CN112762991A - 一种货物运输过程状态监测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种货物运输过程状态监测设备及方法，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，其中，所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。本发明的优点是：实现简单，能够将异常数据发生位置和数值，实时上传，实现物流运输过程状态的全记录。

Description

一种货物运输过程状态监测设备及方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是一种货物运输过程状态监测设备及方法。

背景技术

21世纪以来，物流行业发展迅速，物流管理是对商品、货物的空间信息和属性信息进行统一管理。在以物联网为基础的智能物流技术流程中，利用了射频识别RFID技术、红外感应、激光扫描等传感技术获取商品的各种属性信息，再通过通信手段传递到数据中心对数据进行集中统计、分析、管理、共享、利用，从而为物流管理甚至是整体商业经营提供决策支持。

但当前的物流监控多为运输货物本身的溯源管理，用户只对来自哪里去往何方十分关心，而对运输过程并不重视。只有对于冷链、生鲜等易损、易变质的货物，在运输车辆中增加了温度监测，很少有对运输过程中外部环境、振动碰撞等指标的监测和记录。随着物流业的快速发展，对于高可靠性、高精度的运输需求越来越突出，对运输过程状态的监测和记录变得十分重要。现有技术缺乏有效的技术手段来对货物的外部运输状态进行有效监测记录。

发明内容

本发明的目的在于提供一种货物运输过程状态监测设备，解决对货物的外部运输状态无法进行监测记录的问题。

有鉴于此，本发明提供一种货物运输过程状态监测设备，其特征在于，固定于运输的车辆或货物上，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接，其中，

所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

进一步地，所述加速度传感模块还连接定位模块，用于当加速度传感模块监测数据发生异常变化时，将异常发生的运输位置和数值上传到后台监测服务器的运输监测分析软件平台中。

进一步地，所述加速度传感模块采用三轴加速度传感器。

进一步地，所述温湿度传感模块采用经过校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

进一步地，所述温湿度复合传感器采用电阻法测量温度。

进一步地，所述温湿度复合传感器采用湿敏电容法测量湿度。

进一步地，所述定位模块采用BDS/GPS双模定位模块。

进一步地，所述无线通信模块采用NB-IoT模组。

进一步地，所述电源模块提供外部显示的指示灯光和外接充电接口。

本发明的另一目的在于提供一种货物运输过程状态监测方法，其特征在于，包括：

首先，提供一监测设备，所述监测设备包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接；

然后，将所述监测设备固定于运输的车辆或货物上，由主控模块控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

最后，无线通信模块接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接，其中，所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。，能够实现货物运输全过程的实时监测，当振动、冲击、温湿度变化较大时，能够将异常数据发生位置和数值，实时上传到运输监控软件平台上，实现物流运输过程状态的全记录。

附图说明

图1为本发明的货物运输过程状态监测设备的结构示意图；

图2为本发明的货物运输过程状态监测设备的功能示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元模块件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1至图2，本发明提供一种货物运输过程状态监测设备，固定于运输的车辆或货物上，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接，其中，

所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

在一个实施例中，所述加速度传感模块还连接定位模块，用于当加速度传感模块监测数据发生异常变化时，将异常发生的运输位置和数值上传到后台监测服务器的运输监测分析软件平台中。

在一个实施例中，所述加速度传感模块采用三轴加速度传感器。

在一个实施例中，所述温湿度传感模块采用经过校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

在一个实施例中，所述温湿度复合传感器采用电阻法测量温度。

在一个实施例中，所述温湿度复合传感器采用湿敏电容法测量湿度。

在一个实施例中，所述定位模块采用BDS/GPS双模定位模块。

在一个实施例中，所述无线通信模块采用NB-IoT模组。

在一个实施例中，所述电源模块提供外部显示的指示灯光和外接充电接口。

作为具体的实施例，如图1所示，实际使用时，需要将设备固定于运输的车辆或货物上，并将设备开启至工作状态。在设备工作时，主控模块按照既定规则进行实时监测，当加速度传感模块、温湿度传感模块监测数据发生异常时，主控模块启动无线通信模块，将异常数据与位置数据上传至运输监测分析软件平台中。用户最终能够通过分析软件平台进行智能分析，得到此次运输过程的数据分析结果。统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线等。

本发明的另一目的在于提供一种货物运输过程状态监测方法，包括：

首先，提供一监测设备，所述监测设备包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接；

然后，将所述监测设备固定于运输的车辆或货物上，由主控模块控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

最后，无线通信模块接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

作为具体的实施例，加速度传感检测用于监测货物运输中物品是否发生碰撞、振动等情况，利用惯性传感器，测量物体的加速力。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就比如地球引力，也就是重力。加速度传感检测与微机电系统相结合，能够监测运输过程中冲击、振动的幅值，实现外部状态的监测。

作为具体的实施例，精准定位用于监测货物运输过程中实时位置的变化情况，尤其是在发生较大振动、冲击及环境变化时，能够迅速作出位置记录，便于获知何时何地发生了问题。

作为具体的实施例，主控模块采用边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和网络连接之间，或处于物理实体的顶端。而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。

作为具体的实施例，无线通信可以将设备数据实时上传到服务器端的运输数据分析软件平台中，可采用NB-IoT、4G等技术进行数据传输。

作为具体的实施例，货物运输过程状态检测设备包括七大部分：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块等。加速度传感模块可用来检测货物运输过程中发生的较大的振动；温湿度传感器能够记录货物运输过程中外部环境的温湿度情况；定位模块用来获取设备的位置信号；主控模块用于分析温湿度、振动等检测信息，若发生较大温湿度变化或较大幅值的振动则可以控制无线通信模块是否回传异常信息；无线通信模块用于向后台监测服务器传数，可实时将监测数据回传到运输监测分析软件平台；数据存储模块能够在设备不进行数据上传时，存储监测数据；电源模块是为设备各组成模块提供供电的模块。

作为具体的实施例，如图2所示：货物运输过程状态检测设备由加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块等七大部分组成。主控模块用于控制设备实时在线，还要根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与无线通信模块进行工作，无线通信模块将异常监测数据上传到后台监测服务器上，为运输监测分析软件平台提供数据支持；供电模块为设备供电，保证设备正常运行。

作为具体的实施例，主控模块功能强大，它采用STM32芯片，对加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块进行控制。主控模块要保证设备处于实时在线监测状态；同时，要以固定频率记录加速度传感模块和温湿度传感模块的监测数值，为了监测货物的运行轨迹，精确定位模块还实时记录了设备的位置信息；当加速度传感模块监测值发生较大变化时，需要进行异常记录并将异常发生的位置和数值上传到后台监测服务器的运输监测分析软件平台中，方便用户进行状态查看。

作为具体的实施例，加速度传感模块采用微机电系统技术，基于MEMS技术进行设计，其尺寸大大缩小，只有指甲盖的几分之一大小。加速度传感模块具有体积小、重量轻、能耗低等优点。加速度传感模块利用的是三轴加速度传感器，一方面，获知物体的运动状态，必须测得三个坐标轴上的分量；另一方面，在预先不知道物体运动方向的场合下，应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。同时，传感模块中还内置温度传感器，有效降低温度变化所带来的测量误差，能够实现货物运输过程中的振动监测，为详细记录运输过程的重大冲击和振动提供技术支撑。

作为具体的实施例，温湿度传感模块采用经过校准数字信号输出的温湿度复合传感器，其中的温度测量采用电阻法，湿度测量采用湿敏电容法。模块利用数字模块采集技术和温湿度传感技术，保证了其响应速度快、抗干扰能力强。温湿度传感模块经过专业实验室进行校准，精度较高。为了产品整体体积有利于设备安装，温湿度传感模块体积小、功耗低。

作为具体的实施例，定位模块采用的是BDS/GPS双模定位模块，配合全国北斗增强网的高精度定位服务，可以达到实时的分米级定位精度。设备实时采集货物位置，当发生振动及冲击时才将位置上传。

作为具体的实施例，无线通信模块采用高新兴物联的NB-IoT模组，ME3616，支持全网通数据传输。

作为具体的实施例，数据存储模块存储传感器数据信息、电量信息以及配置信息等，可避免设备掉电以后数据丢失。数据存储模块能够支撑高频采集、30天长时间的数据存储，记录测量参数高达1000000条。

作为具体的实施例，电源模块为设备提供7.2V的电源供电，支持设备运行，因物流运输需要保持较长时间，故需要能支持30天的待机时长。同时，电源模块提供外部显示的指示灯光，当指示灯为绿色时，设备电量充足；当指示灯为红色时，设备电量不足15％，需要用户自行进行充电。设备提供Micro USB的外接充电接口方式，用户可使用适配Micro USB的充电线对设备充电，充电时电源灯亮起，充满后，电源灯为绿色常亮。

本设备在设计时，为了方便安装，还针对大小、质量、颜色等产品外观指标参数进行了设计。首先，本设备不宜过大，重量不宜过重，颜色为黄色，放置于货物上，比较醒目，产品的安装方式为吸附式与绑扎式相结合，便于用户安装拆卸。设备还提供电源开关，用户可以自由控制设备开关机状态。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接，其中，所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。，能够实现货物运输全过程的实时监测，当振动、冲击、温湿度变化较大时，能够将异常数据发生位置和数值，实时上传到运输监控软件平台上，实现物流运输过程状态的全记录。

根据本发明技术方案和构思，还可以有其他任何合适的改动。对于本领域普通技术人员来说，所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种货物运输过程状态监测设备，其特征在于，固定于运输的车辆或货物上，包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接，其中，

所述主控模块，用于控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

所述无线通信模块，用于接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

2.根据权利要求1所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述加速度传感模块还连接定位模块，用于当加速度传感模块监测数据发生异常变化时，将异常发生的运输位置和数值上传到后台监测服务器的运输监测分析软件平台中。

3.根据权利要求1所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述加速度传感模块采用三轴加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述温湿度传感模块采用经过校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

5.根据权利要求4所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述温湿度复合传感器采用电阻法测量温度。

6.根据权利要求5所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述温湿度复合传感器采用湿敏电容法测量湿度。

7.根据权利要求2所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述定位模块采用BDS/GPS双模定位模块。

8.根据权利要求1述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述无线通信模块采用NB-IoT模组。

9.根据权利要求8所述的货物运输过程状态监测设备，其特征在于：所述电源模块提供外部显示的指示灯光和外接充电接口。

10.一种货物运输过程状态监测方法，其特征在于，包括：

首先，提供一监测设备，所述监测设备包括：加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、主控模块、无线通信模块、数据存储模块、电源模块，所述主控模块与所述加速度传感模块、温湿度传感模块、精确定位模块、无线通信模块、数据存储模块和电源模块进行连接；

然后，将所述监测设备固定于运输的车辆或货物上，由主控模块控制设备实时在线，根据加速度传感模块、温湿度传感模块的监测数据进行异常判断，根据判断结果与所述无线通信模块进行交互工作；

最后，无线通信模块接收主控模块发送的异常监测数据，将所述异常监测数据上传到后台监测服务器，以统计运输过程中的振动/温湿度报警次数与报警值，查看运输过程中的振动/温湿度监测值变化曲线，提供同目的地的最优推荐路线。

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