CN104992312A - 基于物联网传感的集装箱管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网传感的集装箱管理系统，包括：电子门封，安装在集装箱开关门处；固定式读写器，用于对电子门封进行读写操作；手持机，用于对电子门封进行读写操作；通信装置，包括单片机和无线通信模块，用于与固定式读写器和手持机进行无线通讯；以及显示监控装置，用于与通信装置进行通讯；其中，电子门封包括综合传感器标签和存储有与集装箱对应的识别信息的RFID标签：每个RFID标签被写入唯一的ID编码和对应的集装箱内装载的货物信息，综合传感器标签安装有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和报警装置。通过在电子门封中安装RFID标签和综合传感器标签，具有结构简单、效率高和准确性高的优点。

Description

基于物联网传感的集装箱管理系统

技术领域

本发明涉及集装箱管理，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网传感的集装箱管理系统。

背景技术

集装箱，是指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。集装箱运输因其本身密封性好、运输成本低、环境适应性强，具有其它交通运输方式不可替代的优势和特点，其发展前景极其广阔。集装箱运输尤其在铁路运输中得到了广泛使用。

集装箱运输在铁路运输的作业过程中，通常采用人工的方式进行信息的管理，集装箱箱号全部采用人工抄写记录，集装箱每经过一个站点就要人工抄写一次，工作量大、差错率高、信息传递不及时，从而造成集装箱运输的效率低下、准确率降低，极大地影响了铁路集装箱运输的效率和准确率。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于物联网传感的集装箱管理系统，通过在电子门封中安装了RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)标签和综合传感器标签，提高了集装箱管理系统的效率和准确性，具有系统结构简单、准确率高的优点。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明所述的基于物联网传感的集装箱管理系统，包括：电子门封，安装在集装箱开关门处；固定式读写器，用于对所述电子门封进行读写操作；手持机，用于对所述电子门封进行读写操作；通信装置，包括单片机和无线通信模块，用于与所述固定式读写器和所述手持机进行无线通讯；以及显示监控装置，用于与所述通信装置进行通讯；其中，所述电子门封包括综合传感器标签和存储有与集装箱对应的识别信息的RFID标签：所述RFID标签安装在所述电子门封上便于所述固定式读写器和所述手持机读取的位置，每个所述RFID标签设有唯一的ID(Identification，身份识别)编码，每个所述RFID标签被写入对应的集装箱内装载的货物信息；所述综合传感器标签安装有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和报警装置；所述综合传感器标签用于采集集装箱内部的温度信息、湿度信息、烟雾信息分别对应转化成温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号。

优选的是，所述固定式读写器读取所述综合传感器标签的所述温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号发送给所述通信装置的单片机处理、存储，得出温度数据、湿度数据和烟雾数据，若所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据分别与所述单片机预先存储的预存温度数据、预存湿度数据、预存烟雾数据对应比较相同时，所述单片机将得出的所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据发送给所述显示监控装置用于远程实时显示和监控；若存在差别，所述综合综合传感器标签的报警装置的响铃响起、报警灯闪亮，同时，所述报警装置发出报警信号发送给所述单片机，所述单片机通过所述无线通信模块接收所述报警信号并发送给所述显示监控装置。

优选的是，所述电子门封还包括显示屏，所述显示屏用于实时显示所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据。

优选的是，还包括激活源，所述激活源发出激活信号，所述激活信号用于激活所述RFID标签使得RFID标签由睡眠状态转换成激活状态，激活状态的RFID标签向外发出对应的所述集装箱识别信息、所述集装箱内装载的货物信息和所述RFID标签ID编码。

优选的是，所述手持机包括电子门封开启/关闭装置，集装箱装载货物完毕后，通过所述电子门封开启/关闭装置实现关闭集装箱门；集装箱到达目的地后，通过所述电子门封开启/关闭装置实现开启集装箱门。

优选的是，所述电子门封开启/关闭装置与所述显示监控装置无线通讯，所述显示监控装置向所述手持机发送电子门封开启/关闭装置控制信号，用于控制所述电子门封开启/关闭装置的开启和关闭。

优选的是，所述电子门封包括防拆报警装置，所述防拆报警装置在所述电子门封被暴力拆卸时发出报警响铃和防拆报警信息，所述防拆报警信息通过所述通信装置发送给所述显示监控装置。

优选的是，所述无线通信模块是GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)通信模块。

优选的是，所述通信装置还包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位模块。

本发明的有益效果如下：

1.本发明提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，在电子门封中设置了综合传感器标签、存储有与集装箱对应的识别信息的RFID标签。一方面，综合传感器标签将采集的集装箱内部的温度信息、湿度信息、烟雾信息分别对应转化成温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号通过固定式读写器发送给单片机处理得到温度数据、湿度数据和烟雾数据并发送给显示控制装置，报警装置用于温度数据、湿度数据和烟雾数据分别与单片机预先存储的预存温度数据、预存湿度数据、预存烟雾数据对应比较存在误差时报警；RFID标签便于集装箱运输过程中集装箱识别信息、对应的集装箱内装载的货物信息的读取，不需人工读取，提高了集装箱内装载的货物信息的数据读取的便利性和准确性，提高了集装箱管理的效率；另一方面，在电子门封中安装了RFID标签和综合传感器标签，简化了系统结构，节省成本。

2.本发明提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，通过激活源发出激活信号来控制RFID标签由睡眠状态转换成激活状态，使得RFID标签不必一直处于激活的工作状态，降低了RFID标签的功耗，节省成本。

3.本发明提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，手持机包括电子门封开启/关闭装置，显示监控装置向手持机发送电子门封开启/关闭装置控制信号，用于控制电子门封开启/关闭装置的开启和关闭，使得电子门封开启/关闭装置不必一直工作状态，降低了系统的功耗；通过手持机操作电子门封开启/关闭装置即可实现电子门封的开启和关闭，从而提高了集装箱开启/关闭的便捷程度。

4.本发明提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，电子门封包括防拆报警装置，防拆报警装置在电子门封被暴力拆卸时发出报警响铃和报警信息，报警信息通过通信装置发送给显示监控装置，便于工作人员及时作出处理，具有很好的防拆报警作用。

5.本发明提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，所述通信装置还包括GPS定位模块，所述无线通信模块是GPRS通信模块，方便通过显示监控装置了解集装箱的位置等动态信息，提高了集装箱管理系统的远程监控能力。

附图说明

图1为本发明所述的基于物联网传感的集装箱管理系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明所述的基于物联网传感的集装箱管理系统，包括：电子门封20、固定式读写器30、手持机40、通信装置50以及显示监控装置60：电子门封20安装在集装箱开关门处，用于作为集装箱门的安全装置，阻碍式和象征式的门封均可。电子门封20包括综合传感器标签23、存储有与集装箱对应的识别信息的RFID标签21。RFID标签21安装在电子门封上便于固定式读写器30和手持机40读取的位置，每个RFID标签21设有唯一的ID编码、每个RFID标签21被写入对应的集装箱内装载的货物信息。固定式读写器30，用于对电子门封20进行读写操作，读写操作包括对电子门封20内的RFID标签21的读写：集装箱装载货物时，固定式读写器30对RFID标签21写入对应的集装箱识别信息以及RFID标签21的唯一ID编码；集装箱到达目的地时，固定式读写器30读取RFID标签21内写有的对应的集装箱识别信息、集装箱内装载的货物信息以及该RFID标签21的唯一ID编码。RFID标签21被固定式读写器30写入集装箱运输过程中集装箱识别信息、对应的集装箱内装载的货物信息以及RFID标签21的唯一ID编码，再通过固定式读写器30的读取，不需人工读取，提高了集装箱内装载的货物信息的数据读取的便利性和准确性，提高了集装箱管理的效率。

集装箱在运输的过程中，对温度、湿度、烟雾等参数的要求很高。综合传感器标签23安装有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、报警装置，综合传感器标签23用于采集集装箱内部的温度信息、湿度信息、烟雾信息并且分别对应转化成温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号；固定式读写器30将读取的温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号通过通信装置50的无线通信模块52发送给单片机51存储、处理，得出温度数据、湿度数据和烟雾数据，若温度数据、湿度数据和烟雾数据分别与单片机51预先存储的预存温度数据、预存湿度数据、预存烟雾数据对应比较相同时，单片机51将得出的温度数据、湿度数据和烟雾数据发送给显示监控装置60用于远程实时显示和监控；若存在差别，综合传感器标签23的报警装置的响铃响起、报警灯闪亮，同时，报警装置发出报警信号发送给单片机51，单片机51通过无线通信模块52接收报警信号并发送给显示监控装置60，便于工作人员及时处理。

手持机40，用于对电子门封20进行读写操作，该读写操作包括对电子门封20内的RFID标签21：承载货物的集装箱经过每一个中间站时，工作人员通过手持机40可迅速读取RFID标签21内的对应的集装箱识别信息、集装箱内装载的货物信息以及RFID标签21的唯一ID编码，并且，在中间站有货物卸除或新货物装载时，工作人员可以通过手持机40将货物卸除或新装载货物的新信息数据写入电子门封20内的RFID标签21，方便快捷。

通信装置50，包括单片机51和无线通信模块52，用于与固定式读写器30和手持机40进行无线通讯。当固定式读写器30或手持机40对电子门封20内的RFID标签21进行读写时，该读写信息都将通过通信装置50的无线通信模块52发送给单片机51进行处理和存储。无线通信模块52的设置，便于数据的传输以及提高了数据传输的便利性。

显示监控装置60，用于与通信装置50进行通讯。当通信装置50的单片机51通过无线通信模块52读取、处理、存储固定式读写器30或手持机40对电子门封20内的RFID标签21进行的读写时，单片机51还通过无线通信模块52将固定式读写器30或手持机40对电子门封20内的RFID标签21进行的读写发送给显示监控装置60进行存储、显示和监控。显示监控装置60也可以通过通信装置50的单片机51和无线通信模块52发出控制信息，该控制信息可以远程控制固定式读写器30和手持机40对电子门封的RFID标签21的读写方式的操作。

通过本发明实施例提供的基于物联网传感的集装箱管理系统，在电子门封中安装RFID标签21，可以不通过人工操作集装箱内装载的货物信息的写入、读取、改写，提高了集装箱内装载的货物信息的数据读取的便利性和准确性，提高了集装箱管理系统的效率；同时，在电子门封中安装了综合传感器标签，可以采集集装箱内的温度、湿度、烟雾等环境信息参数，具有系统结构简化、成本节省、效率高、准确性高的优点。

作为本发明实施例的另一种实施方式，电子门封20还包括一个显示屏24，用于实时显示温度数据、湿度数据和烟雾数据。显示屏可以是LCD显示屏，也可以是LED显示屏。单片机51将处理得到的温度数据、湿度数据和烟雾数据发送给显示控制装置60用于远程实时显示的同时发送给显示屏24，现场工作人员通过显示屏24可以便利地读取集装箱内的温度数据、湿度数据和烟雾数据。

作为本发明实施例的另一种实施方式，基于物联网传感的集装箱管理系统包括激活源10，激活源10发出激活信号，激活信号用于激活RFID标签21使得RFID标签21由睡眠状态转换成激活状态，激活状态的RFID标签21向外发出对应的集装箱识别信息、集装箱内装载的货物信息和RFID标签ID编码，使得RFID标签21不必一直处于激活的工作状态，降低了RFID标签21的功耗，节省成本。

作为本发明实施例的另一种实施方式，手持机40包括电子门封开启/关闭装置41，集装箱装载货物完毕后，通过电子门封开启/关闭装置41实现关闭集装箱门；集装箱到达目的地后，通过电子门封开启/关闭装置41实现开启集装箱门。工作人员通过操作手持机40，即可操作电子门封开启/关闭装置41来便利地完成集装箱门的开启与关闭。作为本实施例的优选方式，电子门封开启/关闭装置41与显示监控装置60无线通讯，显示监控装置60向手持机40发送电子门封开启/关闭装置控制信号，用于控制电子门封开启/关闭装置41的开启和关闭。如果手持机40出现故障，显示监控装置60通过通信装置50的无线通信模块52，即可远程实现集装箱门的开启和关闭，提高了集装箱开启/关闭的便捷程度的同时，进一步地提高了显示监控装置60的远程监控、控制能力。

作为本发明实施例的另一种实施方式，电子门封20包括防拆报警装置22，防拆报警装置22在电子门封20被暴力拆卸时发出报警响铃和报警信息，报警信息通过通信装置50发送给显示监控装置60。便于工作人员及时作出处理，具有很好的防拆报警作用。

作为本发明实施例的另一种实施方式，通信装置还包括GPS定位模块53，无线通信模块52是GPRS通信模块，更加方便通过显示监控装置60了解集装箱的位置等动态信息，进一步地提高了基于物联网传感的集装箱管理系统的远程监控能力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，包括：

电子门封，安装在集装箱开关门处；

固定式读写器，用于对所述电子门封进行读写操作；

手持机，用于对所述电子门封进行读写操作；

通信装置，包括单片机和无线通信模块，用于与所述固定式读写器和所述手持机进行无线通讯；以及

显示监控装置，用于与所述通信装置进行通讯；

其中，所述电子门封包括综合传感器标签和存储有与集装箱对应的识别信息的RFID标签：所述RFID标签安装在所述电子门封上便于所述固定式读写器和所述手持机读取的位置，每个所述RFID标签设有唯一的ID编码，每个所述RFID标签被写入对应的集装箱内装载的货物信息；所述综合传感器标签安装有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和报警装置；所述综合传感器标签用于采集集装箱内部的温度信息、湿度信息、烟雾信息分别对应转化成温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号。

2.如权利要求1所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述固定式读写器读取所述综合传感器标签的所述温度电信号、湿度电信号和烟雾电信号发送给所述通信装置的单片机处理、存储，得出温度数据、湿度数据和烟雾数据，若所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据分别与所述单片机预先存储的预存温度数据、预存湿度数据、预存烟雾数据对应比较相同时，所述单片机将得出的所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据发送给所述显示监控装置用于远程实时显示和监控；若存在差别，所述综合综合传感器标签的报警装置的响铃响起、报警灯闪亮，同时，所述报警装置发出报警信号发送给所述单片机，所述单片机通过所述无线通信模块接收所述报警信号并发送给所述显示监控装置。

3.如权利要求1所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述电子门封还包括显示屏，所述显示屏用于实时显示所述温度数据、所述湿度数据和所述烟雾数据。

4.如权利要求1所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，还包括激活源，所述激活源发出激活信号，所述激活信号用于激活所述RFID标签使得RFID标签由睡眠状态转换成激活状态，激活状态的RFID标签向外发出对应的所述集装箱识别信息、所述集装箱内装载的货物信息和所述RFID标签ID编码。

5.如权利要求1所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述手持机包括电子门封开启/关闭装置，集装箱装载货物完毕后，通过所述电子门封开启/关闭装置实现关闭集装箱门；集装箱到达目的地后，通过所述电子门封开启/关闭装置实现开启集装箱门。

6.如权利要求5所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述电子门封开启/关闭装置与所述显示监控装置无线通讯，所述显示监控装置向所述手持机发送电子门封开启/关闭装置控制信号，用于控制所述电子门封开启/关闭装置的开启和关闭。

7.如权利要求1-6所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述电子门封包括防拆报警装置，所述防拆报警装置在所述电子门封被暴力拆卸时发出报警响铃和防拆报警信息，所述防拆报警信息通过所述通信装置发送给所述显示监控装置。

8.如权利要求1所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述无线通信模块是GPRS通信模块。

9.如权利要求8所述的基于物联网的集装箱管理系统，其特征在于，所述通信装置还包括GPS定位模块。