CN103038099A - 运输制冷安全系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于运输单元的安全监视系统（10）。安全监视系统（10）可包括配置成检测故障状况的至少一个安全传感器（12）以及控制器（14），所述控制器具有多个输入（22）、多个输出（24）以及低功率控制电路（18）。所述低功率控制电路可提供在所述运输单元的电池（20）、所述安全传感器（12）以及所述控制器（14）的至少一个输入（22）之间的电通信。所述控制电路（18）可配置成当不存在检测故障状况时将所述控制器（14）保持在低功率模式，并且当存在检测故障状况时能够向所述控制器（14）供电。

Description

运输制冷安全系统

相关申请的交叉引用

本申请是按照国际合作条约提交的国际专利申请，其根据35 U.S.C. $ 119（e）要求于2010年8月13日提交的美国临时专利申请No. 61/373,507的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及运输单元，且更具体地涉及用于监视运输制冷单元的安全系统和方法。

背景技术

安全系统是本领域公知的，并且通常用于监视运输制冷单元以及携载在其中的货物的各种参数。这种安全系统提供安全传感器，该安全传感器配置成例如确定运输单元的一个或多个门的状态并且监视运输单元中的燃料水平。使用这些传感器，可能检测对货物的未授权接近和/或检测临界燃料水平，以便提供合适警报并且通知给对运输单元或货物负责的那些人。更具体地，安全传感器所提供的数据可被传送到远程监视设施、存储在本地数据记录器中用于以后取回、或由控制系统使用以在该数据表明非典型和/或不想要事件的情况下触发警报。虽然这些控制系统提供一定水平的安全性，但是仍存在一些显著的缺陷。

为了有效地监视运输制冷单元及其相应货物，现有安全系统需要直流（DC）功率的持续供应，该DC功率通常由运输车辆或单元的电池来提供。如带通常的车辆附件那样，这些控制系统通常被切换到运输单元的点火系统，使得仅当运输单元的发动机、交流发电机和/或电池被接通时才供应DC功率。然而，当点火被切断时，供应到控制系统以及供应到大多数其他车辆附件的功率被停用。此外，当控制系统被停用时，该控制系统的安全传感器不能检测故障状况，在该故障状况中，例如门在未被授权的情况下被打开。由此，当运输单元被断电和/或无人值守时，即使存在这种安全措施，运输单元仍容易被偷盗、破坏等。

为了补偿这样的弱点，一些现有控制系统在运输单元被断电时提供定期监视。这些控制系统配置成当运输单元被断电时进入休眠模式，在此期间，安全传感器数据在预定唤醒间隔被监视和/或被记录，而不是连续地被监视和/或被记录。然而，唤醒间隔通常很长，持续15分钟至一个小时之间的任何时间，以便保存电池功率和存储器空间。在这些间隔期间发生的任何故障状况仅能够在下一唤醒场合被检测，从而导致延迟的响应而不是立即响应。此外，在这些长间隔期间，人员能容易地断开电池、停止向安全传感器供电并且接近货物，而不触发任何警报。因此，虽然唤醒电路提供一些附加安全性，但是运输制冷单元在其被断电和/或无人值守时仍易被偷盗。

因此，本发明的目的在于提供一种克服这样缺陷并且提供对运输单元的更全面监视的安全装置和系统。具体地，需要这样一种安全装置，该安全装置能够在延长的时间段内连续地监视运输制冷单元的关键参数，而与运输制冷单元的操作状态无关。此外，需要这样一种安全系统，该安全系统能够以降低的功率操作并且提供对故障状况的立即响应。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于运输单元的储能安全监视系统。该安全监视系统可包括：至少一个输入装置，所述至少一个输入装置配置成接收输入信号，以对所述运输单元选择性地履行功能；以及控制器，所述控制器具有多个输入、多个输出以及低功率控制电路。所述低功率电路可提供在运输单元的电池、输入装置和控制器的至少一个输入之间的电通信。控制电路可配置成当输入信号表明不对运输单元履行功能时将控制器保持在低功率模式。控制电路可配置成当输入信号表明对运输单元履行功能时向所述控制器供电。

根据本发明的另一方面，提供一种用于运输单元的安全监视系统。该安全监视系统可包括：至少一个安全传感器，所述安全传感器配置成检测故障状况；以及控制器，所述控制器具有多个输入、多个输出以及低功率控制电路。所述低功率电路可提供在所述运输单元的电池、所述安全传感器以及所述控制器的至少一个输入之间的电通信。所述控制电路可配置成当不存在检测故障状况时将所述控制器保持在低功率模式。所述控制电路可配置成当存在检测故障状况时能够向所述控制器供电。

根据本发明的另一方面，提供用于运输单元的另一安全监视系统。该安全监视系统可包括：至少一个门开关，所述门开关配置成检测对所述运输制冷单元的未授权接近；以及控制器，所述控制器具有多个输入、多个输出以及低功率控制电路。所述低功率控制电路可提供在所述运输单元的电池、所述门开关以及所述控制器的至少一个输入之间的电通信。所述控制电路可配置成当不存在检测故障状况时将所述控制器保持在低功率模式。所述控制电路可配置成当存在检测故障状况时能够向所述控制器供电。

根据本发明的又一方面，提供一种用于保存运输单元的能量的方法。所述方法可：提供输入装置，所述输入装置配置成接收输入信号并且基于所述输入信号对所述运输制冷单元选择性地履行功能；提供低功率控制电路，所述低功率控制电路在所述运输单元的电池、输入装置以及控制器的至少一个输入之间通信，当所述输入信号表明不对运输单元履行功能时将所述控制器保持在低功率模式、并且当所述输入信号表明对运输单元履行功能时自动地向所述控制器供电。所述低功率控制电路可配置成将所述控制器偏压到低功率操作模式中。

在结合附图来阅读下述详细说明之后，本发明的这些以及其他方面将更容易显而易见。

附图说明

图1是应用到运输制冷单元的示例性安全监视系统的示意图；

图2是另一示例性安全监视系统的示意图；以及

图3是用于监视运输制冷单元的示例性方法的流程图。

虽然本发明容易形成各种变形和替代配置，但是本发明的一些描述性实施方式已经在附图中被示出并且将在下文被详细描述。然而，应当理解的是，不旨在局限于所公开的具体形式，相反本发明意在涵盖落入本发明的精神和范围内的全部变形、替代配置和等同物。

具体实施方式

参考附图并且特别参考图1，用于运输制冷单元的示例性安全监视系统被提供，并且被称为附图标记10。要理解的是，本发明的教导可被用于配置用于上述运输单元的安全监视系统并且超出下文具体公开的。本领域普通技术人员将容易理解的是，下述仅仅是示例性实施方式。

转到图1和图2，提供了可被安装到运输制冷单元中的示例性低功率安全监视系统10的示意图。除了运输制冷单元外，本文所公开的安全监视系统10还可集成到其他类型的运输单元（例如，拖车、货物集装箱、卡车、轨道车辆等）中。此外，安全监视系统10可被设置到需要连续监视其一个或多个参数的任何运输单元，但该运输单元限于诸如电池或燃料箱的便携式能量源，该便携式能量源的容量受限于运输单元能够承载或支承的容量。

如图1和图2所示，示例性安全监视系统10可主要包括：一个或多个输入装置11，例如，安全传感器12；控制器14；通知装置16；以及低功率控制电路18，所述低功率控制电路用于将这些部件电联接到运输单元的功率源（例如电池20）等。输入装置11可与运输单元的辅助或附属装置相关，并且配置成从运输单元的操作者和/或拥有者接收输入信号。与输入装置11相关的辅助或附属装置可包括例如制冷单元、加热、通风和空气调节（HVAC）系统、照明单元、或者可从电池20和/或燃料燃烧接收功率的任何其他附件。基于由输入装置11接收到的输入信号，控制器14可对运输单元选择性地履行辅助或附属功能，例如操作便携式制冷单元、操作HVAC系统、提供灯光等。

输入装置11还可包括安全传感器12，该安全传感器配置成当控制器14监视用于故障状况的被观察参数时观察该运输单元的各种安全参数。如果控制器14确定存在故障状况，那么合适通知装置16可向运输单元的使用者和/或拥有者警告并通知该故障状况。此外，控制电路18的低功率配置可确保：控制器14仅在其被需要时（例如，当在安全传感器12处检测到潜在故障时）才被接合。这种低功率配置基本上消除了控制器14不必要在线的时间量，且因此极大地降低了控制器14所消耗的功率。通过减少操作控制器14所需的能量的量，电池20的电荷被极大地保存，并且除了其它的以外可显著地减少燃料消耗。

图1和图2的安全传感器12可包括一个或多个传感器，所述传感器配置成检测运输单元的故障状况或危险变化，这些故障状况或危险变化可表明运输单元的未授权接近、偷盗、破坏和发生故障或者任何其他异常或不想要活动。例如，安全传感器12可包括诸如门开关12a的离散传感器，其能够确定运输单元的货箱门何时被打开或关闭。如图1所示，门开关12a可以是常闭型开关，当运输单元的全部门都被关闭时，该门开关允许电流从其流过。当至少一个货物门打开时，该常闭型门开关12a可打开以断开电流。替代地，门开关12a还可以是常开型开关，如图2所示，当全部门都被关闭时，所述门开关禁止电流从其流过。当至少一个货物门被打开时，常开型开关12a可闭合以允许电流从其流过。

安全传感器12还可包括诸如燃料水平传感器12b的模拟传感器，该模拟传感器输出表明运输单元中的燃料水平的连续模拟信号。基于这种反馈，相应控制器14可以有能力监视燃料的临界低水平和/或燃料的临界高减少速率。在替代的实施方式中，安全传感器12可包括电池电压传感器和/或电池连接传感器，其配置成检测电池电压水平何时下降至临界最小值和/或检测电池20何时被断开。在又一替代方式中，安全传感器12可附加地包括一个或多个温度传感器、压力传感器、湿度传感器、运动传感器、冲击传感器、倾斜传感器等。

仍参考图1和图2，安全监视系统10的控制器14可使用一个或多个下述部件来实施：处理器；微处理器；微控制器；电子控制模块（ECM）；电子控制单元（ECU）；或用于安全监视系统10的电子控制功能的任何其他合适装置。控制器14可包括用于接收离散和/或模拟电子信号的多个输入22以及用于将离散和/或模拟电子信号传送到其他附属、辅助或外围装置（例如，所示的通知装置16）的多个输出24。

在所提供的输入22之中，控制器14可包括至少一个功率启用输入22a以及参考电压输入22b。基于在功率启用输入22a处接收的输入电压，控制器14可被切断、接通、放置在低功率模式、放置在休眠模式等。例如，控制器14可配置成在提供给功率启用输入22a的电信号对应于大约5 VDC、10 VDC、15 VDC或对应于逻辑“高”值的任何其他直流（DC）参考电压的情况下自动接通。可根据提供给控制器14的参考电压输入22b来确定合适参考电压。参考电压还可以基于运输单元的电池20的相应规格、由低功率控制电路18提供的电阻值R1-R5等来确定。

在功率启用输入22a处的电压小于保存能量的预定最小电压的情况下，控制器14也可被切断。例如，如果供应到功率启用输入22a的电压是大约0 VDC或对应于逻辑“低”值，那么控制器14可自动切断并保持切断，直到接收到下一逻辑“高”值。在替代实施方式中，控制器14可提供颠倒的功率启用输入22a，在该情况下，供应到功率启用输入22a的对应于逻辑“低”值的电压可用于接通该控制器14，而对应于逻辑“高”值的电压可用于切断该控制器14。

控制器14可附加地操作在低功率操作模式或休眠模式，以便保存电池功率或燃料。低功率模式或休眠模式可使得控制器14能够以极小电池功率操作，同时仍允许该控制器的一些功能，例如安全传感器12的监视。在低功率模式或休眠模式期间，在功率启用输入22a处提供的电压可处于相对低的电压的预定范围内。例如，对应于低功率模式的电压范围量值可大于0 VDC但是小于所提供的参考电压（例如，5 VDC、10 VDC、15 VDC等）。控制器14可配置成借助基于预编程在该控制器中的不同标准的其自身判定来进入低功率模式或休眠模式。通过调节供应到控制器14上的电压，在控制器14上还可引起低功率模式或休眠模式。控制器14还进一步包括状态输入22c，例如基于在状态输入22c处检测到的电压的量值，控制器14通过该状态输入可确定期望操作模式或当前操作模式。

响应于输入信号和任何故障状况，控制器14可在其输出24处产生一个或多个信号，以被传递到运输单元的一个或多个辅助、附属或外围装置（例如，所示的通知装置16）。通知装置16可包括一个或多个音频装置16a、视频装置16b等。音频装置16a可包括铃声、蜂鸣器或能够产生音频警报和引起对运输单元的注意的任何其他装置。视频装置16b可包括闪烁的发光二极管（LED）、液晶显示器（LCD）上的屏幕活动、或可引起对运输单元的注意的任何其他形式的视频警报。音频装置16a和视频装置16b的每个可设置在运输单元的附近和/或在远程监视位置处。

通知装置16还可采用远程信息处理装置16c，所述远程信息处理装置配置成借助蜂窝网络、卫星通信等向运输单元的合适使用者和/或拥有者产生警报。更具体地，控制器14和远程信息处理装置16c可产生故障代码、文本消息、电子邮件消息等，并且进一步将该代码或消息传送给相应使用者和/或拥有者的寻呼机、蜂窝装置或计算机。该代码或消息可简单地表明已经检测到故障状况，或者提供检测故障的进一步细节（例如，故障类型、故障频率或持续时间、用于校正故障的可能方案等）。

如图1-2所示，低功率控制电路18可配置成将安全传感器12、控制器14、通知装置16和电池20的每个互连，以便使得安全监视系统10能够以来自电池20的极小功率和以极小燃料来全面地操作。更具体地，控制电路18可配置成使得诸如门开关12a的离散安全传感器12基于安全传感器12的状态来启用或禁用控制器14的功率启用输入22a与电池20之间的电连接。在采用模拟传感器（例如，燃料水平传感器12b）的实施方式中，低功率控制电路18和控制器14可配置成当处于低功率操作模式时能够监视模拟传布感器。

例如与图1的离散且常闭型门开关12a相关，低功率控制电路18可配置成当门开关12a闭合时将控制器14的功率启用输入22a电联接到地面。由此，控制器14可设置有逻辑低电压值从而当不存在故障时使得控制器14被断电或处于低功率模式。当一个或多个门被打开并且当门开关12a打开时，控制器14的功率启用输入22a可从地面断开并且配置有来自电池20的正端子的逻辑高电压值。类似地，与图2的离散且常开型门开关12a相关，低功率控制电路18可配置成当门开关12a打开时使得控制器14的功率启用输入22a电联接到地面。由此，控制器14可设置有逻辑低电压值从而当不存在故障时使得控制器14被断电或处于低功率模式。当一个或多个门被打开并且当门开关12a闭合时，控制器14的功率启用输入22a可配置有来自电池20的正端子的逻辑高电压值。

一旦被供应有启用电压，控制器14就可从低功率模式自动唤醒并且接通。控制器14然后可确定检测到的故障状况或货物门的打开是授权事件还是未授权事件。如果故障状况被确认是授权事件，那么控制器14可简单地忽略该故障、返回到低功率或休眠模式并且继续监视安全传感器12。如果故障状况被确认是不想要或未授权事件，那么控制器14可产生被传递到通知装置16的合适信号。基于从控制器14接收的信号，例如音频装置16a、视频装置16b和远程信息处理装置16c中的一个或多个可被接合以警示该运输单元的使用者和/或拥有者。控制器14进一步可配置成响应于检测故障来自动记录关于运输单元的任何数据或全部数据。被记录的数据可被存储在存储器26、28中，用于以后取回和检阅。控制器14响应于检测到故障状况的方式可由运输单元的使用者和/或拥有者来配置。例如，使用者或拥有者可启用或禁用一个或多个通知装置16，所述通知装置被设置成负责具体故障类型。使用者或拥有者还可调节待被记录的数据类型、记录的持续时间、记录间隔，或者禁用数据记录特征。

仍参考图1-2，低功率控制电路18还可提供与备用电池30的电通信。例如，第二电池30可通过辅助连接和/或与其并联连接而联接到安全传感器12、控制器14和通知装置16。辅助连接还可自动地切换，使得在主电池20被断开的情况下，备用电池30仅被联接到安全监视系统10。因此，安全传感器12可采用电池连接传感器，用于监视与主电池20的连接。

现转到图3，提供示例性方法，控制器14在监视运输单元时通过该方法可保存能量。具体地，控制器14可被预编程有根据所示的方法来执行的算法或一组程序代码。该算法可存储在控制器14的板载或内部存储器26内和/或与控制器14通信的外部存储器28上。外部存储器28可采用例如软盘、硬盘、光学介质、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、或本领域通常使用的任何其他合适计算机可读存储介质。

根据图1-2的实施方式，图3的方法可包括提供至少一个安全传感器12的步骤，该安全传感器配置成检测运输单元内的故障状况。该方法还可使用低功率控制电路18来实现在运输单元的电池20、安全传感器12和控制器14的输入22之间的电通信。低功率控制电路18可配置成将控制器14偏压到低功率操作模式，以便保存电池功率。该方法进一步可监视由安全传感器12检测到的任何故障。如果未检测到故障，那么该方法可继续将控制器14保持在低功率模式。如果检测到一个或多个故障，那么该方法可将电池20的功率自动引向控制器14的功率启用输入22a，以将控制器14从低功率模式唤醒并且允许控制器14相应地响应于检测到的故障。可选地，该方法可进一步例如使用图1-2的通知装置16中的一个来产生警报，以便向运输单元的使用者和/或拥有者通知该检测故障状况。附加地或替代的，该方法可响应于检测故障状况在预定时间段记录来自运输单元的各种数据。

基于前述，可以看出，本发明提供对运输制冷单元的更全面监视，与配置用于运输单元的现有安全构造相比具有数个优势。此外，本发明提供在延长的时间段内对运输单元的各种参数的连续监视，而不限于运输单元的操作状态。此外，本发明提供除了其它的以外显著地保存电池电荷和燃料的情况下的这种连续监视方案。

虽然已经阐述了仅一些实施方式，但是本领域技术人员从上述说明将清楚替代方式和修改。这些以及其他替代方式被认为是等同物并且落入本发明的精神和范围内。

Claims (21)

1.一种用于运输单元的安全监视系统（10），所述安全监视系统（10）包括：

至少一个安全传感器（12），所述安全传感器配置成检测故障状况；以及

控制器（14），所述控制器具有多个输入（22）、多个输出（24）以及低功率控制电路（18），所述低功率控制电路提供所述运输单元的电池（20）、所述安全传感器（12）以及所述控制器（14）的至少一个输入（22）之间的电通信，所述控制电路（18）配置成当不存在检测故障状况时将所述控制器（14）保持在低功率模式，所述控制电路（18）配置成当存在检测故障状况时能够向所述控制器（14）供电。

2.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述安全传感器（12）包括下述中的一个或多个：门开关（12a）；燃料水平传感器（12b）；电池电压传感器；电池连接传感器；温度传感器；压力传感器；湿度传感器；运动传感器；冲击传感器；以及倾斜传感器。

3.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述控制电路（18）还提供在至少一个通知装置（16）与所述控制器（14）的至少一个输出（24）之间的电通信，所述控制器（14）配置成响应于在所述安全传感器（12）处检测到的故障状况激活所述通知装置（16）。

4.根据权利要求3所述的安全监视系统（10），其中，所述通知装置（16）包括音频装置（16a）、视频装置（16b）和远程信息处理装置（16c）中的一个或多个。

5.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述控制器（14）还配置成将关于由所述安全传感器（12）检测到的故障状况的任何数据可取回地记录在存储器（26, 28）中。

6.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述控制电路（18）还提供与备用电池（30）的电通信。

7.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述安全传感器（12）包括常闭型开关，所述常闭型开关设置在所述电池（20）与所述控制器（14）的功率启用输入（22a）之间。

8.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述安全传感器（12）包括常开型开关，所述常开型开关设置在所述电池（20）与所述控制器（14）的功率启用输入（22a）之间。

9.根据权利要求1所述的安全监视系统（10），其中，所述安全传感器（12）包括模拟传感器，所述控制器（14）配置成当操作在所述低功率模式中时连续地监视所述模拟传感器的读数。

10.一种用于运输制冷单元的安全监视系统（10），所述安全监视系统（10）包括：

至少一个门开关（12a），所述门开关配置成检测对所述运输制冷单元的未授权接近；以及

控制器（14），所述控制器具有多个输入（22）、多个输出（24）以及低功率控制电路（18），所述低功率控制电路提供所述运输单元的电池（20）、所述门开关（12a）以及所述控制器（14）的至少一个输入（22）之间的电通信，所述控制电路（18）配置成当不存在检测故障状况时将所述控制器（14）保持在低功率模式，所述控制电路（18）配置成当存在检测故障状况时能够向所述控制器（14）供电。

11.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），其中，所述门开关（12a）被电联接在所述电池（20）与所述控制器（14）的至少功率启用输入（22a）之间。

12.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），还包括燃料水平传感器（12b），所述燃料水平传感器配置成检测所述运输单元中的燃料水平和燃料减少速率中的至少一个。

13.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），还包括下述中的一个或多个：电池电压传感器；电池连接传感器；温度传感器；压力传感器；湿度传感器；运动传感器；冲击传感器；以及倾斜传感器。

14.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），其中，所述控制电路（18）还提供在至少一个通知装置（16）与所述控制器（14）的至少一个输出（24）之间的电通信，所述控制器（14）配置成响应于在所述安全传感器（12）处检测到的故障状况激活所述通知装置（16）。

15.根据权利要求14所述的安全监视系统（10），其中，所述通知装置（16）包括音频装置（16a）、视频装置（16b）和远程信息处理装置（16c）中的一个或多个。

16.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），其中，响应于检测故障而使用的所述通知装置（16）能够由使用者配置。

17.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），其中，所述控制器（14）配置成将关于由所述安全传感器（12）检测到的故障状况的任何数据可取回地记录在存储器（26, 28）中。

18.根据权利要求10所述的安全监视系统（10），其中，所述控制电路（18）还提供与备用电池（30）的电通信。

19.一种用于保存运输制冷单元中的能量的方法，所述方法包括以下步骤：

提供输入装置（11），所述输入装置配置成接收输入信号并且基于所述输入信号对所述运输制冷单元选择性地履行功能；

提供低功率控制电路（18），所述低功率控制电路在所述运输单元的电池（20）、所述输入装置（11）以及控制器（14）的至少一个输入（22）之间通信，所述低功率控制电路（18）配置成将所述控制器（14）偏压到低功率操作模式中；

当由所述输入装置（11）接收到的所述输入信号表明不履行功能时将所述控制器（14）保持在低功率模式；以及

当由所述输入装置（11）接收到的所述输入信号表明履行功能时自动地向所述控制器（14）供电。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述输入装置（11）包括安全传感器（12），所述安全传感器配置成检测故障状况，所述控制器（14）在不存在由所述安全传感器（12）检测到的故障状况的情况下被保持在低功率模式，并且在接收到故障状况的情况下被自动地激活。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括响应于检测故障状况来产生警报的步骤。

Images