CN109683536A - 一种集装箱控制系统和方法以及集装箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集装箱控制系统，包括：定位模块、姿态确定模块、通信模块，以及与所述定位模块、姿态确定模块和通信模块分别连接的控制器；所述定位模块，用于对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；所述姿态确定模块，用于测量集装箱的三轴姿态角和加速度；所述控制器，用于获取所述位置信息、三轴姿态角和加速度，以及根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；所述通信模块，用于将控制器获得的位置信息和姿态信息发送到与所述通信模块通信连接的通信设备。本发明还公开了一种集装箱和集装箱控制方法。本发明解决了现有技术中的集装箱管理智能化程度低、管理效率低下的问题。

Description

一种集装箱控制系统和方法以及集装箱

技术领域

本发明涉及智能集装箱领域，尤其涉及一种集装箱控制系统、一种集装箱控制方法以及集装箱。

背景技术

集装箱能够装载包装或无包装货物进行运输，并便于用机械设备进行装卸搬运，集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、仓储中心、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统。集装箱按照尺寸大小、所装货物、制造材料分为不同的类型，适用于不同的货物运输需求。但是，对集装箱的管理需要一个庞大的控制系统，需要人工的方式对集装箱的各种信息进行采集，比如集装箱的位置信息、集装箱的姿态信息等，这种方式智能化程度低，不便于信息管理，占用较多的人力资源，还会造成集装箱装卸、运输或存放的流程繁杂、效率低下。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种集装箱控制系统和方法以及集装箱。

作为本发明实施例的一个方面，涉及一种集装箱控制系统，包括：定位模块、姿态确定模块、通信模块，以及与所述定位模块、姿态确定模块和通信模块分别连接的控制器；

所述定位模块，用于对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

所述姿态确定模块，用于测量集装箱的三轴姿态角和加速度；

所述控制器，用于获取所述位置信息、三轴姿态角和加速度，以及根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

所述通信模块，用于将控制器获得的位置信息和姿态信息发送到与所述通信模块通信连接的通信设备。

在一个实施例中，可以是，所述定位模块在接收到控制器发送的定位开启指令时对所述集装箱进行定位；以及，在接收到控制器发送的定位关闭指令时停止对所述集装箱进行定位；

和/或，所述姿态确定模块在接收到控制器发送的测量开启指令时测量集装箱的三轴姿态角和加速度；以及，在接收到控制器发送的测量停止指令时，停止测量集装箱的三轴姿态角和加速度。

在一个实施例中，可以是，所述控制器还用于，在无法从所述定位模块获取到位置信息时，采用卡尔曼滤波器对最近一次从定位模块获取到的位置信息与所述三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制系统，还包括与所述控制器连接的存储模块：

存储模块，用于存储集装箱信息；所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制系统，还包括与所述控制器连接的监测模块，其中：

监测模块，用于监测集装箱的内部环境，得到集装箱的内部环境信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制系统，还包括供电模块、惯性测量模块和电源管理模块，所述供电模块、惯性测量模块分别与所述电源管理模块连接，所述供电模块为所述集装箱控制系统的其他模块提供电源；

惯性测量模块，用于测量所述集装箱的三轴姿态角和加速度，并将所述三轴姿态角和加速度发送给所述电源管理模块；

电源管理模块，用于根据接收到的集装箱的三轴姿态角和加速度，判断所述集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态则控制所述供电模块按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态则控制所述供电模块持续供电。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制系统，还包括与所述控制器连接的标签生成模块，其中：

标签生成模块，用于根据所述控制器发送的集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签。

作为本发明实施例的另一方面，涉及一种集装箱，包括：上述任一项所述的集装箱控制系统。

作为本发明实施例的再一方面，涉及一种集装箱控制方法，包括：

对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

测量集装箱的三轴姿态角和加速度，根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

发送所述集装箱的位置信息和姿态信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制方法，还包括：

若无法对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息时，采用卡尔曼滤波器对最近一次定位得到的位置信息与测量得到的三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制方法，还包括：

对集装箱信息进行存储，所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制方法，还包括：

监测集装箱的内部环境，得到集装箱的内部环境信息。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制方法，还包括：

根据接收到的惯性测量模块测量的集装箱的三轴姿态角和加速度，判断集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态，则控制供电模块按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态，则控制供电模块持续供电。

在一个实施例中，可以是，所述的集装箱控制方法，还包括：

根据集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，所述集装箱信息包括以下一种或多种信息：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

本发明实施例至少实现了如下技术效果：

1、本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过定位模块和姿态确定模块对集装箱进行定位和姿态测量，并发送到控制器，通过通信模块上报到通信连接的通信设备。不需要人工参与，就可以完成集装箱的定位信息和姿态信息的采集及发送，智能化程度高，方便了集装箱的信息管理；在进行集装箱装卸时，将集装箱的定位信息和姿态信息与吊装设备共享，吊装设备可以根据集装箱的定位信息快速获得集装箱的当前位置，在装卸过程中根据集装箱的姿态信息实时调整吊装设备的吊具的吊装角度、高度和速度，提高集装箱的装卸效率；在集装箱运输时，将集装箱的定位信息和姿态信息与运输设备共享，便于运输设备根据集装箱的定位信息，实现路径规划，到达集装箱所在位置对其进行装载和运输，或者根据集装箱在运输过程中姿态变化，及时调整运输设备的运行速度或方向，提高运输效率和安全性；集装箱存放过程中，将集装箱的定位信息和姿态信息与仓储中心共享，便于在仓储中心对集装箱的位置进行查找，对集装箱进行统计管理，以及判断是否需要对集装箱的存放时的姿态进行调整，提高了集装箱的管理效率。

2、本发明实施例提供的集装箱控制系统，控制器通过发送控制指令控制定位模块和姿态确定模块进行工作，可以根据需要实时或间断的对集装箱的位置进行定位或对集装箱的三轴姿态角和加速度进行测量，系统管理简便、灵活。

3、本发明实施例提供的集装箱控制系统，控制器可以根据外部请求上报集装箱的定位信息和姿态信息，或按照预定的时间周期主动上报集装箱的定位信息和姿态信息，集装箱控制系统可以根据不同的运输、装卸或仓储条件对定位信息和姿态信息进行上报，系统管理方便，提高信息管理的灵活性。

4、本发明实施例提供的集装箱控制系统，还可以由控制器采用卡尔曼滤波器对最近一次从定位模块接收到的位置信息与所述三轴姿态角和加速度进行融合处理，从而得到集装箱的定位信息，在定位模块出现定位盲区或故障时，又或者在一些定位信号遮挡较为严重的区域、也可以实现对集装箱的定位。

5、本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过监测模块，对集装箱的内部环境进行监测，监控集装箱的货物存放环境是否适宜，有无安全问题。

6、本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过电源管理模块，对系统的电源供电进行控制，在集装箱处于活动状态时，持续向各个用电模块供电，在集装箱处于静止状态时，间隔预定时间向各个用电模块供电，唤醒集装箱控制系统，实现对电源供电的只能控制，降低系统耗电量，节约电能。

7、本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过标签生成模块生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，通过外部标签阅读器直接识别集装箱的标签，获得集装箱的相关信息，便于对集装箱进行管理。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供一种集装箱控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供另一种集装箱控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供第三种集装箱控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供第四种集装箱控制系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供第五种集装箱控制系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的集装箱控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面分别对本发明实施例提供的集装箱控制系统和集装箱的各种具体实施方式进行详细的说明。

实施例一

参照图1，本发明实施例一提供的一种集装箱控制系统，包括：定位模块1、姿态确定模块2、通信模块3，以及与所述定位模块1、姿态确定模块2和通信模块3分别连接的控制器4；

所述定位模块1，用于对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

所述姿态确定模块2，用于测量集装箱的三轴姿态角和加速度；

所述控制器4，用于获取所述位置信息、三种姿态角和加速度，以及根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

所述通信模块3，用于将控制器4获得的位置信息和姿态信息发送到与所述通信模块3通信连接的通信设备。

本发明实施例中，定位模块1，可以是任何具有定位功能的设备，可以采用现有技术中的卫星定位系统，例如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)或全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System，GLONASS)，只要能够实现对集装箱的定位即可，本发明实施例中对定位模块1的具体型号和结构不作限定。

本发明实施例中，姿态确定模块2，可以是惯性测量单元(Inertial measurementunit，IMU)，或者其他能够实现对集装箱的三轴姿态角和加速度进行测量的惯性测量设备，本发明实施例中对姿态确定模块2的具体型号和结构不作限定。本发明实施例中，通过姿态确定模块2，对集装箱的三轴姿态角和加速度进行测量，可以用于在控制器4中，对集装箱的移动位置、速度、倾斜角度等信息的计算。

本发明实施例中，控制器4，可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，或其他控制设备，只要能够实现对集装箱控制系统的控制功能即可，本发明实施例中对控制器4的具体型号和结构不作限定。

本发明实施例中的通信模块3可以是无线通信设备，可以适用现有技术中的通信方式与通信连接的通信设备实现通信，例如窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings，NB-IoT)、4G、WIFI、紫蜂Zigbee等通信方式，实现集装箱控制系统与其他通信设备之间的通信以及自组网功能。将姿态信息、定位信息发送到其他通信设备。在一个具体实施例中，所述通信模块3为采用NB-IoT方式的通信模块，以实现节约电能的同时，提供较大面积的蜂窝数据连接覆盖。

本发明实施例中，与通信模块3通信连接的通信设备可以设置在港口调度指挥中心、运输设备(例如船舶、车辆等)、吊装设备(例如岸桥、轮胎吊、正面吊、天车等)或仓储中心，或者该通信设备可以是云端服务器。本发明实施例中，集装箱控制系统可以通过通信模块3与设置在港口调度指挥中心、运输设备、吊装设备或仓储中心的通信设备进行自组网，通过自组网实现通信，自组网的实现方式可以采用现有技术中的自组网方法，本发明实施例中不作限定。

本发明实施例中，所述定位模块1、姿态确定模块2、通信模块3和控制器4可以设置于集装箱的箱体外侧，或设置于集装箱的箱体内侧，还可以设置在能够实现本发明技术方案的其他位置，只要能够实现对集装箱的定位，对集装箱的三轴姿态角和加速度进行测量即可，本发明实施例中不作限定。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过定位模块1和姿态确定模块2对集装箱进行定位和姿态测量，并发送到控制器4，并通过通信模块3上报到通信连接的通信设备。不需要人工参与，就可以完成集装箱的定位信息和姿态信息的采集及发送，智能化程度高，方便了集装箱的信息管理；在进行集装箱装卸时，将集装箱的定位信息和姿态信息与吊装设备共享，吊装设备可以根据集装箱的定位信息快速获得集装箱的当前位置，在装卸过程中根据集装箱的姿态信息实时调整吊装设备的吊具的吊装角度、高度和速度，提高集装箱的装卸效率；在集装箱运输时，将集装箱的定位信息和姿态信息与运输设备共享，便于运输设备判断集装箱在运输过程中的位置和姿态变化，及时调整运输设备的运行速度或方向，提高运输效率和安全性；集装箱存放过程中，将集装箱的定位信息和姿态信息与仓储中心共享，便于在仓储中心对集装箱进行查找，判断集装箱是否需要调整存放时的姿态，提高集装箱的管理效率。

在一个实施例中，为进一步节省电源，定位模块1和/或姿态确定模块2可以不是一直处于工作状态，只有在接收到控制器4的控制指令时才开启工作。因此，所述的集装箱控制系统的定位模块1在接收到控制器4发送的定位开启指令时对所述集装箱进行定位；以及，在接收到控制器4发送的定位关闭指令时停止对所述集装箱进行定位。

所述姿态确定模块2在接收到控制器4发送的测量开启指令时测量集装箱的三轴姿态角和加速度；以及，在接收到控制器4发送的测量停止指令时，停止测量集装箱的三轴姿态角和加速度。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，控制器4通过发送控制指令控制定位模块1和姿态确定模块2启动工作或停止工作，可以根据需要实时或间断的对集装箱的位置进行定位或对集装箱的三轴姿态角和加速度进行测量，系统管理简便、灵活。

在一个实施例中，可以是，所述控制器4在通过通信模块3从所述通信设备接收到通信设备的请求指令时，通过所述通信模块3将集装箱的位置信息和姿态信息发送到对应的通信设备。或者，控制器4按照预定的时间周期通过所述通信模块3将集装箱的位置信息和姿态信息发送到对应的通信设备。本申请不做严格限定。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，控制器4可以根据外部请求上报集装箱的定位信息和姿态信息，或按照预定的时间周期主动上报集装箱的定位信息和姿态信息，集装箱控制系统可以根据不同的运输、装卸或仓储条件对定位信息和姿态信息进行上报，系统管理方便，提高信息管理的灵活性。

在一个实施例中，所述控制器4，还可进一步用于在无法从所述定位模块1获取到位置信息时，采用卡尔曼滤波器对最近一次从定位模块1获取到的位置信息与所述三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，在无法从所述定位模块1获取到位置信息情形，包括在定位模块1处于定位盲区或定位模块1发生故障，又或者定位模块1处于在一些定位信号遮挡较为严重的区域。此时，可以由控制器4采用卡尔曼滤波器对最近一次从定位模块1获取到的位置信息与所述三轴姿态角和加速度进行融合处理，从而得到集装箱的定位信息，实现对集装箱的定位。

在一个具体实施例中，所述控制器4在每次接收到定位模块1发送的位置信息后开始计时，若计时时长达到预置的时长阈值时还未从定位模块1接收到位置信息时，则确定无法从定位模块1获取到位置信息。

前述融合处理方式可采用现有的惯导技术，在此不再详细介绍。当然，在一些可替代方案中，可以用惯导定位设备替换所述姿态确定模块2，直接通过该惯导定位设备输出集装箱的位置信息，不需要控制器4进行惯导融合处理。

在一个实施例中，可以是，图1所述的集装箱控制系统还包括与所述控制器4连接的存储模块5(存储模块5可以是存储器)，如图2所示，所述存储模块5用于存储集装箱信息；所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。其中：所述集装箱的货物信息包括以下一种或多种信息：集装箱的货物类型、货物重量和货物数量；所述集装箱的内部环境信息包括以下一种或多种信息：集装箱的温度信息、湿度信息、光线亮度信息和烟雾含量信息；所述集装箱的轨迹信息包括按照时间从早到晚的顺序进行排序的位置点，所述集装箱的轨迹信息可以由所述控制器4存储到所述存储模块5中。在一个示例中，可以由控制器4根据从定位模块1接收到的位置信息来生成集装箱的轨迹信息，并将该轨迹信息写入到存储模块5中。在另一个示例中，还可以是，在集装箱运输过程中，由通信模块3按照预定的时间周期与运输设备(例如，车辆或船舶)的通信设备进行通信，获取运输设备的导航信息，由控制器4根据从通信模块3接收到的运输设备的导航信息来生成集装箱的轨迹信息，并将该轨迹信息写入到存储模块5中。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过存储模块5，存储集装箱信息，根据集装箱的身份信息对集装箱进行查找和身份确认，根据货物信息在进行集装箱吊装时，选择不同的吊装方案，根据内部环境信息实现集装箱的管理和维护，根据轨迹信息了解集装箱的运输过程，根据目的地信息将集装箱运输至预定的目标港口。进一步地，所述集装箱的目的地可以是公路港、临海港口、矿区、仓储中心或物流中心，则集装箱的目的地信息可以是对应的公路港、临海港口、矿区、仓储中心或物流中心信息。

在一个实施例中，可以是，在前述图1、图2所述的集装箱控制系统中还可包括：与所述控制器连接的监测模块6，如图3所示，其中：

监测模块6，用于监测集装箱的内部环境，得到所述集装箱的内部环境信息。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过监测模块6，对集装箱的内部环境进行监测，监控集装箱的货物存放环境是否适宜，有无安全问题，例如集装箱内装有生冷食物时，该集装箱内部的温度不宜过高免得生冷食物腐败。

在一个具体实施例中，可以是，在集装箱装载货物后，预先在存储模块5存储集装箱的身份信息、货物信息、初始的内部环境信息和目的地信息，在集装箱运输或存储过程中，通过监测模块6，对集装箱的内部环境进行监测，得到集装箱的内部环境信息。所述内部环境信息包括以下一种或多种信息：温度信息、湿度信息、光线亮度信息和烟雾含量信息。如集装箱的内部环境发生变化，则通过控制器4实时更新集装箱的内部环境信息。监控模块对集装箱的内部环境进行监控，所采用的传感器或其他监控设备，可以是现有技术中的设备，本发明实施例中，对此不作限定。在一个示例中，监测模块6将监测得到的内部环境信息直接写入到存储模块5中。在另一个示例中，监测模块6将监测得到的内部环境信息发送给控制器4，由控制器4将接收到的内部环境信息写入到存储模块5中。

在一个实施例中，可以是，在前述图1、图2、图3所述的集装箱控制系统，还包括：供电模块7、惯性测量模块8和和电源管理模块9，所述供电模块7、惯性测量模块8分别与所述电源管理模块9连接，所述供电模块7为所述集装箱控制系统的其他模块提供电源；如图4所示，其中：

惯性测量模块8，用于测量所述集装箱的三轴姿态角和加速度，并将所述三轴姿态角和加速度发送给所述电源管理模块9；

所述电源管理模块9用于根据集装箱的三轴姿态角和加速度，判断集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态则控制所述供电模块7按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态则控制所述供电模块7持续供电。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过电源管理模块9，对系统的电源供电进行控制，在集装箱处于活动状态时，持续向各个用电模块供电，在集装箱处于静止状态时，间隔预定时间向各个用电模块供电，唤醒集装箱控制系统，实现对电源供电的只能控制，降低系统耗电量，节约电能。

所述电源管理模块9可以是电源管理芯片(Power Management IntegratedCircuits，PMIC)，电源管理模块9本身的耗电量也非常少。

在一个实施例中，可以是，在图1、图2、图3和图4所述的集装箱控制系统，还包括与所述控制器4连接的标签生成模块10，如图5所示，其中：

标签生成模块10，用于根据所述控制器4发送的集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，所述集装箱信息包括以下一种或多种信息：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

本发明实施例提供的集装箱控制系统，通过标签生成模块10生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，通过外部标签阅读器直接识别集装箱的标签，获得集装箱的相关信息，便于对集装箱进行管理。

在一个具体实施例中，所述标签可以为电子标签，相应的所述标签生成模块10在接收到集装箱信息时，将该集装箱信息写入到所述电子标签的存储器中。

在另一个具体实施例中，所述标签可以为二维码或条形码，相应地所述标签生成模块10可以是二维码生成器或者条形码生成器。例如，可以在集装箱的外侧设置有一个电子显示区域，标签生成模块10生成二维码或者条形码之后将该二维码或条形码显示在所述电子显示区域。

在一个实施例中，集装箱的控制系统的实现方案有多种实施方式，可以通过不同的应用场景进行举例说明：

场景1、在港口对船舶进行卸箱时，通过吊装设备将船舶上的集装箱吊装到车辆上。

在船舶到港后，集装箱控制系统的控制器4，控制标签生成模块10生成或更新标签。吊装开始前，吊装设备通过阅读器读取集装箱的标签，获取集装箱信息，对集装箱信息进行分析，确定吊装方案；通过吊装设备的通信设备与集装箱控制系统通信，控制器4将定位模块1得到的定位信息，通过通信模块3发送到吊装设备，以便吊装设备确定集装箱的位置，将集装箱吊装到车辆，再由车辆进行转运。在集装箱吊装过程中，姿态确定模块2测量集装箱的三轴姿态角和加速度，并上传到所述控制器4；控制器4将计算得到的集装箱的实时的姿态信息通过通信模块3发送到吊装设备，吊装设备根据集装箱的姿态信息，调整吊装设备的吊具的高度、偏转角度和吊具的平移速度，对集装箱在移动过程中的姿态进行调整，使其平稳的吊装到车辆。

场景2、将车辆装载的集装箱卸载到仓储中心/堆场。

在车辆到达仓储中心后，由仓储中心的管理设备通过阅读器读取集装箱的标签以获取集装箱信息，并将集装箱信息发送到位于仓储中心的吊装设备；或者，由吊装设备通过阅读器读取集装箱的标签以获取集装箱信息。吊装设备对集装箱信息进行分析，确定吊装方案；通过吊装设备的通信设备与集装箱控制系统通信，控制器4将定位模块1得到的定位信息，通过通信模块3发送到吊装设备，以便吊装设备确定集装箱的位置，将集装箱卸载到仓储中心的指定仓储区，在集装箱吊装过程中，姿态确定模块2测量集装箱的三轴姿态角和加速度，并上传到所述控制器4；控制器4将计算得到的集装箱的实时的姿态信息通过通信模块3发送到吊装设备，吊装设备根据集装箱的姿态信息，调整吊具的高度、偏转角度和吊具的平移速度，对集装箱在移动过程中的姿态进行调整，使其平稳的吊装到指定仓储区。

场景3、集装箱摆放在仓储中心进行存储。

集装箱摆放在仓储中心进行存储时，电源管理模块9根据惯性测量模块8发送的三轴姿态角和加速度，判断集装箱处于静止状态时，间隔设定时间向各个用电模块供电，唤醒集装箱控制系统，实现集装箱控制系统在低功耗状态工作，节约电能。在集装箱存储过程中，监控模块6可以对集装箱的内部环境进行监测。监控模块6包括温度传感器、湿度传感器、光线传感器和烟雾传感器，用于监测集装箱的温度、湿度、光线亮度和烟雾含量。比如，集装箱中存储的为化学物品或其他易燃易爆物品时，监控模块监控到集装箱的温度、湿度或烟雾浓度发生变化时，将得到的集装箱内部环境信息发送到控制器4，通过控制器4及时上报到仓储中心或远程服务器，由仓储中心监控人员或远程监控人员判断是否需要对集装箱的内部环境状态进行调整或对装载的货物进行处理。

当然，本公开实施例提供的集装箱控制系统并不限于上述几种使用场景，上述列举的场景仅示例而已。

实施例二

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种集装箱，包括：上述实施例中任一项所述的集装箱控制系统。由于该集装箱所解决问题的原理与前述集装箱控制系统相似，重复之处不再赘述。

实施例三

参照图6，基于前述实施例一的同一发明构思，本发明实施例还提供了一种集装箱控制方法，包括：

S101：对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

S102：测量集装箱的三轴姿态角和加速度，根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

S103：发送所述集装箱的位置信息和姿态信息。

本发明实施例中，所述S101和S102之间没有严格的先后执行顺序，可以先执行S101再执行S102，也可以先执行S102在执行S101，也可以是并行执行S101和S102，本申请不做严格的限定。

本发明实施例中，前述步骤S101中可以通过前述实施例一中的定位模块对集装箱进行定位；前述步骤S102中可以采用上述实施例中的姿态确定模块测量集装箱的三轴姿态角和加速度，可以采用上述实施例中的控制器计算集装箱的姿态信息；前述步骤S103中可以采用上述实施例中的通信模块将所述位置信息和姿态信息发送到与其通信连接的通信设备。具体的实施方式可以参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

在一个具体实施中，步骤S103中将所述位置信息和姿态信息发送到与其通信连接的通信设备具体包括：

当接收到通信设备的请求指令时，将集装箱的位置信息和姿态信息发送到对应的通信设备；

或者，按照预定的时间周期，将集装箱的位置信息和姿态信息发送到对应的通信设备。

在一个具体实施例中，可以是，所述方法还包括：若无法对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息时，采用卡尔曼滤波器对最近一次定位得到的位置信息与测量得到的三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

本发明实施例中，由前述实施例中的控制器控制获取集装箱的位置信息。具体的实施方式可以参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

在一个具体实施例中，可以是，所述方法还包括：对集装箱信息进行存储，所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息；

所述集装箱的货物信息包括以下一种或多种信息：集装箱的货物类型、货物重量和货物数量；

所述集装箱的内部环境信息包括以下一种或多种信息：集装箱的温度信息、湿度信息、光线亮度信息和烟雾含量信息；

所述集装箱的轨迹信息由所述控制器存储到所述存储模块；

所述集装箱的目的地信息包括集装箱的目标港口信息。

本发明实施例中，采用前述实施例中的存储模块对所述信息进行存储。具体实施方式参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

在一个具体实施例中，可以是，所述方法还包括：监测集装箱的内部环境，得到集装箱的内部环境信息。

本发明实施例中，采用前述实施例中的监控模块对所述内部环境信息进行监测。具体实施方式参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

在一个具体实施例中，可以是，所述方法还包括：根据接收到的惯性测量模块测量的集装箱的三轴姿态角和加速度，判断集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态，则控制供电模块按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态，则控制供电模块持续供电。

本发明实施例中，采用前述实施例中的电源管理模块对电源供电进行管理。具体实施方式参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

在一个具体实施例中，可以是，所述方法还包括：根据集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，所述集装箱信息包括以下一种或多种信息：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

本发明实施例中，采用前述实施例中的标签生成模块生成或更新集装箱的标签。具体实施方式参照上述实施例的集装箱控制系统的描述，在此，不再赘述。

本发明实施例中，所述的车辆包括所有的货物运输车辆，例如卡车、货车、半挂车、厢式货车、AGV(Automated Guided Vehicle)小车、叉车、有轨车辆等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种集装箱控制系统，其特征在于，包括：定位模块、姿态确定模块、通信模块，以及与所述定位模块、姿态确定模块和通信模块分别连接的控制器；

所述定位模块，用于对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

所述姿态确定模块，用于测量集装箱的三轴姿态角和加速度；

所述控制器，用于获取所述位置信息、三轴姿态角和加速度，以及根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

所述通信模块，用于将控制器获得的位置信息和姿态信息发送到与所述通信模块通信连接的通信设备。

2.如权利要求1所述的集装箱控制系统，其特征在于，所述定位模块在接收到控制器发送的定位开启指令时对所述集装箱进行定位；以及，在接收到控制器发送的定位关闭指令时停止对所述集装箱进行定位；

和/或，所述姿态确定模块在接收到控制器发送的测量开启指令时测量集装箱的三轴姿态角和加速度；以及，在接收到控制器发送的测量停止指令时，停止测量集装箱的三轴姿态角和加速度。

3.如权利要求1所述的集装箱控制系统，其特征在于，所述控制器还用于，在无法从所述定位模块获取到位置信息时，采用卡尔曼滤波器对最近一次从定位模块获取到的位置信息与所述三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

4.如权利要求1所述的集装箱控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的存储模块：

存储模块，用于存储集装箱信息；所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

5.如权利要求1所述的集装箱控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的监测模块，其中：

监测模块，用于监测集装箱的内部环境，得到集装箱的内部环境信息。

6.如权利要求1-5任意一项所述的集装箱控制系统，其特征在于，还包括：供电模块、惯性测量模块和电源管理模块，所述供电模块、惯性测量模块分别与所述电源管理模块连接，所述供电模块为所述集装箱控制系统的其他模块提供电源；

惯性测量模块，用于测量所述集装箱的三轴姿态角和加速度，并将所述三轴姿态角和加速度发送给所述电源管理模块；

电源管理模块，用于根据接收到的集装箱的三轴姿态角和加速度，判断所述集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态则控制所述供电模块按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态则控制所述供电模块持续供电。

7.如权利要求1-5任意一项所述的集装箱控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的标签生成模块，其中：

标签生成模块，用于根据所述控制器发送的集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签。

8.一种集装箱，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的集装箱控制系统。

9.一种集装箱控制方法，其特征在于，包括：

对集装箱进行定位，得到集装箱的位置信息；

测量集装箱的三轴姿态角和加速度，根据所述三轴姿态角和加速度计算得到集装箱的姿态信息；

发送所述集装箱的位置信息和姿态信息。

10.如权利要求9所述的集装箱控制方法，其特征在于，还包括：

若无法对集装箱进行定位时，采用卡尔曼滤波器对最近一次定位得到的位置信息与测量得到的三轴姿态角和加速度进行融合处理，得到集装箱的位置信息。

11.如权利要求9所述的集装箱控制方法，其特征在于，还包括：

对集装箱信息进行存储，所述集装箱信息包括下列信息中的至少一种：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。

12.如权利要求11所述的集装箱控制方法，其特征在于，还包括：

监测集装箱的内部环境，得到集装箱的内部环境信息。

13.如权利要求9-12任意一项所述的集装箱控制方法，其特征在于，还包括：

根据接收到的惯性测量模块测量的集装箱的三轴姿态角和加速度，判断集装箱处于静止状态或活动状态；若处于静止状态，则控制供电模块按照预置的时间间隔供电；若处于活动状态，则控制供电模块持续供电。

14.如权利要求9-12任意一项所述的集装箱控制方法，其特征在于，还包括：

根据集装箱信息，生成或更新用于标识所述集装箱信息的标签，所述集装箱信息包括以下一种或多种信息：集装箱的身份信息、集装箱的货物信息、集装箱的内部环境信息、集装箱的轨迹信息和集装箱的目的地信息。