基于RF技術(shù)的口岸虛擬閘口系統的設計與實(shí)現

　　5出入境判決算法

　　圖4以口岸實(shí)際地圖為例，演示了出入境判決算法的基本原理：

　　(1)電子卡在口岸區域外一直處于休眠狀態(tài)，在從起點(diǎn)處進(jìn)人口岸時(shí)被喚醒，轉換到正常工作狀態(tài)。

　　(2)電子卡首先進(jìn)入B1區，與B1基站進(jìn)行交互通信，B1基站獲取該電子卡的ID號及通信時(shí)間等相關(guān)信息，送到后臺分析系統。同時(shí)根據系統指示對該電子卡發(fā)布通關(guān)導引信息。

　　(3)此后電子卡先后進(jìn)入B3區和B7區域，其通信處理流程和通過(guò)B1區域時(shí)類(lèi)似。

　　(4)電子卡駛出口岸區域后發(fā)現無(wú)喚醒信號，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

　　B1，B3，B7三個(gè)基站將采集到的車(chē)載電子卡信息上報到后臺處理系統之后，便可以根據B1～B3這一序列判斷出電子卡對應的車(chē)輛為人境，如果該車(chē)輛有違規等特定行為，則當B1基站檢測到它時(shí)，安排口岸稽查人員負責攔車(chē)。

　　6關(guān)鍵技術(shù)解決方案

　　本文介紹的虛擬閘口系統特有的技術(shù)難點(diǎn)如下：

　　(1)由于每天有近三萬(wàn)輛車(chē)進(jìn)出口岸，在出入境高峰期，口岸車(chē)輛擁堵，大量的并發(fā)數據可能使信道發(fā)生擁堵，從而使通訊系統癱瘓。為此，將每個(gè)基站分為8～16個(gè)信道，而每個(gè)信道即為基站和車(chē)載電子卡通訊的一個(gè)通道。使用跳頻機制，即電子卡和基站進(jìn)行配合通訊時(shí)，在不同的信道上進(jìn)行快速跳轉，選擇合適的信道進(jìn)行通訊，直至通訊成功。使用防碰撞機制，各個(gè)電子卡每次發(fā)送數據都要等到頻道空間，如果遇到碰撞再用二進(jìn)制指數退避算法隨機延時(shí)一段時(shí)間，再次發(fā)送數據至成功。在算法中，每個(gè)節點(diǎn)發(fā)生沖突以后使其退避間隔雙倍直到最大(Bmax)，而當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(gè)基站的覆蓋范圍內，可以同時(shí)有多輛車(chē)通過(guò)不同的儋道進(jìn)行通訊，避免了交通高峰期可能發(fā)生的通訊擁堵現象。

　　(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能夠真正達到實(shí)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(shuō)錯檢率和缺失率都必須控制在很小的范圍內。這里采取一定的冗余機制來(lái)提高檢測精度，即在實(shí)現最基本的出入境判決路徑的基礎上增加幾個(gè)基站，使得即使某個(gè)基站出現了局部信號的漏采集，通過(guò)冗余基站的補充采集，仍然能夠形成完整路徑，準確地進(jìn)行出入境判決。經(jīng)過(guò)口岸實(shí)地運行結果分析，該算法的檢測精度達到了99.7％以上。

　　(3)停車(chē)問(wèn)題。一些車(chē)輛由于稽查等原因會(huì )在口岸內部長(cháng)時(shí)間停留，通過(guò)在車(chē)載電子卡上安裝振動(dòng)傳感器模塊，使得電子卡在停車(chē)的時(shí)候由于感應不到振動(dòng)而自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，避免了長(cháng)時(shí)間不斷發(fā)送射頻信號而帶來(lái)的電池耗電和信道擁塞等問(wèn)題。當車(chē)輛重新啟動(dòng)的時(shí)候，電子卡會(huì )通過(guò)振動(dòng)傳感器模塊感應到振動(dòng)而重新恢復到工作狀態(tài)，使得系統仍然能正確的對這些停留時(shí)間過(guò)長(cháng)的車(chē)輛做出出入境判決和相關(guān)導引信息的下行通訊。

　　7結語(yǔ)

　　基于RFID的虛擬閘口系統提出了一種革命性的口岸電子閘口建設方案，徹底拋棄了對固定物理閘口的依賴(lài)，設計并實(shí)現出一種依賴(lài)于RFID和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的新型電子閘口。