基于RFID&BDS的船舶进出港管理及监控系统的研究

2019-01-23

福建质量管理 2019年1期

(1.福州大学物理与信息工程学院福建福州 350108;2.福建省枢建通信技术有限公司福建福州 350002)

一、引言

随着信息技术的不断发展，渔政管理理应走上信息化道路，实现船舶进出港签证的信息化管理，解决传统管理方式中签证人员和执法人员不足的问题。但政策法规如果缺乏适当的技术手段就会造成政策失灵，而数量有限的管理人员和落后的设备与技术会使得监管流于形式。因此，渔政管理部门迫切需要通过一种有效的技术手段，实现船舶进出港的实时自动监管，以增强监管手段，而自动识别技术、船位监测技术和地理信息系统技术的综合应用可以为船舶进出港管理提供有效的解决方案。利用(RFID)自动识别技术实现船舶身份的自动识别，利用船位监测技术确定船舶的位置，再利用地理信息系统技术实现船舶进出港的空间表达。

我国船舶从上世纪九十年代中后期开始使用GPS在船舶上的应用多数是自主导航而不是船舶动态监控，采用GPS作为定位数据源多应用在以船舶为载体的自主导航上。而北斗作为我国自主研发的卫星导航系统，兼顾定位和通信功能，可以广泛的应用在船舶、森林防火、环境监测等众多行业。而卫星不受距离影响，全天候作业的特点，正好弥补了无线电移动通信的缺点。

二、研究基础和相关技术

(一)研究基础。本课题主要研究基于RFID和北斗技术的船舶进出港管理及监控的系统，通过该系统来提高现有港口信息化水平。

首先研究RFID技术与船舶进出港相关内容。对RFID、北斗技术的定义、组成部分和工作原理，以及船舶进出港方案、RFID技术在船舶进出港中的应用模式进行深入的学习、分析。

其次根据对船舶进出港管理与监控进行详细的需求分析，提出基于RFID及北斗技术的船舶进出港管理与监控的系统架构设计、系统流程设计、系统网络结构设计、系统安全性及RFID以及北斗网络通信协议设计。

最后研究GIS相关技术，并将其应用于船舶进出港的管理及监控，从而实现简单有效直观的对船舶的管理及监控。

(二)相关技术与设计

1.RFID技术。RFID技术又称为无线射频识别，它通过无线射频的方式进行非接触、双向数据通信对目标进行识别。RFID技术的基本工作原理是当标签进入磁场以后，接收读卡器发出的射频信号，依靠感应电流获得的能量发送出存储在标签芯片中的信息，或者是标签主动发送出一定频率的信号，读卡器读取信号并解码后，发送到后台信息系统数据库中进行数据处理。

2.北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)是中国自主研发的全球卫星导航定位系统，历经30多年的发展，现在已经可以覆盖亚太地区，预计2020年左右建设成为覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统成为全球定位系统的四大供应商之一。2014年11月23日，国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函，北斗卫星导航系统正式获得了面向海事应用的国际合法地位。

3.北斗短报文通信技术。北斗卫星导航系统的 RDSS(Radio Determination Satellite Service)短报文通信功能，通过北斗多卡通信终端(以下简称多卡机)，将工程船舶实时工况信息远程传输至陆上数据库的卫星通信系统。短报文通信是指卫星移动终端和北斗卫星或北斗地面服务站之间能够直接通过卫星信号进行双向的信息传递，通信以短报文(类似手机通讯的短信息)为传输基本单位，设备的短报文通信频度及长度由授权的北斗用户卡决定。系统设计使用北斗 RDSS 系统 3 类非加密用户卡，该类卡最快每分钟传送一次短报文，报文长度为 78.5 B。

4.网络结构设计