基于RF技術的口岸虛擬閘口系統(tǒng)的設計與實現(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)布通關導引信息。

　　(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的車輛為人境，如果該車輛有違規(guī)等特定行為，則當B1基站檢測到它時，安排口岸稽查人員負責攔車。

　　6關鍵技術解決方案

　　本文介紹的虛擬閘口系統(tǒng)特有的技術難點如下：

　　(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，準確地進行出入境判決。經(jīng)過口岸實地運行結果分析，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。當車輛重新啟動的時候，電子卡會通過振動傳感器模塊感應到振動而重新恢復到工作狀態(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導引信息的下行通訊。

　　7結語

　　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方案，徹底拋棄了對固定物理閘口的依賴，設計并實現(xiàn)出一種依賴于RFID和無線網(wǎng)絡通訊技術的新型電子閘口。