CN101276422A - 基于射频识别的危险品物流智能监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物流监控技术领域的基于射频识别的危险品物流智能监管系统及方法。本发明在危险品包装箱内安装危险品包装箱状态监控系统，实时采集危险品物理状态并写入容器外的RFID标签中；采用危险品车载监控系统、各监控站和途中检查站在物流全过程中对RFID标签信息进行实时读写，并与危险品物流集成监管平台动态交换危险品物流信息、状态信息、安全信息、车辆行驶状态信息；采用危险品物流集成监管平台实现物流过程的集中监管并提供远程用户实时查询，形成多级实时监控、同步及时报警、故障自动处理、逻辑分布统一的危险品物流智能监控，完整实现了危险品物流过程的分布多级监控、过程实时跟踪、自动错误处理和远程实时查询。

Description

基于射频识别的危险品物流智能监管系统及方法

技术领域

本发明涉及一种检测技术领域的系统及方法，具体地说，涉及的是一种基于射频识别(RFID)的危险品物流智能监管系统及方法。

背景技术

近年来我国危险货物道路运输事故较多，对道路沿线周围的居民、生态环境造成极大损害。据统计，我国95％以上的危险化学品属于长途运输问题，如液氨的年流动量达80万吨，液氯的年流动量达170万吨，其中80％左右是通过道路长途运输的。危险货物在运输时，存在着潜在危险性，一旦发生交通事故，其灾难性后果波及面广，影响十分严重。

目前，危险货物运输环节存在许多不安全因素，并缺乏有效的监管手段。一方面，政府和企业对于危险货物运输过程中存在的恶性事故和可能被劫持进行恐怖活动的潜在危险，缺乏有效的科技监控手段，无法对不安全事件进行预警，事故发生以后也无法及时获取支持应急响应的相关信息；另一方面，司乘人员在车辆驾驶过程中存在超速、超载等违规行为，车辆行驶过程中不按照预定路线行驶或违规进出目标区域，无法及时获取危险货物货物状态信息，这些因素都是安全隐患。因此，如何运用先进技术保障危险货物运输过程中的安全问题，提高整个危险货物运输行业的安全水平，是目前迫切需要解决的问题。为适应对危险品之类特殊货物的运输安全监管，目前普遍采取车载监视终端和远程监控中心配合的方法，由车载终端实时发送自身位置、行驶速度等车辆信息，监控中心实现实时跟踪车辆位置、进行运输路径规划，并接收车载终端的人工报警请求等功能。

经对现有技术的文献检索发现，许松华在其硕士学位论文“危险货物运输监控系统关键技术研究”[北京交通大学.2007]中，分析了危险货物运输车辆监控系统的关键技术，提出了危险货物运输监控系统框架，实现了危险货物监控系统的初步开发，其采用条形码作为货物信息存储单元，车载系统实时将货物种类和自身车速、GPS位置等信息上传给监控中心进行管理。检索中还发现，连保康等人在《安全与环境学报》[2006.6 Supplement：173-175]上发表的论文“危险品的GPS运输监控技术现状分析”中，指出今后危险品运输监控技术的发展趋势是，综合利用条形码技术获取危化品信息，有效集成GPS(全球定位系统)、TRANS-GIS(交通地理信息系统)、GSM(全球移动通信系统)等通信技术，建立智能化全程监控危化品的运输系统，通过车辆的动态定位而间接实现对危险品进行动态跟踪管理，以保证相应危险品的各种信息在安全、公安、消防、交通、环保、卫生等部门之间共享。但这些技术均无法做到对危险品物理量进行实时监测和集成监管。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于射频识别的危险品物流智能监管系统及方法，使其解决背景技术中危险品监控系统无法对危险品状态进行实时采集处理并传输的问题，实现对危险品物理状态、动态物流信息等实时智能的监管。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，包括：装箱点监控站、多个途中检查站、卸箱点监控站、危险品包装箱状态监控系统、危险品车载监控系统和危险品物流集成监管平台。这些子系统协作完成危险品物流过程的实时监管，其中：

所述装箱点监控站负责危险品包装箱状态监控系统和危险品车载监控系统的安装、模块初始化和物流信息远程预录提交；

所述多个途中检查站负责对进站车辆的危险品包装箱进行状态采集、安全信息校验，并将结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述卸箱点监控站负责对车辆的危险品包装箱进行状态采集、安全信息校验，必要时拆除危险品包装箱状态监控系统，并将结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述危险品包装箱状态监控系统负责对包装箱内各待检物理量进行实时采集，并定时写入包装箱RFID标签，同时还执行危险品车载监控系统转发过来的指令；

所述危险品车载监控系统负责实时采集包装箱RFID标签中的危险品状态信息、包装箱安全信息，通过车载传感器实时采集GPS位置、车速等信息，通过GPRS通信模块实现与危险品物流集成监管平台的实时数据交换，对这些信息进行安全报警和数据上传，自动实现故障处理，同时还接受危险品物流集成监管平台的各种指令实现各类信息的实时查询等任务；

所述危险品物流集成监管平台负责与各个危险品车载监控系统进行无线数据交换，与各装箱点监控站、卸箱点监控站、途中检查站通过Internet交换数据，对各类数据进行校验、集中存储等处理，实现对各危险品运输车辆实时跟踪，危险品状态全局监控，各类报警和故障处理，对车辆进行路径规划，并处理用户远程登录查询等请求。

所述装箱点监控站，包括装箱点监控终端模块、第一固定式RFID读写设备、单片机编程器。其中：

所述装箱点监控终端模块控制第一固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，装箱点监控终端模块控制单片机编程器实现包装箱状态采集监控模块单片机的程序下载，装箱点监控终端模块为操作员提供操作界面，将其中使用的相关物流信息以及初始化信息通过网络浏览器登录危险品物流集成监管平台Web网站，进行物流初始信息的预录；

所述第一固定式RFID读写设备与装箱点监控终端模块通信，实现对RFID标签的无线读写；

所述单片机编程器接收装箱点监控终端模块提供的单片机程序文件，将程序下载到包装箱状态采集监控模块单片机中。

所述途中检查站，包括途中检查站监控终端模块、第二固定式RFID读写设备、第一手持PDA(个人数字助理)。其中：

所述检查站监控终端模块控制第二固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，并导入第一手持PDA的数据；检查站监控终端模块对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理，同时将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理，并为操作员提供操作界面；

所述第二固定式RFID读写设备由检查站监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述第一手持PDA，用于人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其检查站监控终端模块导出这些信息。

所述卸箱点监控站，包括卸箱点监控终端模块、第三固定式RFID读写设备、第二手持PDA。其中：

所述卸箱点监控终端模块为操作员提供操作界面，控制固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，并导入第二手持PDA的数据，卸箱点监控终端模块还对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理，并将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述第三固定式RFID读写设备由卸箱点监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述第二手持PDA，用于人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其卸箱点监控终端模块导出这些信息。

所述危险品包装箱状态监控系统包括箱内的包装箱状态采集与监控模块、传感器组、箱内RFID读写设备、包装箱RFID标签和第一报警指示单元。其中：

所述包装箱状态采集与监控模块是该系统处理核心，通过查询传感器组各采集通道，对包装箱内各待检物理量进行实时采集，对监控参量进行判定，若参量超过预定报警值，则启动第一报警指示单元(警报灯、蜂鸣器等)进行本地报警，包装箱状态采集与监控模块根据预设上报频率，通过箱内RFID读写设备，将监控参量数值写入包装箱RFID标签，并根据预设下载频率，对包装箱RFID标签内专用指令存储区进行读取，以执行危险品车载监控系统转发过来的特殊指令(如改变采集频率、屏蔽采集通道等)；

所述箱内RFID读写设备由包装箱状态采集与监控模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述传感器组对待测物理量进行采集，每个传感器分别联接包装箱状态采集与监控模块的一个采集通道；

所述包装箱RFID标签，其中存储了危险品的各类信息，包括物流信息、危险品状态信息、门封安全信息、监控指令信息；

所述报警指示单元接收包装箱状态采集与监控模块输出的报警信号后动作，向附近人员发出警报。

所述危险品车载监控系统，包括车载监控终端模块、车载RFID设备、GPS接收机、GPRS通信模块、显示屏、第二报警指示单元。其中：

所述车载监控终端模块控制车载RFID设备对包装箱RFID标签进行读写，实时采集危险品包装箱的各种状态信息，并通过GPRS通信模块实现与危险品物流集成监管平台的实时数据交换，按预设上报频率上传各种数据，接收危险品物流集成监管平台发送的各种指令并执行，车载监控终端模块还向显示屏输出，实时显示各类信息，当包装箱监控状态或安全状态异常时，输出信号触发第二报警指示单元及时进行本地报警，通知车上人员进行处理；

所述车载RFID设备由车载监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述GPS接收机通过GPS天线与卫星通信，实时接收GPS数据，车载监控终端模块采集这些数据并处理；

所述GPRS通信模块通过GPRS天线与移动网络通信，实现车载监控终端模块与危险品物流集成监管平台的无线通信。

所述危险品物流集成监管平台包括集成监管模块、实时数据库和远程监管网站。其中：

所述集成监管模块与各个运输车辆的危险品车载监控系统进行无线数据交换，对危险品车载监控系统上传的报文进行解析，按报文命令字进行对应处理：①校验初始化申请，校验实时数据库中预录信息，向车载系统发送初始化报文；②将上报的危险品状态数据存入实时数据库；③接收故障或报警请求，实现本地报警并自动反馈报文进行处理(如屏蔽故障采集通道)；④接受路径规划申请，发送下一批途经地点和危险地点的数据；⑤接受主动休眠申请，发送允许休眠报文；

所述集成监管模块对实时数据库进行监视、读写操作，交换各类命令和数据信息，通过查询数据库中的远程用户请求，生成查询报文发送给相应的危险品车载监控系统，使其执行对应任务；

所述集成监管模块为管理员提供监控管理界面，可全局查看所有危险品物流信息、危险品安全信息、危险品状态信息、车辆位置信息、故障和报警信息等；集成监管模块还根据当前故障和报警信息进行本地报警，提示管理员做出处理；

所述实时数据库集中存储危险品物流监控过程各类信息，包括危险品物流信息、包装箱RFID标签安全信息、危险品实时监控参量数据、危险品车载监控系统状态、各类故障和报警状态、远程查询信息、用户账户信息；

所述远程监管网站，为危险品货代、用户等提供物流信息和监控状态实时查询；为装箱点监控站、卸箱点监控站、途中检查站提供远程数据录入修改等服务。

本发明所涉及的基于射频识别的危险品物流智能监管方法，具体为：在危险品包装箱内安装一套危险品包装箱状态监控系统，实时采集危险品物理状态并写入容器外的RFID标签中，然后采用危险品车载监控系统、各监控站和途中检查站在物流全过程中对RFID标签信息进行实时读写，并与危险品物流集成监管平台动态交换危险品物流信息、状态信息、安全信息、车辆行驶状态等信息；危险品物流集成监管平台实现物流过程的集中监管并提供远程用户实时查询；形成一套“多级实时监控、同步及时报警、故障自动处理、逻辑分布统一”的危险品物流智能监控方法，完整实现了危险品物流过程的分布多级监控、过程实时跟踪、自动错误处理和远程实时查询。

与现有技术相比，本发明是综合RFID、GPS、GIS、GPRS等技术的集成智能监管系统，在危险品物流全过程中，对危险品物理状态、动态物流信息等进行全面实时监控并及时报警处理，完整实现了危险品物流过程的分布多级监控、过程实时跟踪、自动错误处理和远程实时查询。系统具有极强的实时性、安全性、容错性和可伸缩性。本发明适用于危险品封闭包装运输监控各种场合。

附图说明

图1为本发明危险品物流过程智能监管系统结构图

图2为危险品包装箱状态监控系统结构图

图3为危险品车载监控系统结构图

图4为危险品物流集成监管平台结构图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例危险品物流智能监管系统包括装箱点监控站1、危险品包装箱状态监控系统2、危险品车载监控系统3、多个途中检查站4、危险品物流集成监管平台5、卸箱点监控站6。这些子系统协作完成危险品物流过程的实时监管。

1.装箱点监控站

装箱点监控站主要由装箱点监控终端模块、固定式RFID读写设备(包括固定式RFID读写器及RFID天线)、单片机编程器组成。装箱点监控站主要任务为初始化危险品物流过程，包括对危险品包装箱状态监控系统、危险品车载监控系统的安装初始化以及危险品物流过程初始数据的预录。各部件的主要功能如下：

1)装箱点监控终端模块

装箱点监控终端模块具体功能为：①装箱点监控终端模块控制固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作；②装箱点监控终端模块控制单片机编程器实现包装箱状态采集监控模块单片机的程序下载；③操作员将装箱点监控终端模块中使用的相关物流信息以及初始化信息通过网络浏览器登录危险品物流集成监管平台Web网站，进行物流初始信息的预录；为操作员提供操作界面。

2)固定式RFID读写设备

固定式RFID读写器与装箱点监控终端模块通信，通过RFID天线实现电信号和射频信号间的相互转换，实现对RFID标签的无线读写。

3)单片机编程器

单片机编程器接收装箱点监控终端模块提供的单片机程序文件，将程序下载到包装箱状态采集监控模块单片机中。

2.途中检查站

途中检查站主要由途中检查站监控终端模块、固定式RFID读写设备(包括固定式RFID读写器及RFID天线)、手持PDA(个人数字助理)组成。途中检查站主要任务为对危险品RFID标签中各种信息进行校验，如出现非安全或报警情况，提示操作员立即进行处理；同时将信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理。各部件的主要功能如下：

1)检查站监控终端模块

检查站监控终端模块具体功能为：①控制固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作；②导入手持PDA的数据；③对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理；④将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；⑤为操作员提供操作界面。

2)固定式RFID读写设备

固定式RFID读写器由检查站监控终端模块控制，通过RFID天线实现电信号和射频信号间的相互转换，实现对RFID标签的无线读写。

3)手持PDA

操作员利用手持PDA可以人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其检查站监控终端模块导出这些信息。

3.卸箱点监控站

卸箱点监控站主要由卸箱点监控终端模块、固定式RFID读写设备(包括固定式RFID读写器及RFID天线)、手持PDA组成。卸箱点监控站主要任务为对危险品RFID标签中各种信息进行校验，如出现非安全或报警情况，提示操作员立即进行处理；同时将信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理。各部件的主要功能如下：

1)卸箱点监控终端模块

卸箱点监控终端模块具体功能为：为操作员提供操作界面；控制固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作；导入手持PDA的数据；对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理；将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理。

2)固定式RFID读写设备

固定式RFID读写器由卸箱点监控终端模块控制，通过RFID天线实现电信号和射频信号间的相互转换，实现对RFID标签的无线读写。

3)手持PDA

操作员利用手持PDA可以人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其卸箱点监控终端模块导出这些信息。

4.危险品包装箱状态监控系统

危险品包装箱状态监控系统由箱内的包装箱状态采集与监控模块、传感器组、箱内RFID读写设备(包括固定式RFID读写器及RFID天线)、包装箱RFID标签和报警指示单元组成。各部件的主要功能如下：

1)包装箱状态采集与监控模块

包装箱状态采集与监控模块是该系统处理核心，通过查询传感器组各采集通道，对包装箱内各待检物理量进行实时采集，对监控参量进行判定，若参量超过预定报警值，则启动报警指示单元(警报灯、蜂鸣器等)进行本地报警；根据预设上报频率，通过箱内RFID固定式读写器，将监控参量数值写入包装箱RFID标签；根据预设下载频率，对包装箱RFID标签内专用指令存储区进行读取，以执行危险品车载监控系统转发过来的特殊指令(如改变采集频率、屏蔽采集通道等)。

2)箱内RFID读写设备

固定式RFID读写器由包装箱状态采集与监控模块控制，通过RFID天线实现电信号和射频信号间的相互转换，实现对RFID标签的无线读写。

3)传感器组

传感器组由一组传感器组成，传感器种类、个数及布局依据监控要求而定。传感器组按一定布局要求安装在包装箱内，对待测物理量进行采集，每个传感器分别联接包装箱状态采集与监控模块的一个采集通道。

4)包装箱RFID标签

包装箱RFID标签中存储了危险品的各类信息，包括物流信息、危险品状态信息、门封安全信息、监控指令信息。包装箱RFID标签可被各种固定式RFID读写器、手持PDA进行通信；标签内信息进授权后可被相应的读写设备读取或写入。

5)报警指示单元

报警指示单元包括报警灯和蜂鸣器，安装在包装箱外壳上。当接收到包装箱状态采集与监控模块输出的报警信号后动作，向附近人员发出警报。

5.危险品车载监控系统

危险品车载监控系统由车载监控终端模块、车载RFID设备(包括固定式RFID读写器和RFID天线)、GPS接收机(包括GPS天线)、GPRS通信模块(包括GPRS天线)、显示屏、键盘、报警指示单元组成。各部件的主要功能如下：

1)车载监控终端模块

车载监控终端模块控制车载RFID读写器对包装箱RFID标签进行读写，实时采集危险品包装箱的各种状态信息；通过GPRS通信模块实现与危险品物流集成监管平台的实时数据交换，按预设上报频率上传各种数据，接收危险品物流集成监管平台发送的各种指令并执行；向显示屏输出，实时显示各类信息；当包装箱监控状态或安全状态异常时，输出信号触发报警指示单元及时进行本地报警，通知车上人员进行处理。

2)车载RFID设备

车载RFID读写器由车载监控终端模块控制，通过RFID天线实现电信号和射频信号间的相互转换，实现对RFID标签的无线读写。

3)GPS接收机

GPS接收机通过GPS天线与卫星通信，实时接收GPS数据(GPS位置坐标、行驶方向、行驶速度等)，车载监控终端模块采集这些数据并处理。

4)GPRS通信模块

GPRS通信模块通过GPRS天线与移动网络通信，实现车载监控终端模块与危险品物流集成监管平台的无线通信。

5)显示屏

显示屏实时指示危险品各状态参量值、门封安全状态、车辆GPS数据和报警状态等，供司机随时观察。

6)键盘

车上人员通过键盘操作实现各种状态的指示进行切换、系统开启/关闭、紧急复位、系统重置等。

7)报警指示单元

报警指示单元包括车载报警指示灯、蜂鸣器等，当故障或报警情况发生时车载监控终端模块输出信号触发报警指示单元，提示司机采取相应措施。

6.危险品物流集成监管平台

危险品物流集成监管平台主要由集成监管模块、实时数据库和远程监管网站组成。各部分主要功能如下：

1)集成监管模块

a)集成监管模块与各个运输车辆的危险品车载监控系统进行无线数据交换，对危险品车载监控系统上传的报文进行解析，按报文命令字进行对应处理：①校验初始化申请，校验实时数据库中预录信息，向车载系统发送初始化报文；②将上报的危险品状态数据存入实时数据库；③接收故障或报警请求，实现本地报警并自动反馈报文进行处理(如屏蔽故障采集通道)；④接受路径规划申请，发送下一批途经地点和危险地点的数据；⑤接受主动休眠申请，发送允许休眠报文。

b)对实时数据库进行监视、读写操作，交换各类命令和数据信息，通过查询数据库中的远程用户请求，生成查询报文发送给相应的危险品车载监控系统，使其执行对应任务。

c)为管理员提供监控管理界面，可全局查看所有危险品物流信息、危险品安全信息、危险品状态信息、车辆位置信息、故障和报警信息等。

d)根据当前故障和报警信息进行本地报警，提示管理员做出处理。

2)实时数据库

实时数据库集中存储危险品物流监控过程各类信息，包括危险品物流信息、包装箱RFID标签安全信息、危险品实时监控参量数据、危险品车载监控系统状态、各类故障和报警状态、远程查询信息、用户账户信息。

3)远程监管网站

为危险品货代、用户等提供物流信息和监控状态实时查询；为装箱点监控站、卸箱点监控站、途中检查站提供远程数据录入修改等服务。

本实施例上述的系统具体工作时，流程如下：

1.装箱阶段

1)初始化危险品包装箱状态监控系统

在装箱前，操作员根据危险品待监控参量选取对应的传感器组，按照监控要求选取合适的空间布局安装在包装箱内。通过装箱点监控站固定式RFID读写器将待运输的危险品物流信息、监控参量初始化信息写入危险品包装箱状态监控系统的包装箱RFID标签中，并为其分配一个全球唯一的ID。通过单片机编程器将对应选定监控传感器组的单片机程序录入包装箱状态采集与监控模块中，并将其与包装箱RFID标签ID绑定，使其仅可对该标签进行读写操作。完成上述初始化后，为包装箱安装完成其他组件(如报警灯、蜂鸣器等)，装箱完成后，关闭箱门后装上包装箱RFID标签，插入门封锁销。

2)初始化危险品车载监控系统

待危险品包装箱车辆进站后，若该车未安装危险品车载监控系统，则为其安装并初始化。按下危险品车载监控系统的硬件复位按钮，清除原有所有配置信息。

3)预录危险品物流及监管信息

装箱点监控站操作员通过远程登录危险品物流集成监管平台Web网站，将危险品物流信息、监控参量与采集通道、包装箱RFID标签ID和危险品车载监控系统ID预录进入危险品物流集成监管平台的实时数据库。

2.运输阶段

危险品车载监控系统对包装箱RFID标签进行定时读写，采集危险品包装箱的各种状态信息；根据车载监控系统初始化时设定的参数阈值对RFID标签信息进行判断，当出现状态异常或故障时，及时进行本地报警，通知车上人员进行处理；通过无线通信网络实现与危险品物流集成监管平台的数据交换，按预设上报频率上传各种状态信息、GPS数据；接收集成监管平台发送的各种指令并执行；显示屏实时显示各类信息。

集成监管平台接收并处理各个危险品车载监控系统发送的数据报文，进行解析并依据报文类型进行处理；将危险品各类信息存入实时数据库；响应各种请求发送反馈报文；根据危险品车载监控系统初始化时设定的参数阈值对信息进行判断，当出现状态异常或故障时，及时进行本地报警，通知管理员进行处理，并自动生成错误处理报文发送给危险品车载监控系统；实时监视实时数据库中的远程用户查询请求，转换成报文发送给响应的危险品车载监控系统。

3.途中检查

当危险品包装箱车辆进站时，检查站人员通过检查站监控终端模块控制RFID读写设备，实现对RFID标签的各类信息采集(或者直接用手持PDA采集，再导入检查站监控终端模块中)。检查站监控终端模块自动校验包装箱RFID标签中的物流、门封安全、危险品物理状态等各类信息，如出现非安全或报警情况，可立即提示操作员进行处理；检查站监控终端模块将信息校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理。

4.卸箱阶段

当危险品包装箱车辆进站时，卸箱点人员通过卸箱点监控终端模块控制RFID读写设备，实现对RFID标签的信息采集(也可直接用手持PDA采集，再导入卸箱点监控终端模块中)。检查站监控终端模块将信息校验结果上传给危险品物流集成监管平台进行自动确认。若反馈信息指示运输全过程安全则可以卸箱进入堆场或卸箱，否则进行相应的报警处理。如该车辆不参与后续危险品监控运输，必要时可拆除危险品包装箱状态监控系统。

基于上述的系统，本发明所提供的监管方法是在危险品包装箱内安装一套危险品包装箱状态监控系统，实时采集危险品物理状态并写入箱外的RFID标签中；通过危险品车载监控系统、各监控站和检查站在物流全过程中对RFID标签信息进行实时读写，并与危险品物流集成监管平台动态交换危险品物流信息、状态信息、安全信息、车辆行驶状态等信息；危险品物流集成监管平台实现物流过程的集中监管并提供远程用户实时查询，完成一套“多级实时监控、同步及时报警、故障自动处理、逻辑分布统一”的危险品物流智能监控。

以下结合附图和具体工作步骤对本实施例的实施方式作如下说明：

本实施例以集装箱作为运输包装容器，实现了危险品在装箱点被装入集装箱，由安装危险品车载监控系统的集装箱卡车负责运输，途径2个检查站，最后运送到目的地卸箱点的全过程危险品物流实时智能监管。

图1为危险品物流过程智能监管流程图。如图所示，危险品在装箱点监控站1进行危险品包装箱状态监控系统2和危险品车载监控系统3的安装后，由危险品包装箱车辆进行运输。运输过程中，危险品车载监控系统3对危险品、包装箱、车辆等状态进行实时监控，并定时上报数据给危险品物流集成监管平台5；在驶入途中检查站4时，检查站对包装箱RFID标签进行数据读取和校验后，若无安全报警则继续进行运输；当危险品包装箱车辆驶入卸箱点监控站5时，该检查站对对包装箱RFID标签进行数据读取和校验后，若无安全报警则卸箱入库。物流全过程中，装箱点监控站1、危险品车载监控系统3、途中检查站4、卸箱点监控站6等各系统均与危险品物流集成监管平台5实现数据交换，实现了全过程的危险品物流实时智能监管。各类用户可远程登录监管平台5网站实时跟踪查询危险品各类信息。

图2为危险品包装箱状态监控系统结构图。如图所示，状态采集与监控模块7安装在危险品包装箱11内，实时采集各传感器组8的参量数据，进行阈值判断，若超限则输出指示灯9和蜂鸣器10实现本地报警；监控模块定时读写包装箱RFID标签12，进行监控状态和指令的数据交换；可以通过手持PDA13或固定读写器14对包装箱RFID标签12进行读写。

图3为危险品车载监控系统结构图。如图所示，主处理单元(车载监控终端模块)15是系统的处理核心，它控制RFID读写器17通过RFID天线16读写包装箱RFID标签进行数据交换，若出现故障或数据超限则输出指示灯18和蜂鸣器19进行本地报警提示司机采取措施；主处理单元15接收GPS接收机22通过GPS天线23采集的GPS信息，并通过GPRS通信模块24及无线通信天线25与危险品物流集成监管平台实现数据交换；同时主处理单元还接收司机的键盘20操作指令，并将各类状态信息实时输出给车载显示屏21。

图4为危险品物流集成监管平台结构图。如图所示，集成监管模块26包括主处理单元27、报警/故障处理模块31、管理员界面模块32、路径规划模块33、主调度模块34、报文编码器35、报文解码器36和通信模块37。主处理单元27是平台的核心处理部件，报文编码器35、报文解码器36分别负责对报文进行编码和解码，由通信模块37辅助实现主处理单元27和危险品车载监控系统3的报文通信；平台与网络直接交互的数据由主处理单元27直接和通信模块37交换；主处理单元27和实时数据库28间进行密切的数据交换，实现各类信息与指令的读写；主调度模块34对集成监管模块各子模块进行动态调度、监视及故障处理；监管Web站点29与远程用户30交互，读取实时数据库28中的信息提供给用户30，并接收用户的查询指令存入实时数据库28。

Claims (8)

1、一种基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征在于，包括：装箱点监控站、多个途中检查站、卸箱点监控站、危险品包装箱状态监控系统、危险品车载监控系统和危险品物流集成监管平台，这些子系统协作完成危险品物流过程的实时监管，其中：

所述装箱点监控站负责危险品包装箱状态监控系统和危险品车载监控系统的安装、模块初始化和物流信息远程预录提交；

所述多个途中检查站负责对进站车辆的危险品包装箱进行状态采集、安全信息校验，并将结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述卸箱点监控站负责对车辆的危险品包装箱进行状态采集、安全信息校验，必要时拆除危险品包装箱状态监控系统，并将结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述危险品包装箱状态监控系统负责对包装箱内各待检物理量进行实时采集，并定时写入包装箱RFID标签，同时还执行危险品车载监控系统转发过来的指令；

所述危险品车载监控系统负责实时采集包装箱RFID标签中的危险品状态信息、包装箱安全信息，通过车载传感器实时采集GPS位置、车速信息，通过GPRS通信模块实现与危险品物流集成监管平台的实时数据交换，对这些信息进行安全报警和数据上传，自动实现故障处理，同时还接受危险品物流集成监管平台的各种指令实现各类信息的实时查询任务；

所述危险品物流集成监管平台负责与各个危险品车载监控系统进行无线数据交换，与各装箱点监控站、卸箱点监控站、途中检查站通过Internet交换数据，对各类数据进行校验、集中存储处理，实现对各危险品运输车辆实时跟踪，危险品状态全局监控，各类报警和故障处理，对车辆进行路径规划，并处理用户远程登录查询请求。

2、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述装箱点监控站，包括装箱点监控终端模块、第一固定式RFID读写设备、单片机编程器，其中：

所述装箱点监控终端模块控制第一固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，装箱点监控终端模块控制单片机编程器实现包装箱状态采集监控模块单片机的程序下载，装箱点监控终端模块为操作员提供操作界面，将其中使用的相关物流信息以及初始化信息通过网络浏览器登录危险品物流集成监管平台Web网站，进行物流初始信息的预录；

所述第一固定式RFID读写设备与装箱点监控终端模块通信，实现对RFID标签的无线读写；

所述单片机编程器接收装箱点监控终端模块提供的单片机程序文件，将程序下载到包装箱状态采集监控模块单片机中。

3、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述途中检查站，包括途中检查站监控终端模块、第二固定式RFID读写设备、第一手持PDA，其中：

所述检查站监控终端模块控制第二固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，并导入第一手持PDA的数据，检查站监控终端模块对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理，同时将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理，并为操作员提供操作界面；

所述第二固定式RFID读写设备由检查站监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述第一手持PDA，用于人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其检查站监控终端模块导出这些信息。

4、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述卸箱点监控站，包括卸箱点监控终端模块、第三固定式RFID读写设备、第二手持PDA，其中：

所述卸箱点监控终端模块为操作员提供操作界面，控制固定式RFID读写设备，实现对RFID标签的读写操作，并导入第二手持PDA的数据，卸箱点监控终端模块还对RFID标签中的信息进行校验，若门封安全或危险品物理状态异常，则向操作员报警以进行应急处理，并将采集到的信息和校验结果上传给危险品物流集成监管平台集中管理；

所述第三固定式RFID读写设备由卸箱点监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述第二手持PDA，用于人工读取包装箱RFID标签中的各类信息，并通过其卸箱点监控终端模块导出这些信息。

5、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述危险品包装箱状态监控系统包括箱内的包装箱状态采集与监控模块、传感器组、箱内RFID读写设备、包装箱RFID标签和第一报警指示单元，其中：

所述包装箱状态采集与监控模块是该系统处理核心，通过查询传感器组各采集通道，对包装箱内各待检物理量进行实时采集，对监控参量进行判定，若参量超过预定报警值，则启动第一报警指示单元进行本地报警，包装箱状态采集与监控模块根据预设上报频率，通过箱内RFID读写设备，将监控参量数值写入包装箱RFID标签，并根据预设下载频率，对包装箱RFID标签内专用指令存储区进行读取，以执行危险品车载监控系统转发过来的指令；

所述箱内RFID读写设备由包装箱状态采集与监控模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述传感器组对待测物理量进行采集，每个传感器分别联接包装箱状态采集与监控模块的一个采集通道；

所述包装箱RFID标签，其中存储了危险品的各类信息，包括物流信息、危险品状态信息、门封安全信息、监控指令信息；

所述报警指示单元接收包装箱状态采集与监控模块输出的报警信号后动作，向附近人员发出警报。

6、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述危险品车载监控系统，包括车载监控终端模块、车载RFID设备、GPS接收机、GPRS通信模块、显示屏、第二报警指示单元，其中：

所述车载监控终端模块控制车载RFID设备对包装箱RFID标签进行读写，实时采集危险品包装箱的各种状态信息，并通过GPRS通信模块实现与危险品物流集成监管平台的实时数据交换，按预设上报频率上传各种数据，接收危险品物流集成监管平台发送的各种指令并执行，车载监控终端模块还向显示屏输出，实时显示各类信息，当包装箱监控状态或安全状态异常时，输出信号触发第二报警指示单元及时进行本地报警，通知车上人员进行处理；

所述车载RFID设备由车载监控终端模块控制，实现对RFID标签的无线读写；

所述GPS接收机通过GPS天线与卫星通信，实时接收GPS数据，车载监控终端模块采集这些数据并处理；

所述GPRS通信模块通过GPRS天线与移动网络通信，实现车载监控终端模块与危险品物流集成监管平台的无线通信。

7、根据权利要求1所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述危险品物流集成监管平台包括集成监管模块、实时数据库和远程监管网站，其中：

所述集成监管模块与各个运输车辆的危险品车载监控系统进行无线数据交换，对危险品车载监控系统上传的报文进行解析，按报文命令字进行对应处理；集成监管模块对实时数据库进行监视、读写操作，交换各类命令和数据信息，通过查询数据库中的远程用户请求，生成查询报文发送给相应的危险品车载监控系统，使其执行对应任务；集成监管模块为管理员提供监控管理界面，可全局查看所有危险品物流信息、危险品安全信息、危险品状态信息、车辆位置信息、故障和报警信息，集成监管模块还根据当前故障和报警信息进行本地报警，提示管理员做出处理；

所述实时数据库集中存储危险品物流监控过程各类信息，包括危险品物流信息、包装箱RFID标签安全信息、危险品实时监控参量数据、危险品车载监控系统状态、各类故障和报警状态、远程查询信息、用户账户信息；

所述远程监管网站，为危险品货代、用户等提供物流信息和监控状态实时查询；为装箱点监控站、卸箱点监控站、途中检查站提供远程数据录入修改等服务。

8、根据权利要求7所述的基于射频识别的危险品物流智能监管系统，其特征是，所述集成监管模块按报文命令字进行对应处理，具体包括：①校验初始化申请，校验实时数据库中预录信息，向车载系统发送初始化报文；②将上报的危险品状态数据存入实时数据库；③接收故障或报警请求，实现本地报警并自动反馈报文进行处理；④接受路径规划申请，发送下一批途经地点和危险地点的数据；⑤接受主动休眠申请，发送允许休眠报文。

9、一种基于射频识别的危险品物流智能监管方法，其特征在于，在危险品包装箱内安装危险品包装箱状态监控系统，实时采集危险品物理状态并写入容器外的RFID标签中，然后采用危险品车载监控系统、各监控站和途中检查站在物流全过程中对RFID标签信息进行实时读写，并与危险品物流集成监管平台动态交换危险品物流信息、状态信息、安全信息、车辆行驶状态信息；采用危险品物流集成监管平台实现物流过程的集中监管并提供远程用户实时查询，形成多级实时监控、同步及时报警、故障自动处理、逻辑分布统一的危险品物流智能监控，完整实现了危险品物流过程的分布多级监控、过程实时跟踪、自动错误处理和远程实时查询。

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