CN109080947B - 具有环境监测功能的一体化智能包装箱 - Google Patents

Abstract

一种具有环境监测功能的精密仪器一体化智能包装箱,用于精密仪器运输过程中的环境一体化智能监控，包括包装箱本体和智能数据监控仪。智能数据监控仪实时监控包装箱内精密仪器的环境参数。设置监控摄像头用以实现开箱身份识别验证功能。多个智能包装箱之间通过各自的无线数据传输模块交互信息。每个智能包装箱均包括全球定位系统感测自身位置。当一个智能包装箱监控到环境不符合要求时，发出语音报警并将报警信息发送给管理中心和/或便携式智能终端，同时发送给其他智能包装箱，使得其他智能包装箱对环境状态改变进行提前预测并对环境参数加以控制。

Description

具有环境监测功能的一体化智能包装箱

技术领域

本发明涉及一种智能包装箱，尤其涉及一种精密仪器运输过程中的环境监测一体化智能包装箱。

背景技术

精密仪器在生产单位测试出厂后，通常需要通过公路、铁路或海运等方式运输后交付客户使用。精密仪器产品在运输过程中，经历的外部环境条件往往受到装卸、运输、运行过程中的意外情况、搬运等因素的影响，存在外部载荷或外部环境影响超过产品要求的工况，影响产品调试精度，甚至出现产品损坏的情况。在交付时，往往需要重新进行相关测试工作，确认产品性能完好。该项工作大大增加了精密仪器的使用准备时间，降低了使用效率。

在运输过程中，如果能够有效记录环境参数，判断是否出现超出载荷阈值情况，若出现，则需要重新进行相关测试；若未出现，则不需要重新进行相关测试；如果能够有效根据环境参数调整运输条件则可以实现对精密仪器运输过程中的环境一体化智能监控，可以有效提高精密仪器的测试效率，减少不必要的重复性工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提高精密仪器的测试和使用效率，保证精密仪器安全性和可靠性问题，提出一体化智能包装箱的方案，将精密仪器安装在包装箱内实时监控其环境参数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种精密仪器运输过程中的环境监测一体化智能包装箱，其包括包装箱本体和智能数据监控仪。所述智能数据监控仪包括：壳体、主控模块、数据采集模块、加速度传感器、温/湿度传感器、串口调试接口、显示器、监控功能键和第一USB接口；所述智能数据监控仪集成在所述智能包装箱本体内；所述主控模块位于壳体内；所述显示器、监控功能键和第一USB接口嵌装在所述智能数据监控仪的壳体的表面；所述加速度传感器和/或所述温/湿度传感器与所述数据采集模块连接；所述数据采集模块与所述主控模块连接。所述智能数据监控仪集成在所述智能包装箱本体内。

所述智能数据监控仪还包括无线数据传输模块、GPS模块、信号隔离和电平转换模块、第一输入/输出接口、第二输入/输出接口、充电保护模块、第一接口扩展模块、第二接口扩展模块和存储器。

所述主控模块位于壳体内，所述主控模块包括微控制器及时钟模块。所述微控制器的型号为：STM32F103VE。所述微控制器功耗小，能够降低系统耗电量，以保证对运输过程的持续监控。

所述显示器、监控功能键和第一USB接口嵌装在所述智能数据监控仪的壳体的表面。所述显示器、监控功能键通过所述第二输入/输出接口与所述主控模块连接。所述显示器优选地采用液晶显示屏。

所述加速度传感器和所述温/湿度传感器通过所述第一输入/输出接口与所述数据采集模块连接。所述加速度传感器优选地采用三轴向加速度传感器、所述温/湿度传感器优选地采用集成式传感器。所述数据采集模块与所述主控模块连接。当使用所述监控功能键通过所述主控模块关闭所述加速度传感器和/或所述温/湿度传感器的采集工作时，所述加速度传感器和/或所述温/湿度传感器置于休眠状态。所述壳体内还安装一存储器，所述存储器通过所述第一输入/输出接口与所述数据采集模块连接。

可充电电源安装在所述壳体内。所述可充电电源通过所述充电保护模块连接所述壳体上嵌装的所述第一USB接口，通过所述第一USB接口进行充电。所述第一USB接口同时可以进行数据的交换。所述壳体表面安装有充电指示灯，所述第一USB接口与所述充电指示灯连接。

所述主控模块还连接DC-DC电源转换模块，所述DC-DC电源转换模块与所述可充电电源连接。所述DC-DC电源转换模块能够输出12V、5V、3.3V等电压，以为所述智能数据监控仪内不同电压需求的各个部件供电。

所述主控模块通过所述第一接口扩展模块连接所述串口调试接口，实现与调试设备的连接，以对所述智能数据监控仪进行调试。

所述主控模块通过所述第二接口扩展模块与所述GPS模块连接，实时确定所述环境监测一体化智能包装箱的位置信息。

所述主控模块还连接所述无线数据传输模块，所述无线数据传输模块采用3G、4G、WIFI、WLAN等任意一种通信方式进行无线数据的接收和发送。

所述主控模块通过所述信号隔离和电平转换模块连接声音报警模块。所述声音报警模块包括扬声器。所述扬声器安装在所述壳体的表面，所述扬声器对报警信息进行语音播报，以提示现场搬运和拆箱人员。

所述智能数据监控仪还包括视频数据处理模块。所述主控模块通过所述视频数据处理模块连接监控摄像头。所述监控摄像头嵌装在所述智能数据监控仪的壳体的表面，用以采集拆箱时的操作人员图像信息。

所述包装箱本体安装有第二USB接口，所述第二USB接口与所述第一USB接口通过数据线连接，能够确保在完全不打开包装箱状态下完成对所述智能数据监控仪的充电和/或数据传输工作。

所述一体化智能包装箱用于运输精密仪器，使用时，将精密仪器安装在所述一体化智能包装箱内。当产品在贮存、运输、装卸过程中由于碰撞、跌落等因素造成产品受到冲击时，加速度传感器即将该信号输送至主控模块的微控制器，通过微控制器内置的冲击、跌落指标分析程序进行分析，当检测数据超过安全设定的冲击、跌落值时，即对检测数据进行记录，同时对其发生时间进行记录。这些数据能够通过显示器进行显示，同时发出报警信息，所述报警信息通过无线数据传输模块传输给监控中心服务器和/或便携式智能终端，还可以通过所述第二USB接口进行数据传输，上述方式均能够实现运输过程中对可能引起产品损坏的事件及其时间进行记录和直接读取，快速方便地明确产品损坏所发生的时间及地点，便于物流环节的监管及明晰责任。

另外，所述一体化智能包装箱所处环境温度、湿度也被实时记录，产品在贮存、运输过程中，当外界环境产生剧烈变化时，温/湿度传感器即将该信号输送至主控模块的微控制器，通过微控制器内置的温度、湿度指标分析程序进行分析。当检测数据超过设定的安全参数阈值时，即对检测数据进行记录，同时对其发生时间进行记录。这些数据能够通过所述显示器进行显示，同时发出报警信息，所述报警信息通过无线数据传输模块传输给监控中心服务器和/或便携式智能终端，还可以通过所述第二USB接口进行数据传输，上述方式均能够实现运输过程中对可能引起产品损坏的事件及其时间进行记录和直接读取，快速方便地明确产品损坏所发生的时间及地点，便于物流环节的监管及明晰责任。

所述一体化智能包装箱为多个时，多个一体化智能包装箱之间通过各自的无线数据传输模块交互信息，当其中一个一体化智能包装箱监控到环境不符合要求时，发出报警信息，同时将报警信息通过无线数据传输模块发送给监控中心服务器和/或便携式智能终端，以及将报警信息通过无线数据传输模块发送给其他一体化智能包装箱，通知其他一体化智能包装箱，使得其他一体化智能包装箱可以对即将面对的环境状态改变进行提前预测和报警并提示运输人员加以控制。所述报警信息能够以声音报警信息的形式在所述监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱上进行报警。进一步，所述声音报警信息为语音报警信息。所述语音报警信息通过所述监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱的智能数据监控仪的扬声器进行语音播报。同时，所述语音报警信息通过监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱的智能数据监控仪的无线数据传输模块发送给监控中心服务器和/或便携式智能终端和/或其他一体化智能包装箱的智能数据监控仪。其他一体化智能包装箱的智能数据监控仪的无线数据传输模块接收到该语音报警信息，通过其扬声器进行语音播报。所述语音报警信息包括发出报警的所述智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。

在装卸、运输、运行过程中，在对所述多个一体化智能包装箱进行依次搬运时，当前一个所述一体化智能包装箱所受的外部载荷超过所述一体化智能包装箱内精密仪器要求的工况时，该一体化智能包装箱的加速度传感器检测到所述一体化智能包装箱受到碰撞，其智能数据监控仪监测到该碰撞信号，将碰撞信号与预先存储的碰撞阈值进行比较，如果超出阈值范围，则存储该碰撞信号，将发生时刻进行记录，同时所述智能包装箱内的全球定位系统(GPS)模块记录该碰撞发生的位置，以用于发出报警信息。所述智能数据监控仪存储碰撞阈值的预设值，所述碰撞阈值的预设值通过监控功能键进行设定，或者，通过无线数据传输模块由监控中心服务器或便携式智能终端实时设定。全球定位系统(GPS)模块记录该碰撞发生的位置信息生成地址信息。所述前一个所述一体化智能包装箱的智能数据监控仪记录该碰撞的数值、碰撞发生时间和碰撞发生位置，通过扬声器发出语音报警；并且，通过无线数据传输模块将报警信息发送给其后的所述一体化智能包装箱。其后的所述一体化智能包装箱接收到所述报警信息，通过其扬声器发出语音报警信息通知相关人员禁止对这些未遭受碰撞的所述一体化智能包装箱进行进一步的搬运。所述语音报警信息包括发出报警的所述一体化智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。当所述前一个所述一体化智能包装箱的所述智能数据监控仪检测的碰撞数值符合安全范围时，停止前一个所述一体化智能包装箱的语音报警，并通过无线数据传输模块通知监控中心服务器和/或便携式智能终端以及其后的所述一体化智能包装箱，通知所述其后的所述一体化智能包装箱也停止语音报警。相关搬运人员可以及时调整搬运条件，以保证后续所述一体化智能包装箱的搬运条件在安全范围内。运输过程中，其后的智能包装箱被安排为在所述前一个所述智能包装箱被搬运之后进行搬运。

在装卸、运输、运行过程中，在对所述多个一体化智能包装箱进行依次搬运时，前一个所述一体化智能包装箱所受的温度或湿度超过所述一体化智能包装箱内精密仪器要求的工况，所述温/湿度传感器检测到所述智能包装箱的温度或湿度信息，所述智能数据监控仪监测到所述温度或湿度信息，将所述温度或湿度信息与预先存储的温度或湿度信息相比较，如果超出所述温度或湿度信息的阈值范围，则触发报警，存储该温度或湿度信息，将发生时间进行记录，同时所述一体化智能包装箱内的全球定位系统(GPS)模块记录该报警发生的位置，以用于发出报警信息。所述智能数据监控仪存储所述温度或湿度信息的阈值的预设值，所述所述温度或湿度信息的阈值的预设值通过所述监控功能键进行设定，或者，通过无线数据传输模块由监控中心服务器或便携式智能终端实时设定。所述全球定位系统(GPS)模块记录该报警发生的位置信息生成地址信息。所述前一个所述一体化智能包装箱的所述智能数据监控仪记录该报警的数值、报警发生时间和报警发生位置，通过扬声器发出语音报警；并且，通过无线数据传输模块将报警信息发送给其后的一体化智能包装箱。其后的一体化智能包装箱接收到所述报警信息，通过其扬声器发出语音报警信息通知相关人员禁止对这些未遭受碰撞的一体化智能包装箱进行进一步的搬运。所述语音报警信息包括发出报警的所述一体化智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。当所述前一个所述一体化智能包装箱的智能数据监控仪检测的所述温度或湿度信息的数值符合安全范围时，停止所述一体化智能包装箱的声音报警，并通过无线数据传输模块通知监控中心服务器和/或便携式智能终端以及其后的一体化智能包装箱，通知所述其后的一体化智能包装箱停止语音报警。相关搬运人员可以及时调整搬运条件，以保证后续智能包装箱的搬运条件在安全范围内。运输过程中，其后的一体化智能包装箱被安排为在所述前一个所述一体化智能包装箱被搬运之后进行搬运。

所述智能数据监控仪能够对所述智能包装箱进行全程数据监控，记录所述智能包装箱的碰撞强度、温度和/或湿度信息，并将所述碰撞强度、温度和/或湿度信息与时间和/或地点进行映射，实时记录映射后的信息，并作为历史信息存储在存储器中，所存储的历史信息可以通过无线数据传输模块传输给监控中心服务器或便携式监控终端。所述监控中心服务器或所述便携式监控终端根据以往运输过程中积累的历史信息，预测被运输智能包装箱的温度、湿度变化趋势，实时设定所述智能包装箱的预设温度范围和预设湿度范围。

开箱时，通过所述监控摄像头采集的图像信息进行开箱身份识别验证。所述智能数据监控仪的主控模块接收监控摄像头采集的图像信息，并与预先存储在所述存储器中的图像信息进行比对，如果匹配，则允许进一步拆箱和搬运内部精密仪器的操作，如果不匹配，则发出报警信息，语音提示只有授权人员才有权限进行拆箱操作，并将报警信息传输至监控中心服务器或便携式监控终端。以保证内装精密仪器被专业人员使用，不会被非专业人员误操作而导致重新进行测试工作，从而减少精密仪器的使用准备时间，提高产品的使用效率。所述采集的图像信息为人脸图像，相应地图像信息比对时采用人脸识别方法。

所述无线数据传输模块采用3G、4G、WIFI、WLAN等任意一种通信方式。

本发明的有益效果为：

(1)本运输环境监测一体化智能包装箱，通过加速度传感器、温/湿度传感器实时检测精密仪器在装卸、运输、贮存过程中由于碰撞、跌落、高低温、湿度等因素造成的产品冲击、温/湿度影响，并将该信号存储，同时将发生时刻进行记录，从而实现运输过程中对超过产品规定环境参数阈值的事件及其时间、地点进行记录后分析，确认参数是否会对产品性能产生影响，同时快速方便地确定事件所发生的时间及地点，既便于查找问题发生的原因及明晰责任，又能为后续智能包装箱的环境监测提供预测和报警的依据，以保证运输的可靠性，有效提高精密仪器的测试效率。

(2)本智能包装箱内的智能数据监控仪采用三轴向加速度传感器，对货物所受到的各个方向的冲击均可进行记录，具有被测范围广、精度高的特点。

(3)监控摄像头用于对开箱人员身份进行识别验证，以保证内装精密仪器被专业人员使用，不会被非专业人员误操作而导致重新进行测试工作，从而减少精密仪器的使用准备时间，提高产品的使用效率。

(4)监控系统记录的数据可以通过无线数据传输系统传输，以用于远程实时监测和控制；也可以通过USB方式导出，进行分析和使用；保证了数据传输的可靠性。

(5)多个包装箱之间通过无线数据传输模块交互信息，当一个包装箱监控到环境不符合要求时，通知其他包装箱，进行报警，使得其他包装箱可以对环境状态改变进行提前预测并提示相关人员对环境参数加以控制，进一步提高了精密仪器运输的安全性和可靠性。

(6)本智能包装箱可靠性高、具有数据采集持续时间长、存储容量大、体积小、功耗小、自带电源等特点，有效提高了精密仪器使用效率，大大增强了精密仪器的安全性和可靠性，并且操作简单便利，适合操作人员的学习应用，便于推广。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是具有环境监测功能的精密仪器一体化智能包装箱的总体结构正面示意图；

图2是的具有环境监测功能的精密仪器一体化智能包装箱的总体结构右视示意图；

图3是智能数据监控仪的控制原理方框图；

图4是主控模块的原理方框图；

图5是USB接口连接示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

一种精密仪器运输过程中的环境监测一体化智能包装箱，其包括包装箱本体1和智能数据监控仪100。所述智能数据监控仪100包括：壳体2、主控模块3、数据采集模块4、加速度传感器5、温/湿度传感器6、串口调试接口7、无线数据传输模块8、显示器9、监控功能键10、第一USB接口11、GPS模块12、信号隔离和电平转换模块13、第一输入/输出接口14、第二输入/输出接口15、充电保护模块16、第一接口扩展模块17、第二接口扩展模块18和存储器19等组成。

所述智能数据监控仪100集成在所述智能包装箱本体1内。

所述主控模块3位于壳体2内，所述主控模块3包括微控制器31及时钟模块32。所述微控制器31的型号为：STM32F103VE。所述微控制器功耗小，能够降低系统耗电量，以保证对运输过程的持续监控。

所述显示器9、监控功能键10和第一USB接口11嵌装在所述智能数据监控仪100的壳体2的表面。所述显示器9、监控功能键10通过所述第二输入/输出接口15与所述主控模块3连接。所述显示器9优选地采用液晶显示屏。

所述加速度传感器5和所述温/湿度传感器6通过所述第一输入/输出接口14与所述数据采集模块4连接。所述加速度传感器3优选地采用三轴向加速度传感器、所述温/湿度传感器4优选地采用集成式传感器。所述数据采集模块4与所述主控模块3连接。当使用所述监控功能键10通过所述主控模块3关闭所述加速度传感器5和/或所述温/湿度传感器6的采集工作时，所述加速度传感器5和/或所述温/湿度传感器6置于休眠状态。所述壳体2内还安装一存储器19，所述存储器19通过所述第一输入/输出接口14与所述数据采集模块4连接。

所述壳体2内安装一可充电电源22。所述可充电电源22通过所述充电保护模块16连接所述壳体2上嵌装的所述第一USB接口11，通过所述第一USB接口11进行充电。所述第一USB接口11同时可以进行数据的交换。所述壳体2表面安装有充电指示灯，所述第一USB接口11与所述充电指示灯连接。

所述主控模块3还连接DC-DC电源转换模块20，所述DC-DC电源转换模块20与所述可充电电源22连接。所述DC-DC电源转换模块20能够输出12V、5V、3.3V等电压，以为所述智能数据监控仪100内不同电压需求的各个部件供电。

所述主控模块3通过所述第一接口扩展模块17连接所述串口调试接口7，实现与调试设备的连接，以对所述智能数据监控仪100进行调试。

所述主控模块3通过所述第二接口扩展模块18与所述GPS模块12连接，实时确定所述环境监测一体化智能包装箱的位置信息。

所述主控模块3还连接所述无线数据传输模块8，所述无线数据传输模块8采用3G、4G、WIFI、WLAN等任意一种通信方式进行无线数据的接收和发送。

所述主控模块3通过所述信号隔离和电平转换模块13连接声音报警模块21。所述声音报警模块21包括扬声器。所述扬声器安装在所述壳体2的表面，所述扬声器对报警信息进行语音播报，以提示现场搬运和拆箱人员。

所述智能数据监控仪100还包括视频数据处理模块23。所述主控模块3通过所述视频数据处理模块23连接监控摄像头24。所述监控摄像头嵌装在所述智能数据监控仪100的壳体2的表面，用以采集拆箱时的操作人员图像信息。

所述包装箱本体1安装有第二USB接口25，所述第二USB接口25与所述第一USB接口11通过数据线连接，能够确保在完全不打开包装箱状态下完成对所述智能数据监控仪100的充电和/或数据传输工作。

所述一体化智能包装箱用于运输精密仪器，使用时，将精密仪器安装在所述一体化智能包装箱内。当产品在贮存、运输、装卸过程中由于碰撞、跌落等因素造成产品受到冲击时，加速度传感器5即将该信号输送至主控模块3的微控制器31，通过微控制器31内置的冲击、跌落指标分析程序进行分析，当检测数据超过安全设定的冲击、跌落值时，即对检测数据进行数据记录，同时对其发生时间进行记录。这些数据能够通过显示器9进行显示，也能够通过无线数据传输模块8传输给监控中心服务器和/或便携式智能终端，还能够通过所述第二USB接口25进行数据传输，上述方式均能够实现运输过程中对可能引起产品损坏的事件及其时间进行记录和直接读取，快速方便地明确产品损坏所发生的时间及地点，便于物流环节的监管及明晰责任。

另外，所述一体化智能包装箱所处环境温度、湿度也被实时记录，产品在贮存、运输过程中，当外界环境产生剧烈变化时，温/湿度传感器即将该信号输送至主控模块3的微控制器31，通过微控制器31内置的温度、湿度指标分析程序进行分析。当检测数据超过设定的安全阈值时，即对检测数据进行记录，同时对其发生时间进行记录。这些数据能够通过所述显示器9进行显示，也能够通过无线数据传输模块传输给监控中心服务器和/或便携式智能终端，还能够通过所述第二USB接口25进行数据传输，上述方式均能够实现运输过程中对可能引起产品损坏的事件及其时间进行记录和直接读取，快速方便地明确产品损坏所发生的时间及地点，便于物流环节的监管及明晰责任。

所述一体化智能包装箱为多个时，多个一体化智能包装箱之间通过各自的无线数据传输模块8交互信息，当其中一个一体化智能包装箱监控到环境不符合要求时，发出报警信息，同时将报警信息通过无线数据传输模块8发送给监控中心服务器和/或便携式智能终端，以及将报警信息通过无线数据传输模块8发送给其他一体化智能包装箱，通知其他一体化智能包装箱，使得其他一体化智能包装箱可以对即将面对的环境状态改变进行提前预测和报警并提示运输人员加以控制。所述报警信息能够以声音报警信息的形式在所述监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱上进行报警。进一步，所述声音报警信息为语音报警信息。所述语音报警信息通过所述监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱的智能数据监控仪100的扬声器进行语音播报。同时，所述语音报警信息通过监控到环境不符合要求的一体化智能包装箱的智能数据监控仪100的无线数据传输模块8发送给监控中心服务器和/或便携式智能终端和/或其他一体化智能包装箱的智能数据监控仪100。其他一体化智能包装箱的智能数据监控仪100的无线数据传输模块8接收到该语音报警信息，通过其扬声器进行语音播报。所述语音报警信息包括发出报警的所述智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。

在装卸、运输、运行过程中，在对所述多个一体化智能包装箱进行依次搬运时，当前一个所述一体化智能包装箱所受的外部载荷超过所述一体化智能包装箱内精密仪器要求的工况时，该一体化智能包装箱的加速度传感器5检测到所述一体化智能包装箱受到碰撞，其智能数据监控仪100监测到该碰撞信号，将碰撞信号与预先存储的碰撞阈值进行比较，如果超出阈值范围，则存储该碰撞信号，将发生时刻进行记录，同时所述智能包装箱内的全球定位系统(GPS)模块12记录该碰撞发生的位置，以用于发出报警信息。所述智能数据监控仪100存储碰撞阈值的预设值，所述碰撞阈值的预设值通过监控功能键10进行设定，或者，通过无线数据传输模块8由监控中心服务器或便携式智能终端实时设定。全球定位系统(GPS)模块12记录该碰撞发生的位置信息生成地址信息。所述前一个所述一体化智能包装箱的智能数据监控仪100记录该碰撞的数值、碰撞发生时间和碰撞发生位置，通过扬声器发出语音报警；并且，通过无线数据传输模块8将报警信息发送给其后的所述一体化智能包装箱。其后的所述一体化智能包装箱接收到所述报警信息，通过其扬声器发出语音报警信息通知相关人员禁止对这些未遭受碰撞的所述一体化智能包装箱进行进一步的搬运。所述语音报警信息包括发出报警的所述一体化智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。当所述前一个所述一体化智能包装箱的所述智能数据监控仪100检测的碰撞数值符合安全范围时，停止前一个所述一体化智能包装箱的语音报警，并通过无线数据传输模块通知监控中心服务器和/或便携式智能终端以及其后的所述一体化智能包装箱，通知所述其后的所述一体化智能包装箱也停止语音报警。相关搬运人员可以及时调整搬运条件，以保证后续所述一体化智能包装箱的搬运条件在安全范围内。运输过程中，其后的智能包装箱被安排为在所述前一个所述智能包装箱被搬运之后进行搬运。

在装卸、运输、运行过程中，在对所述多个一体化智能包装箱进行依次搬运时，前一个所述一体化智能包装箱所受的温度或湿度超过所述一体化智能包装箱内精密仪器要求的工况，所述温/湿度传感器检测到所述智能包装箱的温度或湿度信息，所述智能数据监控仪100监测到所述温度或湿度信息，将所述温度或湿度信息与预先存储的温度或湿度信息相比较，如果超出所述温度或湿度信息的阈值范围，则触发报警，存储该温度或湿度信息，将发生时间进行记录，同时所述一体化智能包装箱内的全球定位系统(GPS)模块12记录该报警发生的位置，以用于发出报警信息。所述智能数据监控仪100存储所述温度或湿度信息的阈值的预设值，所述所述温度或湿度信息的阈值的预设值通过所述监控功能键10进行设定，或者，通过无线数据传输模块8由监控中心服务器或便携式智能终端实时设定。所述全球定位系统(GPS)12模块记录该报警发生的位置信息生成地址信息。所述前一个所述一体化智能包装箱的所述智能数据监控仪100记录该报警的数值、报警发生时间和报警发生位置，通过扬声器发出语音报警；并且，通过无线数据传输模块8将报警信息发送给其后的一体化智能包装箱。其后的一体化智能包装箱接收到所述报警信息，通过其扬声器发出语音报警信息通知相关人员禁止对这些未遭受碰撞的一体化智能包装箱进行进一步的搬运。所述语音报警信息包括发出报警的所述一体化智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值等。当所述前一个所述一体化智能包装箱的智能数据监控仪100检测的所述温度或湿度信息的数值符合安全范围时，停止所述一体化智能包装箱的声音报警，并通过无线数据传输模块8通知监控中心服务器和/或便携式智能终端以及其后的一体化智能包装箱，通知所述其后的一体化智能包装箱停止语音报警。相关搬运人员可以及时调整搬运条件，以保证后续智能包装箱的搬运条件在安全范围内。运输过程中，其后的一体化智能包装箱被安排为在所述前一个所述一体化智能包装箱被搬运之后进行搬运。

所述智能数据监控仪100能够对所述智能包装箱进行全程数据监控，记录所述智能包装箱的碰撞强度、温度和/或湿度信息，并将所述碰撞强度、温度和/或湿度信息与时间和/或地点进行映射，实时记录映射后的信息，并作为历史信息存储在存储器19中，所存储的历史信息可以通过无线数据传输模块8传输给监控中心服务器或便携式监控终端。所述监控中心服务器或所述便携式监控终端根据以往运输过程中积累的历史信息，预测被运输智能包装箱的温度、湿度变化趋势，实时设定所述智能包装箱的预设温度范围和预设湿度范围。

开箱时，通过所述监控摄像头24采集的图像信息进行开箱身份识别验证。所述智能数据监控仪100的主控模块3接收监控摄像头24采集的图像信息，并与预先存储在所述存储器19中的图像信息进行比对，如果匹配，则允许进一步拆箱和搬运内部精密仪器的操作，如果不匹配，则发出报警信息，语音提示只有授权人员才有权限进行拆箱操作，并将报警信息传输至监控中心服务器或便携式监控终端。以保证内装精密仪器被专业人员使用，不会被非专业人员误操作而导致重新进行测试工作，从而减少精密仪器的使用准备时间，提高产品的使用效率。所述采集的图像信息为人脸图像，相应地图像信息比对时采用人脸识别方法。

所述无线数据传输模块采用3G、4G、WIFI、WLAN等任意一种通信方式。

通过使用本一体化智能包装箱，能够最大限度地对精密仪器的运输过程进行监控。对于装卸、运输、贮存过程中跌落、冲击的记录，可以明确物流环节的责任；对于贮存、运输过程中温度、湿度的记录，可以确认其环境参数是否超过规定的范围。对于以上超过产品要求范围的各类参数，需要通过仿真、试验等手段来验证其是否影响内装的精密仪器的性能。一体化智能包装箱的数据采集工作，为以上验证工作的边界条件提供了科学的依据。多个包装箱之间的相互通信提高了后续智能包装箱运输的安全性和运输效率。对于温度、湿度的自动监控进一步保障了精密仪器的环境条件。实时监控功能最大化地保证了精密仪器运输过程的安全和可靠性，有效提高了精密仪器的测试效率，减少了不必要的重复性工作。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：包括包装箱本体(1)和智能数据监控仪(100)；所述智能数据监控仪(100)包括：壳体(2)、主控模块(3)、数据采集模块(4)、加速度传感器(5)、温/湿度传感器(6)、串口调试接口(7)、显示器(9)、监控功能键(10)和第一USB接口(11)；所述主控模块(3)位于壳体(2)内；所述显示器(9)、监控功能键(10)和第一USB接口(11)嵌装在所述智能数据监控仪(100)的壳体(2)的表面；所述加速度传感器(5)和/或所述温/湿度传感器(6)与所述数据采集模块(4)连接；所述数据采集模块(4)与所述主控模块(3)连接；所述智能数据监控仪(100)集成在所述智能包装箱本体(1)内；所述智能数据监控仪(100)包括无线数据传输模块(8)、GPS模块(12)、信号隔离和电平转换模块(13)、第一输入/输出接口(14)、第二输入/输出接口(15)、充电保护模块(16)、第一接口扩展模块(17)、第二接口扩展模块(18)和存储器(19)；所述主控模块(3)包括微控制器(31)及时钟模块(32)；所述显示器(9)、监控功能键(10)通过所述第二输入/输出接口(15)与所述主控模块(3)连接；所述加速度传感器(5)和所述温/湿度传感器(6)与所述数据采集模块(4)的连接是通过所述第一输入/输出接口(14)进行的；所述显示器(9)、监控功能键(10)通过所述第二输入/输出接口(15)与所述主控模块(3)连接；所述壳体(2)内安装一可充电电源(22)；所述可充电电源(22)通过所述充电保护模块(16)与所述壳体(2)上嵌装的所述第一USB接口(11)连接；所述第一USB接口(11)同时能够进行数据的交换；所述存储器(19)通过所述第一输入/输出接口(14)与所述数据采集模块(4)连接；所述主控模块(3)还连接DC-DC电源转换模块(20)，所述DC-DC电源转换模块(20)与所述可充电电源(22)连接；

所述包装箱本体(1)安装有第二USB接口(25)，所述第二USB接口(25)与所述第一USB接口(11)通过数据线连接；检测数据能够通过所述第二USB接口(25)进行数据传输，在完全不打开包装箱状态下完成对所述智能数据监控仪(100)的充电和/或数据传输工作；

所述的一体化智能包装箱为多个，多个一体化智能包装箱之间通过各自的无线数据传输模块(8)交互信息；前一个所述一体化智能包装箱的智能数据监控仪(100)记录碰撞的数值、碰撞发生时间和碰撞发生位置，通过扬声器发出语音报警；并且，通过无线数据传输模块(8)将报警信息发送给其后的所述一体化智能包装箱；其后的所述一体化智能包装箱接收到所述报警信息，通过其扬声器发出语音报警信息通知相关人员禁止对这些未遭受碰撞的所述一体化智能包装箱进行进一步的搬运；运输过程中，其后的一体化智能包装箱被安排为在所述前一个所述一体化智能包装箱被搬运之后进行搬运。

2.如权利要求1所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：当加速度传感器(5)或温/湿度传感器(6)的检测数据超过设定的安全参数阈值时，主控模块(3)控制记录所述检测数据，同时记录发生时间；所述检测数据通过所述显示器(9)进行显示；同时发出报警信息，所述报警信息通过无线数据传输模块(8)传输给监控中心服务器和/或便携式智能终端。

3.如权利要求1所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：所述加速度传感器(5)采用三轴向加速度传感器、所述温/湿度传感器(6)采用集成式传感器；当使用所述监控功能键(10)通过所述主控模块(3)关闭所述加速度传感器(5)和/或所述温/湿度传感器(6)的采集工作时，所述加速度传感器(5)和/或所述温/湿度传感器(6)置于休眠状态。

4.如权利要求1所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：所述主控模块(3)通过所述第一接口扩展模块(17)连接所述串口调试接口(7)，实现与调试设备的连接，以对所述智能数据监控仪(100)进行调试。

5.如权利要求2所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：所述主控模块(3)通过所述第二接口扩展模块(18)与所述GPS模块(12)连接；所述主控模块(3)通过所述信号隔离和电平转换模块(13)与声音报警模块连接(21)；所述声音报警模块(21)包括扬声器；所述扬声器安装在所述壳体(2)的表面；所述智能数据监控仪(100)还包括视频数据处理模块(23)；所述主控模块(3)通过所述视频数据处理模块(23)连接监控摄像头(24)；所述监控摄像头嵌装在所述智能数据监控仪(100)的壳体(2)的表面。

6.如权利要求5所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：开箱时，通过所述监控摄像头(24)采集的图像信息进行开箱身份识别验证；所述智能数据监控仪(100)的主控模块(3)接收监控摄像头(24)采集的图像信息，并与预先存储在所述存储器(19)中的图像信息进行比对，如果匹配，则允许进一步拆箱和搬运内部精密仪器的操作，如果不匹配，则发出报警信息，语音提示只有授权人员才有权限进行拆箱操作，并将报警信息传输至监控中心服务器或便携式监控终端。

7.如权利要求1所述的运输环境监测一体化智能包装箱，其特征在于：所述报警信息为语音报警信息，所述语音报警信息包括发出报警的所述智能包装箱的编号、地址信息、时间信息、环境参数类型、环境参数阈值、超出环境参数阈值的环境参数数值。

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