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

　　5出入境判決算法

　　圖4以口岸實際地圖為例，演示了出入境判決算法的基本原理：

　　(1)電子卡在口岸區(qū)域外一直處于休眠狀態(tài)，在從起點處進人口岸時被喚醒，轉(zhuǎn)換到正常工作狀態(tài)。

　　(2)電子卡首先進入B1區(qū)，與B1基站進行交互通信，B1基站獲取該電子卡的ID號及通信時間等相關(guān)信息，送到后臺分析系統(tǒng)。同時根據(jù)系統(tǒng)指示對該電子卡發(fā)布通關(guān)導(dǎo)引信息。

　　(3)此后電子卡先后進入B3區(qū)和B7區(qū)域，其通信處理流程和通過B1區(qū)域時類似。

　　(4)電子卡駛出口岸區(qū)域后發(fā)現(xiàn)無喚醒信號，自動進入休眠狀態(tài)。

　　B1，B3，B7三個基站將采集到的車載電子卡信息上報到后臺處理系統(tǒng)之后，便可以根據(jù)B1～B3這一序列判斷出電子卡對應(yīng)的車輛為人境，如果該車輛有違規(guī)等特定行為，則當(dāng)B1基站檢測到它時，安排口岸稽查人員負(fù)責(zé)攔車。

　　6關(guān)鍵技術(shù)解決方案

　　本文介紹的虛擬閘口系統(tǒng)特有的技術(shù)難點如下：

　　(1)由于每天有近三萬輛車進出口岸，在出入境高峰期，口岸車輛擁堵，大量的并發(fā)數(shù)據(jù)可能使信道發(fā)生擁堵，從而使通訊系統(tǒng)癱瘓。為此，將每個基站分為8～16個信道，而每個信道即為基站和車載電子卡通訊的一個通道。使用跳頻機制，即電子卡和基站進行配合通訊時，在不同的信道上進行快速跳轉(zhuǎn)，選擇合適的信道進行通訊，直至通訊成功。使用防碰撞機制，各個電子卡每次發(fā)送數(shù)據(jù)都要等到頻道空間，如果遇到碰撞再用二進制指數(shù)退避算法隨機延時一段時間，再次發(fā)送數(shù)據(jù)至成功。在算法中，每個節(jié)點發(fā)生沖突以后使其退避間隔雙倍直到最大(Bmax)，而當(dāng)成功傳輸以后就使其退避間隔到最小(Bmin)，公式表示如下：

　　因此在一個基站的覆蓋范圍內(nèi)，可以同時有多輛車通過不同的儋道進行通訊，避免了交通高峰期可能發(fā)生的通訊擁堵現(xiàn)象。

　　(2)出入境判決算法的檢測精確度。如果要使得該虛擬閘口系統(tǒng)能夠真正達到實用，必須使得出入境判決達到一定的精度，既不能漏檢，也不能錯檢，就是說錯檢率和缺失率都必須控制在很小的范圍內(nèi)。這里采取一定的冗余機制來提高檢測精度，即在實現(xiàn)最基本的出入境判決路徑的基礎(chǔ)上增加幾個基站，使得即使某個基站出現(xiàn)了局部信號的漏采集，通過冗余基站的補充采集，仍然能夠形成完整路徑，準(zhǔn)確地進行出入境判決。經(jīng)過口岸實地運行結(jié)果分析，該算法的檢測精度達到了99.7％以上。

　　(3)停車問題。一些車輛由于稽查等原因會在口岸內(nèi)部長時間停留，通過在車載電子卡上安裝振動傳感器模塊，使得電子卡在停車的時候由于感應(yīng)不到振動而自動進入休眠狀態(tài)，避免了長時間不斷發(fā)送射頻信號而帶來的電池耗電和信道擁塞等問題。當(dāng)車輛重新啟動的時候，電子卡會通過振動傳感器模塊感應(yīng)到振動而重新恢復(fù)到工作狀態(tài)，使得系統(tǒng)仍然能正確的對這些停留時間過長的車輛做出出入境判決和相關(guān)導(dǎo)引信息的下行通訊。

　　7結(jié)語

　　基于RFID的虛擬閘口系統(tǒng)提出了一種革命性的口岸電子閘口建設(shè)方案，徹底拋棄了對固定物理閘口的依賴，設(shè)計并實現(xiàn)出一種依賴于RFID和無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的新型電子閘口。