基于RFID技術(shù)的港口車(chē)輛管理系統設計與實(shí)現

摘要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟持續發(fā)展，港口業(yè)務(wù)增長(cháng)迅猛，提高吞吐量的需要也越來(lái)越強烈。而目前依靠人工管理的方式顯得捉襟見(jiàn)肘，所以采用高新技術(shù)改善港口管理模式勢在必然。RFID港口車(chē)輛管理系統通過(guò)給港口車(chē)輛綁定電子身份芯片，把車(chē)輛的相關(guān)信息記錄到系統中，由系統統一管理港口車(chē)輛的進(jìn)出行為，從實(shí)際上解決人工管理車(chē)輛所帶來(lái)的效率與效益的問(wèn)題。系統利用高性能的超高頻讀寫(xiě)器，采用基于C／S模式分層結構，利用緩存，雙數據庫技術(shù)，使系統的可操作性強，穩定性高，數據交互便捷。從而很好地提高了港口碼頭的管理效率與服務(wù)水平。
關(guān)鍵詞：港口車(chē)輛管理系統；RFID技術(shù)；車(chē)牌識別；電子標簽

0 引言
隨著(zhù)世界經(jīng)濟的發(fā)展，快速增長(cháng)的港口業(yè)務(wù)量對港口碼頭管理系統的要求越來(lái)越高。將RFID無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)、計算機技術(shù)、車(chē)牌自動(dòng)識別技術(shù)、地感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、視頻監控技術(shù)、數據庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)緊密結合，建設基于RFID技術(shù)的港口車(chē)輛管理系統能大大提高港口的效率與效益。
傳統的人工管理手段存在很多缺陷，港口使用RFID技術(shù)等管理能有效地解決以下問(wèn)題：
(1)人工管理存在著(zhù)人為的過(guò)失與耗時(shí)長(cháng)的問(wèn)題，而使用計算機技術(shù)自動(dòng)讀取RFID存儲信息，在系統正常運行中不存在失誤的問(wèn)題，計算機的高性能也使單位流程的作業(yè)時(shí)間減少到最優(yōu)。
(2)在遇到不實(shí)時(shí)的問(wèn)題時(shí)可通過(guò)系統調出歷史記錄，防止無(wú)法追溯問(wèn)題的出現，減少不必要的分爭端。
(3)在遇到網(wǎng)絡(luò )故障等問(wèn)題時(shí)，車(chē)輛身份的信息可直接通過(guò)讀取寫(xiě)入RFID標簽的數據區獲取，實(shí)現系統的不間斷運行。
(4)減少司機的工作量，RFID技術(shù)的遠距離、可移動(dòng)的讀取方式可使司機不下車(chē)，不等待便可以通行。
(5)可防偽性，系統根據一定的規則向每張車(chē)輛身份卡寫(xiě)入數據，他人不可效仿。

1 RFID技術(shù)
RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現無(wú)接觸式信息傳遞，并通過(guò)所傳遞的信息達到自動(dòng)識別的技術(shù)。20世紀90年代以來(lái)，RFID技術(shù)迅速發(fā)展，因其具有數據存儲量大，穿透力強，讀寫(xiě)距離遠，讀取速率快，使用壽命長(cháng)，環(huán)境適應性好等特點(diǎn)，已被廣泛應用于身份識別、物流管理、物品追蹤、防偽、交通、動(dòng)物管理等諸多領(lǐng)域。
一個(gè)完整的RFID系統主要由限量的后臺計算機、若干讀寫(xiě)器、閱讀器及電子標簽組成。其中，電子標簽是物品識別的載體，每個(gè)標簽具有惟一的電子編碼，其內部存放著(zhù)物品的相關(guān)信息；讀寫(xiě)器和閱讀器是系統的中間設備，它們通過(guò)射頻信息同電子標簽進(jìn)行近距離通信，從而識別標簽指代的物品信息，通過(guò)接口把信息匯總給后臺計算機。讀寫(xiě)器和閱讀器的區別在于，讀寫(xiě)器可以對標簽進(jìn)行讀寫(xiě)操作，而閱讀器只能讀取標簽內部存放的信息；后臺計算機分析從中問(wèn)設備傳來(lái)的信息，負責管理整個(gè)標簽系統的正常工作。
RFID系統的硬件組成包括電子標簽和電子標簽讀寫(xiě)器兩部分。讀寫(xiě)器通過(guò)射頻信息同電子標簽進(jìn)行通信，系統通過(guò)讀寫(xiě)器給電子標簽發(fā)送指令，并通過(guò)讀寫(xiě)器分析電子標簽返回的有關(guān)信息；電子標簽是應答器，用來(lái)響應讀寫(xiě)器的指令，并報告處理結果。
電子標簽由標簽天線(xiàn)和標簽芯片組成，標簽天線(xiàn)是讀寫(xiě)器和標簽芯片之間進(jìn)行信號和能量傳遞的終結。標簽芯片則根據讀寫(xiě)器的指令，做出相應的操作和響應。

2 系統概述
系統分為軟件與硬件部分，硬件部分包括RFID讀寫(xiě)器、RFID電子標簽、工控機、攝像機、硬盤(pán)錄像機、自動(dòng)道閘、LED顯示屏、地感等。軟件部分采用C／S模式設計，具有響應速度快，操作界面漂亮等優(yōu)點(diǎn)。軟件實(shí)現對系統合法用戶(hù)的管理，并允許對應的用戶(hù)管理車(chē)輛的身份卡(RFID標簽)，包含新增與注銷(xiāo)。另外，對應的系統用戶(hù)可以監控整個(gè)車(chē)輛的出入行為，必要時(shí)可進(jìn)行人工干預，超級用戶(hù)具有對這個(gè)系統所有功能的權限，具有對系統所有數據字典、過(guò)往歷史記錄的查閱統計等操作權限。另外，系統具有雙數據庫，即中心數據庫與本地數據庫。中心數據是網(wǎng)絡(luò )正常情況下系統記錄信息與獲取信息的媒體，系統通過(guò)WebService服務(wù)與中心服務(wù)器進(jìn)行交互；本地數據庫應具有與中心服務(wù)器相同的數據字典，以便于網(wǎng)絡(luò )異常情況下，實(shí)現系統脫機運行，系統在這一時(shí)期產(chǎn)生的數據會(huì )暫時(shí)保存在本地數據庫，待網(wǎng)絡(luò )正常后自動(dòng)上傳到中心服務(wù)器，保證記錄的完整，其物理結構模型如圖1所示。