CN101676739A - 集装箱全供应链实时跟踪监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统及其监控方法，包括：设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台监控系统，当所述集装箱经过供应链的某个环节时，设于该环节的读写设备以无线通讯方式与所述集装箱电子设备进行数据通讯并以有线或无线通讯方式将读取的集装箱状态信息实时传输给后台监控系统，同时，设于该环节的读取设备也与设于该环节的GPS模块通讯将集装箱的当前位置信息实时传输给后台监控系统，其实现了集装箱在全供应链下的实施监测与跟踪，提高了物流和资产调度管理的效率和效益。

Description

集装箱全供应链实时跟踪监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及应用于集装箱的通信系统，尤其涉及一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统及其监控方法。

背景技术

随着国际贸易的不断发展和扩大，集装箱运输因其具有货运能力大，运输成本低等优点而成为世界各国广泛采用的重要货运手段。面对如此大规模的、国际性的货运运输流通载体的集装箱，其箱号识别、信息采集、集装箱的跟踪与管理大都是通过人工或手工完成，造成了集装箱整个供应链数据的信息传递的延误，大大影响了运输、装卸和管理效率。另外，由于集装箱是全球流通，集装箱的管理非常复杂，集装箱的全供应链涉及从发货商、第三方物流服务商、集装箱堆存服务商、港口/码头营运商、陆运承运商、海运承运商等一系列环节和参与方，而目前集装箱的箱货流信息在全供应链是孤立的，整体供应链信息流没有形成一个通畅的整体，造成了集装箱全供应链环境下的物流数据的孤立和失真，极大的影响物流和资产调度管理的效率和效益。同时，集装箱在各个运输环节的安全防范问题也当今国际海运行业中面临的极为艰巨的任务。

针对以上问题，国际上许多公司都在研发集装箱的跟踪监管设备，如集装箱RFID(Radio Frequency Identification)电子标签实现集装箱箱号等信息的自动识别；集装箱电子封条取代目前实现的机械封条提高安全性和自动识别的效率等。然而，这些都是针对集装箱在供应链的某些环节上的跟踪监管，其只有在通过装有读写器的固定地点的时候，才能在读写器信号覆盖的范围内(一般在5米/无源-200米/有源范围内)被读取到集装箱的具体信息和状态，不能在集装箱的全供应链上施行实时监管，当集装箱在运输途中发生异常时，不能实时监测到并实时报告后台监管信息系统。

为实现集装箱全供应链下的实时监管，相关公司研发了带有GPS定位和GPRS及卫星通信功能的智能终端，实现对集装箱的实时监测与跟踪。但因集装箱无法供应电源，因此只能依靠智能终端自带电池，这样会造成成本非常高，而且在某些长线集装箱供应环节中一个航次在45-90天时间，就目前的技术还无法实现在成本许可范围内的自带电池能支持GPS/GPRS/3G/WiMax/卫星通信能连续工作45-90天。所以，集装箱实时跟踪监管方案由于电源供应的瓶颈问题难以实现和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统及其监控方法，其能实现集装箱在全供应链下的实施监测与跟踪。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统，包括：设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台监控系统，当所述集装箱经过供应链的某个环节时，设于该环节的读写设备以无线通讯方式与所述集装箱电子设备进行数据通讯并以有线或无线通讯方式将读取的集装箱状态信息实时传输给后台监控系统，同时，设于该环节的读取设备也与设于该环节的GPS模块通讯将集装箱的当前位置信息实时传输给后台监控系统。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统的控制方法，其包括如下步骤：

a：设于运输工具上的运输工具读写设备以无线传输方式分别向设于集装箱上的集装箱电子设备发送操作命令；

b：根据所述运输工具读写设备发送的操作命令，所述集装箱电子设备进行相应处理，并以无线传输方式向所述运输工具读写设备发送对应的响应数据；

c：所述运输工具读写设备以有线或无线传输方式向设于运输工具上的GPS模块发送操作命令；

d：根据所述运输工具读写设备发送的操作命令，所述设于运输工具上的GPS模块进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述运输工具读写设备发送对应的响应数据；

e：所述运输工具读写设备通过其自备的无线通讯模块将所述集装箱电子设备和所述设于运输工具上的GPS模块发来的响应数据以无线传输方式发送到后台监控系统。

本发明的有益技术效果在于：在集装箱全供应链的各个环节上都设有读取集装箱电子设备数据的读取设备，实现了集装箱在全供应链上的实时数据采集，并在各个环节上都配置互联网或无线通讯模块将采集到的信息实时发送至后台监控系统，实现了集装箱在全供应链下的实时跟踪与监管。另外，在集装箱供应链最薄弱的环节-运输途中，将支持GPS、GPRS、CDMA、3G或WiMax等卫星通信功能的大功耗无线通讯模块设于运输工具上，通过运输工具给卫星通信模块供电，避免了集装箱电子设备携带大电池的麻烦，解决了传统集装箱实时跟踪监管方案中电源供应的瓶颈问题。

附图说明

图1是本发明集装箱全供应链实时跟踪监控系统的结构框图；

图2是本发明集装箱全供应链实时跟踪监控系统部分环节的结构框图；

图3为集装箱陆路运输途中实时跟踪监控系统示意图；

图4为集装箱铁路运输途中实时跟踪监控系统示意图；

图5为集装箱水路运输途中实时跟踪监控系统示意图；

图6为集装箱存放环境实时跟踪监控系统示意图；

图7为集装箱全供应链的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参阅图1，该集装箱全供应链实时跟踪监控系统包括：集装箱电子设备1、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块22、以及后台监控系统5。设于集装箱供应链各个环节的读写设备包括：设在运输途中的运输工具上的运输工具读写设备2、设在集装箱存放环境中的堆场读写设备3以及设在各收发货检查点或闸口的数据采集点读写设备4。

集装箱电子设备1设于集装箱上，其可安装在集装箱的箱门楣位置，也可安装在集装箱通风口位置，包括：集装箱内部环境检测模块、集装箱箱门开关状态检测模块、集装箱壳体完整性检测模块或集装箱上冷机设备检测模块等，其用于对集装箱箱号、集装箱内部的环境(如温湿度、气体浓度、压力、液位等)、开关门状态、集装箱壳体完整性、集装箱上冷机设备、集装箱内部存放货品属性(如仓单号、货品类别，货品内容等)、集装箱本身状态(如速度、加速度、倾角等)等信息中的部分或者全部进行监测，并记录集装箱箱门施封事件、激活事件、查询事件、解封事件、注销事件以及非法开关箱门事件。集装箱电子设备1可以是有源(如集装箱智能监测终端、集装箱黑匣子、集装箱安全设备、集装箱物流电子标签、集装箱电子封条/电子封志、集装箱电子封锁等)或者无源(如集装箱身份电子标签)方式。

参阅图1、图3-5以及图7，运输工具读写设备2设于运输工具S上，其包括运输工具电子模块21和无线通讯模块，运输工具电子模块21可分布式安装在集装箱运输工具S的底座或侧面位置，也可以安装在集装箱运输工具S驾驶室后部面向集装箱A位置或驾驶室内，其与集装箱电子设备1之间以无线的方式连接，保证集装箱无论哪种方向放置、无论是40尺还是20尺都可以采集到集装箱电子设备1的数据。运输工具电子模块21用于对集装箱电子设备1进行数据获取和采集，并在要求情况下向集装箱智能电子模块1下发操作指令。无线通信模块可安装在集装箱运输工具S的驾驶室内，也可安装在集装箱运输工具S的驾驶室外，其与运输工具电子模块21以有线或者无线的方式连接，其可为GPRS、CDMA、3G或WiMax等无线通信模块。运输工具读写设备2通过无线通信模块与无线通讯基站221或通讯卫星223通讯，将集装箱电子设备1的数据以及GPS位置信息、实时时钟等实时传输至后台监控系统5，实现对集装箱监测数据的实时远程传输和实时监控以及定位。同时，无线通信模块也接收后台监控系统5的指令数据，并通过运输工具读写设备21向集装箱电子设备1下发操作指令。

参阅图6，堆场读写设备3设于集装箱存放环境(堆场)中，其可安装在集装箱存放堆场的进出口、存放堆场内部、集装箱运输路径上等，其用于对堆场中的集装箱上的集装箱电子设备1进行数据获取和采集。该堆场读写设备3包括堆场电子模块31与堆场配备的网络设备(如GPRS、CDMA、3G或WiMax等无线通信模块或互联网等)，堆场电子模块31与堆场的网络设备通过有线或者无线的方式连接，并通过堆场的网络设备将集装箱数据实时传输至后台监控系统5，实现对集装箱监测数据的远程传输和实施监控及定位。

数据采集点读写设备4设于集装箱闸口或各收发货检查点，其包括：数据采集点电子模块41与数据采集点配备的网络设备(如GPRS、CDMA、3G或WiMax等无线通信模块或互联网等)，采集点电子模块41与闸口或各收发货检查点的网络设备通过有线或者无线的方式连接，数据采集点电子模块41用于对经过各数据采集点的集装箱上的集装箱电子设备1进行读写操作，，并通过互联网或其自备的无线通讯模块传输至后台监控系统5。

参阅图3-5以及图7，GPS模块22设于集装箱供应链的各个环节中，当集装箱在运输工具上时，通过安装在运输工具上的GPS模块22与GPS卫星222通讯，获取GPS位置信息、实时时钟等信息，并通过运输工具通讯模块23将集装箱的当前位置实时传输到后台监控系统5；当集装箱安放在堆场中时，通过安装在堆场的GPS模块22与GPS卫星222通讯，获取GPS位置信息、实时时钟等信息，并通过堆场的网络设备将集装箱的当前位置实时传输到后台监控系统5；当集装箱经过闸口或各收发货检查点时，通过安装在闸口或各收发货检查点的GPS模块22与GPS卫星222通讯，获取GPS位置信息、实时时钟等信息，并通过闸口或各收发货检查点的网络设备将集装箱的当前位置实时传输到后台监控系统5。

如图2所示，该集装箱电子设备1与运输工具读写设备2、堆场读写设备3、数据采集点读写设备4之间可以采用有线连接形式，包括但不限于RS232、RS485、CAN总线、ProfiBus、Link总线、ControlNet、DeviveNet、WorldFIP、InterBus等，也可以采用无线连接形式，包括但不限于WLAN网络、ZigBee网络、WiMax等网络以及利用带地址信号或不带地址信号的433MHz、860MHz、915MHZ、2.4GHZ等不同频段的无线传输信号等实现无线通信。集装箱智能电子模块1之间，以及运输工具读写设备2、堆场读写设备3、数据采集点读写设备4之间也可利用以上有线或无线方式组成数据通讯网络。

在本发明的其他实施例中，如图3-6所示，该集装箱全供应链实时跟踪监控系统还可包括一集成终端设备7，其安装在集装箱的运输工具、集装箱存放场合或集装箱检查点，并与运输工具读写设备2、堆场读写设备3、数据采集点读写设备4和后台监控系统5以有线或无线的方式连接(如图1所示)，统一采集和调控分布式的运输工具读写设备2、堆场读写设备3或数据采集点读写设备4的数据信息，并应后台监控系统5请求将某些有用的数据信息传递到后台监控系统5。在集装箱陆路或铁路运输时，集成终端设备7可安装在驾驶室内或驾驶室外，也可安装在运输工具其他位置；在集装箱水路运输时，集成终端设备7可安装在驾驶室内或驾驶室外，也可安装在水路运输工具其他位置；在集装箱存放场合和集装箱检查点场合，集成终端设备7可安装在存放堆场进出口、存放堆场内部、集装箱运输路径上、集装箱监测点等位置。

后台监控系统5即集装箱全供应链实时跟踪监控系统的后台数据中心，其通过通讯卫星233或无线通讯基站221与运输工具读写设备2通讯、通过堆场的网络设备与堆场读写设备3通讯、通过数据采集点的网络设备与数据采集点读写设备4通讯，并以有线或无线的方式与集成终端设备7连接实现与集成终端设备7的数据通讯，它接收集成终端设备7、运输工具读写设备2、堆场读写设备3、数据采集点读写设备4上发的监测数据或通讯卫星转发的数据，并向终端用户6实时提供监测的数据。

参阅图7，集装箱在全供应链下经过封箱发货，集装箱堆场存放，集装箱陆路运输，集装箱过海关/港口/码头等闸口，港口码头存放，海关等政府部门抽检查验，集装箱吊装上船，集装箱水路运输，集装箱卸装下船，港口码头存放，海关等政府部门抽检查验，集装箱过海关/港口/码头闸口，集装箱陆路运输，集装箱堆场存放，开箱验货等过程。带有集装箱电子设备1的集装箱在集装箱供应链的各个环节中通过GPS卫星222定位，通过GPS模块22与GPS卫星222通信，实时获知集装箱的当前位置信息，并通过集装箱供应链各个环节的无线通讯模块或网络设备将GPS信息发送到后台监控系统5。同时，集装箱放置在运输工具上可通过人工设置或者自动组网的方式实现与运输工具读写设备2组网，运输工具读写设备2读取集装箱的状态信息，并将集装箱的状态信息通过无线通讯模块与无线通讯基站221或通讯卫星223联系，将集装箱的状态信息发送给后台监控系统5；带有集装箱电子设备1的集装箱在堆场、码头或物流园时，通过人工设置或者自动组网的方式实现与堆场读写设备3组网，堆场读写设备3读取集装箱的状态信息，并将集装箱的状态信息通过堆场的网络设备3(无线网络或因特网、局域网等)发送到后台监控系统5；带有集装箱电子设备1的集装箱在经过闸口或收发货检查点等集装箱检查点时，可通过人工设置或者自动组网的方式实现与数据采集点读写设备4组网并进行数据交互，数据采集点读写设备4读取集装箱的状态信息，并通过闸口或收发货检查点的网络设备(无线网络或因特网、局域网等)与后台监控系统5通讯，将集装箱的状态信息发送到后台监控系统5。从而有效搭接起集装箱在全供应链下各监管段的数据衔接，实现全供应链下的实时跟踪监管。

该集装箱全供应链下的跟踪监控系统的控制工作过程详述如下：

当集装箱在运输途中并装载于运输工具时，集装箱电子设备1通过人工设置或者自动组网的方式与设于运输工具上的运输工具读写设备2快速组网并进行数据交互。该阶段的工作过程为：设于运输工具上的运输工具读写设备2以有线或无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备1发送操作命令；根据所述运输工具读写设备2发送的操作命令，所述集装箱电子设备1进行相应处理(包括监测集装箱内部的环境、开关门状态、集装箱壳体完整性以及集装箱上冷机设备等以及记录集装箱箱门施封事件、激活事件、查询事件、解封事件、注销事件以及非法开关箱门事件等)，并以有线或无线传输方式向所述运输工具读写设备2发送对应的响应数据；所述运输工具读写设备2以有线或无线传输方式向设于运输工具上的GPS模块22发送操作命令；根据所述运输工具读写设备2发送的操作命令，所述设于运输工具上的GPS模块22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述运输工具读写设备2发送对应的响应数据；所述运输工具读写设备2通过其自备的无线通讯模块将所述集装箱电子设备1和所述设于运输工具上的GPS模块22发来的响应数据以无线传输方式发送到后台监控系统5。

当集装箱放置于堆场时，集装箱电子设备1通过人工设置或者自动组网的方式与设于堆场中的堆场读写设备3快速组网并进行数据交互。该阶段的工作过程为：设于堆场的堆场读写设备3以有线或无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备1发送操作命令；根据所述堆场读写设备3发送的操作命令，所述集装箱电子设备1进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述堆场读写设备3发送对应的响应数据；所述堆场读写设备3以有线或无线传输方式向设于集装箱存放环境中的GPS模块22发送操作命令；根据所述堆场读写设备3发送的操作命令，所述设于集装箱存放环境中的GPS模块22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述堆场读写设备3发送对应的响应数据；所述堆场读写设备3通过互联网或其自备的无线通讯模块(即堆场的网路设备)将所述集装箱电子设备1和所述设于集装箱存放环境中的GPS模块22发来的响应数据以有线或无线传输方式发送到后台监控系统5。

当集装箱经过闸口或各收发货检查点时，集装箱电子设备1通过人工设置或者自动组网的方式与收发货检查点的数据采集点读写设备4快速组网并进行数据交互。该阶段的工作过程为：设于收发货检查点或闸口的数据采集点读写设备4以有线或无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备1发送操作命令；根据所述数据采集点读写设备4发送的操作命令，所述集装箱电子设备1进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述数据采集点读写设备4发送对应的响应数据；所述数据采集点读写设备4以有线或无线传输方式向设于收发货检查点或闸口中的GPS模块22发送操作命令；根据所述数据采集点读写设备发送的操作命令，所述设于收发货检查点或闸口中的GPS模块22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述数据采集点读写设备4发送对应的响应数据；所述数据采集点读写设备4通过互联网或其自备的无线通讯模块(即收发货检查点或闸口的网络设备)将所述集装箱电子设备和所述设于收发货检查点或闸口中的GPS模块22发来的响应数据以有线或无线传输方式发送到后台监控系统5。

值得一提的是，本系统中所述跟踪监控系统包括但不限于集装箱的全供应链跟踪监控，也可适应于其它类似的资产如托盘、半挂车等的跟踪与管理。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1、一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，包括：设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台监控系统，当所述集装箱经过供应链的某个环节时，设于该环节的读写设备以无线通讯方式与所述集装箱电子设备进行数据通讯并以有线或无线通讯方式将读取的集装箱状态信息实时传输给后台监控系统，同时，设于该环节的读取设备也与设于该环节的GPS模块通讯将集装箱的当前位置信息实时传输给后台监控系统。

2、如权利要求1所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，设于集装箱供应链各个环节的读写设备包括：设于运输工具上的运输工具读写设备、设于集装箱存放环境中的堆场读写设备以及设于收发货检查点或闸口的数据采集点读写设备，所述运输工具读写设备通过其自备的无线通讯模块与所述后台监控系统通讯；所述堆场读写设备以及所述数据采集点读写设备通过互联网或无线通讯模块与所述后台监控系统通讯。

3、如权利要求2所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，还包括有安装在集装箱运输工具、集装箱存放环境或集装箱检查点的集成终端设备，该集成终端设备与运输工具读写设备、堆场读写设备、数据采集点读写设备以及后台监控系统以有线或无线的方式连接。

4、如权利要求1所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，所述无线通讯模块为GPRS、CDMA、3G或WiMax通信模块。

5、如权利要求1-4中任意一项所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，所述集装箱电子设备包括集装箱内部环境检测模块、集装箱门开关状态检测模块和/或集装箱壳体完整性检测模块。

6、一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

a：设于运输工具上的运输工具读写设备以无线传输方式分别向设于集装箱上的集装箱电子设备发送操作命令；

b：根据所述运输工具读写设备发送的操作命令，所述集装箱电子设备进行相应处理，并以无线传输方式向所述运输工具读写设备发送对应的响应数据；

c：所述运输工具读写设备以有线或无线传输方式向设于运输工具上的GPS模块发送操作命令；

d：根据所述运输工具读写设备发送的操作命令，所述设于运输工具上的GPS模块进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述运输工具读写设备发送对应的响应数据；

e：所述运输工具读写设备通过其自备的无线通讯模块将所述集装箱电子设备和所述设于运输工具上的GPS模块发来的响应数据以无线传输方式发送到后台监控系统。

7、如权利要求6所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

f：设于集装箱存放环境的堆场读写设备以无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备发送操作命令；

g：根据所述堆场读写设备发送的操作命令，所述集装箱电子设备进行相应处理，并以无线传输方式向所述堆场读写设备发送对应的响应数据；

h：所述堆场读写设备以有线或无线传输方式向设于集装箱存放环境中的GPS模块发送操作命令；

i：根据所述堆场读写设备发送的操作命令，所述设于集装箱存放环境中的GPS模块进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述堆场读写设备发送对应的响应数据；

j：所述堆场读写设备通过互联网或其自备的无线通讯模块将所述集装箱电子设备和所述设于集装箱存放环境中的GPS模块发来的响应数据以有线或无线传输方式发送到后台监控系统。

8、如权利要求6所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

k：设于收发货检查点或闸口的数据采集点读写设备以无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备发送操作命令；

l：根据所述数据采集点读写设备发送的操作命令，所述集装箱电子设备进行相应处理，并以无线传输方式向所述数据采集点读写设备发送对应的响应数据；

m：所述数据采集点读写设备以有线或无线传输方式向设于收发货检查点或闸口中的GPS模块发送操作命令；

n：根据所述数据采集点读写设备发送的操作命令，所述设于收发货检查点或闸口中的GPS模块进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述数据采集点读写设备发送对应的响应数据；

o：所述数据采集点读写设备通过互联网或其自备的无线通讯模块将所述集装箱电子设备和所述设于收发货检查点或闸口中的GPS模块发来的响应数据以有线或无线传输方式发送到后台监控系统。

9、如权利要求6、7或8所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统的控制方法，其特征在于，所述集装箱电子设备进行相应处理包括：所述集装箱电子设备监测集装箱内部的环境、开关门状态以及集装箱壳体完整性，并记录集装箱箱门施封事件、激活事件、查询事件、解封事件、注销事件以及非法开关箱门事件。

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