CN101164841B - 集装箱的安全智能装置及机械电子关封、托架座 - Google Patents
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Abstract
一种集装箱的安全智能装置及机械电子关封、托架座，托架座固定安装在集装箱的箱门上，托架座上设有关封安装孔并内置有形成电连接的天线、处理电路和电源；机械电子关封中内置有检测导线和写有ID号的芯片；机械电子关封插装在托架座的关封安装孔内，机械电子关封内的导线、芯片与托架座内的处理电路之间形成电连接通路。本发明具有物理门封结构和电子实时监测双重功能，既可通过目测关封物理结构的完整性来进行检测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录。关封采用机械电子结合的原理，既能实现电子监测，又采用了一次性物理结构，确保了高安全性；负责数据存储和发射部分的托架座可重复使用，解决了一般的电子关封一次性使用的高成本问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种集装箱箱门非法开启的监测装置，具体涉及一种具有物理门封结构和电子实时监测双重效果的安全智能装置。
本发明还涉及一种具有物理门封结构和电子实时监测双重效果的机械电子关封。
本发明还涉及与这种机械电子关封装置配合使用的具有电子监测功能的托架座。
背景技术
集装箱作为货运的工具，在20世纪60年代就已发展成为一种多式联运的国际通用的标准运输工具。
但是近年来，由于世界各国普遍提高了防范风险及防范恐怖活动的安全意识。各国对于集装箱在运输过程中的安全要求越来越高，其中较为重要的一项要求是对于进入本国的货运集装箱应有明确的保障措施，保证这些进入本国的集装箱从始发地封装后均处于安全状态，即不允许被非法开启。
传统的集装箱门封装置为海关关封，是在集装箱正常关门状态，用关封穿过锁杆手柄、手柄托架座及锁牌盖的关封安装孔。
现在集装箱业界也设计出各种箱门开启实时监测的安全智能装置，如本申请人之前提出的中国专利申请200420002682.1、200410056197.7等，但是，这些安全智能装置均独立于现有的海关关封进行实时监测。
综上所述，在实际应用中，现有的集装箱的安全设施具有不便之处，有必要加以改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种在传统的集装箱的关封的基础上进行改进，具有物理门封结构和电子实时监测双重功能的机械电子相结合的安全智能装置，既可通过目测关封的物理结构的完整性来进行检测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录，起到安全保护的作用。
本发明目的也在于提供一种在传统的集装箱的关封的基础上进行改进，具有物理门封结构和电子实时监测双重功能的机械电子相结合的机械电子关封。
本发明的目的还在于提供一种与机械电子关封配合使用具有电子监测功能的集装箱的托架座。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种集装箱的安全智能装置，包括：
托架座，其固定安装在集装箱的箱门上，该托架座上设有关封安装孔，该托架座中内置有形成电连接的天线、处理电路和电源；以及
机械电子关封，其贯穿插装在该托架座的关封安装孔和集装箱的锁杆手柄上的关封安装孔中，该机械电子关封中内置有检测导线和写有ID号的芯片；
该机械电子关封插装在该托架座的关封安装孔内，该机械电子关封内的导线、芯片与该托架座内的处理电路之间形成电连接通路。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的写有ID号的芯片为只读芯片。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的检测导线匹配于所述的机械电子关封延伸布设而同步被断开。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的机械电子关封包括：
插销，该插销包括柱状销体和固设于该销体的一端且外径大于该销体外径的头体，所述的检测导线和所述的芯片封装在该插销中；以及
锁头，该锁头未工作时与插销分离放置，工作时与该插销的销体的另一端正常插装后不可拆卸。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有分别与所述的检测导线和所述的芯片连接的多个导电片，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上设有与所述的处理电路连接的多个导电片，该机械电子关封插装在该托架座中，该机械电子关封上的多个导电片与该托架座上的多个导电片正对匹配形成通路。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有导位条，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上匹配地设有导位槽，该机械电子关封插装在该托架座中，该导位条匹配插装在该导位槽中。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的托架座固定安装在集装箱箱门的外侧面上。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的托架座贯穿固设在集装箱箱门的门板上，该托架座的关封安装孔的部分连同封装在该托架座中的所述的天线置于集装箱箱外，该托架座其余部分置于集装箱箱内。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的处理电路至少包括：
控制单元，进行数据处理；
接口管理模块，与该控制单元连接，当所述的机械电子关封插装在所述的托架座的关封安装孔内时还与该机械电子关封中的检测导线和芯片连接；
数据存储模块，与该控制单元连接，存储数据；
时钟模块，与该控制单元连接，提供实时时钟；
射频收发模块，与该控制单元及所述的天线连接；
电源管理模块，与该控制单元连接，为各模块单元提供稳定的电能；以及
电压监测模块，与该控制单元连接，监测系统的电压状态。
所述的集装箱的安全智能装置，其中，所述的处理电路执行如下操作：
检测步骤，检测所述的机械电子关封中的检测导线的通断，如果该检测导线是导通的则提供启动信号进入下一步骤，如果检测导线断开，发出报警信号，并将时间写入数据存储模块；
读取步骤，读取该机械电子关封中的芯片中的集装箱的ID号，并将ID号和时间写入所述的数据存储模块。
一种集装箱的机械电子关封，该机械电子关封中内置有检测导线和写有ID号的芯片，该机械电子关封贯穿插装在集装箱的托架座的关封安装孔和集装箱的锁杆手柄上的关封安装孔中，该机械电子关封内的检测导线、芯片与该托架座内的处理电路之间形成电连接通路.
所述的集装箱的机械电子关封，其中，所述的写有ID号的芯片为只读芯片。
所述的集装箱的机械电子关封，其中，所述的检测导线匹配于所述的机械电子关封延伸布设而同步被断开。
所述的集装箱的机械电子关封，其中，所述的机械电子关封包括：
插销，该插销包括柱状销体和固设于该销体的一端且外径大于该销体外径的头体，所述的检测导线和所述的芯片封装在该插销中；以及
锁头，该锁头未工作时与插销分离放置，工作时与该插销的销体的另一端正常插装后不可拆卸。
所述的集装箱的机械电子关封，其中，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有分别与所述的检测导线和所述的芯片连接的多个导电片。
一种集装箱的具有电子监测功能的托架座，其固定安装在集装箱的箱门上，该托架座上设有关封安装孔，该托架座中内置有的形成电连接的天线、处理电路和电源；集装箱的机械电子关封插装在该托架座的关封安装孔内，该托架座内的处理电路与该机械电子关封中的电子元器件之间形成电连接通路。
所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其中，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上设有与所述的处理电路连接的多个导电片，该机械电子关封插装在该托架座中，该托架座上的多个导电片与该机械电子关封中的电子元器件正对匹配形成通路。
所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其中，所述的托架座固定安装在集装箱箱门的外侧面上。
所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其中，所述的托架座贯穿固设在集装箱箱门的门板上，该托架座的关封安装孔的部分连同封装在该托架座中的所述的天线置于集装箱箱外，该托架座其余部分置于集装箱箱内。
所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其中，所述的处理电路至少包括：
控制单元，进行数据处理；
接口管理模块，与该控制单元连接，当所述的机械电子关封插装在所述的托架座的关封安装孔内时还与所述的关封中的电子元器件连接；
数据存储模块，与该控制单元连接，存储数据；
时钟模块，与该控制单元连接，提供实时时钟；
射频收发模块，与该控制单元及所述的天线连接。
电源管理模块，与该控制单元连接，为各模块单元提供稳定的电能；以及
电压监测模块，与该控制单元连接，监测系统的电压状态。
所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其中，所述的处理电路执行如下操作：
检测步骤，检测所述的机械电子关封的通断，如果是导通的则提供启动信号进入下一步骤，如果断开，发出报警信号，并将时间写入数据存储模块；
读取步骤，读取该机械电子关封中的集装箱的ID号，并将ID号和时间写入所述的数据存储模块。
本发明的集装箱的安全智能装置具有物理门封结构和电子实时监测双重功能，既可目测关封的物理结构的完整无损来进行监测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录，起到安全保护的作用。
本发明的机械电子关封采用机电结合的原理，与传统的机械关封相比，能够实现关封号和关封状态的自动记录存储和无线自动识别，关封通断状态的自动检测和报警；与一般的电子关封相比，本发明关封的物理结构为一次性，确保了高安全性。
同时，负责数据存储和发射部分的托架座取代集装箱传统的托架座固定在集装箱上，或内嵌在集装箱内部，只有天线部分和与关封交接部分伸出集装箱外表面，该托架座可重复使用，从而又解决了一般的电子关封一次性使用的高成本问题。
附图说明
为更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1为本发明的机械电子关封和托架座安装于集装箱箱门上的结构示意图；
图2为图1的另一角度的结构示意图，图2中并未画锁杆手柄；
图3为图2的另一角度的结构示意图，图3中并未画机械电子关封；
图4为本发明的托架座的处理电路的原理框图；
图5为本发明的机械电子关封的结构示意图。
附图中的各标号为：
1托架座
11关封安装孔
111导位槽
2机械电子关封
21插销
211头体212销体213导位条214导电片
22锁头
3锁牌盖
31关封安装孔32衬套
4锁牌
5锁杆手柄
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
图1至图3中所示的为本发明的机械电子关封2和托架座1安装于集装箱箱门上，图1中只画出了箱门的部份结构即箱门上的锁牌4；箱门的其它构件不是本发明特征所在之处，此处不再赘述；
托架座1固定安装在锁牌4上，托架座1上设有关封安装孔11；锁牌4上位于托架座1的上方通过衬套32枢接有锁牌盖3，锁牌盖3上匹配设有关封安装孔31；当箱门关闭时，锁杆手柄5卡装在托架座1、锁牌盖3和锁牌4合围成的空隙中，锁杆手柄5上也匹配地设关封安装孔；
如图5所示，机械电子关封2包括插销21和锁头22；插销21包括圆柱状销体212和固设于销体212的一端且外径大于销体212外径的头体211，销体212外圆柱面上设有导位条213和四片导电片214；四个导电片214中，两片为电源和地，一片为数据线，另一片为通断检测端；插销21中封装有检测导线和写有ID号的只读芯片，检测导线必然与插销21同步被断开，检测导线与通断检测端连接，只读芯片与电源、地和数据线连接；锁头22未工作时与插销21分离放置，工作时一旦与插销21正常插装后便不可拆卸；
施封时，插销21的销体212依次插入锁牌盖3上的关封安装孔31、锁杆手柄5上的关封安装孔、托架座1上的关封安装孔11中，一端的头体211顶住锁牌盖3，销体212的另一端部插装锁紧在锁头22内，则完成施封，只有强行破坏机械电子关封2，如剪断销体212或强行分离销体212和锁头22，也就会同步破坏检测导线，否则无法转动锁杆手柄5；
如图3所示，托架座1上的关封安装孔11的孔壁上设有导位槽111及四个导电片(图中并未示出)；四个导电片中，两片为电源和地，一片为数据线，另一片为通断检测端；托架座1中内置有天线、处理电路和作为电源的电池；
如图4所示，处理电路包括控制单元、接口管理模块、数据存储模块、时钟模块、射频收发模块、电源管理模块、电压监测模块；控制单元进行数据操作；接口管理模块与控制单元连接，还与关封安装孔11的孔壁上的四片导电片电连接；数据存储模块与控制单元连接，存储数据；时钟模块与控制单元连接，提供实时时钟，检测导线的通断信息与时间信息绑定后作为一条记录再保存；射频收发模块与控制单元及天线连接，进行无线收发；电源管理模块与控制单元、接口管理模块和电池连接，提供工作电源；电压监测模块与控制单元连接，电压检测模块提供对电池电压状态的检测信息，预测机械电子关封的状态和使用寿命。
托架座1在箱门上的安装方式有两种：一种是，托架座1固定安装在集装箱的箱门的外侧面上；另一种是，托架座1贯穿固设在集装箱箱门的门板上，托架座设有关封安装孔的部分连同封装在托架座中的天线置于集装箱箱外，托架座其余部分置于集装箱箱内。图1至图3中所示的为第一种安装方式。
当机械电子关封2的插销21的销体212插在托架座1的关封安装孔11中时，导位条213匹配插装在导位槽111中以保证插入定位，托架座1上的导电片与关封2上的导电片213匹配正对连接，即处理电路与检测导线、只读芯片导通，处理电路执行如下操作：如果检测导线是导通的，接口管理模块的信号通断检测端的电平将会由低电平变为高电平，电平的跳变会提供一中断，将处理电路由睡眠模式唤醒，这种设计是为了降低功耗，启动控制单元读取只读芯片中的ID号，并将ID号和时间记入存储模块；施封时，即关封刚插入托架座中时，如果检测到检测导线是断开的，会报警提示关封故障，不可施封；而在运输过程中，一旦关封被剪断，则检测导线断开，信号检测端将会由高电平变为低电平，控制单元将此信息和对应时间信息一并记入存储模块中。
施封、解封、剪断、查询等各种事件信息保存在数据存贮模块，外部阅读器以无线方式与托架座中的处理电中进行通讯，读出数据，从而自动识别ID号，判断关封状态，以及查询历史记录等。
工作人员对机械电子关封和托架座的操作如下：
首先，授权用户通过读写器对托架座进行初始化，初始化过程中读写器与托架座之间以无线方式进行通讯，对托架座中原有保存的过期历史记录清除。航次开始时，写入本航次的集装箱号、仓单号、封箱人代码、封箱时间。当关封插入锁紧后，托架座自动识别关封的ID号，关封的通断状态，并自动读取ID码，存储在数据存储模块中。
手持式读写器可通过GPRS/CDMA等网络将识别到的托架座中信息如集装箱号、托架座ID码、关封ID码、关封状态，正常操作和报警等历史事件记录等发送给后台数据中心。
后台数据中心经过验证后，将集装箱号、托架座ID、子关封ID等进行绑定，当一个航程结束，后台数据中心将此托架座对应航程中机械电子关封的通断信息和集装箱过闸信息作为一个完整记录保存下来。当一个航程结束时，用户通过阅读器可读取保存在托架座的数据存储模块上的集装箱号和托架座ID码以及对应的机械电子关封通断信息等，并可判断集装箱在运输过程中是否发生过关封的非法剪断，从而判断集装箱运输过程是否存在安全问题。
当海关人员或者普通用户需要对集装箱进行查验时，剪断关封，进箱查验。确认后，重新换上另一关封，托架座读取并保存此新关封ID码并通过时钟模块记录对应的时间信息。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (21)
1.一种集装箱的安全智能装置，其特征在于，包括：
托架座，其固定安装在集装箱的箱门上，该托架座上设有关封安装孔，该托架座中内置有形成电连接的天线、处理电路和电源；以及
机械电子关封，其贯穿插装在该托架座的关封安装孔和集装箱的锁杆手柄上的关封安装孔中，该机械电子关封中内置有检测导线和写有ID号的芯片；
该机械电子关封插装在该托架座的关封安装孔内，该机械电子关封内的导线、芯片与该托架座内的处理电路之间形成电连接通路。
2.根据权利要求1所述的集装箱的安全智能装置，其特征在于，所述的写有ID号的芯片为只读芯片。
3.根据权利要求1所述的集装箱的安全智能装置，其特征在于，所述的检测导线匹配于所述的机械电子关封延伸布设而同步被断开。
4.根据权利要求1所述的集装箱的安全智能装置，其特征在于，所述的机械电子关封包括：
插销，该插销包括柱状销体和固设于该销体的一端且外径大于该销体外径的头体，所述的检测导线和所述的芯片封装在该插销中；以及
锁头，该锁头未工作时与插销分离放置，工作时与该插销的销体的另一端正常插装后不可拆卸。
5.根据权利要求4所述的集装箱的安全智能装置，其特征在于，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有分别与所述的检测导线和所述的芯片连接的多个导电片，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上设有与所述的处理电路连接的多个导电片，该机械电子关封插装在该托架座中，该机械电子关封上的多个导电片与该托架座上的多个导电片正对匹配形成通路。
6.根据权利要求4所述的集装箱的安全智能装置，其特征在于，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有导位条，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上匹配地设有导位槽，该机械电子关封插装在该托架座中，该导位条匹配插装在该导位槽中。
7.根据权利要求1所述的安全智能装置，其特征在于，所述的托架座固定安装在集装箱箱门的外侧面上。
8.根据权利要求1所述的安全智能装置，其特征在于，所述的托架座贯穿固设在集装箱箱门的门板上，该托架座的关封安装孔的部分连同封装在该托架座中的所述的天线置于集装箱箱外，该托架座其余部分置于集装箱箱内。
9.根据权利要求1所述的安全智能装置，其特征在于，所述的处理电路至少包括：
控制单元，进行数据处理；
接口管理模块，与该控制单元连接，当所述的机械电子关封插装在所述的托架座的关封安装孔内时还与该机械电子关封中的检测导线和芯片连接；
数据存储模块，与该控制单元连接，存储数据；
时钟模块，与该控制单元连接，提供实时时钟；
射频收发模块，与该控制单元及所述的天线连接；
电源管理模块，与该控制单元连接，为各模块单元提供稳定的电能；以及
电压监测模块，与该控制单元连接，监测系统的电压状态。
10.根据权利要求9所述的安全智能装置，其特征在于，所述的处理电路执行如下操作：
检测步骤，检测所述的机械电子关封中的检测导线的通断，如果该检测导线是导通的则提供启动信号进入下一步骤，如果检测导线断开，发出报警信号，并将时间写入数据存储模块；
读取步骤，读取该机械电子关封中的芯片中的集装箱的ID号，并将ID号和时间写入所述的数据存储模块。
11.一种集装箱的机械电子关封，其特征在于，该机械电子关封中内置有检测导线和写有ID号的芯片，该机械电子关封贯穿插装在集装箱的托架座的关封安装孔和集装箱的锁杆手柄上的关封安装孔中，该机械电子关封内的检测导线、芯片与该托架座内的处理电路之间形成电连接通路。
12.根据权利要求11所述的集装箱的机械电子关封，其特征在于，所述的写有ID号的芯片为只读芯片。
13.根据权利要求11所述的集装箱的机械电子关封，其特征在于，所述的检测导线匹配于所述的机械电子关封延伸布设而同步被断开。
14.根据权利要求11所述的集装箱的机械电子关封，其特征在于，所述的机械电子关封包括：
插销，该插销包括柱状销体和固设于该销体的一端且外径大于该销体外径的头体，所述的检测导线和所述的芯片封装在该插销中；以及
锁头，该锁头未工作时与插销分离放置，工作时与该插销的销体的另一端正常插装后不可拆卸。
15.根据权利要求14所述的集装箱的机械电子关封，其特征在于，所述的机械电子关封的插销外侧面上设有分别与所述的检测导线和所述的芯片连接的多个导电片。
16.一种集装箱的具有电子监测功能的托架座，其固定安装在集装箱的箱门上，该托架座上设有关封安装孔，其特征在于：该托架座中内置有形成电连接的天线、处理电路和电源；集装箱的机械电子关封插装在该托架座的关封安装孔内，该托架座内的处理电路与该机械电子关封中的电子元器件之间形成电连接通路。
17.根据权利要求16所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其特征在于，所述的托架座的关封安装孔的孔壁上设有与所述的处理电路连接的多个导电片，该机械电子关封插装在该托架座中，该托架座上的多个导电片与该机械电子关封中的电子元器件正对匹配形成通路。
18.根据权利要求16所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其特征在于，所述的托架座固定安装在集装箱箱门的外侧面上。
19.根据权利要求16所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其特征在于，所述的托架座贯穿固设在集装箱箱门的门板上，该托架座的关封安装孔的部分连同封装在该托架座中的所述的天线置于集装箱箱外，该托架座其余部分置于集装箱箱内。
20.根据权利要求16所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其特征在于，所述的处理电路至少包括：
控制单元，进行数据处理；
接口管理模块，与该控制单元连接，当所述的机械电子关封插装在所述的托架座的关封安装孔内时还与所述的关封中的电子元器件连接；
数据存储模块，与该控制单元连接，存储数据；
时钟模块，与该控制单元连接，提供实时时钟；
射频收发模块，与该控制单元及所述的天线连接；
电源管理模块，与该控制单元连接，为各模块单元提供稳定的电能；以及
电压监测模块，与该控制单元连接，监测系统的电压状态。
21.根据权利要求20所述的集装箱的具有电子监测功能的托架座，其特征在于，所述的处理电路执行如下操作：
检测步骤，检测所述的机械电子关封的通断，如果是导通的则提供启动信号进入下一步骤，如果断开，发出报警信号，并将时间写入数据存储模块；
读取步骤，读取该机械电子关封中的集装箱的ID号，并将ID号和时间写入所述的数据存储模块。
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