CN111232464B - 基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置及加解封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置及加解封方法，所述装置包括信息感知终端；信息感知终端固定安装在箱门上；所述信息感知终端包括定位通信模块、铅封机构和感应模块；定位通信模块用于将集装箱的位置发送给管控平台或手持终端；感应模块用于采集集装箱的相关信息并发送给管控平台或手持终端；铅封机构通过定位通信模块将铅封状态传输至管控平台或手持终端。本发明铅封模块中铅封杆卡住了铅封块，铅封块卡住横把手，其中铅封杆隐藏于内壁，使其抵抗破坏的能力增强。具有指令码解铅封，定位跟踪、无线通信，短报文服务、报警等功能，具备采集装箱装具信息、运输信息、物资信息、环境信息和状态信息等能力。

Description

基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置及加解封方法

技术领域

本发明属于集装箱技术领域，具体涉及一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置及加解封方法。

背景技术

集装箱是现代物流中重要的运输载体，而集装箱运输过程中的运送、流转及出入关，验关环节的管理都需要花费较多的精力和时间，箱内货物在途安全监控需求日益明显，尤其是危险品或重要的物资运输。

较早以前集装箱主要用铅质铅封，后来慢慢改进，有了钢丝绳封条，挂锁锁具，如今也出现了类似于挂锁的电子智能锁具或电子铅封锁具，虽然智能化的电子铅封能提供定位信息，相关的物资信息等，但是各有缺点，智能挂锁是在挂锁的基础上升级，将其开锁方式电子信息化，其外形结构基本无变化，锁体容易被破坏，会出现锁不到位，而且强度低，安全得不到保证。电子铅封锁具是一次性使用，开一次箱门就要换一个电子铅封锁具，花费成本高，且铅封销容易被破坏，防盗性能得不到保证。

发明内容

本发明提供一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置及加解封方法，解决了现有铅封装置锁体容易被破坏，会出现锁不到位的问题，还解决了安全强度低，防盗性能不足，智能化程度不高等问题，为集装箱或厢式货车运输提供了可靠的安全保障以及有效的信息化管理支撑技术，能实现有效的跟踪监控与调度。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：包括铅封机构，所述铅封机构包括座体、伸缩电磁铁、铅封杆、铅封块、检测铁环和距离检测传感器；伸缩电磁铁、铅封杆、铅封块和距离检测传感器均固定在座体上，铅封杆的一端与伸缩电磁铁中的芯杆的外端固定连接，铅封杆与芯杆一起上下移动，铅封块的一端与座体通过扭簧旋转连接；铅封块的另一端端部设置有锁紧槽，用于与铅封杆的另一端配合，铅封块另一端侧面设置有铅封凹槽，用于与门锁的横把手的一端外侧面的铅封凸起配合；座体上设置有铅封模块型腔，用于与门锁的横把手的中部配合；电磁铁芯杆上安装有检测铁环，其检测铁环周边设置有距离检测传感器，当检测铁环脱离距离检测传感器感知范围时，即铅封杆释放了铅封块，检测铁环发出信号至管控平台或手持终端。

一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置的加解封方法，其特征在于，步骤如下：

加铅封步骤：集装箱电子铅封装置安装于集装箱门上并释放铅封块后，同时与管控平台或手持终端联通通信后，将横把手旋转放入铅封模块型腔内，旋转推压铅封块至与铅封杆接触，再用力推压铅封块，克服铅封杆上的弹簧的簧力，推压铅封块至与座体表面贴合，与此同时，铅封杆推至行程最大时，距离检测传感器工作，记录并传输信号至管控平台或手持终端，记录铅封的状态；铅封杆在弹簧力的作用下伸入铅封块内的孔，从而铅封杆卡住了铅封块，铅封块即可卡住横把手，从而使集装箱的锁杆正常工作；

解铅封步骤：当需要解开铅封时，管控平台或手持终端下发指令码至该集装箱电子铅封装置，集装箱电子铅封装置接收到指令码后，令铅封机构中伸缩电磁铁工作，吸住电磁铁中的芯杆往上移动，同时克服弹簧的簧力带动铅封杆往上移动，铅封杆移动至最大行程后，铅封杆从铅封块内孔移出，铅封块在扭簧的作用下弹开释放铅封块90度，与此同时，铅封杆推至行程最大时，距离检测传感器工作，记录并传输信号至管控平台或手持终端，记录铅封的状态，从而判断是解铅封的状态。

有益效果：本发明铅封模块中铅封杆卡住了铅封块，铅封块卡住横把手，其中铅封杆隐藏于内壁，使其抵抗破坏的能力增强。需要解铅封时，可由管控平台下发直接指令码解铅封，也可用手持终端感接受管控平台的指令码后对该装置进行解铅封，提高了安全级别，同时异常解铅封时报警。电池组模块设置有外置电源接口，可用手机用移动电源供电进行解铅封，避免电池组没电时不能解铅封的情况；具有指令码解铅封，定位跟踪、无线通信，短报文服务、报警等功能，具备采集装箱装具信息、运输信息、物资信息、环境信息和状态信息等能力。

附图说明

图1为集装箱门卸掉横把手锁件示意图；

图2为电子铅封装置安装过程示意图；

图3为电子铅封装置安装完成示意图；

图4为电子铅封装置爆炸图；

图5为通信模块布置图；

图6为电子铅封装置内部结构示意图；

图7为扭簧位置图；

图8为横把手上铅封示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提出的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：包括信息感知终端4和电池组模块；

本发明的信息感知终端安装于集装箱门3上原来安装横把手锁件2的已有螺钉孔1上，拆卸掉集装箱门3上的横把手锁件2后，用螺钉将信息感知终端4固定安装在箱门的外表面，将电池组模块5固定安装在箱门的内表面。

如图4所示，所述信息感知终端4包括定位通信模块7、铅封机构8和感应模块11。

如图5所示，定位通信模块7的北斗天线用于定位集装箱的位置，感应模块11用于通过传感器采集集装箱装具的各种信息并通过定位通信模块7的移动通信天线发送给管控平台或手持终端；

定位通信模块包括北斗天线16、移动通信天线17和蜂鸣器19。北斗天线16、移动通信天线17和蜂鸣器19均固定在天线罩14内。

北斗天线用于接收北斗信号并通过移动通信天线将集装箱的位置发送给管控平台或手持终端；蜂鸣器用于报警；

天线罩14固定在在箱门的外表面上。北斗天线16、移动通信天线17和蜂鸣器19与线路板9通过线缆连接，使该模块具备定位跟踪、无线通信、短报文服务、报警等功能。将感应模块11中采集的信息通过定位通信模块7传输到管控平台或手持终端。

天线罩14正面设置有蜂鸣器19，当加解铅封机构时，蜂鸣器19提示，异常解铅封时蜂鸣器19报警，当箱内环境状态出现变化时通过控制器控制蜂鸣器19报警；控制器安装在线路板9上；

如图6、图7和图8所示，所述铅封机构8包括座体31、伸缩电磁铁20、铅封杆24、铅封块26、检测铁环23和距离检测传感器28。伸缩电磁铁20、铅封杆24、铅封块26和距离检测传感器28均固定在座体31上，且伸缩电磁铁20的电线与线路板9连接，伸缩电磁铁20中的芯杆21可在伸缩电磁铁20中的弹簧2的作用下伸缩，铅封杆24的一端通过销钉29与芯杆21的外端固定连接，铅封杆24与芯杆21一起上下移动，铅封块26的一端与座体31用销轴27旋转连接，扭簧32套装在销轴27上，扭簧32的两端分别与铅封块26和座体31固定连接。在扭簧32的作用下铅封块26相对座体31旋转。铅封块26的另一端端部设置有锁紧槽，铅封块26另一端侧面设置有铅封凹槽。

座体31上设置有铅封模块型腔33，需要锁箱门时，将箱门上门锁的横把手30旋转，锁箱门同时，门锁的横把手30的中部放入铅封模块型腔33内，门锁的横把手30的一端外侧面设置有铅封凸起。手动旋转铅封块26，使门锁的横把手30的一端外侧面设置铅封凸起插入铅封块26上的铅封凹槽内，此时在弹簧22的簧力的作用下，铅封杆24的另一端插入铅封块上的锁紧槽内，从而铅封杆24卡住了铅封块26，铅封块26卡住门锁的横把手30，使该装置具备铅封能力。进一步地，电磁铁芯杆21上安装有检测铁环23，其检测铁环23周边设置有距离检测传感器28，当检测铁环23脱离距离检测传感器28感知范围时，即铅封杆释放了铅封块，检测铁环23发出信号，并传输给控制器，从而通过定位通信模块将相关信息传输至管控平台或手持终端，起到监控目的。

如图4所示，所述感应模块11包括射频识别模块10和室内天线12，RFID射频识别模块10焊接在线路板9上，室内天线12固定在电池盒11内且与线路板9通过线缆连接。RFID射频识别模块10通过各种传感器接收集装箱装具信息、运输信息、物资信息、环境信息和状态信息并进行处理；室内天线12用于接收箱内温湿度传感器信息。

如图4所示，所述电池组模块包括电池组13和电池盒11，电池组13固定在电池盒11内，且电池组13供电线与线路板9连接，通用外置电源接口18固定在天线罩15正面，当电池组13没电时利用外置电源接口18供电进行解铅封。

一种加解铅封的方法，步骤如下：

加铅封步骤：集装箱电子铅封装置安装于集装箱门上并释放铅封块26后，同时与管控平台或手持终端联通通信后，将横把手30旋转放入铅封模块型腔33内，旋转推压铅封块26至与铅封杆24接触，再用力推压铅封块26，克服铅封杆24上的弹簧22的簧力，推压铅封块26至与座体表面贴合，与此同时，铅封杆24推至行程最大时，距离检测传感器28工作，记录并传输信号给相关电子器件，从而相关信息传输至管控平台或手持终端，记录了铅封的状态。铅封杆24在弹簧22力的作用下伸入铅封块内的孔25，从而铅封杆24卡住了铅封块26，铅封块26即可卡住横把手30，从而使集装箱的锁杆像原来一样工作。

解铅封步骤：当需要解开铅封时，管控平台或手持终端下发指令码至该装置，装置的控制器接收到指令码后，令铅封机构8中伸缩电磁铁20工作，吸住电磁铁中的芯杆21往上移动，同时克服弹簧22的簧力带动铅封杆24往上移动，铅封杆24移动至最大行程后，铅封杆24从铅封块内孔25移出，铅封块在扭簧32的作用下弹开释放铅封块90度，与此同时，铅封杆24推至行程最大时，距离检测传感器28工作，记录并传输信号给相关电子器件，从而相关信息传输至管控平台或手持终端，记录了铅封的状态。从而判断是解铅封的状态。进一步拉开横把手30即可开启集装箱箱门。

该集装箱电子铅封装置利用北斗天线模块和相关芯片通过北斗卫星导航系统进行跟踪定位,利用RFID模块进行数据采集和传输，并将相关数据传输至管控平台或手持终端，手持终端中的APP或管控平台可对铅封模块下达相关指令码，起到解电子铅封目的。本发明为集装箱在途运输提供了安全保障基础，支持在运物资的信息化管理，提升了跟踪监控和调度水平。本发明也适用于厢式货车。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：包括铅封机构，所述铅封机构包括座体、伸缩电磁铁、铅封杆、铅封块、检测铁环和距离检测传感器；还包括定位通信模块和感应模块；定位通信模块用于将集装箱的位置发送给管控平台或手持终端；感应模块用于采集集装箱的相关信息并发送给管控平台或手持终端；铅封机构通过定位通信模块将铅封状态传输至管控平台或手持终端；伸缩电磁铁、铅封杆、铅封块和距离检测传感器均固定在座体上，铅封杆的一端与伸缩电磁铁中的芯杆的外端固定连接，铅封杆与芯杆一起上下移动，铅封块的一端与座体通过扭簧旋转连接；铅封块的另一端端部设置有锁紧槽，用于与铅封杆的另一端配合，铅封块另一端侧面设置有铅封凹槽，用于与门锁的横把手的一端外侧面的铅封凸起配合；座体上设置有铅封模块型腔，用于与门锁的横把手的中部配合；电磁铁芯杆上安装有检测铁环，其检测铁环周边设置有距离检测传感器，当检测铁环脱离距离检测传感器感知范围时，即铅封杆释放了铅封块，检测铁环发出信号至管控平台或手持终端；铅封块的一端与座体用销轴旋转连接，扭簧套装在销轴上，扭簧的两端分别与铅封块和座体固定连接；定位通信模块包括北斗天线、移动通信天线和蜂鸣器；北斗天线用于接收北斗信号并通过移动通信天线将集装箱的位置发送给管控平台或手持终端；感应模块用于通过传感器采集集装箱装具的各种信息并通过定位通信模块的移动通信天线发送给管控平台或手持终端；蜂鸣器在异常解铅封时进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：箱门的外表面上固定有天线罩；天线罩上固定有通用外置电源接口；北斗天线、移动通信天线和蜂鸣器均固定在天线罩内。

3.根据权利要求1所述的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：所述感应模块包括射频识别模块和室内天线，射频识别模块用于接收集装箱装具信息、运输信息、物资信息、环境信息和状态信息；室内天线用于接收箱内温湿度传感器信息。

4.根据权利要求2所述的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：还包括固定安装在箱门内表面的电池组模块，用于为其它部件供电。

5.根据权利要求4所述的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置，其特征在于：所述电池组模块包括电池组和电池盒，电池组固定在电池盒内。

6.如权利要求1-5任一项所述基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置的加解封方法，其特征在于，步骤如下：

加铅封步骤：集装箱电子铅封装置安装于集装箱门上并释放铅封块后，同时与管控平台或手持终端联通通信后，将横把手旋转放入铅封模块型腔内，旋转推压铅封块至与铅封杆接触，再用力推压铅封块，克服铅封杆上的弹簧的簧力，推压铅封块至与座体表面贴合，与此同时，铅封杆推至行程最大时，距离检测传感器工作，记录并传输信号至管控平台或手持终端，记录铅封的状态；铅封杆在弹簧力的作用下伸入铅封块内的孔，从而铅封杆卡住了铅封块，铅封块即可卡住横把手，从而使集装箱的锁杆正常工作；

解铅封步骤：当需要解开铅封时，管控平台或手持终端下发指令码至该集装箱电子铅封装置，集装箱电子铅封装置接收到指令码后，令铅封机构中伸缩电磁铁工作，吸住电磁铁中的芯杆往上移动，同时克服弹簧的簧力带动铅封杆往上移动，铅封杆移动至最大行程后，铅封杆从铅封块内孔移出，铅封块在扭簧的作用下弹开释放铅封块90度，与此同时，铅封杆推至行程最大时，距离检测传感器工作，记录并传输信号至管控平台或手持终端，记录铅封的状态，从而判断是解铅封的状态。

7.根据权利要求6所述的一种基于卫星定位通信的集装箱电子铅封装置的加解封方法，其特征在于，当加解铅封机构时，蜂鸣器进行提示，当异常解铅封或集装箱内环境状态出现变化时蜂鸣器报警。

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