CN108226971A - 用于至少一个状态信息的无线传输的电子组件 - Google Patents

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Abstract

用于物体的至少一个状态信息的无线传输的电子组件包括用于检测物体的运动的运动传感器，其中当检测到运动时，电子组件被设置到运输模式中，而当检测到不存在运动时，电子组件被设置到静止模式中。电子组件被配置为使得至少一个状态信息的无线传输只在静止模式中实现。

Description

用于至少一个状态信息的无线传输的电子组件
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于至少一个状态信息的无线传输的电子组件、用于运输的容器和用于至少一个状态信息的无线传输的方法。
背景技术
在很多工业中，货物和材料在可再度使用的容器中被运送。供应者用待运送的产品填充容器，该容器然后被递送给消费者。消费者在适当情况下在某个时间段期间从容器中取出产品。一旦容器是空的，它就被运送回到供应者用于再填充。一般地，某种类型的存货控制用于管理并维持库存中的每种产品的适当数量，以便以最小的成本提供所需水平的服务。这样的存货控制常常是资源密集的，需要在消费者侧的很多手动过程，以便维持生产或销售所需的供应。
为了改善存货管理，开发了智能装运容器，其允许对它们的内容物的远程监控。EP2028625A2公开了具有远程信息处理单元和传感器单元的容器，传感器单元包括一组传感器，例如液位传感器、压力传感器或温度传感器。传感器被设计用于确定容器的状态信息，例如它的填充水平。这个信息由远程信息处理单元传送到远程信息处理中心。某些货物或材料的供应因此可在供应者端被监控，即使装运容器在消费者的地点上。因此，存货管理可明显改善，特别是在生产工业中。
在这样的容器的使用中，能量供应是关键的。设备必须在较长的一段时间、有时甚至几个月或几年期间自主地工作。在上面提到的参考资料中，因此提出在能量安全模式中操作传感器和远程信息处理单元，且只在之前规定的时间间隔激活它们。这样，设备的电池的寿命可提高。
然而，关于上面提到的容器，自主操作的时间仍然不是令人满意的。克服现有技术中的这个问题因此是在本发明之下的问题。特别是，提供用于物体的至少一个状态信息的无线传输的电子组件、特别是可在较长的一段时间期间自主地操作的用于运输的容器是在本发明之下的问题。
发明内容
这个问题由根据独立权利要求的电子组件、用于运输的容器和用于无线传输的方法解决。
用于物体的至少一个状态信息的无线传输的电子组件包括用于检测物体的运动的运动传感器。当检测到运动时，将电子组件设置在运输模式中，而当检测到不存在运动时，将电子组件设置在静止模式中。电子组件被配置为使得至少一个状态信息的无线传输只在静止模式中实现。这个配置允许电子组件的更长的自主操作。在很多情况下，某种状态信息的传输在物体被运输的阶段期间不是必要的。因此，将状态信息的传输限制到物体是静止的阶段允许总能耗的减小，且因此允许较长的自主操作。
电子组件可以是用于确定和传输物体的至少一个状态信息的系统的一部分。这样的系统可另外包括用于给电子组件供应能量的能量储存器。
可在预定的时间间隔之后进行运动的检测和将电子组件设置在运输模式或静止模式中，特别是根据电子组件是在运输模式还是静止模式中。例如，如果电子组件在运输模式中，则可在1h、6h、12h、24h或48h之后进行运动的检测，而如果电子组件在静止模式中，则可在12h、24h、48h或96h之后进行运动的检测。
电子组件可包括蜂窝网络模块，特别是GSM模块。GSM(全球移动通信系统)是由欧洲电信标准协会(ETSI)开发的标准，以描述由移动电话使用的第二代(G2)数字蜂窝网络的协议。其是以超过90％的市场份额在超过219个国家和地区中操作的实际的全球移动通信标准。因此，蜂窝网络模块、特别是GSM模块允许在很多地方处的状态信息的可靠传输。
电子组件还可包括用于确定物体的位置作为用于无线传输的状态信息的定位设备，特别是GPS接收机。GPS(全球定位系统)是提供在地球的表面上或附近的任何地方的位置和时间信息的全球卫星导航系统。该系统被引入且由美国国防部操作。GPS不是可在本发明的环境中使用的唯一定位系统。其它系统是它的欧洲等效物(Galileo)、俄罗斯等效物(GLONASS)、中国等效物(BeiDou-2tf)和印度等效物(IRNSS)。所有那些基于卫星的系统具有如下优点：它们可以用高度准确的方式(通常一直到几米的范围)在地球上的任何地方确定物体的位置。另一方面，在电子组件还包括蜂窝网络模块、特别是GSM模块的情况下，也可能使用蜂窝网络模块来确定物体的位置。虽然蜂窝网络模块不提供用于定位的相同水平的准确度和覆盖，但这个解决方案具有如下优点：对于位置的确定和传输仅需要一个模块。此外，在没有卫星信号是可得到的情况下，例如，如果物体在建筑物内部，蜂窝网络模块可用作辅助系统。
在用于货物或材料的容器的情况下，确定位置信息具有优点：它可以可靠地确定容器是在供应者的地点、消费者的地点、还是在中间存储设施中。这允许物流的进一步改善。
电子组件可被配置为使得物体的状态信息(特别是它的位置)的确定只在静止模式中实现。这样，电子组件的能耗可进一步减小，因为没有状态信息在运输期间被确定。相应地，可提高电子组件的自主操作的时间。
另一方面，也可以将电子组件配置成使得确定物体的位置只在运输模式中实现，且当激活静止模式时，最后确定的位置被传输。这种配置在物体被运输到定位是不可能的环境内(例如在使用卫星定位设备的情况下被运输到没有卫星信号的建筑物内)的情况下是特别有利的。可在卫星信号通常是可得到的运输期间确定位置。当物体到达它的目的地时，电子组件从运输模式切换到静止模式且最后确定的位置被传输，而不考虑卫星信号的可得到性。
本发明还涉及用于(特别是液体的)运输的容器，其包括用于至少一个状态信息的无线传输的电子组件，优选如上所述的电子组件。容器还包括用于给电子组件供应能量的能量储存器。能量储存器被包含在可释放地附着到容器的第一初级壳体中。电子组件被包含在分离的第二初级壳体中。具有用于能量储存器和电子组件的两个单独初级壳体的这种配置允许当需要时能量储存器的简单更换。
能量储存器可被浇铸在第一初级壳体中和/或电子组件可被浇铸在第二初级壳体中，以便使能量储存器和/或电子组件变得防爆。在可选的实施方式中，只有电子组件的一部分被浇铸在第二初级壳体中。如果需要的话，其它部分可被浇铸在其它初级壳体中。如果以防爆方式实现容器，则它可在爆炸性气体中被使用，这在化学生产工厂中经常遇到。电子部件的浇铸是使电子部件变得防爆的特别有效和安全的方式。
第一初级壳体和可选地还有第二初级壳体可以通过搭锁连接(特别是以优选地由塑料材料制成的夹子的形式)可释放地附着到容器。这样的连接进一步简化了能量储存器的更换，且如果需要，还简化了电子组件的更换。
第一和第二初级壳体都可位于次级壳体中。次级壳体可保护初级壳体免受湿气、熔剂、化学物质、污垢或机械损坏。此外，它可帮助给予容器更好的总体光学外观。
能量储存器可以是电池，特别是锂离子电池或镍镉电池。锂离子电池具有特别高的能量储存容量的优点，且因此非常适合于本申请，其中在长时间段期间需要相对低的电功率。镍镉电池具有比锂离子电池低的储存容量，但可在明显更低的成本下被生产，这使它们适合于一次使用。
可借助于插入式连接或感应地实现从能量储存器到电子组件的能量转移。插入式连接具有如下优点：它可容易地在低成本下实现。然而，由于电接触的存在，有在连接被中断的情况下产生火花的风险，这在爆炸性气体中引起相当大的风险。如果要在爆炸性气体中使用容器，则插入式连接因此必须以防爆方式实现。感应连接具有如下优点：没有插头必须被连接以便连接能量储存器。然而，感应连接是更加成本高昂的，且有在能量转移的过程中存在功率损耗的另外的缺点。
第一和第二初级壳体中的至少一个可直接或间接地安装在保持框架上，特别是以金属板的形式。这种安装是鲁棒的。
容器可包括容器主体，且保持框架可通过底板(特别是以卡销型连接)附着到容器主体。在相同的保持框架必须附着到不同尺寸的容器主体的情况下，可使用各种底板，每个底板适合于特定的容器主体的形状。这允许使用单个保持框架和在与各种尺寸的容器主体的连接中附着到它的部件。此外，底板的存在允许保持框架到容器主体的特别安全的连接。如果卡销型连接被使用，则保持框架可容器被附着和/或从底板移除。
容器还可包括填注水平传感器，填注水平是用于无线传输的状态信息。使用填注水平传感器，容器的填注水平可以在每当需要时被确定并由电子组件传输到远程信息处理中心。这样，可以不断监控容器的填注水平，甚至在供应者端处。填注水平传感器可以是液体静压水平传感器、磁致伸缩水平传感器或浮筒液位传感器。这些传感器类型特别适合于结合上面提到的种类的容器来使用。
液体静压水平传感器可包括安装在连接管的相对端处的第一压力传感器和第二压力传感器。液体静压水平传感器可安装在容器主体中，使得第一压力传感器大体上在容器主体的底部处，而第二压力传感器大体上在顶部处。如果在容器内部的液体的密度是已知的，则可从由第一和第二压力传感器测量的压力差计算填注水平。
第一和/或第二压力传感器可通过焊接技术(特别是通过激光焊接)附着到连接管或液体静压水平传感器的其它部分。已发现，垫圈的使用不适合于将压力传感器附着到这样的水平传感器。一方面，被填充到容器内的溶剂或化学物质可腐蚀垫圈。另一方面，一般在-20℃到50℃的范围内的容器的内容物的大温度范围可能损坏垫圈。焊接技术的使用因此是用于将压力传感器附着到水平传感器的卓越技术。为了保护压力传感器免受机械损坏，可将保护盖安装到它们上。
具有填注水平传感器的容器还可包括用于指示填注水平的显示器。这允许用户从容器直接读取填注水平而不需要使它首先被传输。
独立于填注水平传感器的存在，显示器可适合于指示容器的其它状态信息，例如在容器内部的压力、能量储存器的状态或电子组件的状态。显示器可包括起水平指示器的作用的多个发光二极管(LED)。如果必要，LED也可借助于适当的表将状态信息指示为可由用户解码的一系列闪光。
容器可包括电子组件的操作元件。这个操作元件可用于控制显示器的显示模式。操作元件可以是一个或多个簧片开关。这些具有优点：它们很适合于在爆炸性气体中使用。
容器可包括具有容器壁的容器主体，其中容器壁具有开口，填注水平传感器安装在开口中。在容器中的开口具有如下优点：不再需要用于安装填注水平传感器的其它结构。此外，当在容器内部记录填注水平信息时，它可以用简单的方式由穿过开口的电缆连接传输到电子组件。
而且，底板可由在容器主体外部的填注水平传感器的部分托住。这样，电子组件可安装在容器主体上而不需要其的进一步修改。
容器还可包括用于容器和/或其内容物的识别的应答器或接收机，特别是RFID应答器或接收机。这种识别对确保正确的内容物填充到容器内或从容器取出是很重要的，特别是用于验证到例如在化学生产工厂中的正确的传送系统的连接。
电子组件可被配置为使得一旦RFID应答器或接收机被使用就被激活。可选地，也可能一旦RFID应答器或接收机被使用，就将电子组件设置在静止模式中。这允许当第一次使用容器时初始地触发传输状态信息。
容器可包括1l到2000l、优选地10l到1500l、更优选地20l到1000l的填注容积。特别地，容器可包括10l、20l、30l、50l、185l、200l、400l、1000l或1400l的填注容积。这些是对各种液体(特别是液体化学物质或溶剂)的运送特别有用的填注水平。
容器可包括金属或塑料材料的容器主体。根据待运输的内容物，材料选择可能是重要的，以便避免对其的腐蚀。
本发明还涉及用于具有电子组件的物体的至少一个状态信息的无线传输的方法，该方法包括下列步骤：
-提供运动传感器和无线发射机；
-检测物体的运动；
-根据运动的存在或缺乏而将电子组件设置在运输模式或静止模式中；
-只有当电子组件在静止模式中时才无线地传输至少一个状态信息。
状态信息可以是物体的位置，且该方法还可包括确定物体的位置的步骤。一方面，确定物体的位置可以只在静止模式中实现。另一方面，确定物体的位置也可以只在运输模式中实现，且当激活静止模式时，可传输最后确定的位置。
如上面在电子组件的上下文中提到的，可以以预定的时间间隔进行运动的检测和将电子组件设置在运输模式或静止模式中。
通过使用这样的方法，实现了结合电子组件讨论的上面提到的优点。
然而，在没有到上面所述的电子组件的任何特定连接的情况下，本发明通常是指配置成实现本方法的电子组件。
本发明还涉及用于特别是液体的运输的容器，优选地如上所述的容器，其包括在前面的段落中提到的电子组件。
附图说明
本发明的另外的优点和特征从实施方式的下面的描述和从附图中变得明显。
在下面的附图中示出：
图1：根据本发明的第一方法的流程图；
图2：根据本发明的第二方法的流程图；
图3：根据本发明的容器的透视图；
图4：根据本发明的容器的透视剖面图；
图5：根据图3和4的容器的液体静力填注水平传感器的透视图；
图6：根据图5的液体静力填注水平传感器的一部分的详细视图；
图7：根据图3和5的容器的顶部的放大表示；
图8：根据图3和4的容器的底板的详细视图；
图9：根据图3和4的容器的保持框架的详细视图；
图10：用于确定和传输根据图3和4的容器的状态信息的系统的详细视图。
在图1和2中，项目A-J具有下面的含义：
A:开始；
B:检测物体的运动；
C:运动存在？
D:是；
E:否；
F:将电子组件设置在运输模式中；
G:将电子组件设置在静止模式中；
H:确定物体的至少一个状态信息；
I:无线地传输物体的至少一个状态信息；
J:等待预定的一段时间。
具体实施方式
如从图1中明显的，根据本发明的第一方法以检测物体的运动开始。如检测到运动，则将电子组件设置在运输模式中且在预定的一段时间之后重复对运动的检测。如果没有检测到运动，则将电子组件设置在静止模式中，确定并无线地传输物体的至少一个状态信息。在预定的一段时间之后，接着重复检测物体的运动。这种方法具有如下优点：电子组件的能耗特别低，因为物体的状态信息只在静止模式中被确定。然而，当必须基于卫星导航系统来确定物体的位置且物体被存储在没有卫星接收的地方时，该方法是不适合的。
在根据本发明的方法的可选实施方式中，首先确定物体的至少一个状态信息。这个状态信息优选地是物体的位置。接着，检测物体的运动。如果检测到运动，则将电子组件设置在运动模式中且在预定的一段时间之后重复对运动的检测。如果没有检测到运动，则将电子组件设置在静止模式中，并无线地传输物体的至少一个状态信息。在预定的一段时间之后，接着重复检测物体的运动。这种方法具有如下缺点：电子组件的能耗稍微高于在根据图1的方法中的，因为物体的状态信息也在运输模式中被确定。然而，当必须基于卫星导航系统来确定物体的位置且物体被存储在没有卫星接收的地方时，该方法也是适合的。在这种情况下，传输最后确定的位置信息。
根据图3，根据本发明的容器1可以是桶的形状，其具有容器主体7和在顶部和底部处的边框区14、14’。边框区14具有手柄孔15、15’。在容器1的顶部的中间，有用于通过传送系统来填充和/或取出液体的连接器16。连接器16由次级壳体5围绕，该次级壳体5包含用于确定和传输容器的至少一个状态信息的系统。容器主体7包括容器壁11。如从图2中明显的，在容器主体7内部有抽取管17，其通向连接器16。此外，有平行于抽取管17延伸的液体静力填注水平传感器9。
图5和6示出关于液体静力填注水平传感器9的另外的细节。传感器9包括安装在连接管20的端部处的第一压力传感器18。第二压力传感器19安装在连接管20的相对端处的连接件21处。电缆连接23通过电缆连接23来连接第一压力传感器18和第二压力传感器19与电子组件。为了保护压力传感器18和19不受机械损坏，保护盖22可安装在每个传感器18、19上。液体静压水平传感器9安装在容器主体7中，使得第一压力传感器18大体上在容器主体的底部处，而第二压力传感器19大体上在顶部处。如果在容器内部的液体的密度是已知的，则可从由第一和第二压力传感器18和19测量的压力差计算填注水平。
如可在图7中看到的，次级壳体5在它的顶侧上具有显示器10和用于RFID应答器的槽24。显示器10允许用户读出关于容器的不同信息，例如它的填注水平、电池状态或电子组件的其它参数。槽24设计成接收RFID应答器，以便识别容器和/或它的内容物。当在使用中时，这允许验证容器到正确的传送系统的连接。
图8示出关于用于确定和传输容器的至少一个状态信息的系统的附件的另外的细节。可以看到，底板8由螺母25附着到容器主体7，螺母25也将填注水平传感器9保持在相应的开口中。底板8包括用于通过卡销型连接来附着保持框架的孔26、26’。从图7中明显，这由附着元件27、27’、27”实现。
图10示出通常由次级壳体5覆盖的完整系统。不同的部件通过塑料夹子4附着到保持框架6。第一初级壳体2包含能量储存器，其可以是锂离子电池或镍镉电池。第二初级壳体3包含电子组件。能量储存器和电子组件都以防爆方式通过将部件浇铸到初级壳体内而被包含在第一和第二初级壳体2和3中。系统还包括用于容器的至少一个状态信息的无线传输的天线28。在当前实例中，这个天线28是GSM天线。此外，系统包括用于操作电子组件的簧片开关29。在第二初级壳体3的顶部上有用于显示各种状态信息(例如填注水平或被包含在第一初级壳体2中的能量储存器的状态)的显示器10。显示器10包括四个LED，以便向用户显示这个信息。可通过操作簧片开关29来控制显示模式。而且，如上面提到的，系统包括RFID读取器13。

Claims (16)

1.一种用于物体的至少一个状态信息的无线传输的电子组件，包括用于检测所述物体的运动的运动传感器，其中当检测到所述运动时，所述电子组件被设置到运输模式中，而当检测到不存在运动时，所述电子组件被设置到静止模式中，
其特征在于，
所述电子组件被配置为使得所述至少一个状态信息的无线传输仅在所述静止模式中实现。
2.如权利要求1所述的电子组件，包括蜂窝网络模块，特别是GSM模块。
3.如权利要求1或2所述的电子组件，还包括定位设备，特别是GPS接收机，用于确定所述物体的位置以作为用于无线传输的状态信息。
4.如权利要求1到3之一所述的电子组件，被配置为使得所述状态信息的确定，特别是所述物体的位置的确定，只在所述静止模式中实现。
5.如权利要求3所述的电子组件，被配置为使得确定所述物体的位置只在所述运输模式中实现，且当激活所述静止模式时，最后确定的位置被传输。
6.一种用于特别是液体的运输的容器(1)，包括用于至少一个状态信息的无线传输的电子组件，优选为根据权利要求1到5之一的电子组件，以及用于向所述电子组件供应能量的能量储存器，
其特征在于，
所述能量储存器被包含在可释放地附着到所述容器(1)的第一初级壳体(2)中，以及所述电子组件被包含在单独的第二初级壳体(3)中。
7.如权利要求6所述的容器，其中所述能量储存器被浇铸在所述第一初级壳体中和/或所述电子组件被浇铸在所述第二初级壳体(3)中，以便使所述能量储存器和/或所述电子组件变得防爆。
8.如权利要求6或7所述的容器(1)，其中所述第一初级壳体(3)和所述第二初级壳体(3)都位于次级壳体(5)中。
9.如权利要求6到8之一所述的容器(1)，还包括填注水平传感器(9)，所述填注水平是用于无线传输的状态信息。
10.如权利要求6到9之一所述的容器(1)，还包括用于所述容器(1)和/或其内容物的识别的应答器或接收机，特别是RFID应答器或接收机。
11.一种用于具有电子组件的物体的至少一个状态信息的无线传输的方法，所述方法包括下列步骤：
-提供运动传感器和无线发射机；
-检测所述物体的运动；
-根据所述运动的存在或不存在而将所述电子组件设置在运输模式或静止模式中；
-只有当所述电子组件在静止模式中时才无线地传输所述至少一个状态信息。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述状态信息是所述物体的位置，所述方法还包括确定所述物体的位置的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其中确定所述物体的位置只在所述静止模式中实现。
14.如权利要求12所述的方法，其中确定所述物体的位置只在所述运输模式中实现，且当激活所述静止模式时，传输最后确定的位置。
15.一种被配置为实现根据权利要求11到14之一的方法的电子组件。
16.一种用于特别是液体的运输的容器(1)，优选为根据权利要求6到10之一的容器，包括根据权利要求15的电子组件。
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