CN105955106A - 一种集装箱监控装置及其监控实现方法 - Google Patents

一种集装箱监控装置及其监控实现方法 Download PDF

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吴良宏
姚武生
陈景辉
刘宗波
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Abstract

本发明公开一种集装箱监控装置及其监控实现方法，包括：可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架，安装支架上设置有主机安装槽，主机安装槽内卡合固定有主机；设置在主机内的MCU控制芯片；设置在主机内的GPS模块；设置在所述主机内的温度传感器；设置在主机内的重力传感器；设置在主机上的第一霍尔传感器，及设置在安装支架对应位置、并可随安装支架内的轴套旋转至正对第一霍尔传感器的第二霍尔传感器，第一霍尔传感器与所述MCU控制芯片连接；设置在主机内的通讯模块，用于主机与服务器之间的数据通讯。本发明实现了高灵敏度、高精度定位跟踪功能，并能精准记录发生超过指定幅度温度变化的地理位置信息，实现了恒温运输监控的功能。

Description

一种集装箱监控装置及其监控实现方法
技术领域
本发明涉及集装箱定位技术领域，尤其涉及的是一种集装箱监控装置及其监控实现方法。
背景技术
随着国内贸易和国际贸易的不断发展，物流运输行业则越来越重要。国内货物运输时，常采用集装箱装载货物，而且有部分货物对温度要求较高，例如药品和肉类，需要冷链运输。而且有些物品对运输过程中的恒温要求较高，即不能出现大幅度的温度波动，这就需要一种可实时监控温度，并能精准定位的集装箱锁。现有的集装箱锁，只能实现防盗功能，并不能精准定位和记录发生超过指定幅度温度变化的地理位置信息。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种集装箱监控装置及其监控实现方法，旨在解决现有技术的集装箱锁，只能实现防盗功能，并不能精准定位和记录发生超过指定幅度温度变化的地理位置信息的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种集装箱监控装置，其中，包括：可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架，所述安装支架上设置有主机安装槽，所述主机安装槽内卡合固定有主机；
设置在所述主机内的MCU控制芯片；
设置在所述主机内的、用于获取集装箱的当前地理位置信息的GPS模块，所述GPS模块与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的、用于获取集装箱门内的当前温度的温度传感器，所述温度传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的、用于获取主机的当前加速力的重力传感器，所述重力传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机上的第一霍尔传感器，及设置在所述安装支架对应位置、并可随安装支架内的轴套旋转至正对所述第一霍尔传感器的第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的通讯模块，用于主机与服务器之间的数据通讯，所述通讯模块与所述MCU控制芯片连接。
所述集装箱监控装置，其中，所述安装支架还包括：锁轴上盖和锁轴下盖，且所述锁轴上盖和锁轴下盖卡合后形成用于容纳轴套的空腔；所述空腔内固定设置有可沿集装箱门的锁轴上旋转的、圆形的轴套；所述轴套包括第一半圆子轴套，及第二半圆子轴套，所述第一半圆子轴套与第二半圆子轴套相互紧锁后环绕在集装箱门的锁轴上；所述第一半圆子轴套或所述第二半圆子轴套上设置有第二霍尔传感器。
所述集装箱监控装置，其中，所述轴套的高度小于所述空腔的高度。
所述集装箱监控装置，其中，所述主机上还设置有凸起，所述凸起上设置有第三霍尔传感器。
所述集装箱监控装置，其中，所述锁轴下盖上设置有第四霍尔传感器；所述凸起容纳于所述空腔中，且所述凸起上设置的第三霍尔传感器正对所述第四霍尔传感器。
所述集装箱监控装置，其中，所述通讯模块包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元，所述第一3G通讯单元、第二3G通讯单元均与所述MCU控制芯片连接。
所述集装箱监控装置，其中，所述主机内还设置有用于存储数据的存储模块，所述存储模块与所述MCU控制芯片连接。
一种集装箱监控装置的监控实现方法，其中，包括以下步骤：
A、通过温度传感器获取集装箱门内的当前温度，通过重力传感器获取主机的当前加速力，并实时检测设置在所述安装支架上的第二霍尔传感器是否正对设置在所述主机上的第一霍尔传感器；
B、当判断当前温度大于预设的温度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
C、当判断当前加速力对应的加速度大于预设的加速度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
D、当判断第二霍尔传感器未正对所述第一霍尔传感器时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器。
所述集装箱监控装置的监控实现方法，其中，所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离小于或等于5mm时，则所述第一霍尔传感器正对第二霍尔传感器；当所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离大于5mm时，则所述第一霍尔传感器未正对第二霍尔传感器。
所述集装箱监控装置的监控实现方法，其中，所述通讯模块包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元。
本发明所提供的一种集装箱监控装置及其监控实现方法，包括：可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架，安装支架上设置有主机安装槽，主机安装槽内卡合固定有主机；设置在主机内的MCU控制芯片；设置在主机内的GPS模块；设置在所述主机内的温度传感器；设置在主机内的重力传感器；设置在主机上的第一霍尔传感器，及设置在安装支架对应位置、并可随安装支架内的轴套旋转至正对第一霍尔传感器的第二霍尔传感器，第一霍尔传感器与所述MCU控制芯片连接；设置在主机内的通讯模块，用于主机与服务器之间的数据通讯。本发明实现了高灵敏度、高精度定位跟踪功能，并能精准记录发生超过指定幅度温度变化的地理位置信息，实现了恒温运输监控的功能。
附图说明
图1为本发明提供的集装箱监控装置较佳实施例的结构框图。
图2为本发明所提供的集装箱监控装置的安装支架中去掉锁轴上盖的结构示意图。
图3为本发明所提供的集装箱监控装置的安装支架中去掉主机的结构示意图。
图4为本发明所提供的集装箱监控装置的安装支架中同时去掉锁轴上盖和主机的结构示意图。
图5为本发明提供的集装箱监控装置的监控实现方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种集装箱监控装置及其监控实现方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明所提供的集装箱监控装置较佳实施例的结构框图。如图1所示，所述集装箱监控装置包括：
可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架10，所述安装支架上设置有主机安装槽20，所述主机安装槽20内卡合固定有主机100；
设置在所述主机100内的MCU控制芯片110；
设置在所述主机100内的、用于获取集装箱的当前地理位置信息的GPS模块120，所述GPS模块120与所述MCU控制芯片110连接；
设置在所述主机100内的、用于获取集装箱门内的当前温度的温度传感器130，所述温度传感器130与所述MCU控制芯片110连接；
设置在所述主机100内的、用于获取主机的当前加速力的重力传感器140，所述重力传感器140与所述MCU控制芯片110连接；
设置在所述主机100上的第一霍尔传感器150，及设置在所述安装支架10对应位置、并可随安装支架10内的轴套旋转至正对所述第一霍尔传感器150的第二霍尔传感器210，所述第一霍尔传感器150与所述MCU控制芯片10连接；
设置在所述主机100内的通讯模块160，用于主机与服务器之间的数据通讯，所述通讯模块160与所述MCU控制芯片110连接。
本发明的实施例中，所述集装箱监控装置具有以下两种工作模式：
(1)待机模式，待机模式又包括待机唤醒运行阶段、待机休眠阶段；在待机模式下，主机100内的电源仅对MCU控制芯片110、温度传感器130、重力传感器140第一霍尔传感器150进行供电，GPS模块120和通讯模块160处于休眠未供电的状态；当所述集装箱监控装置重启时，自动进入待机模式；
(2)追踪模式：可按照设定的时间间隔通过通讯模块160连续上传实时的地理位置信息，最大时间间隔60000秒，最小时间间隔5秒；在追踪模式下主机100内的电源对MCU控制芯片110、GPS模块120、温度传感器130、重力传感器140、第一霍尔传感器150及通讯模块160进行供电。
所述集装箱监控装置的上述两种工作模式，可通过指令控制切换。
当集装箱监控装置处于初始配置状态时，则不休眠。具体的，所述主机100上还设置有串口，主机100通过串口与其他终端(如笔记本电脑、平安电脑或智能手机)建立连接时，则在任意时刻探测到串口的配置指令后，则以接收到最后配置信息的时刻点开始，集装箱监控装置至少再开启10分钟。
GPS模块120获取的当前地理位置信息在集装箱监控装置处于追踪模式和初始化配置状态时，保持当前地理位置信息的上传；在集装箱监控装置处于休眠阶段时，当前地理位置信息不上传；集装箱监控装置被RTC唤醒(Real-Time Clock，即实时时钟)时只上传一条当前地理位置信息。具体的，可设置每天最多4个不同的定时刻点用于RTC定时刻点唤醒集装箱监控装置。RTC唤醒后若未能够正确上报当前地理位置信息，将当前地理位置信息存储下来，最多存储1000条当前地理位置信息，下次唤醒后补报未上传成功的当前地理位置信息。
具体实施时，请参考图2-图4，所述安装支架10还包括：锁轴上盖30和锁轴下盖40，且所述锁轴上盖30和锁轴下盖40卡合后形成用于容纳轴套50的空腔；所述空腔内固定设置有可沿集装箱门的锁轴上旋转的、圆形的轴套50；所述轴套50包括第一半圆子轴套51，及第二半圆子轴套52，所述第一半圆子轴套51与第二半圆子轴套52相互紧锁后环绕在集装箱门的锁轴上；所述第一半圆子轴套51或所述第二半圆子轴套52上设置有第二霍尔传感器210。较佳的，所述轴套50的高度小于所述空腔的高度。
如图2所示的安装支架10安装在集装箱体门的锁轴上，通过锁轴的开锁关锁的转动角度来带动轴套上的传感器靠近与离开的方法来检测车厢门的开与关状态。
如图2和图4所示，由于第二霍尔传感器210通过安装在第一半圆子轴套51或第二半圆子轴套52上，锁轴与轴套50联动，所以开门或锁门第二霍尔传感器210会跟着锁轴转动而转动。集装箱门在关闭时，锁轴转动一定角度，导致第二霍尔传感器210的角度刚好与第一霍尔传感器150对齐，如图2和图4所示，第二霍尔传感器210与第一霍尔传感器150距离小于2mm探头检测到对齐，此时判断为关门状态。集装箱门在打开时锁轴转动一定角度，导致第二霍尔传感器210与第一霍尔传感器150远离，第二霍尔传感器210与第一霍尔传感器150距离大于5mm，第二霍尔传感器210无检测到第一霍尔传感器150的存在，此时判断为开门状态。
可见，以往的产品及市面的产品都没有开关门的检测功能，往往只能实现简单的定位追踪车辆位置功能，而无法满足现高速发达的物联网需求的功能，导致产品安装后起不到有效的物联管理成效功能。加入开关门状态检测功能后，能够准确的检测集装箱或车箱的门开闭状态，根据不同的运输业务需求可实现不同的物联网管理，如贵重货品的监控及报警、货物的装卸时间地点，车辆的启程及到底交货等等根据需求的应用。
进一步的，如图2-图4所示，所述主机100上还设置有凸起101，所述凸起101上设置有第三霍尔传感器(图中未作标识)。所述锁轴下盖40上设置有第四霍尔传感器220；所述凸起101容纳于所述空腔中，且所述凸起101上设置的第三霍尔传感器正对所述第四霍尔传感器220。
当第三霍尔传感器正对所述第四霍尔传感器220，则表示主机100未被从主机安装槽20中拆卸，无需进行报警；而第三霍尔传感器未正对所述第四霍尔传感器220，即第三霍尔传感器与第四霍尔传感器220之间的距离大于5mm时，则表示主机100从主机安装槽20中被拆卸，需进行定位和记录主机被拆卸的异常信息。
以往的产品及市面的产品都没有本发明中主机被拆卸后的报警功能，往往在主机非正常拆卸及脱落都无法得知发生时间及地点。而本发明中能实现非法拆卸的报警及拆卸的地点及时间，也可以触发拍照设备进行拍照等记录。
较佳的，所述通讯模块160包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元，所述第一3G通讯单元、第二3G通讯单元均与所述MCU控制芯片连接。
进一步的，如图1所示，所述主机100内还设置有用于存储数据的存储模块170，所述存储模块170与所述MCU控制芯片110连接。
基于上述的集装箱监控装置，本发明还提供了一种集装箱监控装置的监控实现方法，如图5所示，包括：
步骤S100、通过温度传感器获取集装箱门内的当前温度，通过重力传感器获取主机的当前加速力，并实时检测设置在所述安装支架上的第二霍尔传感器是否正对设置在所述主机上的第一霍尔传感器；
步骤S200、当判断当前温度大于预设的温度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
步骤S300、当判断当前加速力对应的加速度大于预设的加速度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
步骤S400、当判断第二霍尔传感器未正对所述第一霍尔传感器时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器。
进一步的，在所述集装箱监控装置的监控实现方法中，所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离小于或等于5mm时，则所述第一霍尔传感器正对第二霍尔传感器；当所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离大于5mm时，则所述第一霍尔传感器未正对第二霍尔传感器。
进一步的，在所述集装箱监控装置的监控实现方法中，所述通讯模块包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元。
综上所述，本发明提供的一种集装箱监控装置及其监控实现方法，包括：可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架，安装支架上设置有主机安装槽，主机安装槽内卡合固定有主机；设置在主机内的MCU控制芯片；设置在主机内的GPS模块；设置在所述主机内的温度传感器；设置在主机内的重力传感器；设置在主机上的第一霍尔传感器，及设置在安装支架对应位置、并可随安装支架内的轴套旋转至正对第一霍尔传感器的第二霍尔传感器，第一霍尔传感器与所述MCU控制芯片连接；设置在主机内的通讯模块，用于主机与服务器之间的数据通讯。本发明实现了高灵敏度、高精度定位跟踪功能，并能精准记录发生超过指定幅度温度变化的地理位置信息，实现了恒温运输监控的功能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种集装箱监控装置，其特征在于，包括：可固定在集装箱门的锁轴上的安装支架，所述安装支架上设置有主机安装槽，所述主机安装槽内卡合固定有主机；
设置在所述主机内的MCU控制芯片；
设置在所述主机内的、用于获取集装箱的当前地理位置信息的GPS模块，所述GPS模块与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的、用于获取集装箱门内的当前温度的温度传感器，所述温度传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的、用于获取主机的当前加速力的重力传感器，所述重力传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机上的第一霍尔传感器，及设置在所述安装支架对应位置、并可随安装支架内的轴套旋转至正对所述第一霍尔传感器的第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器与所述MCU控制芯片连接；
设置在所述主机内的通讯模块，用于主机与服务器之间的数据通讯，所述通讯模块与所述MCU控制芯片连接。
2.根据权利要求1所述集装箱监控装置，其特征在于，所述安装支架还包括：锁轴上盖和锁轴下盖，且所述锁轴上盖和锁轴下盖卡合后形成用于容纳轴套的空腔；所述空腔内固定设置有可沿集装箱门的锁轴上旋转的、圆形的轴套；所述轴套包括第一半圆子轴套，及第二半圆子轴套，所述第一半圆子轴套与第二半圆子轴套相互紧锁后环绕在集装箱门的锁轴上；所述第一半圆子轴套或所述第二半圆子轴套上设置有第二霍尔传感器。
3.根据权利要求2所述集装箱监控装置，其特征在于，所述轴套的高度小于所述空腔的高度。
4.根据权利要求2所述集装箱监控装置，其特征在于，所述主机上还设置有凸起，所述凸起上设置有第三霍尔传感器。
5.根据权利要求4所述集装箱监控装置，其特征在于，所述锁轴下盖上设置有第四霍尔传感器；所述凸起容纳于所述空腔中，且所述凸起上设置的第三霍尔传感器正对所述第四霍尔传感器。
6.根据权利要求1所述集装箱监控装置，其特征在于，所述通讯模块包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元，所述第一3G通讯单元、第二3G通讯单元均与所述MCU控制芯片连接。
7.根据权利要求1所述集装箱监控装置，其特征在于，所述主机内还设置有用于存储数据的存储模块，所述存储模块与所述MCU控制芯片连接。
8.一种集装箱监控装置的监控实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过温度传感器获取集装箱门内的当前温度，通过重力传感器获取主机的当前加速力，并实时检测设置在所述安装支架上的第二霍尔传感器是否正对设置在所述主机上的第一霍尔传感器；
B、当判断当前温度大于预设的温度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
C、当判断当前加速力对应的加速度大于预设的加速度阈值时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器；
D、当判断第二霍尔传感器未正对所述第一霍尔传感器时，则通过MCU控制芯片控制GPS模块获取集装箱的当前地理位置信息，并通过通讯模块将当前地理位置信息发送至服务器。
9.根据权利要求8所述集装箱监控装置的监控实现方法，其特征在于，所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离小于或等于5mm时，则所述第一霍尔传感器正对第二霍尔传感器；当所述第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离大于5mm时，则所述第一霍尔传感器未正对第二霍尔传感器。
10.根据权利要求8所述集装箱监控装置的监控实现方法，其特征在于，所述通讯模块包括用于在预设的第一区域启动进行通讯的第一3G通讯单元，和用于在预设的第二区域启动进行通讯的第二3G通讯单元。
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