CN103282591B - 用于远程跟踪挂锁的状态检测器和通信单元以及系统 - Google Patents

Abstract

一种用于挂锁(10)的状态检测器和通信单元(20)，挂锁具有锁体(11)和锁梁(12)，锁梁(12)的至少一端(14)能够闩到锁体以及从锁体释放。状态检测器和通信单元包括外壳(21)，外壳被适配为牢固地加装到挂锁上以便形成紧凑组件而不遮掩挂锁的操作机构(17)，以及电池供电的电路(22)，电池供电的电路包含在外壳内用于与挂锁的锁梁协同操作以用于向远程监控单元(93)发射指示锁梁的状态的信号。本发明允许远程监控常规挂锁而无需对挂锁进行修改或者仅需进行很少的修改。

Description

用于远程跟踪挂锁的状态检测器和通信单元以及系统

技术领域

本发明涉及锁的远程跟踪，尤其为了允许远程地检测、监控锁的状态变化。

背景技术

允许远程控制和数据记录的电子挂锁和机电挂锁是本领域所公知的。

第6,047,575号美国专利公开了一种电子挂锁，该电子挂锁具有锁体和锁梁以及在锁体内且可由电动机操作以用于闩上和释放锁梁末端的电动机操作的闩组件。编码器被耦合到闩组件以用于根据锁梁末端何时被闩上或被释放而移入相应的位置。在锁体内的电路检测编码器的位置并且生成与编码器位置相关的信号，从而指示锁梁被闩上还是被释放。

US2008/0036596公开了一种钥匙操作且可远程监控的锁定组件，该锁定组件包括钥匙操作的锁，该锁包括：锁体，包括钥匙操作的锁定组件；和可监控篡改(tamper)的可锁定组件，通过机械的钥匙操作的锁定组件的操作而可选择地被锁定到锁体；以及无线通信电路，位于锁体和可锁定组件中的至少一个内以用于提供篡改可锁定组件的可远程监控的指示。US2008/0036596中所示的布置尤其涉及具有柔性锁梁的挂锁，该柔性锁梁经如下修改：提供纵向孔，导线穿过该纵向孔。导线的两端连接到在挂锁内的PCB上所安装的开关触点以便在锁梁被切断的情况下提供警报信号。

第4,556,872号和第5,587,702号美国专利公开了内置篡改警报器和集成电池的挂锁。

第5,831,531号美国专利公开了用于海运集装箱的安全锁，其中在集装箱的门之间紧固导电缆线且由RFID监控该导电缆线的连续性。

第5,046,084号美国专利公开了一种电子钥匙盒系统，该电子钥匙盒系统被配置为将数据通过传真从中央计算机传送到房地产公司以便允许房地产经纪人监控对挂牌出售住宅的钥匙的使用。

第6,046,558号美国专利公开了一种电子挂锁，该挂锁具有锁体和锁梁以及用于闩上和释放锁梁末端的电动机操作的闩组件。使用向控制电路提供位置信息的光学编码器来监控涉及闩机构失效的安全问题，该控制电路将位置信息与将功率导向电动机的信号相关联以用于远程地控制电动机。

从前述讨论可以看出，具有用于监控闩机构的集成编码器的挂锁以此类挂锁在海运集装箱中的使用而著称。然而，已知的此类挂锁是电动机操作的，这引起诸如在第6,046,558号美国专利中所描述的问题之类的许多潜在问题。此外，编码器在制造期间被集成在挂锁内，这不仅是昂贵的，而且也意味着常规挂锁不太容易便于使用现有技术中所描述的方法来进行监控。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供克服这些缺点的挂锁和远程监控系统。

根据本发明的第一方面，提供了用于挂锁的状态检测器和通信单元，该挂锁具有锁体以及至少一端可以被闩到锁体和从锁体释放的锁梁，该状态检测器包括：

外壳，适应于被牢固地加装到挂锁以便形成紧凑组件而不遮掩挂锁的操作机构，以及

电池供电的电路，包含在外壳内用于与挂锁的锁梁协同操作以用于向远程监控单元发射指示锁梁状态的信号。

附图说明

为了理解本发明并且为了明白其可以在实践中如何实现，现将参考附图仅通过非限制性的示例来描述实施例，其中：

图1a、图1b和图1c是示出有助于说明本发明的操作原理的挂锁的细节的图形表示；

图2示意性地示出了适应于被加装到挂锁的状态检测器；

图3a和图3b是根据本发明的实施例的用于与状态检测器和通信单元交互的修改的挂锁的图形视图；

图4a是用于将状态检测器和通信单元耦合到图3a和图3b中的挂锁的接口单元的图形视图；

图4b和图4c描绘了挂锁和接口单元相应的示出其互锁的详细侧视图；

图4d示出了用于与接口单元中的致动器协同操作而对挂锁的锁梁进行的修改的细节；

图5a至图5d是示出状态检测器的细节的图形视图；

图6a至图6d是示出在根据本发明的实施例的修改的挂锁中用于触发附接的状态检测器和通信单元的致动器的示意性表示；

图7a至图7c是示出在根据本发明的另一实施例的修改的挂锁中用于触发附接的状态检测器的致动器的示意性表示；

图8是示出状态检测器的功能的框图；

图9是用于跟踪船舶的系统的示意性表示，其中使用根据本发明的挂锁-检测器模块来保护该船舶的门；以及

图10是描绘通过远程监控中心实时跟踪挂锁的地图。

具体实施方式

在以下对一些实施例的描述中，在多于一页的附图中出现或者享有相似功能的相同部件将通过相同的附图标记来引用。

图1a、图1b和图1c是示出有助于说明本发明的操作原理的挂锁10的细节的图形表示。该挂锁具有锁体11和锁梁12，锁梁12的第一端13可旋转地固定在锁体中的腔内，并且其第二端14具有周向凹口15，该凹口15与由插入钥匙孔17的钥匙16或者由号码锁所释放的锁定构件(未示出)相啮合。挂锁是本领域所公知的并且因为本发明的一个目的在于允许远程地监控任何挂锁的状态，所以进一步的机械细节对于理解本发明的基本原理不是必要的。

在图1a中所描绘的锁定状态中，锁梁12的第二端14如图1b中更清晰地示出的那样隐藏在锁体11内，而在解锁状态中，其如图1c中所示的那样伸出锁体。

本发明主要在于将状态检测器和通信单元安全耦合到挂锁以便提供挂锁是打开还是闭合的指示并且将该指示报告给远程监控单元，同时适合于加装到现有挂锁而具有挂锁的最小定制。参照图3至图5，以下将描述这样的实施例，其已经被简化到实践中并且仅需要对挂锁的锁梁稍作修改。图6和图7示出了需要对挂锁进行显著改变同时仍允许状态检测器和通信单元的后续改装的备选实施例。

在另一极端，在图2中呈现了一种布置，其中终端用户自己可以想到对现成的挂锁的锁梁进行修改以用于与本发明一起使用。因此，图2示意性地示出了具有外壳21的状态检测器和通信单元20，该外壳21适应于牢固地加装到挂锁10以便形成紧凑的组件而不遮掩钥匙孔17。外壳内一般显示为22的电池供电电路与锁梁12协同操作以用于向远程监控单元(未示出)发射指示锁梁状态的信号。仅通过示意性示例，在图2中，电路22被显示为包括将光导到锁梁的第二端14上去的光电二极管23(构成光发射器)以及检测由锁梁的第二端14反射回的光的光检测器24，因此指示锁梁的第二端14啮合在挂锁的锁体内。在另一方面，当挂锁被打开时，锁梁的第二端14从挂锁的锁体脱离并且向上弹出光电二极管23的视线之外。结果，来自光电二极管23的光不再被反射到光检测器24。因此，光检测器24用来检测锁梁的状态而耦合到光检测器24的发射器25向远程监控单元传送状态信号。

这一布置不需修改挂锁，并且特别避免了如在迄今为止所提出的方案中是必要的在挂锁的锁体内提供编码器的需要。简单地说，状态检测器和通信单元20的外壳21可以在其上部装备有具有孔的支架26，通过该孔插入锁梁，使得一旦挂锁被锁定，则状态检测器和通信单元20被保持在挂锁上。然后，如图2中所示，在外壳21的下端上的弹性L形支架27可以卡扣连接到挂锁的基座。可替换地，可以使用分开的外壳，使得相对的部分被安装在锁体11的相对侧上并且继而卡扣连接。在图1中所示的挂锁中，其中钥匙孔17在挂锁的锁体11的主表面上，状态检测器和通信单元20被安装在相对表面上并且如果使用分开的外壳，则安装在钥匙孔的相同表面上的那部分外壳必须调整尺寸和形状以便确保钥匙孔17保持是可进入的。通常，如图3b中所示，钥匙孔17设在与锁梁相对的锁体的下表面上，不会出现这一问题。在任何一种情况下，状态检测器和通信单元20均以对于锁梁的适当空间配置而被牢牢地靠着挂锁固定，从而允许始终可靠地检测锁梁的状态。虽然此简单实施例中的状态检测器和通信单元20可以从挂锁被强行地移除，但是这样做将立刻致使检测到打开状态并且将其向远程监控单元发射。因而，实际上没有篡改状态检测器和通信单元20的动机。然而，如果需要，可以通过例如使用铆钉或塑料焊接将分开的外壳的相对部分连接在一起来实现更持久的固定。

如果需要，代替依赖于不存在或者检测到自锁梁末端所反射的光，可以在锁梁的外围涂以具有不同反射率的两条有色带：一条带在当挂锁被锁定时通常被遮住的那部分锁梁上，而另一条带在锁梁被暴露的部分上。在打开挂锁之后，由光检测器24感测到的反射光强度根据是哪条带反射光线而不同。同样地，被暴露的带可以在其外围周围具有不同颜色的段，每个段具有不同的反射率。然后锁梁在挂锁内的转动在其不被移除的情况下将导致由光检测器感测到不同的强度。这在挂锁通过切割锁梁而被篡改的情况下是有用的，因为可以继而检测并且报告锁梁的转动。通过在锁梁的两个相对端上提供相应的分段的带使得可以监控任一端的转动来达到更佳的安全性。

图3a和图3b是适合于经由接口单元31(对于图3b也标记31)附接到状态检测器和通信单元20的挂锁30的图形视图，该接口单元31在图3a和图3b中被示出为加装到挂锁而在图4a中则被单独示出。以下参照图5a至图5d描述了状态检测器和通信单元20的机械特征，同时参照图7描述了状态检测器和通信单元20的电气功能。在被简化到实践中的本发明的实施例中，挂锁30是来自以色列的Yavne的Mul-T-LockTechnologiesLtd.的商业上可用的单元并且在产品目录号29400205-A下出售。接口单元31可以由注塑塑料形成，其具有常开的盒子构造，该构造包括为了紧靠挂锁的主表面并且支撑顶表面33而调整尺寸的内表面32以及相对的侧表面34a、34b。如图4b中所示，在侧表面34内切割U形窗35以便形成硬弹性叶片(stifflyresilientleaves)36，该硬弹性叶片中的每个的内唇(innerlip)倾斜以形成相应的缺口37。如图4c中所示意性地示出的，挂锁包括具有在外壳39内固定的相对倾斜边缘的机构38，使得在壳的内表面与倾斜边缘之间形成了相对的脊40。借助于弹性叶片36被壳39的侧表面向外屈曲直到缺口37变得对准脊40，这允许接口单元31被推入配合到挂锁30上，于是叶片36复原至其松弛状态而缺口37被牢固地闩入脊40。在此状态中，所有四个缺口37必须对着叶片36的硬弹性偏压有效地被同时抬起，因此使得一旦接口单元31附接到挂锁则很难将其移除。

接口单元31在其与表面32相对的外表面41上设有与在状态检测器和通信单元20的外表面中形成的互补轨道43(如图5c中所示)滑动接合的相对的第一凹部42a和42b。上表面33中的一对相对的半圆凹部44a、44b允许与锁梁紧靠接合。上表面33中的固定孔45允许接口单元31经由螺钉46被固定到在挂锁的壳40的上表面中形成的螺纹孔(未示出)。接口单元31包括在其顶表面33附近被弹性地安装在通过接口单元31的外表面41的相应的孔中的一对销47a、47a。销47a、47a具有圆形端并且被弹性地偏压，使得在将状态检测器和通信单元20安装到接口单元31上之前，销的一端从接口单元31的内表面稍微伸出而其相对端隐藏在其相应的孔中。

图4d示出了用于与接口单元31中的销47a、47a协同操作而对挂锁的锁梁12进行修改的细节。因此，在锁梁12上以适当的相隔关系形成插口48a、插口48b和插口48c，使得当挂锁30被锁定时，借助于销47a的端被容纳在插口48内，在锁梁的固定端49a中形成的插口48a与销47a完全对准。因此，在装备挂锁时，销47a不从接口单元31向外伸出。在另一方面，插口48b和插口48c形成在锁梁的相对端49b(即从锁定机构脱离的端)中以便稍微与销47b不对准。具体而言，插口48b和插口48c形成在当装备挂锁时与销47b对准的想象轴的相对侧上。因此，在装备挂锁时，插口48b和插口48c在销47b的相对侧上相对销47b都稍微偏移。因此，销47b被锁梁推动以便向外伸出。然而，在装备挂锁时，如果锁梁被切断以便允许锁梁的两个折断的两半的独立转动，即便端49b在任一方向上的轻微转动也将使插口48b和插口48c中的一个转动至与销47b对准，销47b继而将缩进以便不再伸出接口单元31。同样地，锁梁的固定端49a一旦折断就能够独立转动，这使销47a未与插口48a对准。结果，挂锁状态的任何改变或任何篡改挂锁的企图引起由销47a和销47b所构成的致动器的状态的改变，这转而引起微型开关63和微型开关64的操作，从而警告状态检测器和通信单元20。插口48a和插口48b因此充当与致动器协同操作的编码器以便提供锁梁的相应端处于插入状态还是缩回状态以及还有该端在仍保留在挂锁锁体内的同时是否转动的指示。

本发明的一个特定应用涉及实时监控和跟踪航运集装箱，该集装箱由授权人员在装货港口用挂锁锁上，该挂锁的状态必须受到持续监控。这是典型的安全应用，其中挂锁必须是防篡改的并且以上所述的致动器满足这一要求。然而，可能存在其中安全不是主要考虑因素而仅需要瞬时状态的应用，在此情况中可能只需要单个致动器。例如，人们离开他们的住所然后担心他们忘记锁上房屋或车库的情况并不罕见。如果例如车库是用经适当修改的挂锁锁上的，则单个致动器将足以指示挂锁是否已锁上。将要注意的是，挂锁即便在其不附加到其所要保护的门上时也可以被锁上。因此，仅知道瞬时状态可能是不够的，除非挂锁由获授权人员来装备，从而建立经核实的初始状态，然后该获授权人员以安全的方式向远程监控单元报告。但是在房主同时是“获授权人员”和“远程监控单元”两者的情况中，这不是考虑因素，所以单个致动器可能足以提供所需的反馈。

螺钉46的目的并非主要在于防止接口单元31的移除，如以上所注意到的，这由于由缺口37所形成的闩而呈现出是困难的。恰恰相反，螺钉减少了挂锁与接口单元之间的任何轻微游隙的可能性并且由此确保接口单元与挂锁精确对准以及销47a、销47b关于插口48a、插口48b和插口48c准确定向。

参照图5a至图5c，现将描述状态检测器和通信单元20的进一步的机械细节。因此，已经提到了与接口单元31的导轨42a和导轨42b可滑动接合的轨道43。导轨42a、导轨42b和轨道43是底切的，使得状态检测器和通信单元20与接口单元31吻合。从状态检测器和通信单元20的上表面33朝向相对边缘向外伸出的是两个相对的棘爪50a、50b，每个棘爪在其末端具有半圆形的凹部51用于紧靠锁梁。一旦状态检测器和通信单元20被加装到挂锁上，半圆凹部51就与接口单元31的相应的半圆凹部44a、44b对准并且叉开锁梁的相应的脚。应当注意到的是，除非挂锁是打开的，否则伸出的棘爪50a、50b防止状态检测器和通信单元20与接口单元31吻合，使得从端49b的插口抬起端49b，从而允许抬起端49a并且转动通过90°以便向棘爪50a仅呈现单个脚。在此位置，销47a被端49a(图4d)所推动，以便向外伸出接口单元31并且可以从上面将状态检测器和通信单元20安装成轨道43与接口单元31的导轨42a和导轨42b之间的滑动接合并且一路下推直到棘爪50a、棘爪50b与在接口单元的上表面中所形成的相应凹部接合。一旦这得以完成并且挂锁是闭合的，在锁梁固定端49a中形成的插口48a与销47a完全对准，使得销47a缩进插口48a中并且不再伸出。在锁梁的相对脚上发生相反的情况。因此，在装备挂锁之前，挂锁的端49b不接触销47b，因此该销47b得以缩进。只要端49b转动进入凹部44b，端49b推动销47b使得销47b向外伸出。当挂锁在锁梁上通过下推而锁定时，锁梁在插口48b和插口48c中间的端保持在销47b上的压力，该销47b继续伸出。

状态检测器和通信单元20具有外壳60(图5c)，在其内表面是被盖62(图5a)所密封的电池室61(图5d)，可以移除盖62以更换电池。一旦状态检测器和通信单元20被耦合到接口单元31，电池室61就紧靠接口单元的外表面41，因此是不可进入的和防篡改的。微型开关63和微型开关64(图5a、图5d)在状态检测器和通信单元20的相对侧上以适当的相隔关系安装到销47a和销47b，其充当致动器用于操作微型开关并且提供状态信息以及如上所述实时地识别闭合或打开事件。

从电池室61还可访问的是图5d中所示的SIM卡65，该SIM卡位于电池后面并且允许GSM通信，如以下参照图8更详细地加以解释的那样。电池触点67提供与电池的接触并且提供编程接口插座68用于外部编程。

已经非常详细地描述了该实施例，因为其公开了目前优选的实施例，借此状态检测器和通信单元20可以被加装到相当标准的挂锁上而需要挂锁的最小定制。为此，在接口单元31中提供了由销47a和销47b所构成的致动器，仅需要在挂锁的锁梁中形成互补的插口。虽然这在制造挂锁期间和在组装之前是非常方便做到的，但是可以想到对现成的挂锁实施，从而允许对标准挂锁进行适配用于与本发明一起使用。然而，可以以其他方式实现所需的加装，现将描述其示例。

图6a和图6b示出了根据备选实施例的具有凹口15的锁梁12的细节，该凹口15通过锁梁的侧表面延伸并且通过弹性锁舌(未示出)保留在锁定状态中。附图是示意性的，并且锁定机构本身不是本发明的特征因此未示出。此外，出于清楚说明的目的，附图未按比例绘制，要注意的是，在实际的挂锁中，锁梁的自由端仅延伸进挂锁的锁体很短的长度并且不是如附图中所示的那样。与锁梁以间隔关系安装的是弹性支座70，该弹性支座70被保留在被固定到挂锁锁体的内壁的环形支架71内。在图6a中所示的锁定状态中，锁梁12与支座接合，迫使其抵靠环形支架71内的压缩弹簧72，并且因此使由支座所支撑的销73通过挂锁锁体的壁75中的孔伸出。销73被调整尺寸使得在图6a中所示的解锁状态中(其中弹簧72被拉长)，销73的端76被隐藏在孔74内。因此，销73的位置指示锁梁12是锁定的还是解锁的。

图7a至图7c示意性地示出根据本发明的另一实施例的修改的挂锁中的致动器，其中销73a和销73b位于挂锁的相同高度上。在附图中，为了易于说明，挂锁被示为两个分开的外壳。然而，实际上当然只存在单个外壳并且两个销都在相同高度通过外壳的相同表面伸出，以便与状态检测器的相应的触点对准。如上所述，销73a和销73b的操作是相同的并且根据前述描述从附图中是不言而喻的。

如上所述，安全应用需要致动器是防篡改的。通过提供图6c和图6d中所示的在相应的孔74a和孔74b中所容纳的两个间隔开的销73a和销73b来提供加强的安全。因此，在图5c中所示的锁定状态中，下销73a和上销73b都通过相应的孔74a和孔74b伸出。当锁梁被部分释放并且从挂锁向上撤回时，下销73a在下压缩弹簧的作用下被隐藏。当锁梁从挂锁的锁体完全移除时，上销73b在上压缩弹簧的作用下同样被隐藏。所以，从(i)下销和上销伸出，到(ii)下销被隐藏而上销伸出，到(iii)下销和上销被隐藏的状态的改变指示最初锁定的挂锁被解锁。相反的情况在最初解锁的挂锁被锁定时适用，并且通过从(i)下销和上销被隐藏，到(ii)下销被隐藏而上销伸出，到(iii)下销和上销伸出的状态的改变来指示。因此，销变为隐藏的或者伸出的顺序不仅提供瞬时状态的指示，而且还提供挂锁处于最初解锁的状态且正在被锁定或者挂锁处于最初锁定的状态且正在被解锁的指示。换言之，单个销仅提供关于挂锁状态的静态信息，而两个销还提供实时地指示当前正在被执行的动作的时态信息。

图6和图7中所示的实施例与图4和图5中所示的实施例的区别在于图6和图7的实施例中的致动器是挂锁的一部分，而在图4和图5的实施例中，致动器是接口单元的一部分。不过，在所有情况中，销提供锁梁状态的立即指示并且可以用于致动状态检测器和通信单元中适当的微型开关。

图8是示出特别被适配用于监控航运集装箱的挂锁的状态检测器和通信单元20的功能的框图。状态检测器和通信单元20包括CPU81(构成处理单元)，该CPU81包括存储器82，并且有蜂窝接收器/发射器调制解调器83耦合到该CPU81，该调制解调器83适合于在GSM、HSGSM或CDMA网络中操作。状态检测器和通信单元20中的有源部件由可再充电电池84供电，该电池84由电源管理控制器85不断地监控并且该电源管理控制器85响应于由微型开关63a和微型开关63b所产生的检测器信号和/或外部询问信号或者中断用于为所需响应唤醒CPU81。GPS接收器和天线86、蜂窝或卫星天线87(构成远程天线)以及ZigBee天线88(构成短程天线)促进了远程双向通信。GPS接收器和天线86以及ZigBee天线88是固定地安装在状态检测器20的外壳21内并且通过柔性PCB(未示出)连接到处理器81的现成模块。蜂窝或卫星天线87促进了远程通信并且通过导线耦合到外壳21内所容纳的通信处理器(未示出)。ZigBee天线88促进了短程通信并且可以接收来自安装在集装箱中的独立传感器89的数据。该传感器不是本发明的特征，所以不进一步详细地描述。传感器的完整描述被提供在于2011年10月20日以本申请人名义递交的名称为“LocationandTrackingDeviceandSystemforaShippingContainer”的共同未决的PCT/IL2010/000859中。应当意识到的是，还可以提供其他形式的通信(诸如远程的GSM、HSGSM、CDMA或卫星，中程的WiMAX或WiFi以及短程的RF、RFID、BlueTooth^TM)以允许附加到不同集装箱的多个状态检测器20之间或者状态检测器与外部传感器或其他设备之间的通信。附加到不同集装箱的状态检测器之间的通信允许即便在其远程通信出现故障的情况下在外部监控集装箱。在此情况中，故障设备可以通过近程网络向另一设备传递信息，该另一设备将通过远程基础设施把信息转发给远程跟踪服务器。这允许短广播范围内所有模块的数据得以备份。

GPS接收器和天线充当位置模块用于提供指示挂锁的空间位置的实时信号。还可以使用诸如Galileo、Glonass和地面蜂窝小区(这些都是本领域公知的)之类的其他基于卫星的协议。

图9是示出用于跟踪诸如集装箱91之类的货运交通工具的系统90的示意性表示，该集装箱91的门中的至少一个门由如上所述的已加装到状态检测器和通信单元20的挂锁来保护。出于完整说明的目的，集装箱91中的至少一个用于运输低温食品并且包括制冷单元92。系统90包括由用于实时监控集装箱的跟踪中心(未示出)操作的服务器93。制冷单元92的故障是必须向服务器报告的安全事件的另一示例。制冷单元92可以被服务器远程操作，也可以被车载CPU15监控并且激活。状态检测器和通信单元20包括图8中示意性示出的天线86和天线87，回想起可以提供多种天线，每种天线在预定的范围和协议上操作。(图8中所示的)GPS天线86与两个或更多个卫星94通信，这经由互联网95向服务器93传送空间位置。

逻辑

以下逻辑状态适用于状态检测器和通信单元20：

被动状态——设备20上电。与其关联的任何传感器处于无效状态。

装备状态——所有传感器直接连接到电源管理控制器85。当装备状态检测器和通信单元20时，电源管理控制器是有效的唯一子系统。在任何一个或多个传感器向电源管理控制器提供指示或警报信号之后，整个系统变成通电的。

无声警报——在此状态中，电源管理控制器85唤醒CPU71以复查截获的信号。如果截获的信号重复多于可以由客户预置的规定数量的次数，则电源管理控制器85唤醒位置和无线电模块。否则，所有传感器以及电源管理控制器进入休眠模式。

紧急情况——系统被唤醒并且在激活状态检测器和通信单元20之前若干次验证截获的信号，状态检测器和通信单元20然后发送位置和关于传感器类型的信息，在关闭整个系统继而切换到装备状态之前等待来自网络的消息确认。在仅监控挂锁状态而不具有其他传感器的系统中，传感器类型指示两个微型开关63和64中的一个。

电源管理控制器85被配置以便引起与提供实时监控和跟踪相当的最小干预，使得CPU81保持休眠并且功耗被降至最低。然而，为了提供实时监控和跟踪，不过电源管理控制器85周期性地唤醒CPU81并且向服务器93传送当前状态是必要的。同样地，服务器93可以自己询问状态检测器和通信单元20，但是这也消耗设备中的电池。因此，在获得更新位置和集装箱状态与保存电池电量之间必须达到合理的平衡。

在本发明的一个实施例中，无论询问是由服务器83远程发起还是由电源管理控制器85本地发起，询问之间的时间段都可以被预置并且存储在状态检测器20的存储器82中或者服务器93中。无论何时电源管理控制器85唤醒CPU81，其将在存储器82中与当前状态一起存储的时间戳与该状态相关联。仅当自最近的时间戳的逝去时间超过询问之间的预置时间间隔时，电源管理控制器85才唤醒CPU81以确定集装箱的随后状态。向服务器93传输的数据同样包括相应的时间戳，从而允许服务器以同样的方式操作。显然地，安全事件将会改写此逻辑。

询问之间的时间可以作为预计航行时间的函数而自动计算得出，使得对于持续数周或数月的长时间航行，减少询问之间的时间间隔(以绝对数值计算)以便节约电池，而对于短时间航行，可以允许更频繁的询问。

用户接口——应用程序/软件

服务器93并入了用户接口(该用户接口是可经由直接或远程耦合到服务器93的工作站或计算机终端访问的)并且使操作员能够在地图上实时地显示指定的集装箱，以及向指定的状态检测器和通信单元20发送消息和命令。例如，远程操作员可以使状态检测器和通信单元20改变传输间隔或者打开制冷系统92(在适当的情况下)。用户接口还允许操作员生成多种信息报告，并且预定义要向一列蜂窝电话接受者发送的相关警报消息。用户接口可以在地理上被定制为取决于地理位置而支持不同的语言和不同的街道级别的地图。

用户接口系统提供两种接口：

线上软件应用程序——这驻留在服务器93上用于被终端用户访问，并且使终端用户能够针对每种事件定制和定义各种警报以及确定是否要向邮件接受者或一个或多个蜂窝用户等发送警报。例如，只要集装箱到达其目的地并且打开门就可以发起事件。同样地，在集装箱运输期间其环境温度上升并且集装箱距目的地大于指定的距离的情况下可以发起事件。

规程软件应用程序——这针对例如盗窃或温度升高等需要立刻响应的紧急事件，并且允许终端用户预先定义在发生此类事件之后所要采取的正确规程。例如，如果未经授权开门的事件发生，则警车可以赶到现场来处理该情况。或者，如果温度超过预置的阈值，则技术人员可以立刻被叫到现场来处理并且解决该问题。

要注意的是，事件驱动的接口和事件处理一般是本领域公知的，并且因此不详细描述这些特征。然而，本发明准许事件处理被实时地实现仅仅是由于如下事实：不同于迄今为止所提出的系统，集装箱被实时跟踪并且每个集装箱的瞬时位置因此是实时已知的。本发明不仅准许跟踪并且监控集装箱，而且允许由在集装箱外部且基于由服务器83所提供的位置数据自动地向集装箱调度的单位实施事件驱动的补救措施。

例如，图10示出了准许操作员一眼看出每个被跟踪的集装箱的实时位置并且确定该集装箱是否按时。操作员可以手动地发起与集装箱中模块的通信以便检查例如温度、各种传感器的状态、CO₂水平等等。然而，传感器自身生成或者由外部服务器93处理或者由该模块自身内的CPU81处理的信号，用于建立事件并且用于在因此建立的事件发生之后依据由终端用户预置的规程采取行动。

要意识到的是，可以对上述实施例作出修改而不背离所附权利要求的范围。例如，虽然状态检测器被适配为被终端用户加装到挂锁上，但是要意识到的是，这还可以在工厂中完成，使得挂锁和检测器作为整体单元销售。在任一情况中，在挂锁外部安装状态检测器避免了在挂锁内装备电子设备的需要。

虽然挂锁被描述为使用钥匙进行操作，但是应当理解的是，本发明的原理还适用于号码锁。类似地，虽然上述挂锁具有锁梁，锁梁的端中的一端永久地固定在挂锁的锁体中，但是本发明还适合用于与具有更大灵活锁梁的挂锁一起使用，该锁梁的两端都是可从锁体移除的并且被独立地固定到锁体上。

同样地，虽然已经特别参照航运集装箱描述了应用，但是将要理解的是，本发明还应用于监控其他海基或陆基货运交通工具。

Claims (17)

1.一种用于挂锁的状态检测器和通信单元，所述挂锁具有锁体和锁梁，所述锁梁的至少一端能够闩到所述锁体以及从所述锁体释放，所述状态检测器和通信单元包括：

外壳，所述外壳被适配为牢固地加装到所述挂锁上以便形成紧凑组件而不遮掩所述挂锁的操作机构，

电池供电的电路，所述电池供电的电路包含在所述外壳内用于与所述挂锁的所述锁梁协同操作以向远程监控单元发射指示所述锁梁的状态的信号，

在所述外壳内且连接到所述电路以传导指示所述锁梁的状态的电信号的至少一个开关触点，所述至少一个开关触点以与所述锁梁的相应端的空间关联的方式安装用于在所述锁梁移动之后的机械致动，以便提供关于所述端处于插入状态还是缩进状态的反馈，以及

一对致动器，所述致动器各自适配为与位于所述锁梁的相应端的相应的编码器协同操作并且提供所述锁梁的所述相应端处于插入状态还是缩进状态的指示。

2.根据权利要求1所述的状态检测器和通信单元，其中所述致动器还被适配为指示所述锁梁的所述端当仍保留在所述挂锁的所述锁体内时是否被转动。

3.根据权利要求1所述的状态检测器和通信单元，包括：

一个或多个传感器，所述传感器在所述外壳内并且耦合到处理单元用于检测所述挂锁的状态的变化，

GPS单元，所述GPS单元在所述外壳中一体安装并且耦合到所述处理单元用于提供位置信号，

蜂窝或卫星调制解调器，所述蜂窝或卫星调制解调器在所述外壳中一体安装并且耦合到所述处理单元用于经由远程网络提供数据通信载波，

电池室，所述电池室在所述外壳内用于容纳电池以向所述状态检测器和通信单元以及向其中的所述传感器和所述蜂窝或卫星调制解调器提供电源，

电源管理控制器，所述电源管理控制器用于监控电池电量水平并且响应于传感器信号和外部询问信号或中断以唤醒所述处理单元，以及

至少一个远程天线，所述远程天线用于实现持续实时跟踪和与远程跟踪服务器通信以将所述挂锁的瞬时空间位置和任何安全事件通知所述跟踪服务器。

4.根据权利要求3所述的状态检测器和通信单元，还包括近程天线，所述近程天线用于允许与在近程范围内的另一状态检测器的近程通信。

5.根据权利要求4所述的状态检测器和通信单元，其中所述处理单元响应于受损的远程通信以经由所述近程天线向在近程范围内的附近的状态检测器传送数据，以向所述远程监控单元中继。

6.根据权利要求1所述的状态检测器和通信单元，其中所述电路包括光发射器和相关联的光检测器，所述光检测器用于接收从所述发射器发射的至少一些光，所述光发射器和所述光检测器以空间关系布置在所述外壳内，使得在被加装到所述挂锁上时，在所述锁梁处于闭合位置时所述检测器接收的光的量不同于在所述锁梁处于开启位置时所述检测器接收的光的量。

7.根据权利要求1所述的状态检测器和通信单元，其中所述状态检测器和通信单元的所述外壳被设在具有支架的上端，所述支架具有孔，所述锁梁通过所述孔插入。

8.根据权利要求6所述的状态检测器和通信单元，包括弹性L形支架，所述弹性L形支架在外壳的下端上并且被适配为卡扣连接到所述挂锁的基座。

9.根据权利要求1所述的状态检测器和通信单元，用于与被修改用于经由接口单元附接到所述状态检测器和通信单元的定制挂锁一起使用。

10.根据权利要求9所述的状态检测器和通信单元，其中所述接口单元是常开的盒子构造，所述构造包括尺寸被调整以紧靠所述挂锁的主表面并且支撑上表面的主内表面和相对的侧表面。

11.根据权利要求9所述的状态检测器和通信单元，包括在所述状态检测器和通信单元的外表面中形成的导轨，所述导轨用于与在所述接口单元的主外表面中形成的互补轨道滑动接合。

12.根据权利要求10所述的状态检测器和通信单元，其中所述接口单元包括所述上表面中的固定孔，所述固定孔用于将所述接口单元用螺钉固定到所述挂锁锁体的上边缘中的螺纹孔。

13.根据权利要求9所述的状态检测器和通信单元，其中所述挂锁具有机构，所述机构被配置为使得所述锁梁的移动致使至少一个致动器的移动，所述至少一个致动器用来致动在所述状态检测器和通信单元中的微型开关。

14.根据权利要求12所述的状态检测器和通信单元，其中所述致动器设在所述接口单元中。

15.根据权利要求13所述的状态检测器和通信单元，其中：

所述致动器是通过所述接口单元的紧靠所述挂锁的表面并入并且通过所述锁梁的外表面被适配用于致动的弹性销，所述锁梁的外表面推动所述销通过所述接口单元以便致动所述微型开关中的相应的微型开关，以及

在所述锁梁的端中形成至少一个插口以在与其对准时在其中保留所述销以便防止所述销通过所述接口单元伸出并且致动所述微型开关。

16.根据权利要求15所述的状态检测器和通信单元，其中所述锁梁的一端包括在装备所述挂锁时与所述销对准的轴的相对侧上形成的两个插口，使得所述插口都在其相对侧上相对所述销轻微偏移但是在所述锁梁被切断以及所述端被转动的情况下与所述销对准。

17.根据权利要求9所述的状态检测器和通信单元，包括在所述接口单元的内侧表面上形成的相应的缺口，并且所述缺口被适配为与所述挂锁的侧表面中的相对的脊接合，从而允许所述接口单元被推入配合并且固定到所述挂锁上。