全自動智能閘口RFID方案設計論文

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1技術原理

本節(jié)從硬件體系和軟件體系兩個方面闡述全自動智能閘口的技術原理。

1.1系統(tǒng)硬件體系

智能閘口全自動rfid方案中的硬件體系圍繞RFID體系中的無線技術、身份識別技術、嵌入式存儲技術、安全技術進行設計。另外，硬件體系中還包括進行流程控制必不可少的執(zhí)行硬件，如自動落桿系統(tǒng)等。無線模塊采用UHF頻段的無線收發(fā)模塊，加上天線的定向特性的引入，可以實現(xiàn)確定目標方向上10米～100米距離的雙向通信。并且通過通信方向性控制以及地感等車體檢測技術，可有效控制多通道并行通關存在的臨道干擾問題。這種技術方案明顯優(yōu)于其他方案，如LF、條碼、IC卡或紅外技術所能實現(xiàn)的無線通信效果。身份識別技術采用符合國際標準的ID編排體制，通過寄生在RFID卡上的標準ID存儲器實現(xiàn)ID的安全讀寫和保存。嵌入式存儲技術采用通用電子Flash技術，容量從幾十K字節(jié)甚至上M字節(jié)，使RFID車載識別設備不僅僅是實現(xiàn)一個ID身份識別功能，而且為實現(xiàn)隨車的同步任務管理（任務派發(fā)、任務核對、任務核銷）提供硬件上的支持。安全技術則通過在車載識別設備中集成具有一定計算能力的嵌入式處理模塊，從而為實現(xiàn)安全通信所需的具有一定安全強度的加解密算法和協(xié)議提供可能。

1.2系統(tǒng)軟件體系

系統(tǒng)軟件體系是確保閘口出入流程安全高效的關鍵部分，主要由任務管理、身份識別、數(shù)據(jù)庫管理、嵌入式控制、安全通信和接口管理等一系列子系統(tǒng)組成。通過與后臺EDI數(shù)據(jù)庫的安全交互，實現(xiàn)全自動的身份識別和運載任務的管理。同時，通過網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)閘口控制與貨運公司以及堆場的管理信息系統(tǒng)之間的聯(lián)動，實現(xiàn)快速、統(tǒng)一、無紙化的全自動通關流程。嵌入式控制軟件則是寄生在前端車載識別設備和前端執(zhí)行器的識別（OCR、電子雷達）及開關控制軟件。通過嵌入軟件完成閘口車輛識別、認證和通行控制。安全通信包括前端嵌入式軟件與后臺之間，以及在不同信息平臺（港口、車場、貨代）之間的共享信息的安全同步通信。通過安全通信模塊，確保對任務派發(fā)和執(zhí)行的防更改、防抵賴的安全信息交換。接口管理軟件實現(xiàn)系統(tǒng)與車載GPS、電子關鎖等各類設備之間的聯(lián)動共享，從而實現(xiàn)與現(xiàn)有系統(tǒng)的無縫接軌。

2基于RFID的全自動智能閘口系統(tǒng)

RFID有著其他技術不可比擬的優(yōu)勢，將其應用于全自動智能閘口系統(tǒng)，可以打造一個高效的閘口系統(tǒng)，實現(xiàn)了較高的自動化，并且能夠?qū)φ麄€閘口的運作進行全程監(jiān)控。

2.1智能閘口系統(tǒng)模塊劃分

本RFID系統(tǒng)可分為5個部分，各個部分之間使用現(xiàn)有的以太網(wǎng)連接，來完成數(shù)據(jù)的轉發(fā)和上下傳。每部分的具體功能如下：

（1）RFID中心數(shù)據(jù)庫。整個RFID系統(tǒng)的核心，統(tǒng)籌管理RFID車載終端，記錄各個地點作業(yè)的時間信息和重量信息等，與EDI系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)，中心數(shù)據(jù)庫具備查詢、檢索、添加、刪除、統(tǒng)計等功能。方便各方對各類數(shù)據(jù)的要求。

（2）RFID車載識別終端安裝子系統(tǒng)。此子系統(tǒng)負責RFID車載終端的注冊、分發(fā)。在長期車上安裝RFID識別終端，在臨時車上安裝帶座子的終端并內(nèi)置鋰電池?；厥张R時租用的終端。對長期設備的年檢等配合。

（3）預約號、碼頭號等預錄入信息分發(fā)綁定子系統(tǒng)。能夠從EDI獲得預約號、碼頭號等預錄入信息，下發(fā)給對應的車載終端，并將車輛ID和預錄入信息的綁定信息回傳到中心數(shù)據(jù)庫。

（4）閘口入口子系統(tǒng)。司機能通過車載終端上的按鍵和顯示屏操作，從碼頭系統(tǒng)獲得本次作業(yè)的行車指南，閘口上的地磅和OCR等系統(tǒng)聯(lián)合工作。而車道檢測裝置，可以準確區(qū)分車道，將行車指南下發(fā)到對應的車載終端內(nèi)。集卡車在收到行車指南后根據(jù)此信息進入港口作業(yè)，并將時間、車牌等信息上傳到RFID中心數(shù)據(jù)庫。

（5）閘口出口子系統(tǒng)。集卡車在完成港口內(nèi)部作業(yè)后，到達閘口出口，此時閘口設備會檢測車輛，并通過后臺比對車輛是否允許出港，如果允許出港，則自動刪除車載終端內(nèi)部的行車信息和預約信息，并將時間、車牌等信息上傳到RFID中心數(shù)據(jù)庫。

2.2RFID車載識別終端安裝子系統(tǒng)工作流程

工作流程可按RFID車載終端的流向來描述。RFID車載識別終端安裝步驟：初次使用必須將RFID車載終端注冊到系統(tǒng)中。長期使用時通過支架固定在車輛駕駛臺，并介入車載電源。如果臨時使用，則在終端上攜帶吸盤裝置，可方便吸附在擋風玻璃上。安裝還包括天線、讀寫器、控制器的安裝。其他設備安裝注意事項請參閱相關設備的使用說明書。

2.3預約號、碼頭號等預錄入信息分發(fā)綁定子系統(tǒng)工作流程

預約號、碼頭號等信息分發(fā)流程如圖二所示。本作業(yè)主要目的將預約信息下載到RFID車載終端內(nèi)，為車輛入港時做準備。RFID車載終端如果嵌入GPRS模塊則可在任何地點任何時間操作。

2.4閘口入口子系統(tǒng)工作流程

閘口入口識別流程如圖三所示。當安裝有RFID車載終端的車輛到達入口時，車輛檢測可以激活讀寫器工作，將車載終端內(nèi)的數(shù)據(jù)讀取到碼頭系統(tǒng)并產(chǎn)生行車指南，行車指南通過無線方式發(fā)送到車載終端，司機也可根據(jù)車載終端上的按鍵來進行查詢和回復操作，每項操作的時間都會記錄到中心數(shù)據(jù)庫以備各種統(tǒng)計查詢需要。系統(tǒng)具備很高的實時性，確保車輛在入港前能獲得行車指南。2.5閘口出口子系統(tǒng)工作流程閘口出口識別流程如圖四所示。車輛在港口內(nèi)部完成作業(yè)后準備離港，離港時讀寫器需要讀取車輛信息，判斷是否允許離港，并刪除終端內(nèi)的作業(yè)信息，而且系統(tǒng)還會采集車輛的重量信息一起記錄到中心數(shù)據(jù)庫。

3系統(tǒng)有益效果

本方案旨在從根本上消除人工干預的過程，可全程實現(xiàn)自動化。通過強大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)調(diào)度，采用無線方式的車載終端設備，取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)信息交互。各車輛通過安全網(wǎng)絡專線從EDI中心獲得預約號后，儲存在各車載終端中。車輛進入閘口時，將本車輛的基本信息發(fā)至閘口讀寫器，讀寫器上報給碼頭系統(tǒng)，碼頭系統(tǒng)生成行車指南，通過無線方式發(fā)送至車載終端。司機觀察車載LCD顯示屏就可知道入港后的作業(yè)位置。智能閘口方案徹底解決了傳統(tǒng)作業(yè)中出現(xiàn)的問題，使集卡車入港速度從原先的1分半提升到20秒內(nèi)，明顯提高碼頭的貨物吞吐量，直接提高碼頭效率和效益。另外，系統(tǒng)獨特的車道識別能力能準確讀取對應車道上的車輛信息，保證起落桿正確開啟。而全程采用先進的加密算法和確認邏輯，保證系統(tǒng)的安全性、可靠性，杜絕了非法車輛的偷運，自動的工作方式使人為出錯的概率降到了最低，使司機工作更加透明。智能閘口系統(tǒng)不僅可應用在閘口處，還可使用先進的無線技術，在堆場內(nèi)部實現(xiàn)作業(yè)引導、集裝箱定位、電子關鎖等功能，在碼頭的現(xiàn)代化建設中發(fā)揮重要的作用。

4結束語

本系統(tǒng)的使用加快了閘口集卡車進門速度；提高了碼頭作業(yè)效率；節(jié)約了閘口工作人員雇傭的成本；減少了閘口工作人員勞動強度；減少了閘口業(yè)務操作中的出錯概率；提升了碼頭的對外形象；改善了碼頭周邊的交通狀況。

作者：華山 單位：淮安信息職業(yè)技術學院