CN101866158A - 物资储运智能监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物资储运智能监控装置，包括监控终端和至少一个电子锁终端，在所述监控终端和电子锁终端中均内置有无线通信模块，所述电子锁终端将产生的报警信息通过由无线通信模块建立起的无线通讯链路发送至监控终端进行报警。本发明的物资储运智能监控装置采用无线通信方式实现远程无线报警功能，在出现紧急情况时可以保证报警信息的及时、准确送达。并且通过在电子锁终端中综合采用环路检测技术、光电感应检测技术、电池掉电检测技术，从而有效解决了误报警的发生，提高了人为破坏条件下报警的可靠性，确保了物资储运的安全性。该装置不仅可以用于列车的物资运输，还可以用于汽车运输、轮船运输以及重要物资的库区监控。

Description

物资储运智能监控装置

技术领域

本发明属于监控设备技术领域，具体地说，是涉及一种适用于移动或者固定场合的无线智能物资储运监控系统。

背景技术

纵览国内外的电子锁产品，大都在机械结构、高强度材料等方面下足了功夫，即使含有电子控制技术的，也仅限于自身发出的声光报警提示之类。目前使用的门磁、红外照射等监控方法在列车频繁的颠簸运行过程中经常会发生误报警现象，这些情况会导致系统不能正确反应实际情况，管理难度大，尤其是载有危险的易燃易爆物资的列车，在长达数10天长途跋涉过程中，经常会发生物资被不法分子盗窃、破坏等严重违法犯罪案件。为了保证这些列车能够安全、正常地到达目的地，需要监管人员定期到各个车厢进行检查，以判断物资是否被人为破坏或者被偷盗等。由于目前的列车车厢数量多、间距大，因此单靠人工进行巡查，劳动强度大，尤其是不能进行24小时的不间断监控，当出现被盗或异常故障时，不能及时发现和处理。因此，现有的国内外各种电子锁产品或者监控设备都不能满足运输部门的实际使用需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物资储运智能监控装置，在出现紧急情况时能够自动地、及时地将报警信息通知给监管人员，以确保物资的储运安全。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种物资储运智能监控装置，包括监控终端和至少一个电子锁终端，在所述监控终端和电子锁终端中均内置有无线通信模块，所述电子锁终端将产生的报警信息通过由无线通信模块建立起的无线通讯链路发送至监控终端进行报警。

进一步的，在所述电子锁终端中设置有微处理器、环路检测电路和与所述环路检测电路相连接的感应环线，所述感应环线在电子锁终端使用时缠绕在门锁扣上，环路检测电路对感应环线的状态进行检测，并在感应环线断开时通知微处理器产生报警信息。

又进一步的，在所述环路检测电路中包含有直流电源和限流电阻，所述直流电源通过限流电阻分别与微处理器的I/O口和感应环线的一端连接，所述感应环线的另一端接地。

为了使电子锁终端在遭受人为破坏时也能进行及时报警，在所述电子锁终端中还设置有光电感应检测电路，在所述光电感应检测电路中包含有光电感应器，所述光电感应器一端接地，另一端连接微处理器的I/O口，并通过分压电阻或者直接连接直流电源。

为了使电子锁终端在其内部电池掉电时也能及时的发出报警信息，在所述电子锁终端中还设置有电池掉电检测电路，连接微处理器的I/O口，包括用于在电池存在期间控制所述微处理器的该路I/O口为低电平的开关电路和用于在电池卸掉瞬间控制所述微处理器的该路I/O口跳变为高电平的储能电容，所述储能电容由所述电池输出的电能为其充电蓄能。

进一步的，在所述开关电路中包含有一NPN型三极管，所述三极管的基极连接电池的正极，三极管的发射极接地，集电极连接所述微处理器的I/O口，并通过大电阻连接所述储能电容的正极，所述大电阻的阻值至少为1兆欧姆。

又进一步的，所述电池的正极连接一直流稳压电路的输入端，所述直流稳压电路的输出端连接储能电容的正极，所述储能电容的负极接地。

优选的，所述微处理器的I/O口优选采用其中断信号输入脚，微处理器通过其不同的中断信号输入脚与不同的检测电路对应连接，各检测电路在检测到线路异常时触发微处理器产生中断，微处理器根据触发的不同中断产生不同的报警信息，输出至无线通信模块，以发射至所述的监控终端。

再进一步的，在所述电子锁终端中还设置有用于记录电子锁终端的工作状态信息的存储器，连接所述的微处理器或者直接内置于所述的微处理器中，并在电子锁终端接收到监控终端发出的控制指令时，将记录的工作状态信息通过无线通信模块发送至监控终端。

为了使监控人员能够随时随地监控所述的监控终端，优选在目前的手持式掌上电脑PDA中集成所述的无线通信模块，以构成所述的监控终端。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的物资储运智能监控装置采用无线通信方式实现远程无线报警功能，在出现紧急情况时可以保证报警信息的及时、准确送达。并且通过在电子锁终端中综合采用环路检测技术、光电感应检测技术、电池掉电检测技术，从而有效解决了误报警的发生，提高了人为破坏条件下报警的可靠性，实现了全天候、24小时实时监控的目的，保证了物资储运的安全。该装置不仅可以用于列车的物资运输，还可以用于汽车运输、轮船运输以及重要物资的库区监控。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的物资储运智能监控装置在货运列车上的应用示例图；

图2是图1所示电子锁终端在列车厢门上的安装示意图；

图3是图2中电子锁终端的内部电路原理框图；

图4是图3中环路检测电路的一种实施例的电路原理图；

图5是图3中光电感应检测电路的一种实施例的电路原理图；

图6是图3中电池掉电检测电路的一种实施例的电路原理图；

图7是图1中监控终端的内部电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

本发明的物资储运智能监控装置由监控终端1和若干个电子锁终端2组成，如图1所示，在监控终端1和每一个电子锁终端2中均内置有无线通信模块，利用宽带无线通讯链路技术可以将每一个电子锁终端2产生的报警信息以无线通讯的方式送达监控人员，使监控人员可以在第一时间准确掌握紧急情况的发生地，以便迅速做出响应，确保物资安全。另外，监控人员也可以利用监控终端1随时呼叫安装于各车厢或者库区的电子锁终端，调取其记录的工作状态信息，以方便监控人员随时掌握每一节车厢或者每一个库区的当前状态或者过去发生过的紧急情况等。

下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述物资储运智能监控装置的具体组建结构及其工作原理。

实施例一，本实施例以将物资储运智能监控装置应用于货运列车为例进行说明，参见图1所示，将监控终端1放置在押运人员的工作室内，或者将监控装置1设计成便携式，由押运人员随身携带。同时，在每一节车厢3上均安装一个电子锁终端2，并设定成警戒状态，以对该列车厢3的状况进行实时监控，电子锁终端2的具体安装方式可以参见图2所示。为了实现电子锁终端2在列车厢门4上的牢固固定，本实施例在电子锁终端2上安装了具有强力磁性的吸附盘，只需将电子锁终端2往靠近列车厢门锁扣5的位置处一放，即可完成电子锁终端2在厢门4上的固定，非常方便，且不易在列车颠簸中脱落，安全可靠。在本实施例的电子锁终端2上设置有感应环线6，将感应环线6缠绕在厢门4的锁扣5上，一旦感应环线6被剪断，电子锁终端2便立即向监控终端1发出报警信息，通知列车押运人员该车厢有情况，须立即响应。

图3为本实施例的电子锁终端2的内部电路原理框图，主要包括电池供电电路、微处理器、无线通信模块和用于检测感应环线6是否断开的环路检测电路。为了使本实施例的电子锁终端2在其壳体被砸开或者被盗窃者卸掉其内部供电电池时，也能立即向监控终端1发送相应的报警信息，本实施例在电子锁终端2的内部电路中还进一步设计了光电感应检测电路和电池掉电检测电路，连接所述的微处理器，将检测到的光感信号或者电池断路信号发送至微处理器，通过微处理器产生相应的报警信息，传输至无线通信模块，进而通过无线通信模块以指定的数据格式将报警信息经由无线通讯链路传送至监控终端1，以进行告警。

在本实施例中，所述微处理器可以采用一颗单片机进行电路设计，当然，本实施例对此并不进行具体限制。

图4是环路检测电路的一种搭建原理图，包括限流电阻R1和直流电源VCC，所述直流电源VCC由电子锁终端2内部的电池供电电路输出提供。其中，直流电源VCC通过串联的限流电阻R1连接感应环线6的一端，并与单片机的其中一路I/O口P1.2连接，感应环线6的另一端接地。当线路正常时，单片机的P1.2脚通过感应环线6接地，呈低电平，此时单片机认为没有紧急情况发生，保持待机状态。而当感应环线6被剪断时，在直流电源VCC的上拉作用下，单片机的P1.2脚立即跳变成高电平，此时，单片机判定为有紧急情况发生，立即生成环路断开报警信息，通过无线通信模块发送给监控终端1，进行报警。

为了在平常无异常状况发生时，电子锁终端2中的控制电路可以保持休眠状态，而仅在有紧急情况发生时才被唤醒进行响应，进而达到节约整机电能，实现电子锁终端2一次充满电后，能够长时间连续工作的设计目的，本实施例优选采用单片机的中断信号输入脚P1.2连接环路检测电路，在感应环线6被剪断时，输出高电平断路信号触发单片机中断电路产生中断，单片机响应中断，迅速唤醒处于休眠状态的软硬件电路，并立即生成环路断开报警信息，通过无线通讯链路向监控终端1报警。

图5是光电感应检测电路的一种搭建原理图，包括光电感应器P1和直流电源VDD_33等，其中直流电源VDD_33也由电子锁终端2内部的电池供电电路输出提供，比如由电池供电电路输出的+3.3V直流电源等。直流电源VDD_33通过分压电阻R2连接光电感应器P1，并通过光电感应器P1接地。所述分压电阻R2与光电感应器P1的中间节点通过电阻R5或者直接连接单片机的另外一路I/O口P0.1，并通过滤波电容C2接地。当然，所述光电感应器P1也可以不通过分压电阻R2而直接与直流电源VDD_33和单片机的P0.1脚连接，同样可以完成光感检测功能。

其工作原理是：当电子锁终端2的壳体完好时，由于没有光线射入壳体内部，因此光电感应器P1的阻值较大，使单片机的P0.1脚呈高电平状态。此时，单片机认为没有紧急情况发生，保持休眠状态。而当电子锁终端2的壳体被砸坏时，由于有光线射入到光电感应器P1上，因此，光电感应器P1的导通电阻立即下降，导致单片机的P0.1脚迅速跌至低电平。此时，单片机判定为有紧急情况发生，立即生成光电感应报警信息，通过无线通信模块发送给监控终端1，进行报警。

同样的，为了达到节能的目的，本实施例优选采用单片机的另外一路中断信号输入脚P0.1连接所述的光电感应检测电路，在电子锁终端2的壳体被砸开时，通过拉低P0.1脚的电位来触发单片机的中断电路产生中断，单片机响应中断，立即唤醒各功能电路，并生成光电感应报警信息，通过无线通讯链路向监控终端1报警。

图6是电池掉电检测电路的一种设计原理图，包括开关电路和储能电容C10、C11、C12。在本实施例中，所述开关电路以采用一颗NPN型三极管Q1为例进行说明，其基极连接供电电池BT1的正极，或者通过串联电阻R3连接供电电池BT1的正极，三极管Q1的发射极接地，集电极与单片机的其中一路I/O口P1.7连接，并通过电阻R2连接储能电容C10、C11、C12的正极。为了在电路正常时避免储能电容C10、C11、C12中的电荷通过三极管Q1泄放，造成能源浪费，所述电阻R2优选采用兆欧级阻值的大电阻连接在所述储能电容C10、C11、C12的正极与单片机的I/O口P1.7之间，使流经电阻R2的电流只有微安级，从而使能量损失变得极低。

其工作原理是：在电子锁终端2开机后，其内部的供电电池BT1输出的直流电压VCC经电容C8进行滤波处理后，输入到直流稳压电路U4的输入端IN，经直流稳压电路U4进行降压处理后，通过其输出端OUT输出，并通过隔离二极管D1为储能电容C10、C11、C12充电蓄能。在电路正常工作时，通过电池BT1输出的直流电压VCC控制三极管Q1饱和导通，单片机的P1.7脚经三极管Q1的集电极和发射极接地，被置为低电平，此时，单片机认为没有紧急情况发生，保持休眠状态。而在电子锁终端2的电池BT1被拆掉的瞬间，储能电容C10、C11、C12输出储存的电荷通过电阻R2施加到单片机的P1.7脚，使单片机的P1.7脚迅速跳变至高电平。此时，单片机判定为有紧急情况发生，立即生成电池掉电报警信息，通过无线通信模块发送给监控终端1，进行报警。储能电容C10、C11、C12中存储的电荷能量可以维持电子锁终端2内部的相应电路短时间内持续运行，直到将报警信息发射出去。

同样的，为了达到节能的目的，本实施例仍选择单片机的一路中断信号输入脚P1.7连接所述的电池掉电检测电路，在电子锁终端2的电池BT1被卸掉时，通过置单片机的P1.7脚为高电平而触发单片机的中断电路产生中断，单片机响应中断，立即唤醒相应功能电路，并产生电池掉电报警信息，通过无线通信模块发送至监控终端1进行报警。

本实施例通过在电路中设计大容量电容C10、C11、C12来储存电荷，当电池BT1掉电时，电路可以利用电容C10、C11、C12中储存的电荷能量将报警信息发射出去，从而即使盗窃分子意图拆掉电子锁终端2的内部电池，也同样可以确保报警信息的及时送出。

当然，所述开关电路也可以采用PNP型三极管、MOS管、可控硅等开关元件进行电路设计。比如在使用PNP型三极管进行电路设计时，可以将PNP型三极管的基极连接电池BT1的正极，发射极连接储能电容C10、C11、C12的正极，集电极连接单片机的P1.7脚。当电路正常工作时，由于PNP型三极管的基极电压大于其发射极电压(因为电池BT1的输出电压值大于储能电容C10、C11、C12的正极电压值)，因此PNP型三极管处于截止状态，从而使单片机的P1.7脚呈低电平。此时，由于PNP型三极管截止，因此储能电容C10、C11、C12中存储的电荷不会像图6所示的电路组建结构那样对地泄放，从而能够更好地达到节能降耗、延长电子锁终端2工作时间的设计目的。

各电子锁终端2在发送报警信息时，同时将自身的属性信息(通过属性信息可以识别出电子锁终端2所在的车厢位置)一并发送给监控终端1，这样一来，押运人员在接收到报警信号时，通过监控终端1的显示屏便可以准确地了解到是哪一节车厢发生了紧急情况，以及发生的是何种类型的紧急情况，以便做出适当的响应。

为了使押运人员能够随时随地的掌握监控终端1的工作情况，优选将监控终端1设计成可以手持的便携式结构，也可以直接在现有的手持PDA设备中集成用于与电子锁终端2建立无线通讯链路的无线通信模块，如图7所示的电路组建结构，进而在手持PDA设备中微处理器的控制作用下，实现报警信息的准确接收，并可以采用图形、声音等方式对报警信息进行提示，通过内置的大容量数据存储器可以对报警信息进行永久保存。同时，手持PDA监控终端1优选采用由锂聚合物材料制成的宽温锂电池供电，容量大，温度范围宽，由大容量电瓶给其充电，一次充满电后，可以连续工作一个月以上时间。

此外，还可以进一步在电子锁终端2内部设置大容量的存储器，记录电子锁终端2的工作状态信息，当电子锁终端2接收到手持PDA监控终端1发出的呼叫指令信息时，唤醒整机电路进入运行模式，并由单片机对呼叫指令进行解析，将车厢的当前状态信息或者调取存储器中记录的电子锁某一时段的工作状态信息进行数据处理后，通过无线通讯链路反馈给监控终端1，供押运人员调取分析。

在本实施例的手持PDA监控终端1上还设有外置天线接口、扬声器、充电接口、数据接口等。液晶显示屏指示各个电子锁终端2的工作状态；设备天线接口用于外接高增益天线；充电接口用于外接直流充电器，给监控终端1进行快速充电。

本发明的物资储运智能监控装置相比普通的报警器而言，将设计重点放在远程无线报警上，配置上适当的传感器就可组成多功能报警系统，并设计制作了基于Windows mobile操作系统的手持PDA监控终端，实现了智能控制功能，赋予了报警系统更强大和完整的功能，可以同时处理感应环线剪断、光电感应、电池断路等多重报警信息，通过高速无线链路实时将报警信息及时传输到手持PDA监控终端上，以满足对列车安全保护的需求。本装置将先进的无线通讯技术引入到电子锁类产品中，具备远程、实时、高效、超长待机和抗恶劣工作环境等功能特点，同时体积小，使用灵活，人机界面友好，可以为物资储运自动化提供方便、灵活、可靠的技术支持，有效弥补了当前相关部门缺乏相关设备存在的管理漏洞，提高了管理效率，增强其打击相关犯罪行为的能力，尤其适用于军用列车的物资储运过程中。此外，本发明的物资储运智能监控装置还可以用于汽车运输、轮船运输以及重要物资的库区监控等场合。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物资储运智能监控装置，其特征在于：包括监控终端和至少一个电子锁终端，在所述监控终端和电子锁终端中均内置有无线通信模块，所述电子锁终端将产生的报警信息通过由无线通信模块建立起的无线通讯链路发送至监控终端进行报警。

2.根据权利要求1所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述电子锁终端中设置有微处理器、环路检测电路和与所述环路检测电路相连接的感应环线，所述感应环线在电子锁终端使用时缠绕在门锁扣上，环路检测电路对感应环线的状态进行检测，并在感应环线断开时通知微处理器产生报警信息。

3.根据权利要求2所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述环路检测电路中包含有直流电源和限流电阻，所述直流电源通过限流电阻分别与微处理器的I/O口和感应环线的一端连接，所述感应环线的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述电子锁终端中还设置有光电感应检测电路，在所述光电感应检测电路中包含有光电感应器，所述光电感应器一端接地，另一端连接微处理器的I/O口，并通过分压电阻或者直接连接直流电源。

5.根据权利要求2所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述电子锁终端中还设置有电池掉电检测电路，连接微处理器的I/O口，包括用于在电池存在期间控制所述微处理器的该路I/O口为低电平的开关电路和用于在电池卸掉瞬间控制所述微处理器的该路I/O口跳变为高电平的储能电容，所述储能电容由所述电池输出的电能为其充电蓄能。

6.根据权利要求5所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述开关电路中包含有一NPN型三极管，所述三极管的基极连接电池的正极，三极管的发射极接地，集电极连接所述微处理器的I/O口，并通过兆欧级的大电阻连接所述储能电容的正极。

7.根据权利要求5所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：所述电池的正极连接一直流稳压电路的输入端，所述直流稳压电路的输出端连接所述储能电容的正极，储能电容的负极接地。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：所述微处理器的I/O口为中断信号输入脚，微处理器通过其不同的中断信号输入脚与不同的检测电路对应连接，各检测电路在检测到线路异常时触发微处理器产生中断，微处理器根据触发的不同中断产生不同的报警信息，输出至无线通信模块，以发射至所述的监控终端。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：在所述电子锁终端中还设置有存储器，记录电子锁终端的工作状态信息，并在电子锁终端接收到监控终端发出的控制指令时，将记录的工作状态信息通过无线通信模块发送至监控终端。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的物资储运智能监控装置，其特征在于：所述监控终端为内置有所述无线通信模块的手持式PDA。

Images