CN111062672A - 一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物流监控技术领域，提供了一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，所述系统包括监控中心、移动终端和两个以上待监控的集装箱；其中，所述集装箱上设有监控装置，所述监控装置包括监控单元、人体感应器、卫星通信单元以及用于根据监控中心的指令控制所述人体感应器运作的第一控制单元，所述监控单元内预存储有与所在集装箱对应的编码信息，所述监控中心根据监控单元发送的信息生成相应的集装箱物流数据。本发明能够实现集装箱的物流监控，定期获取集装箱的物流信息，防止集装箱丢失，同时，通过人体感应器的配置，能够实现集装箱的防盗监控。
Description
技术领域
本发明涉及物流监控技术领域，具体涉及一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统。
背景技术
集装箱运输海上航运作为运输网络中的重要组成部分，集装箱可以把各种繁杂的件货和包装杂货组成规格划一的统一体，进而可以采用大型专门设备进行装卸、运输，保证货物装卸、运输质量，提高码头装卸效率，所以大多数海陆货运采用集装箱运输的形式。
卫星导航系统作为国家安全和社会发展不可或缺的信息基础设施，体现着一个国家的国际地位和综合国力。北斗卫星导航定位应用于集装箱运输包括如下几个主要场景：
(1)全球集装箱运输航运船舶安全监管。一方面，我国集装箱运输海上航运导航系统仍然依赖国外卫星导航系统，缺乏全球定位导航核心技术的应用推广，意味着在涉及海上航行安全、甚至是国家安全问题上丧失主动权；另一方面，集装箱运输航运船舶在中远海地区缺乏有效的位置回传手段，导致船舶公司可能长时间无法跟踪船舶动态。北斗三号系统具备全球定位、导航、授时功能，可将远洋航运船舶的动态位置进行实时回传，还可与船载GPS数据等进行综合校验与比对，将最为及时准确的船舶动态位置数据呈现在电子海图上，同时还可结合北斗系统的短报文通信功能对船舶航行过程中可能出现的极端恶劣天气区域进行报警并向其发出处理指令，并接受船舶通过北斗短报文回传的反馈信息。这项应用大大加强了对远洋航运船舶的安全监管能力，也可以最大程度上降低船舶的遇险系数。
(2)全球集装箱运输海上应急搜救
现如今国际上有关国际合作进行海上搜救的《国际海上搜寻救助公约》，强调保护海上人命安全，以及能够在各国之间协调海上及海空安全活动。在国际范围内提出，各个公约成员国应当向海上遇险人员提供援助、海岸值守、搜寻救助等方面适当而有效的安排。马航MH370事故暴露了全球海上搜救技术的不足，特别是卫星通信、卫星定位的结合技术不完备。进而对于加强我国自身海上搜救能力，提出了迫切需求。如集装箱运输海上船舶作业人员在作业过程中发生落水，利用北斗救生设备可以向船载基站发送求救信号，第一时间定位落水人员的位置并进行记录，还可通过北斗短报文系统及时将落水信息发布到岸端和相关搜救部门，大大缩短救援时间，提高救援定位精度和成功率。同时北斗三号还搭载了中轨搜救载荷，并正在积极申请加入全球卫星搜救系统，可通过收集集装箱运输国际卫星搜救链路发送的求救信息来对其他船舶和落水人员进行快速定位跟踪和警情播报，将可以更加全面、及时、准确地服务海上航运船舶。
(3)全球集装箱物流防丢失监控
传统集装箱运输信息追踪手段耗费大量时间和成本，如对于冷藏集装箱运输等高价值货运服务，客户具有时常监控集装箱温度、湿度、位置、性状等业务需求，而目前的解决方案只能采用集装箱状态监测终端辅以通信卫星回传的方案，成本十分昂贵，难以推广应用。利用北斗的定位和短报文功能，在集装箱运输箱上安装定位监控终端，在集装箱运输过程中，无论是在陆地还是在海上，不仅能精准定位船舶和航行路线，也可实时收集包括位置、温度、湿度、振动、冲击、箱门开关状态等数据，这将给航运公司和用户、保险公司和海关带来更大的附加价值，为提升整个供应链的效率、服务和安全带来显著成效，还有助于管理供应链中存在的延迟和其他方面的问题，实现简化报关、审批流程。
而目前现有技术中，中国的集装箱运输海上航运还在依靠国外卫星导航系统，存在巨大的安全隐患。对于全球集装箱运输货运箱的管理依旧处于依靠场站提供的手工报表的形式，这不仅存在反馈慢、准确度不高的问题，而且无法完全掌握集装箱的即时动态，不能有效防止集装箱的丢失。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统、系统及计算机存储介质。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明提供了一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，所述系统包括监控中心、移动终端和两个以上待监控的集装箱；其中，
所述集装箱上设有监控装置，所述监控装置包括监控单元、人体感应器、卫星通信单元以及用于根据监控中心的指令控制所述人体感应器运作的第一控制单元，所述监控单元内预存储有与所在集装箱对应的编码信息；
所述监控单元接收到所述监控中心的第一监控指令时，按照预设的周期定期获取当前位置信息，将当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第一信息，并通过所述卫星通信单元向北斗卫星导航系统发送所述第一信息；
所述监控单元在所述人体感应器检测到人体信号时，生成报警信息并获取当前位置信息，以及将报警信息、当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第二信息，并通过所述卫星通信单元向北斗卫星导航系统发送所述第二信息；
所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第一信息，并根据地理信息数据库生成第一集装箱物流数据；
所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息，并根据地理信息数据库生成第二集装箱物流数据，通过北斗卫星导航系统或者电子信息网络向预设的所述移动终端发送所述第二集装箱物流数据。
在一种能够实现的方式中，所述集装箱周边设有报警装置，所述监控装置还包括用于根据监控中心的指令控制所述报警装置的工作状态的第二控制单元。在一种实施方式中，所述报警装置为蜂鸣器。在另一种实施方式中，所述报警装置为LED闪光管。
在一种能够实现的方式中，所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息时，所述监控中心向所述第二控制单元发送指令，以驱动所述报警装置工作。
在一种能够实现的方式中，所述集装箱上还设有内嵌铝镁合金内芯的铜管构成的水发电电池，所述铝镁合金内芯和所述铜管之间设有空隙，当所述空隙进水时，所述水发电电池发电，驱动所述报警装置工作。
在一种能够实现的方式中，所述集装箱的外表面设有太阳能板电池板，所述集装箱上还设有用于将太阳能电池板所发出的电能储存起来的储电电池以及与所述储电电池连接的充电线接口。其中，所述充电线接口可以通过充电线与充电设备例如手机、平板等连接。所述的太阳能电池板可以包括多个光伏薄膜片，或者其他的薄膜太阳能电池，本实施例对此不作限定。所述的储电电池可以为镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
在一种能够实现的方式中，所述监控中心设有身份识别装置，所述身份识别装置用于接收进入预设范围内的移动终端发送的标识信息，将所述标识信息与预存储的标识信息进行比较，当预存储的标识信息中包含与所述标识信息匹配的标识信息时，所述监控中心接收所述移动终端发送的控制人体感应器运作的指令，所述监控中心将所述控制人体感应器运作的指令发送至所述第一控制单元，以相应控制所述人体感应器的工作状态。
本发明的有益效果为：本发明能够实现集装箱的物流监控，定期获取集装箱的物流信息，防止集装箱丢失，同时，通过人体感应器的配置，能够实现集装箱的防盗监控，当集装箱管理员在没有对集装箱进行拆装、人工搬运或者其他需要触碰集装箱的情况下，可以通过第一控制单元开启人体感应器，从而在有不相关人员接近集装箱时，可以及时进行报警和定位，而在集装箱管理员需要触碰集装箱的情况下，可以关闭人体感应器，本实施例的这种技术手段相对于现有的集装箱报警，更具有实际性和节能效果。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明一个示例性实施例一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统的结构连接示意图；
图2为本发明一个示例性实施例监控装置的结构连接示意图；
图3为本发明另一个示例性实施例一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统的结构连接示意图；
图4为本发明另一个示例性实施例监控装置的结构连接示意图。
附图标记：
监控中心1、移动终端2、集装箱3、监控装置4、监控单元5、人体感应器6、卫星通信单元7、第一控制单元8、报警装置9、第二控制单元10。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本发明实施例提供了一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，所述系统包括监控中心1、移动终端2和两个以上待监控的集装箱3；其中，
所述集装箱3上设有监控装置4，所述监控装置4包括监控单元5、人体感应器6、卫星通信单元7以及用于根据监控中心1的指令控制所述人体感应器6运作的第一控制单元8，所述监控单元5内预存储有与所在集装箱3对应的编码信息；
所述监控单元5接收到所述监控中心1的第一监控指令时，按照预设的周期定期获取当前位置信息，将当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第一信息，并通过所述卫星通信单元7向北斗卫星导航系统发送所述第一信息；
所述监控单元5在所述人体感应器6检测到人体信号时，生成报警信息并获取当前位置信息，以及将报警信息、当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第二信息，并通过所述卫星通信单元7向北斗卫星导航系统发送所述第二信息；
所述监控中心1通过北斗卫星导航系统接收所述第一信息，并根据地理信息数据库生成第一集装箱物流数据；
所述监控中心1通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息，并根据地理信息数据库生成第二集装箱物流数据，通过北斗卫星导航系统或者电子信息网络向预设的所述移动终端2发送所述第二集装箱物流数据。
本实施例能够实现集装箱3的物流监控，定期获取集装箱3的物流信息，防止集装箱3丢失，同时，通过人体感应器6的配置，能够实现集装箱3的防盗监控，当集装箱管理员在没有对集装箱3进行拆装、人工搬运或者其他需要触碰集装箱3的情况下，可以通过第一控制单元8开启人体感应器6，从而在有不相关人员接近集装箱3时，可以及时进行报警和定位，而在集装箱管理员需要触碰集装箱3的情况下，可以关闭人体感应器6，本实施例的这种技术手段相对于现有的集装箱3报警，更具有实际性和节能效果。
在一种能够实现的方式中，如图3、图4所示，所述集装箱3周边设有报警装置9，所述监控装置4还包括用于根据监控中心1的指令控制所述报警装置9的工作状态的第二控制单元10。
本实施例能够在集装箱3丢失时，通过报警装置9提高找回集装箱3的概率。
在一种能够实现的方式中，所述监控中心1通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息时，所述监控中心1向所述第二控制单元10发送指令，以驱动所述报警装置9工作。
本实施例能够在有不相关人员接近集装箱3时，除了能够及时进行报警和定位，还能够通过报警装置9提醒集装箱3管理人员，同时对不相关人员起到警示作用。
在一种实施方式中，所述报警装置9为蜂鸣器。在另一种实施方式中，所述报警装置9为LED闪光管。
在一种能够实现的方式中，所述集装箱3上还设有内嵌铝镁合金内芯的铜管构成的水发电电池，所述铝镁合金内芯和所述铜管之间设有空隙，当所述空隙进水时，所述水发电电池发电，驱动所述报警装置9工作。
本实施例通过设置水发电电池，从而在集装箱3遭遇到水浸时能够及时报警，便于管理员及时处理，保障了集装箱3的安全性。
在一种能够实现的方式中，所述集装箱3的外表面设有太阳能板电池板，所述集装箱3上还设有用于将太阳能电池板所发出的电能储存起来的储电电池以及与所述储电电池连接的充电线接口。其中，所述充电线接口可以通过充电线与充电设备例如手机、平板等连接。所述的太阳能电池板可以包括多个光伏薄膜片，或者其他的薄膜太阳能电池，本实施例对此不作限定。所述的储电电池可以为镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
由于集装箱3是在集装箱3车外被管理员搬运、安装等，有很多机会可以接触到太阳，相关技术中通常是将太阳能转化为电能，以为集装箱3上的其他设备进行供电。本实施例对集装箱3本身的结构进行设置，创造性地给集装箱3引入了储能充电的功能，使得集装箱3还能够作为单独的电池给手机等设备进行充电，进一步便利在外的集装箱3管理人员的工作和生活。
在一种能够实现的方式中，所述监控中心1设有身份识别装置，所述身份识别装置用于接收进入预设范围内的移动终端2发送的标识信息，将所述标识信息与预存储的标识信息进行比较，当预存储的标识信息中包含与所述标识信息匹配的标识信息时，所述监控中心1接收所述移动终端2发送的控制人体感应器6运作的指令，所述监控中心1将所述控制人体感应器6运作的指令发送至所述第一控制单元8，以相应控制所述人体感应器6的工作状态。
本实施例通过设置身份识别装置，根据身份识别装置的身份验证结果相应控制所述人体感应器6的工作状态，一方面可以方便集装箱管理员随时根据集装箱3的动态切换针对集装箱3的防盗监控功能，另一方面能够提高系统的安全性，从而提高针对集装箱3防盗监控的私密性。
其中，所述的标识信息可以为密码和身份图像，所述的身份图像可以为指纹图像和/或人脸图像。
作为最优选的实施方式，所述的标识信息为身份图像，所述的身份识别装置包括对身份图像进行预处理的图像预处理模块和用于对身份图像进行识别验证的图像识别模块。在一种实施方式中，所述图像预处理模块对身份图像进行预处理，包括：
(1)确定身份图像的噪声点，若身份图像中的像素点(x,y)满足下述公式，则该将该像素点(x,y)确定为噪声点：
式中，c(x,y)表示像素点(x,y)的通道值，cη(x,y)表示以像素点(x,y)为中心的邻近3x3区域内的第η个像素点的通道值，T为设定阈值；
(2)对检测出的噪声点进行滤波处理。
本实施例在对身份图像进行滤波预处理时，先检测出噪声点，再对噪声点进行滤波处理，能够提高滤波处理的效率，其中，设计了噪声点检测公式，根据像素点与其邻域像素点通道值的关系判断是否出现噪声点，实现了噪声点的快速检测。
在一种优选实施方式中，按照下列滤波公式对检测出的噪声点进行滤波处理：
式中，h(x′,y′)表示对噪声点(x′,y′)进行滤波后噪声点(x′,y′)的灰度值，hη(x′,y′)表示以像素点(x′,y′)为中心的邻近3x3区域内的第η个像素点的灰度值。
本实施例采用上述滤波公式对噪声点进行滤波处理，相对于传统的滤波算法，本优选实施例的滤波处理能够较快速地消除身份图像的噪声，提高滤波处理的效率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，所述系统包括监控中心、移动终端和两个以上待监控的集装箱；其中，
所述集装箱上设有监控装置，所述监控装置包括监控单元、人体感应器、卫星通信单元以及用于根据监控中心的指令控制所述人体感应器运作的第一控制单元，所述监控单元内预存储有与所在集装箱对应的编码信息；
所述监控单元接收到所述监控中心的第一监控指令时，按照预设的周期定期获取当前位置信息，将当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第一信息，并通过所述卫星通信单元向北斗卫星导航系统发送所述第一信息；
所述监控单元在所述人体感应器检测到人体信号时，生成报警信息并获取当前位置信息，以及将报警信息、当前位置信息与预存储的所述编码信息合成第二信息，并通过所述卫星通信单元向北斗卫星导航系统发送所述第二信息；
所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第一信息，并根据地理信息数据库生成第一集装箱物流数据；
所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息，并根据地理信息数据库生成第二集装箱物流数据，通过北斗卫星导航系统或者电子信息网络向预设的所述移动终端发送所述第二集装箱物流数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述集装箱周边设有报警装置，所述监控装置还包括用于根据监控中心的指令控制所述报警装置的工作状态的第二控制单元。
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述报警装置包括蜂鸣器和/或LED闪光管。
4.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述监控中心通过北斗卫星导航系统接收所述第二信息时，所述监控中心向所述第二控制单元发送指令，以驱动所述报警装置工作。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述集装箱上还设有内嵌铝镁合金内芯的铜管构成的水发电电池，所述铝镁合金内芯和所述铜管之间设有空隙，当所述空隙进水时，所述水发电电池发电，驱动所述报警装置工作。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述集装箱的外表面设有太阳能板电池板，所述集装箱上还设有用于将太阳能电池板所发出的电能储存起来的储电电池以及与所述储电电池连接的充电线接口。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于北斗卫星导航定位的集装箱物流防丢监控系统，其特征是，所述监控中心设有身份识别装置，所述身份识别装置用于接收进入预设范围内的移动终端发送的标识信息，将所述标识信息与预存储的标识信息进行比较，当预存储的标识信息中包含与所述标识信息匹配的标识信息时，所述监控中心接收所述移动终端发送的控制人体感应器运作的指令，所述监控中心将所述控制人体感应器运作的指令发送至所述第一控制单元，以相应控制所述人体感应器的工作状态。
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