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基于RF技術(shù)的口岸虛擬閘口系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

作者: 時間:2010-03-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 “加快電子建設(shè),提高工作效率”是提高政府行政執(zhí)法效能的需要。根據(jù)業(yè)務(wù)需求并結(jié)合實際環(huán)境,應(yīng)用射頻通訊研究開發(fā)了一種雙頻識別語音導(dǎo)引的智能車載卡,并在口岸3~10 km2范圍內(nèi)布設(shè)通訊基站,建立了一套。
 1需求分析

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/157605.htm

  目前業(yè)界比較流行的ID的電子是在原有的獨立閘口通道基礎(chǔ)上改進而來,在車輛必經(jīng)的閘口通道內(nèi)安裝超高頻的射頻讀寫器,用以識別安裝在車輛上的電子標(biāo)簽,同時將識別結(jié)果和物理閘口相關(guān)聯(lián),依靠物理閘口的關(guān)閉來強制讀寫器進行重復(fù)通信來彌補通信的失效,只有當(dāng)識別成功時才開閘放行。這種相對簡單,當(dāng)前國內(nèi)各大口岸的閘口通道已有應(yīng)用,但是由于受傳統(tǒng)物理閘口的限制,車輛仍需等到閘口打開才能正常通過,因此只是簡化了閘口管理人員的繁瑣操作,對車輛的通關(guān)效率并沒有很大提升。

  如果能增加射頻通訊的覆蓋范圍,提高射頻識別的精確度,通過架設(shè)多個基站使得車輛在一進入口岸區(qū)域就可以被識別,配合口岸監(jiān)管人員有目標(biāo)的稽查,就使得脫離傳統(tǒng)物理閘口的限制成為可能,一個完全依靠射頻通訊和識別出的無形的電子閘口就是本文要的目標(biāo),稱之為口岸虛擬閘口系統(tǒng)。

  由于出入境口岸的特殊性,該系統(tǒng)體現(xiàn)出一些特有的難點:

  (1)出入境口岸作業(yè)區(qū)域面積較大,車輛流向復(fù)雜,入境和出境車道空間相鄰,有些區(qū)域甚至沒有任何間隔,使得普通的ID識別設(shè)備無用武之地。

  (2)口岸車流密度非常高,使得大量的并行通訊數(shù)據(jù)很容易擁堵信道;車輛間距小,大型車信號遮蔽阻擋現(xiàn)象嚴(yán)重,無線通信質(zhì)量不高。

  (3)出入境口岸并不是一個模型化的閘口設(shè)施,由于業(yè)務(wù)需求,特定車輛可能會在口岸內(nèi)部長時間停留,冗余的無線信號會影響正常的無線網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量,并使得對停留車輛自身的出入境判決出現(xiàn)困難。

  (4)基站及服務(wù)器的位置自由度受限,經(jīng)常不能建在最佳位置點,對通訊距離提出很高的要求,部分節(jié)點要求通訊距離達到300 m。

  2系統(tǒng)整體設(shè)計方案

  由于脫離了固定物理閘口的依賴性,無法通過閘口通道的關(guān)閉來強制讀寫器和電子標(biāo)簽進行重復(fù)通信彌補通信的失效,為了保證識別的精確性,本系統(tǒng)采用433 MHz和920 MHz兩個工作頻段相結(jié)合,定向天線與全向天線相結(jié)合的工作方式,據(jù)表1所列出的口岸現(xiàn)場測試結(jié)果表明,該工作方式的控制區(qū)域靈活可控,既可以大面積控制也可以定向控制范圍;穿透與繞射能力強,可以克服口岸中大型貨車、客車之間遮蔽阻擋現(xiàn)象頻繁,車流密度非常高的惡劣應(yīng)用環(huán)境的影響;通過雙頻段的通訊冗余來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,當(dāng)其中某頻段受到電磁干擾之后仍能通過另一個頻段進行通訊。相對傳統(tǒng)的2.4 GHz頻段ID類設(shè)備來說,采用433 MHz+920 MHz雙頻段的突出優(yōu)勢是識別范圍很大,只要車載卡終端在基站控制區(qū)內(nèi),一直有機會進行識讀,識讀機會至少是2.4 GHz類設(shè)備的10倍以上。


  系統(tǒng)以車輛為基本識別單位,將有源車載電子卡安裝在車輛上,通過安裝在口岸通關(guān)路徑上的多個讀寫基站來識別車載電子卡所對應(yīng)的出入境車輛,將采集到的車輛信息提交給后臺信息管理系統(tǒng),通過后臺數(shù)據(jù)庫處理和數(shù)據(jù)篩選判斷算法來判決出入境事件,通過無線網(wǎng)絡(luò)通信的方式向過境車輛發(fā)布導(dǎo)引通關(guān)信息,迅速有效地完成車輛身份的確認、查詢、統(tǒng)計及調(diào)度等功能,防止誤檢、漏檢,對有違規(guī)等異常行為的過境車輛進行預(yù)警,通知口岸稽查人員進行攔車,形成一道無形的口岸電子閘口系統(tǒng)。新系統(tǒng)極大簡化了通關(guān)手續(xù),顯著提高了檢驗檢疫的監(jiān)管能力,因此具有通關(guān)速度快、車輛吞吐量大、口岸工作執(zhí)行效率高等一系列的優(yōu)點。

  3車載電子卡

  口岸虛擬閘口系統(tǒng)不只是一個射頻識別系統(tǒng),還需要通過無線網(wǎng)絡(luò)通信的方式與過境車輛進行實時通訊來導(dǎo)引通關(guān),因此安裝在車輛上的電子卡必須是有源的(即自帶電源)。本系統(tǒng)所采用的IPQ-3R車載電子卡是一款成熟的商業(yè)化電子產(chǎn)品,其硬件組成如圖1所示。


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