全自动智能闸口RFID方案设计论文

1技术原理

本节从硬件体系和软件体系两个方面阐述全自动智能闸口的技术原理。

1.1系统硬件体系

智能闸口全自动RFID方案中的硬件体系围绕RFID体系中的无线技术、身份识别技术、嵌入式存储技术、安全技术进行设计。另外，硬件体系中还包括进行流程控制必不可少的执行硬件，如自动落杆系统等。无线模块采用UHF频段的无线收发模块，加上天线的定向特性的引入，可以实现确定目标方向上10米～100米距离的双向通信。并且通过通信方向性控制以及地感等车体检测技术，可有效控制多通道并行通关存在的临道干扰问题。这种技术方案明显优于其他方案，如LF、条码、IC卡或红外技术所能实现的无线通信效果。身份识别技术采用符合国际标准的ID编排体制，通过寄生在RFID卡上的标准ID存储器实现ID的安全读写和保存。嵌入式存储技术采用通用电子Flash技术，容量从几十K字节甚至上M字节，使RFID车载识别设备不仅仅是实现一个ID身份识别功能，而且为实现随车的同步任务管理（任务派发、任务核对、任务核销）提供硬件上的支持。安全技术则通过在车载识别设备中集成具有一定计算能力的嵌入式处理模块，从而为实现安全通信所需的具有一定安全强度的加解密算法和协议提供可能。

1.2系统软件体系

系统软件体系是确保闸口出入流程安全高效的关键部分，主要由任务管理、身份识别、数据库管理、嵌入式控制、安全通信和接口管理等一系列子系统组成。通过与后台EDI数据库的安全交互，实现全自动的身份识别和运载任务的管理。同时，通过网络系统，实现闸口控制与货运公司以及堆场的管理信息系统之间的联动，实现快速、统一、无纸化的全自动通关流程。嵌入式控制软件则是寄生在前端车载识别设备和前端执行器的识别（OCR、电子雷达）及开关控制软件。通过嵌入软件完成闸口车辆识别、认证和通行控制。安全通信包括前端嵌入式软件与后台之间，以及在不同信息平台（港口、车场、货代）之间的共享信息的安全同步通信。通过安全通信模块，确保对任务派发和执行的防更改、防抵赖的安全信息交换。接口管理软件实现系统与车载GPS、电子关锁等各类设备之间的联动共享，从而实现与现有系统的无缝接轨。

2基于RFID的全自动智能闸口系统

RFID有着其他技术不可比拟的优势，将其应用于全自动智能闸口系统，可以打造一个高效的闸口系统，实现了较高的自动化，并且能够对整个闸口的运作进行全程监控。

2.1智能闸口系统模块划分

本RFID系统可分为5个部分，各个部分之间使用现有的以太网连接，来完成数据的转发和上下传。每部分的具体功能如下：

（1）RFID中心数据库。整个RFID系统的核心，统筹管理RFID车载终端，记录各个地点作业的时间信息和重量信息等，与EDI系统交互数据，中心数据库具备查询、检索、添加、删除、统计等功能。方便各方对各类数据的要求。

（2）RFID车载识别终端安装子系统。此子系统负责RFID车载终端的注册、分发。在长期车上安装RFID识别终端，在临时车上安装带座子的终端并内置锂电池。回收临时租用的终端。对长期设备的年检等配合。

（3）预约号、码头号等预录入信息分发绑定子系统。能够从EDI获得预约号、码头号等预录入信息，下发给对应的车载终端，并将车辆ID和预录入信息的绑定信息回传到中心数据库。

（4）闸口入口子系统。司机能通过车载终端上的按键和显示屏操作，从码头系统获得本次作业的行车指南，闸口上的地磅和OCR等系统联合工作。而车道检测装置，可以准确区分车道，将行车指南下发到对应的车载终端内。集卡车在收到行车指南后根据此信息进入港口作业，并将时间、车牌等信息上传到RFID中心数据库。

（5）闸口出口子系统。集卡车在完成港口内部作业后，到达闸口出口，此时闸口设备会检测车辆，并通过后台比对车辆是否允许出港，如果允许出港，则自动删除车载终端内部的行车信息和预约信息，并将时间、车牌等信息上传到RFID中心数据库。

2.2RFID车载识别终端安装子系统工作流程

工作流程可按RFID车载终端的流向来描述。RFID车载识别终端安装步骤：初次使用必须将RFID车载终端注册到系统中。长期使用时通过支架固定在车辆驾驶台，并介入车载电源。如果临时使用，则在终端上携带吸盘装置，可方便吸附在挡风玻璃上。安装还包括天线、读写器、控制器的安装。其他设备安装注意事项请参阅相关设备的使用说明书。

2.3预约号、码头号等预录入信息分发绑定子系统工作流程

预约号、码头号等信息分发流程如图二所示。本作业主要目的将预约信息下载到RFID车载终端内，为车辆入港时做准备。RFID车载终端如果嵌入GPRS模块则可在任何地点任何时间操作。

2.4闸口入口子系统工作流程

闸口入口识别流程如图三所示。当安装有RFID车载终端的车辆到达入口时，车辆检测可以激活读写器工作，将车载终端内的数据读取到码头系统并产生行车指南，行车指南通过无线方式发送到车载终端，司机也可根据车载终端上的按键来进行查询和回复操作，每项操作的时间都会记录到中心数据库以备各种统计查询需要。系统具备很高的实时性，确保车辆在入港前能获得行车指南。2.5闸口出口子系统工作流程闸口出口识别流程如图四所示。车辆在港口内部完成作业后准备离港，离港时读写器需要读取车辆信息，判断是否允许离港，并删除终端内的作业信息，而且系统还会采集车辆的重量信息一起记录到中心数据库。

3系统有益效果

本方案旨在从根本上消除人工干预的过程，可全程实现自动化。通过强大的数据库系统调度，采用无线方式的车载终端设备，取代传统的纸质信息交互。各车辆通过安全网络专线从EDI中心获得预约号后，储存在各车载终端中。车辆进入闸口时，将本车辆的基本信息发至闸口读写器，读写器上报给码头系统，码头系统生成行车指南，通过无线方式发送至车载终端。司机观察车载LCD显示屏就可知道入港后的作业位置。智能闸口方案彻底解决了传统作业中出现的问题，使集卡车入港速度从原先的1分半提升到20秒内，明显提高码头的货物吞吐量，直接提高码头效率和效益。另外，系统独特的车道识别能力能准确读取对应车道上的车辆信息，保证起落杆正确开启。而全程采用先进的加密算法和确认逻辑，保证系统的安全性、可靠性，杜绝了非法车辆的偷运，自动的工作方式使人为出错的概率降到了最低，使司机工作更加透明。智能闸口系统不仅可应用在闸口处，还可使用先进的无线技术，在堆场内部实现作业引导、集装箱定位、电子关锁等功能，在码头的现代化建设中发挥重要的作用。

4结束语

本系统的使用加快了闸口集卡车进门速度；提高了码头作业效率；节约了闸口工作人员雇佣的成本；减少了闸口工作人员劳动强度；减少了闸口业务操作中的出错概率；提升了码头的对外形象；改善了码头周边的交通状况。

作者：华山 单位：淮安信息职业技术学院