用來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的語(yǔ)言翻譯，其準(zhǔn)確性和速度性能滿足有限交流的需要。

2014年：光子計(jì)算機(jī)：使用光子而不是使用電子處理信息的計(jì)算機(jī)，將進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。

2015年：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算通常由使用并行處理器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行(達(dá)30％以上)。

(禾寧摘自《鹽城晚報(bào)》)

高科技與家用電器

高科技使人類能遨游太空，能進(jìn)行基因重組，也可造出摩天大樓，可攻克種種影響人類健康的疾病，而與此同時(shí)，高科技也改變著家用電器，使我們的生活更舒適更美好。

手掌大的洗衣機(jī) 莫斯科艾爾帕股份有限公司研制出一種能拿在手上的輕便洗衣機(jī)，將這個(gè)白色圓圈狀儀器放入浸臟衣的盆中，倒入少許洗衣粉，半小時(shí)后衣服即被洗凈。該洗衣機(jī)的耗電量?jī)H1瓦，作用原理是發(fā)射超聲波振蕩洗衣，效果并不比現(xiàn)在普遍使用的洗衣機(jī)差，其優(yōu)越性在于衣物無(wú)需揉搓而不易損傷，也節(jié)省電力和洗衣粉。但缺點(diǎn)是需要高功率的電子振蕩器和電聲變換器，因而制造的成本很高，這是可以在進(jìn)一步研究中解決的問(wèn)題。

電影隨身看 日本電子巨商索尼公司日前推出最新產(chǎn)品：個(gè)人電影屏幕。新產(chǎn)品是個(gè)人用液晶顯示器，可架在特殊的耳機(jī)上，顯示來(lái)自小巧的頻盒式錄放機(jī)或影碟機(jī)中的影像，聲音則通過(guò)立體聲耳機(jī)收聽(tīng)，屬于便攜式的個(gè)人娛樂(lè)系列產(chǎn)品之一。此機(jī)體積小、重量輕，僅重310克，使用一組鋰離子蓄電池，外攜可連續(xù)收看140分鐘。

新一代“家庭清潔工” 英國(guó)拉摩根大學(xué)的一個(gè)研究小組研制成一個(gè)機(jī)器人自動(dòng)真空吸塵器，它可由傳感器引導(dǎo)，自動(dòng)控測(cè)目標(biāo)并改變方向，或根據(jù)房間的大小、布局及地毯厚度等，預(yù)告設(shè)計(jì)好程序，機(jī)器就可以到房?jī)?nèi)的各個(gè)地方去吸塵。研究小組已同許多制造商進(jìn)行洽談，預(yù)計(jì)兩年內(nèi)可投放市場(chǎng)，將給家務(wù)料理帶來(lái)一場(chǎng)革命。

自動(dòng)煎蛋機(jī) 韓國(guó)一位發(fā)明家制造了一個(gè)自動(dòng)煎蛋裝置，其冷藏箱里可裝入200個(gè)雞蛋。有人投入硬幣，就能觸發(fā)一個(gè)氣動(dòng)機(jī)械，它便從貯存巢里抓出一個(gè)雞蛋，將蛋打破后倒入陶瓷煎鍋內(nèi)，可按顧客的要求煎通常的油煎蛋或用微波加熱的素煎蛋，并直接送到硬紙盤內(nèi)，整個(gè)制作過(guò)程僅需30秒鐘。

清洗衛(wèi)生間的機(jī)器人 美國(guó)工程師約瑟夫?恩蓋爾伯格最近為美國(guó)郵政局制造出專門打掃衛(wèi)生間的機(jī)器人清潔工，它可借助激光將房間巡視一遍，并將聽(tīng)“見(jiàn)”到的情景與它事先儲(chǔ)存的所有需要“服務(wù)”的方案相對(duì)照，即會(huì)自動(dòng)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紙的工作。

智能微波爐 英國(guó)牛津大學(xué)工程科學(xué)系與夏普公司共同研制出一種智能化微波爐，用“邏輯烹飪”，即在微波爐內(nèi)裝有一個(gè)濕度傳感器，與中樞網(wǎng)絡(luò)相連接，就可在食品烹飪過(guò)程中按照食品水份的多少，溫度的高低來(lái)改變加熱的程度，確定加熱時(shí)間，最后獲得最佳的烹飪效果。

激光消塵器 美國(guó)一家電器公司開(kāi)發(fā)出一種電子新產(chǎn)品：電子消塵器，去塵面積可達(dá)200平方米，內(nèi)裝有微機(jī)控制的高速掃描器，能自動(dòng)尋找周圍的粉塵，一旦發(fā)現(xiàn)粉塵，即用紅外線將其燒盡。

自動(dòng)激光切菜刀 國(guó)外研究制造出了一種帶電腦的自動(dòng)激光切菜刀，它先對(duì)所需加工的食物進(jìn)行掃描，同時(shí)在屏幕上顯示出用全息攝影術(shù)設(shè)計(jì)出的各種切菜方式，供人們選擇，然后按人的指令把食物切成理想的形狀。

(孫貝摘自《科技信息報(bào)》)

磁場(chǎng)對(duì)生命的影響

地球上自有生命以來(lái)，地磁場(chǎng)(0．3―0．6GS)在地球表面形成的龐大磁層，不但保護(hù)了地球的大氣層不被太陽(yáng)風(fēng)吹走，而且屏蔽了高空宇宙射線對(duì)人類和其它生命的傷害性輻射，就是人類的代謝過(guò)程中，也有賴于磁場(chǎng)作用下超導(dǎo)性電磁的幫助?？梢赃@樣認(rèn)為磁場(chǎng)是地球上生命的保護(hù)性物質(zhì)。它和空氣、陽(yáng)光、水一樣重要。日本醫(yī)學(xué)科學(xué)界觀察，長(zhǎng)期居住在20層以上高樓不下樓的患者，受到地磁場(chǎng)影響較少，易產(chǎn)生磁場(chǎng)缺乏綜合癥。于是認(rèn)為生活在顯著低于地磁場(chǎng)的環(huán)境中，對(duì)身體是有害的。那么強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生怎樣的效應(yīng)呢?以人為例，直徑1cm磁場(chǎng)強(qiáng)度3000GS的永磁體作用于出生3個(gè)月的嬰兒，可使嬰兒啼哭不吃母乳。以動(dòng)物為例，果蠅在2200GS的磁場(chǎng)中幾分鐘即死亡?？梢?jiàn)，高于地球磁場(chǎng)的適量磁場(chǎng)對(duì)生命有最佳作用。其實(shí)，通常狀態(tài)下的人體，一直在進(jìn)行磁性活動(dòng)。人體的肌肉，神經(jīng)和器官組織的活動(dòng)，往往伴隨著微弱的生物電活動(dòng)。根據(jù)畢奧沙伐爾定律，運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，凡是能產(chǎn)生生物電信號(hào)的部位，必定會(huì)同時(shí)產(chǎn)生生物磁信號(hào)。

在1922年愛(ài)因斯坦就提出在外加磁場(chǎng)作用下能在原子的磁支能級(jí)間產(chǎn)生量子躍遷。接著多爾弗曼進(jìn)一步指出磁體中能產(chǎn)生電磁能的共振吸收。我國(guó)有關(guān)科學(xué)工作者的研究表明，一些氣功師在氣功狀態(tài)下也能表現(xiàn)出一定的磁性，這就是生物大分子的高度有序化形成的，也是一種對(duì)人體有益的電磁體共振。目前國(guó)內(nèi)新研制出的氣功仿生儀系列產(chǎn)品，就是利用地球磁場(chǎng)與人體磁場(chǎng)同步振蕩和弱磁場(chǎng)與微量元素及中藥磁化的原理，利用人造最佳適量磁場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)人體磁場(chǎng)有序化，達(dá)到人體活化細(xì)胞，促進(jìn)新陳代謝和血液循環(huán)，安神健體的目的。由于它成功地將傳統(tǒng)的刮痧、按摩、點(diǎn)穴、氣功等綜合起來(lái)，因而開(kāi)辟了仿生學(xué)的新領(lǐng)域。經(jīng)上海交通大學(xué)微電子技術(shù)研究所量子醫(yī)學(xué)研究中心科學(xué)論證，肯定了小雷達(dá)仿生儀的非藥物科技醫(yī)療保健功能。

(吳名響摘自《新民晚報(bào)》)

激光碟片知多少

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣的激光碟片相繼問(wèn)世。按直徑大小，可分為大碟片和小碟片兩類；按其記錄的內(nèi)容來(lái)分，又可分為影碟和音碟兩類。在這些種類中，人們常見(jiàn)的有以下幾種。

LD通常叫做大影碟，直徑有30cm和20cm兩種，可以單、雙面錄制節(jié)目。它采用數(shù)字音頻、模擬視頻信號(hào)，可容納120分鐘的全屏幕活動(dòng)圖像和四聲道音頻信號(hào)。

CD即傳統(tǒng)的CD唱片，直徑12cm，單面錄制74分鐘的立體聲數(shù)字音頻信號(hào)。

CDG帶有靜止圖像的CD唱片，它充分利用CD唱片中的記錄空間，記錄控制信號(hào)和圖像信號(hào)，在屏幕上顯示靜止圖像、文字。

CD-I用于文字、游戲及信息存儲(chǔ)的多媒體系統(tǒng)。以12cm的CD盤為基礎(chǔ)，把音響、文字、圖形、影像結(jié)合為一體。使用者可直接參與或主動(dòng)控制所喜歡的內(nèi)容。

VCD即數(shù)字激光視盤，通常叫作小影碟，直徑12cm。它可以把圖像和聲音全部轉(zhuǎn)化為數(shù)字編碼來(lái)加以處理，進(jìn)行存儲(chǔ)和播放。采用MPEG－1壓縮／解壓縮技術(shù)，一張VCD光盤可播放74分鐘。其動(dòng)態(tài)畫面分辨率為352×288，靜止704×576，但由于錄制壓縮比太高，還原后對(duì)影像效果有一定影響。目前，這種碟片占據(jù)近一半的影音市場(chǎng)。

超級(jí)VCD這是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的新型數(shù)字激光視盤格式標(biāo)準(zhǔn)，它參照VCD視盤的物理參數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用MPEG－2壓縮／解壓縮技術(shù)，一張盤可播放45分鐘，動(dòng)態(tài)圖像分辨率480×576，靜態(tài)720×576，圖像質(zhì)量較高。四聲道音頻信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種語(yǔ)言輸出。其字幕迭加功能可以用于字幕顯示、卡拉OK伴唱和菜單顯示等，也可將字幕隱去。