【正文】 ........................... 24 導(dǎo)電油墨發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 24 第 5 章 數(shù)字噴墨印刷與有機(jī)智能標(biāo)簽印刷 ............................................................................. 27 噴墨印刷原理 ................................................................................................................ 27 噴墨印刷在 RFID 標(biāo)簽領(lǐng)域的應(yīng)用 ............................................................................. 27 基于無(wú)源 RFID 天線(xiàn)的噴墨印刷膜層厚度分析 .......................................................... 28 模型建立 .............................................................................................................. 29 鋪展直徑對(duì)膜層厚度的影響 .............................................................................. 29 溶質(zhì)顆粒含量對(duì)膜層厚度的影響 ...................................................................... 30 第 6 章 結(jié)論與展望 ..................................................................................................................... 31 結(jié)論 ................................................................................................................................ 31 展望 ................................................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 33 致謝 ............................................................................................................................................... 37 目錄 ii 基于物聯(lián)網(wǎng)下的印刷技術(shù)研究 1 第 1 章 緒論 本課題研究的背景、目的及意義 物聯(lián)網(wǎng)這一概念，無(wú)疑是進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)最受關(guān)注的話(huà)題之一 .物聯(lián)網(wǎng)這一新興的產(chǎn)業(yè)，被稱(chēng)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 .作為最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)和包括美國(guó)、歐盟、日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都相繼把物聯(lián)網(wǎng)提升為國(guó)家戰(zhàn)略級(jí)產(chǎn)業(yè)，都期望通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)振興本國(guó)經(jīng)濟(jì)，引領(lǐng)時(shí)代的潮流 . 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之所以稱(chēng)之為一次技術(shù)革命，是因?yàn)樗沂玖擞?jì)算機(jī)和通信的未來(lái)，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也依賴(lài)于一些重要領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)技術(shù)革新 .因此 可以毫不夸張地說(shuō) 人類(lèi)正走向 “物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 ”.物聯(lián)網(wǎng)作為信息化 未來(lái) 的發(fā)展方向 ， 在自身形成一個(gè)廣泛延伸的產(chǎn)業(yè)的同時(shí)， 必然也將對(duì) 多領(lǐng)域 多行業(yè)的信息化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響 .由于 物聯(lián)網(wǎng)與印刷行業(yè)信息化有著密切的關(guān)系，特別是物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)設(shè)備的融合、網(wǎng)絡(luò)的融合、 平臺(tái)的融合實(shí)現(xiàn)服務(wù)的融合、業(yè)務(wù)的融合和市場(chǎng)化的融合，將從更高的高度為數(shù)字印刷指明發(fā)展的方向 . 現(xiàn)代印刷技術(shù)發(fā)展的根本宗旨是 滿(mǎn)足客戶(hù)需求、降低生產(chǎn)成本、 提高生產(chǎn) 效率，并越來(lái)越呈現(xiàn)出自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化 等發(fā)展趨勢(shì)，其中信息化是現(xiàn)代印刷行業(yè)的核心 . 現(xiàn)代印刷行業(yè)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)節(jié) 的界限 ，通過(guò)智能化管理建立起對(duì)企業(yè)供產(chǎn)銷(xiāo)全過(guò)程的計(jì)劃和控制，從整體上完成優(yōu)化的生產(chǎn)體系設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、物流的有機(jī)統(tǒng)一，從某種角度上來(lái)講，印刷行業(yè)的信息化是 印刷 企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì) . 綜上所述，我們可以看出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在印刷生產(chǎn)領(lǐng)域中的重要性 .該課題總的研究意義就在于通過(guò)了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其與印刷行業(yè)的結(jié)合應(yīng)用，并且根據(jù)具體印刷產(chǎn)品進(jìn)行分析，最終從整體上達(dá)到對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下印刷技術(shù)的理性認(rèn)識(shí) . 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述 物聯(lián)網(wǎng) ， 被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī) 、 互聯(lián)網(wǎng)之后 ， 世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮 ， 被看作信息領(lǐng)域 的 一次重大的發(fā)展和變革機(jī)遇 ， 世界 各 國(guó) 都 爭(zhēng)相制定 物聯(lián)網(wǎng) 發(fā)展戰(zhàn)略 .從 整體而言 ，目前無(wú)論 是 國(guó)內(nèi)還是國(guó)外 ， 物聯(lián)網(wǎng)的研究和開(kāi)發(fā)都還處于起步階段 ， 還沒(méi)有進(jìn)入 到 成熟商用階段 .我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的研究和發(fā)展 ，更是偏重于 終端設(shè)備 和應(yīng)用方案 等上層應(yīng)用上 ， 包括國(guó)家級(jí)示范基地的無(wú)錫 ， 還有 蘇州 、杭州、上海 等地 ， 都局限在應(yīng)用領(lǐng)域 ， 如高鐵物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等 ； 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比 ， 我國(guó)主要的差距是在硬件方面 ， 如 微電子機(jī)械系統(tǒng) （ MEMS） 、傳感器 及傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新 ， 對(duì)物聯(lián)網(wǎng) 體系架構(gòu) 、系統(tǒng)模型 和關(guān)鍵技術(shù)也都還缺乏清晰化的 研究 和界定 . 物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù) 融合了感知技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、定位技術(shù)、云計(jì)算、智能服務(wù)等多種技術(shù) .其中感知技術(shù)主要包括射頻識(shí)別技術(shù) （ RFID） 、傳感器技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等 .組網(wǎng)技術(shù)主要包括藍(lán)牙、 WIFI、 PLC、 ZIGBEE 和 6LoWPAN 技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等 .定位技術(shù)主要包括 GPS、 GPSONE、 RTLS、無(wú)線(xiàn)傳 感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位 論文 2 等 .以上技術(shù)中，有些已經(jīng)較廣泛地 應(yīng)用于印刷行業(yè)，比如 RFID 技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、RTLS 技術(shù)等，有些還處于小規(guī)模應(yīng)用階段，比如藍(lán)牙、 ZIGBEE 技術(shù)等， 另外 有些則是未來(lái)信息化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向，如云計(jì)算 . 對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全面感知、可靠傳遞、智能處理，是物聯(lián)網(wǎng)的 3 大特征 .因此，物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)可分為三層；感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中的核心技術(shù)分別為射頻識(shí)別技術(shù)（ RFID）、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、智能芯片技術(shù)等 .感知層由各種傳感器組成，包括二維碼標(biāo)簽、溫濕度傳感器、 RFID 標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、 GPS 等感知終端 .感知層是物聯(lián)網(wǎng)采集信息、識(shí)別物體的來(lái)源 .網(wǎng)絡(luò)層由各種網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)處理和傳遞感知層獲取的信息 .應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(hù)的借口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用 . 物聯(lián)網(wǎng)定義 1999 年美國(guó)麻省理工學(xué)院（ MIT）的自動(dòng)識(shí)別中心（ AutoID Labs）首先提出物聯(lián)網(wǎng)的概念 ——把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理 . 20xx 年國(guó)際電信聯(lián)盟 ITU 在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（ WSIS）上正式 確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并隨后發(fā)布了《 ITU Inter reports 20xx— the Inter of things》，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的特征、相關(guān)的技術(shù)、面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的市場(chǎng)機(jī)遇 等問(wèn)題 . 對(duì)比物聯(lián)網(wǎng)的最初概念以及 現(xiàn)階段諸多 不同的物聯(lián)網(wǎng)定義，本文認(rèn)為：物聯(lián)網(wǎng)即通過(guò)信息傳感設(shè)備，運(yùn)用 RFID射頻識(shí)別（ Radio Frequency Identification）、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)（ GPS）、激光掃 描等技術(shù)，按照約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換與通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、跟蹤、定位、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的 .如下圖 11的基于 RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)體系基本架構(gòu) . 圖 11 基于 RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)體系基本架構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在印刷行業(yè)的應(yīng)用 未來(lái)印刷行業(yè)信息化發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)密不可分的關(guān)系 表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)的環(huán)境信息監(jiān)測(cè) . 印刷行業(yè)的環(huán)保是一個(gè)非常重要的指標(biāo) .利用各種傳感器技術(shù)和 ZIGBEE 通 信技術(shù)，RFID 電 子 標(biāo) 簽 讀 出 器 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 射頻信號(hào) 數(shù)據(jù)信息 RS232 提取 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)提取 基于物聯(lián)網(wǎng)下的印刷技術(shù)研究 3 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠(chǎng)范圍內(nèi)的環(huán)境信息的實(shí)時(shí)采集，如溫濕度、水質(zhì)、用電量、有害氣體等 .這些信息匯總到智能工廠(chǎng)監(jiān)管平臺(tái)，有利于管理人員對(duì)工廠(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控 .根據(jù)溫濕度信息，還可以自動(dòng)控制空調(diào)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排 . 2. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人員和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)管理 . 利用 RFID 技術(shù)、 ZIGBEE 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)或 GPS 定位技術(shù)等，在工廠(chǎng)內(nèi)部架設(shè)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員及生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)信息獲取及定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)人員和設(shè)備的實(shí)時(shí)管理 . 3. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程維護(hù) . 對(duì)于印刷企業(yè)來(lái)講，一旦印刷設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)極大地影響工廠(chǎng)生產(chǎn) .利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將所有印刷設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)中的智能工廠(chǎng)監(jiān)管平臺(tái) .印刷設(shè)備提供商通過(guò)專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò) 接入點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，并能夠?qū)赡?出現(xiàn)的問(wèn)題在第一時(shí)間進(jìn)行處理 .這樣，既能夠降低印刷設(shè)備的故障幾率 ，又能降低設(shè)備維護(hù)的時(shí)間和成本 .目前，很多印刷企業(yè)的印刷設(shè)備都具有一定的智能性，由微處理器進(jìn)行各種控制 .通過(guò)集成各種無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信技術(shù)，可以使這些印刷設(shè)備具有連接互聯(lián)網(wǎng)的功能，也就是連接物聯(lián)網(wǎng)的能力 . 4. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理 . 合理而高效的供應(yīng)鏈管理，可以共享整個(gè)供應(yīng)鏈的信息，使企業(yè)能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)貨物的跟蹤，改善產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量，加快企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度 . 5. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的遠(yuǎn)程保修服務(wù) . 6. 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其他功能 .如產(chǎn)品訂單的自動(dòng)分配、生產(chǎn)資料的自動(dòng)出入庫(kù)管理等 . RFID 技術(shù) RFID（ Radio Frequency Identification） 技術(shù) ，即射頻識(shí)別技術(shù)， 是一種無(wú)接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)與其空間耦合傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)貨移動(dòng)待識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別，用于對(duì)采集點(diǎn)的信息進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”標(biāo)識(shí) . 鑒于 RFID 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸的自動(dòng)識(shí)別、無(wú)接觸磨損、識(shí)別穿透力強(qiáng)、 全天候 工作、 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)物品 的自動(dòng)識(shí)別等諸多特點(diǎn)，將這一技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，使其與 通信技術(shù) 、互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi) 信息的共享 與物品的跟蹤，在物聯(lián)網(wǎng)“識(shí)別”信息和近程 通訊的層面中，起著至關(guān)重要的作用 .另一方面， 產(chǎn)品電子代碼（ EPC）采用 RFID 電子標(biāo)簽技術(shù)作為載體，大大推動(dòng)了信息交互的效率 .而作為 RFID 系統(tǒng)的重要組成部分， RFID 電子標(biāo)簽通過(guò)射頻信號(hào)來(lái)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù) .作為條形碼的無(wú)線(xiàn)版本， RFID 電子標(biāo)簽具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、 可在各種惡劣環(huán)境中工作 等優(yōu)點(diǎn)， 并且使用壽命長(zhǎng)、讀取距 離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如 .從而 RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便 . 下面介紹 RFID 電子標(biāo)簽系統(tǒng) 的 組成部分 ，電子標(biāo)簽的構(gòu)造圖如下圖 12. 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位 論文 4 圖 12 電子標(biāo)簽構(gòu)造圖 標(biāo)簽（ Tag） .由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的電子編碼內(nèi)部存儲(chǔ)的信息 (出廠(chǎng)日期、產(chǎn)品名稱(chēng)、型號(hào)、制造者代碼等 ).RFID 電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別產(chǎn)品本身，通過(guò)閱讀器進(jìn)行信息輸出 , 工作人員可以與產(chǎn)品上的視讀信息進(jìn)行比對(duì) , 信息一致則說(shuō)明產(chǎn)品真實(shí)有效 , 同時(shí)閱讀器可以讀出出廠(chǎng)日期 , 判斷產(chǎn)品是否失效 .高容量 RFID 電子標(biāo)簽有用戶(hù)可寫(xiě)入的存儲(chǔ)空間，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象 . 閱讀器（ Reader） .手持或固定式讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫(xiě)入）標(biāo)簽信息的設(shè)備 .用來(lái)產(chǎn)生發(fā)射無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào) , 并接收由 RFID 電子標(biāo)簽反射回的無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào) ,發(fā)射的射頻信號(hào)經(jīng)處理后即可在閱讀器上顯示電子標(biāo)簽內(nèi)的信息 .在特定條件下 ,閱讀器也可以將相應(yīng)信息寫(xiě)入電子標(biāo)簽中 . 天線(xiàn)（ Antenna） .在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞 無(wú)線(xiàn)