CN113272853A - 用于跟踪空运货物的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于跟踪空运货物的设备和方法，其基于压力传感器和加速度传感器的感测值确定空运货物是否被装载，并在装载完成时切换到飞行模式，以阻止与外部设备的通信。所提供的用于跟踪空运货物的设备根据空运货物的运动检测加速度信息和压力信息，根据加速度信息和压力信息生成空运货物的跟踪信息，向外部设备发送跟踪信息，并基于加速度信息、压力信息以及是否接收到通信信号中的一项切换到飞行模式。

Description

用于跟踪空运货物的设备和方法
技术领域
本公开涉及一种用于跟踪空运货物的设备和方法，更具体地涉及一种用于跟踪空运货物的设备和方法，其跟踪与运输相关的信息，例如空运货物的位置和高度。
背景技术
集装箱用于有效且经济地运输货物。在货盘中保持的货物装载到集装箱上之后，通过运输工具例如，车辆、船舶或飞机运输集装箱。
在集装箱装载到运输工具上之前，集装箱长时间停留在港口、仓库等中，或者在运输工具中长时间停留或被使用。因此，经常发生诸如装载到集装箱上的货物被盗或者在集装箱中添加非法货物的事故。
因此，为了安全地运输货物，应用资产跟踪技术，其在运输结构例如集装箱和货盘上安装有各种传感器，并向管理服务器发送在运输结构中感测到的感测信息和位置信息。
资产跟踪技术使用通信网络，以向管理服务器发送在传输结构中感测到的感测信息。在这种情况下，在资产跟踪技术中使用低功率广域(LPWA)通信，例如Sigfox、LoRa、NB-IoT和LTE-CAT.M1。
在资产跟踪技术中，包含各种传感器和通信模块的资产跟踪器安装在集装箱中。
然而，为了确保航线操作的稳定性，资产追踪器的通信需要在飞机起飞之前停止，并在飞机着陆时重新操作，因为在这些操作期间无法使用通信。
因此，传统的资产跟踪器的问题在于：在装载过程中花费了大量的时间，且由于通信被手动停止，因此飞机操作时间表由于某些疏忽而被中断。
发明内容
技术问题
提出本公开以解决上述传统问题，且本公开的目的是提供一种用于跟踪空运货物的设备和方法，其中，基于压力传感器和加速度计的感测值确定空运货物是否被装载，并在装载完成时通过将模式更改为飞行模式，来阻止与外部设备的通信。
技术方案
为了实现该目的，根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备包括：传感器单元，被配置为基于空运货物的运动感测加速度信息和压力信息；跟踪单元，被配置为基于由传感器单元感测的信息生成空运货物的跟踪信息；以及通信单元，被配置为向外部设备发送由跟踪单元生成的跟踪信息，其中，基于由传感器单元感测的信息以及通信单元是否接收到信号中的一项，跟踪单元通过将通信单元的模式更改为飞行模式来停止该通信单元。
为了实现该目的，根据本公开的实施例的跟踪空运货物的方法包括以下步骤：基于根据空运货物的运动所确定的加速度信息和压力信息，跟踪空运货物的室内运动、室外运动以及上下运动；基于跟踪步骤中的跟踪信息，确定空运货物是否装载到飞机上；在确定空运货物是否被装载的步骤中，基于以下之一确定货舱门是开启还是关闭：当确定装载是将空运货物装载到飞机上时，光量是否发生变化；和是否接收到通信信号；以及在确定货舱门是开启还是关闭的步骤中，当确定货舱门的状态为关闭状态时，将模式更改为飞行模式。
有益效果
根据本公开，用于跟踪空运货物的设备和方法通过基于传感器单元的感测值确定货舱门的开启状态或关闭状态，且当货舱门关闭时将模式更改为飞行模式，可最小化装载空运货物所花费的时间，并最小化由于人为误差所引起的飞机操作时间表的变化。
附图说明
图1是描述了根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备的图。
图2是描述了根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备的状态图。
图3是描述了根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备的配置的框图。
图4是描述了图3的跟踪单元的配置的框图。
图5是描述了图4的起飞和着陆确定模块的图。
图6是描述了根据本公开的实施例的跟踪空运货物的方法的流程图。
图7和图8是描述了图6中的空运货物跟踪步骤的流程图。
图9是描述了根据本公开的实施例的跟踪空运货物的方法的修改示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述本公开的最优选的实施例，以具体地描述示例性实施例，使得本公开所属领域的技术人员可以容易地实现本公开的技术精神。首先，在将附图标记添加到每个附图的部件中时，应当注意，即使在不同的附图中示出相同的部件，相同的部件也尽可能具有相同的附图标记。此外，在描述本公开时，当确定相关的公知配置或功能的详细描述可能使本公开的要点模糊时，将省略相关的公知配置或功能的详细描述。
参照图1和图2，根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备采集与空运货物的运动和装载相关的跟踪信息。用于跟踪空运货物的设备在给定时间段内或在发生特定事件时向外部设备发送所采集的跟踪信息。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备根据每一个国家对飞机安全操作设置的标准来停止跟踪信息的传输。
用于跟踪空运货物的设备基于信标信号跟踪空运货物的室内运动。当未接收到位置信息信号且接收到信标信号时，用于跟踪空运货物的设备确定运动为空运货物的室内运动。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备通过物联网(IoT)通信模块例如Sigfox从安装在内部的信标接收信标信号。
当确定运动为室内运动时，用于跟踪空运货物的设备基于信标信号设置参考位置。用于跟踪空运货物的设备通过传感器例如加速度计和陀螺仪来感测运动、方向和停止。用于跟踪空运货物的设备通过使用所感测的信息来跟踪空运货物沿着室内运动的位置。此时，当感测到停止持续设定时间或更长的时间时，用于跟踪空运货物的设备确定该停止为空运货物的室内装载。当确定停止为空运货物的室内装载时，用于跟踪空运货物的设备将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
用于跟踪空运货物的设备基于位置信息信号和信标信号跟踪空运货物的室外运动。当接收到位置信息信号和信标信号时，用于跟踪空运货物的设备确定运动为空运货物的室外运动。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备接收至少一个位置信息信号，例如全球定位系统(GPS)信号、全球导航卫星系统(GNSS)信号和准天顶卫星系统(QZSS)信号中的至少一个信号。
当确定运动为室外运动时，用于跟踪空运货物的设备基于位置信息信号例如，GPS信号、GNSS信号或QZSS信号跟踪空运货物沿着室外运动的位置。在这种情况下，如果使用位置信息信号跟踪空运货物的室外运动，则功耗增加。因此，用于跟踪空运货物的设备基于位置信息信号或信标信号设置参考位置，并将位置信息采集模块的模式更改为节电模式。
用于跟踪空运货物的设备可通过使用相对位置估计(relative locationestimation，PDR)算法以及基于位置信息信号的跟踪来跟踪空运货物的地面运动。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备通过智能地应用基于惯性传感器的行人航迹推算(pedestrian dead reckoning，PDR)算法来跟踪空运货物的位置。
用于跟踪空运货物的设备基于由惯性传感器采集的数据来计算相对位置，以保持准确性，然后以设定的时间间隔再次校正该位置，以基于位置信息信号获得绝对位置。
因此，由于位置信息信号接收模块例如GPS模块、GNSS模块和QZSS模块可保持在节电模式，所以用于跟踪空运货物的设备可最小化功耗和最大化操作时间。
用于跟踪空运货物的设备通过传感器例如加速度计和陀螺仪来感测空运货物的运动、方向和停止。用于跟踪空运货物的设备基于所感测的信息来跟踪空运货物沿着室外运动的位置。在这种情况下，当感测到停止持续设定时间或更长的时间时，用于跟踪空运货物的设备确定该停止为空运货物的室外装载。当确定停止为空运货物的室外装载时，用于跟踪空运货物的设备将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
用于跟踪空运货物的设备跟踪空运货物的上下运动。用于跟踪空运货物的设备基于压力传感器的感测值来感测空运货物的上下运动。
此时，当通过传感器例如加速度计和陀螺仪感测到停止持续设定时间或更长的时间时，用于跟踪空运货物的设备确定该停止为室外多级装载。当确定停止为室外多级装载时，用于跟踪空运货物的设备将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
如果通过传感器例如加速度计和陀螺仪感测到的运动方向是飞行中长度方向或飞行中垂直方向，则用于跟踪空运货物的设备确定运动方向为将空运货物装载到飞机上。
当确定运动方向为将空运货物装载到飞机上时，用于跟踪空运货物的设备确定飞机的货舱门的开启状态或关闭状态。
用于跟踪空运货物的设备可基于是否接收到IoT信号和位置信息信号来确定货舱门的开启状态或关闭状态。当未接收到IoT信号(例如Sigfox信号)和位置信息信号(例如GPS信号、GNSS信号或QZSS信号)时，用于跟踪空运货物的设备确定货舱门的状态为关闭状态。
用于跟踪空运货物的设备可基于环境光传感器的感测值来确定货舱门的开启状态或关闭状态。用于跟踪空运货物的设备通过基于环境光传感器的感测值感测光量的变化，来确定货舱门的开启状态或关闭状态。
当确定货舱门的状态为关闭状态时，用于跟踪空运货物的设备将其模式更改为飞行模式。在这种情况下，飞行模式意味着停止用于跟踪空运货物的设备的通信的模式。用于跟踪空运货物的设备停止向外部设备发送跟踪信息。
在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备可以在更改为飞行模式之前感测货舱的增压状态。换言之，由于感测到货舱门的关闭，所以用于跟踪空运货物的设备可在更改为飞行模式之前，通过压力传感器感测在起飞之前货舱内的增压状态。
在更改为飞行模式之后，用于跟踪空运货物的设备激活感测模式。用于跟踪空运货物的设备停止通信模块，并通过激活传感器例如加速度计、陀螺仪、压力传感器，来生成空运货物的跟踪信息并存储空运货物的跟踪信息。此时，用于跟踪空运货物的设备可将位置信息采集模块的模式更改为节电模式。
用于跟踪空运货物的设备基于传感器的感测值来确定飞机是起飞还是着陆。用于跟踪空运货物的设备基于加速度计和压力传感器的感测值来确定飞机是起飞还是着陆。
在这种情况下，当确定飞机着陆时，用于跟踪空运货物的设备可感测货舱的增压状态。换言之，当确定飞机着陆时，用于跟踪空运货物的设备可通过压力传感器感测在着陆之后货舱内的减压状态。
在感测到飞机着陆之后，当确定货舱门的状态为开启状态时，用于跟踪空运货物的设备解除飞行模式并恢复与外部设备的通信。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备基于信标信号检查国家，并将相应国家设置的频率设置为IoT通信频率。用于跟踪空运货物的设备通过所设置的IoT通信频率，向外部设备发送在更改为感测模式之后所采集的跟踪信息。
当确定飞机起飞时，用于跟踪空运货物的设备将其模式更改为飞行模式，且可停止与外部设备的通信。在模式更改为飞行模式之后，用于跟踪空运货物的设备通过激活感测模式来采集跟踪信息。当确定飞机着陆时，用于跟踪空运货物的设备解除飞行模式，并向外部设备发送通过感测模式所采集的跟踪信息。
参照图3，根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备(100)被配置为包括传感器单元(200)、跟踪单元(400)和通信单元(300)。
传感器单元(200)感测用于跟踪空运货物和确定飞机是起飞还是着陆的各类信息。为此，传感器单元(200)被配置为包括加速度计(210)、陀螺仪(220)、压力传感器(230)、环境光传感器(240)、温度传感器(250)、湿度传感器(260)等。
加速度计(210)基于空运货物的运动来感测加速度信息。在这种情况下，加速度信息可包括直线加速度、角加速度等，且可以是用于确定用于跟踪空运货物的设备(100)的睡眠、唤醒、自由下落或故障、飞机是起飞还是着陆等的信息。
陀螺仪(220)基于空运货物的运动来感测角速度信息。在这种情况下，与加速度信息类似，角速度信息是用于确定用于跟踪空运货物的设备(100)的睡眠、唤醒、自由下落或故障、飞机是起飞还是着陆等的信息。
在图2中，传感器单元(200)示出为包括加速度计(210)和陀螺仪(220)，但是可仅包括加速度计(210)和陀螺仪(220)之一。
压力传感器(230)基于空运货物的上下运动来感测大气信息。在这种情况下，大气信息是用于确定空运货物是否升高、空运货物的装载高度、感测飞机的货舱门是开启还是关闭、飞机是起飞还是着陆等的信息。
环境光传感器(240)感测关于装载了空运货物的空间内的光量的信息。环境光传感器(240)感测关于装载了空运货物的空间内的光量的信息，例如室外装载空间的光量信息、室内装载空间的光量信息或飞机的货舱的光量信息。在这种情况下，关于光量的信息是用于确定飞机的货舱门是开启还是关闭的信息。
温度传感器(250)感测装载了空运货物的空间内的温度。温度传感器(250)感测装载了空运货物的空间内的温度，例如室外装载空间的温度、室内装载空间的温度、飞机的货舱的温度。
湿度传感器(260)感测装载了空运货物的空间内的湿度。湿度传感器(260)感测装载了空运货物的空间内的湿度，例如室外装载空间的湿度、室内装载空间的湿度或飞机的货舱的湿度。
通信单元(300)向外部设备发送由跟踪单元(400)生成的跟踪信息。为此，通信单元(300)可被配置为包括IoT通信模块(320)、短距离通信模块(340)、位置信息采集模块(360)等。
IoT通信模块(320)向外部设备发送跟踪信息的基本信息。Sigfox模块被视为IoT通信模块(320)的示例。在这种情况下，IoT通信模块(320)是Sig fox RCZ 1/2/3/4/5/6&Monarch之一，且可通过Monarch信标扫描(Monarch信号)发送基本信息。
短距离通信模块(340)向外部设备发送跟踪信息。近场通信(NFC)或低功耗蓝牙(BLE)被视为短距离通信模块(340)的示例。短距离通信模块(340)发送对应于大约32字节/8192次的跟踪信息。BLE基于蓝牙5.0，且可执行诸如空中下载技术(OTA)、点对点(P2P)和信标广告之类的功能。NFC基于动态NFC标签，且可执行诸如用于跟踪空运货物的设备(100)的激活/去激活、历史转储和场景更改之类的功能。
位置信息采集模块(360)是用于接收位置信息的模块，并包括GPS模块、GNSS模块和QZSS模块之一。在这种情况下，位置信息包括纬度和经度。在这种情况下，位置信息采集模块(360)包括位置跟踪智能传感器。位置跟踪智能传感器根据位置信息采集模块(360)中最终识别的位置计算相对位置。因此，位置信息采集模块(360)可分析空运货物的运动模式(x，y，z)。
通信单元(300)可进一步包括无线保真(Wi-Fi)模块(380)，以获得空运货物的位置信息。Wi-Fi模块(380)通过Wi-Fi嗅探或Wi-Fi定位系统(WPS)获得空运货物的位置信息。在这种情况下，Wi-Fi模块(380)可以向外部设备发送跟踪信息。
跟踪单元(400)基于传感器单元(200)感测到的信息来跟踪空运货物。参照图4，跟踪单元(400)可被配置为包括运动跟踪模块(410)、开启和关闭确定模块(430)、起飞和着陆确定模块(450)、控制模块(470)和存储模块(490)。
运动跟踪模块(410)根据空运货物的运动生成跟踪信息。运动跟踪模块(410)通过跟踪空运货物的室内运动、室外运动以及上下运动来生成跟踪信息。
运动跟踪模块(410)基于加速度计的加速度信息来跟踪空运货物的运动。在这种情况下，当感测到X轴方向或Y轴方向发生变化，而Z轴(高度)方向保持恒定时，运动跟踪模块(410)确定空运货物的运动为水平运动。当感测到Z轴方向发生变化，而X轴方向和Y轴方向保持恒定时，运动跟踪模块(410)确定空运货物的运动为上下运动。
在这种情况下，在基于用于装载到飞机上的举升的运动或多级装载时，发生空运货物的上下运动。因此，在确定空运货物的运动为上下运动之后，当感测到X轴方向或Y轴方向发生变化，而Z轴方向保持恒定时，运动跟踪模块(410)确定运动是将空运货物装载到飞机上。在确定运动为上下运动之后，当X轴方向、Y轴方向和Z轴方向均保持恒定时，运动跟踪模块(410)确定运动为空运货物的多级装载。
运动跟踪模块(410)通过跟踪空运货物的室内运动来生成跟踪信息。运动跟踪模块(410)基于信标信号跟踪空运货物的室内运动。当未接收到位置信息信号且接收到信标信号时，运动跟踪模块(410)确定空运货物的运动为室内运动。
当确定运动为室内运动时，运动跟踪模块(410)基于信标信号设置参考位置。运动跟踪模块(410)通过传感器例如加速度计(210)和陀螺仪(220)感测运动、方向和停止。运动跟踪模块(410)通过使用所感测的信息来跟踪空运货物沿着室内运动的位置。此时，当感测到停止持续设定时间或更长的时间时，运动跟踪模块(410)确定该停止是空运货物的室内装载。
运动跟踪模块(410)通过跟踪空运货物的室外运动来生成跟踪信息。运动跟踪模块(410)基于位置信息信号和信标信号来跟踪空运货物的室外运动。当接收到位置信息信号和信标信号时，运动跟踪模块(410)确定运动为空运货物的室外运动。在这种情况下，运动跟踪模块(410)接收至少一个位置信息信号，例如GPS信号、GNSS信号和QZSS信号中的至少一个信号。
当确定运动为空运货物的室外运动时，运动跟踪模块(410)基于位置信息信号(例如GPS信号、GNSS信号或QZSS信号)跟踪空运货物沿着室外运动的位置。在这种情况下，如果基于位置信息信号跟踪空运货物的室外运动，则功耗增加。因此，运动跟踪模块(410)基于位置信息信号或信标信号来设置参考位置，并将位置信息接收模块的模式更改为节电模式。
运动跟踪模块(410)可通过使用相对位置估计(PDR)算法以及基于位置信息信号的跟踪来跟踪空运货物的地面运动。在这种情况下，运动跟踪模块(410)通过智能地应用基于惯性传感器的行人航迹推算(PDR)算法来跟踪空运货物的位置。
运动跟踪模块(410)基于惯性传感器采集的数据来计算相对位置，以保持准确性，然后以设定的时间间隔再次校正该位置，以基于位置信息信号获得绝对位置。
因此，由于位置信息信号接收模块可保持在节电模式，所以运动跟踪模块(410)可最小化功耗和最大化操作时间。
运动跟踪模块(410)通过传感器例如加速度计(210)和陀螺仪(220)来感测运动、方向和停止。运动跟踪模块(410)通过使用所感测的信息来跟踪空运货物基于室外运动的位置。此时，当感测到停止持续设定时间或更长的时间时，运动跟踪模块(410)确定该停止为空运货物的室外装载。当确定停止为空运货物的室外装载时，运动跟踪模块(410)将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
运动跟踪模块(410)通过跟踪空运货物的上下运动来生成跟踪信息。运动跟踪模块(410)基于压力传感器(230)的感测值来感测空运货物的上下运动。
此时，当通过传感器例如加速度计(210)或陀螺仪(220)感测到停止持续设定时间或更长的时间时，运动跟踪模块(410)确定该停止为室外多级装载。当确定停止为室外多级装载时，运动跟踪模块(410)将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
如果通过传感器例如加速度计(210)或陀螺仪(220)感测到的运动方向是飞行中长度方向或飞行中垂直方向，则运动跟踪模块(410)确定这样的运动为是将空运货物装载到飞机上。
开启和关闭确定模块(430)确定装载了空运货物的飞机的货舱门是开启还是关闭。当由运动跟踪模块(410)确定将空运货物装载到飞机上时，开启和关闭确定模块(430)确定飞机的货舱门的开启状态或关闭状态。开启和关闭确定模块(430)可基于通信单元(300)是否接收到IoT信号和位置信息信号来确定货舱门的开启状态或关闭状态。当未接收到IoT信号(例如Sigfox信号)和位置信息信号(例如GPS信号、GNSS信号或QZSS信号)时，开启和关闭确定模块(430)确定货舱门的状态为关闭状态。
开启和关闭确定模块(430)可基于环境光传感器(240)的感测值来确定货舱门的开启状态或关闭状态。开启和关闭确定模块(430)通过基于环境光传感器(240)的感测值感测光量的变化，来确定货舱门的开启状态或关闭状态。当环境光传感器(240)的感测值等于或小于参考值时，开启和关闭确定模块(430)确定货舱门的状态为关闭状态。当环境光传感器(240)的感测值大于参考值时，开启和关闭确定模块(430)确定货舱门的状态为开启状态。
起飞和着陆确定模块(450)基于传感器单元(200)的感测信息来确定飞机是起飞还是着陆。起飞和着陆确定模块(450)基于加速度计(210)和压力传感器(230)的感测值来确定飞机是起飞还是着陆。
例如，参照图5，起飞和着陆确定模块(450)可基于由压力传感器感测的压力值的变化来计算高度，并基于该高度来确定飞机的包括起飞和着陆的操作状态。在这种情况下，起飞和着陆确定模块(450)可确定飞机的操作状态，例如，在起飞之前在地面上、关门和滑行、增压、起飞和上升、巡航、下降、在着陆和滑行之后在地面上、或减压和卸载。
当开启和关闭确定模块(430)确定货舱门的状态为关闭状态时，控制模块(470)将模式更改为飞行模式。当模式更改为飞行模式时，控制模块(470)通过将通信单元(300)的模式更改为节电模式来停止与外部设备的通信。
在模式更改为飞行模式之后，控制模块(470)将飞行模式激活为感测模式。此时，控制模块(470)通过在通信单元(300)的模式已更改为节电模式的状态下激活传感器单元(200)，来生成空运货物的跟踪信息并存储空运货物的跟踪信息。此时，控制模块470可将位置信息采集模块(360)的模式更改为节电模式。
当起飞和着陆确定模块(450)感测到飞机着陆，且开启和关闭确定模块(430)确定货舱门的状态为开启状态时，控制模块(470)解除飞行模式并驱动通信单元(300)以恢复与外部设备的通信。此时，控制模块(470)向外部设备发送在飞行模式更改为感测模式之后所采集的跟踪信息。
存储模块(490)存储基于空运货物的运动的跟踪信息。存储模块(490)存储如下事件：例如室内运动、室内装载、室外运动、室外装载、以及装载到货舱内。存储模块(490)可进一步根据每个事件来存储位置信息、运动路径等。存储模块(490)可根据空运货物的运动、飞机的起飞和着陆等，来存储货舱门的开启和关闭。
这是根据本公开的实施例的用于跟踪空运货物的设备(100)的示例。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)以简单的附接方式例如通过螺钉附接到空运货物，并满足IP67/IK8(防尘和防水等级(入口保护)/防震(防破坏)。
用于跟踪空运货物的设备(100)附接到空运货物的前部，其高度被限制为大约15mm或者更小，以防止在运动时由于碰撞而造成损坏。该设备的高度的一个示例是大约L150×W130×D15m或L70×W250×D15mm。取决于空运货物的铝结构，用于跟踪空运货物的设备(100)包括具有贴片类型的天线，以防止天线灵敏度的退化。
下面参照图6描述根据本公开的实施例的跟踪空运货物的方法。
用于跟踪空运货物的设备(100)跟踪空运货物的室内运动、室外运动以及上下运动(S100)。下面参照附图详细描述这一点。
参照图7和图8，用于跟踪空运货物的设备(100)基于是否接收到位置信息信号和信标信号来确定空运货物的室内运动。当未接收到位置信息信号且接收到信标信号时，用于跟踪空运货物的设备(100)确定运动为空运货物的室内运动。当确定运动为空运货物的室内运动时(S111；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)基于信标信号设置空运货物的参考位置(S112)。
用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器单元(200)的感测值来感测空运货物的运动、方向和停止(S113)。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器例如加速度计(210)和陀螺仪(220)所感测的信息来感测空运货物的运动、方向和停止。
用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器单元(200)的感测值，根据空运货物的室内运动生成跟踪信息(S114)。
当空运货物保持停止状态持续设定时间或更长的时间时(S115；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)确定该停止为空运货物的室内装载(S116)。当确定停止为室内装载时，用于跟踪空运货物的设备(100)将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
当由于在步骤S111中接收到位置信息信号和信标信号而确定运动为空运货物的室外运动时，用于跟踪空运货物的设备(100)基于位置信息信号或信标信号设置空运货物的参考位置(S121)。
用于跟踪空运货物的设备(100)将位置信息采集模块(360)的模式更改为节电模式(S122)。换言之，如果使用位置信息信号跟踪空运货物的室外运动，则功耗增加。因此，用于跟踪空运货物的设备(100)基于位置信息信号或信标信号设置参考位置，并将位置信息采集模块(360)的模式更改为节电模式。
用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器单元(200)的感测值来感测空运货物的运动、方向和停止(S123)。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器例如加速度计(210)和陀螺仪(220)所感测的信息来感测空运货物的运动、方向和停止。
用于跟踪空运货物的设备(100)可基于位置信息信号例如空运货物GPS信号、GNSS信号或QZSS信号跟踪空运货物根据室外运动的位置。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)通过使用相对位置估计(PDR)算法以及基于位置信息信号的跟踪来跟踪空运货物的室外运动。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)通过智能地应用基于惯性传感器的行人航迹推算(PDR)算法来跟踪空运货物的位置。用于跟踪空运货物的设备(100)基于由惯性传感器采集的数据来计算相对位置，以保持准确性，然后以设定的时间间隔再次校正该位置，以通过位置信息信号获得绝对位置。因此，由于位置信息信号接收模块例如GPS模块、GNSS模块和QZSS模块可保持在节电模式，所以用于跟踪空运货物的设备(100)可最小化功耗和最大化操作时间。
用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器单元(200)的感测值，根据空运货物的室外运动生成跟踪信息(S124)。此时，用于跟踪空运货物的设备(100)基于压力传感器(230)的感测值来感测空运货物的上下运动。
用于跟踪空运货物的设备(100)感测空运货物在室外运动期间的上下运动(S125)。用于跟踪空运货物的设备(100)基于压力传感器(230)的感测值来感测空运货物的上下运动。
当在感测到空运货物的上下运动之后，保持停止状态持续设定时间或更长的时间时(S126；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)确定该停止为空运货物的室外多级装载(S127)。当确定停止为室外多级装载时，用于跟踪空运货物的设备(100)将其模式更改为节电模式，直到感测到下一次运动。
当在感测到空运货物的上下运动之后，感测到飞机内的运动时(S128；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)确定运动为将空运货物装载到飞机上(S129)。换言之，当通过传感器例如加速度计(210)或陀螺仪(220)感测到的运动方向是飞行中长度方向或飞行中垂直方向时，用于跟踪空运货物的设备(100)确定该运动为将空运货物装载到飞机上。
当确定运动为将空运货物装载到飞机上时(S150；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)确定飞机的货舱门的开启状态或关闭状态(S200)。用于跟踪空运货物的设备(100)基于是否接收到IoT信号和位置信息信号来确定货舱门的开启状态或关闭状态。当未接收到IoT信号(例如Sigfox信号)和位置信息信号(例如GPS信号、GNSS信号或QZSS信号)时，用于跟踪空运货物的设备(100)确定货舱门的状态为货舱门的关闭状态。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)可基于环境光传感器(240)的感测值来确定货舱门的开启状态或关闭状态。用于跟踪空运货物的设备(100)通过基于环境光传感器(240)的感测值感测光量的变化，来确定货舱门的开启状态或关闭状态。
当确定货舱门的状态为关闭状态时(S250；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)将其模式更改为飞行模式并进行操作(S300)。用于跟踪空运货物的设备(100)通过将模式更改为停止通信的飞行模式，来停止向外部设备发送跟踪信息。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)继续跟踪空运货物。
用于跟踪空运货物的设备(100)在将模式更改为飞行模式之后激活感测模式(S350)。用于跟踪空运货物的设备(100)通过停止通信单元(300)并激活包括加速度计(210)、陀螺仪(220)、压力传感器(230)等的传感器单元(200)，来生成空运货物的跟踪信息并存储空运货物的跟踪信息。此时，用于跟踪空运货物的设备(100)可将位置信息采集模块(360)的模式更改为节电模式。
用于跟踪空运货物的设备(100)基于传感器的感测值来确定飞机是起飞还是着陆。用于跟踪空运货物的设备(100)基于加速度计(210)和压力传感器(230)的感测值来确定飞机是起飞还是着陆。当确定飞机的运动为飞机着陆时(S400；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)确定飞机的货舱门的开启状态或关闭状态(S450)。当接收到IoT信号(例如Sigfox信号)和位置信息信号(例如GPS信号、GNSS信号或QZSS信号)时，用于跟踪空运货物的设备(100)确定货舱门的状态为开启状态。在这种情况下，用于跟踪空运货物的设备(100)可基于环境光传感器(240)的感测值来确定货舱门的开启状态或关闭状态。
当确定货舱门的状态为开启状态时(S500；是)，用于跟踪空运货物的设备(100)解除飞行模式(S550)。用于跟踪空运货物的设备(100)通过解除飞行模式来操作通信单元(300)，并向外部设备发送跟踪信息。此时，用于跟踪空运货物的设备(100)基于信标信号检查国家，并将相应国家设置的频率设置为IoT通信频率。用于跟踪空运货物的设备(100)通过所设置的IoT通信频率，向外部设备发送在更改为感测模式之后所采集的跟踪信息。
参照图9，当在步骤S250中在货舱门关闭之后，确定飞机的运动为飞机起飞时，用于跟踪空运货物的设备(100)可通过将其模式更改为飞行模式来停止与外部设备的通信。
如上文所述，尽管已描述根据本公开的优选的示例性实施例，但是应当理解，可以以各种形式进行更改，且本领域技术人员可以在不脱离本公开的权利要求的情况下实践各种改变的示例和修改的示例。

Claims (20)

1.一种用于跟踪空运货物的设备，包括：
传感器单元，被配置为基于空运货物的运动感测加速度信息和压力信息；
跟踪单元，被配置为基于由所述传感器单元感测的所述信息生成空运货物的跟踪信息；以及
通信单元，被配置为向外部设备发送由所述跟踪单元生成的所述跟踪信息，
其中，基于由所述传感器单元感测的所述信息以及所述通信单元是否接收到信号中的一项，所述跟踪单元通过将所述通信单元的模式更改为飞行模式来停止所述通信单元。
2.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述传感器单元包括：
加速度计，被配置为基于空运货物的所述运动感测所述加速度信息；
压力传感器，被配置为基于空运货物的所述运动感测所述压力信息；以及
环境光传感器，被配置为感测空运货物所处的空间中的光量的变化。
3.根据权利要求2所述的设备，
其中，在空运货物装载到飞机上之后，当所述通信单元未接收到物联网IoT信号和位置信息信号时，或者当由所述传感器单元感测的光量的变化等于或小于参考值时，所述跟踪单元通过确定货舱门为关闭状态而将所述模式更改为所述飞行模式。
4.根据权利要求2所述的设备，
其中，基于由所述传感器单元感测的所述压力信息和所述加速度信息，所述跟踪单元通过确定飞机起飞而将所述模式更改为所述飞行模式。
5.根据权利要求2所述的设备，
其中，在装载了空运货物的飞机着陆之后，当所述通信单元接收到物联网IoT信号和位置信息信号时，或者当由所述传感器单元感测的光量的变化大于参考值时，所述跟踪单元通过确定货舱门的状态为开启状态而解除所述飞行模式。
6.根据权利要求2所述的设备，
其中，所述跟踪单元包括：
运动跟踪模块，被配置为基于由所述传感器单元感测的所述信息，通过跟踪空运货物的室内运动、室外运动以及上下运动而生成跟踪信息；
开启和关闭确定模块，被配置为当所述运动跟踪模块确定空运货物的运动是将空运货物装载到飞机上时，确定飞机的货舱门是开启还是关闭；
起飞和着陆确定模块，被配置为基于由所述传感器单元感测的所述加速度信息和所述压力信息，确定装载有空运货物的飞机是起飞还是着陆；以及
控制模块，被配置为基于由所述运动跟踪模块生成的所述跟踪信息以及所述开启和关闭确定模块和所述起飞和着陆确定模块的确定结果，而设定或解除所述飞行模式。
7.根据权利要求6所述的设备，
其中，当所述通信单元未接收到位置信息信号而是接收到信标信号时，所述运动跟踪模块确定所述运动为空运货物的室内运动，且当所述通信单元接收到所述位置信息信号和所述信标信号时，所述运动跟踪模块确定所述运动为空运货物的室外运动。
8.根据权利要求6所述的设备，
其中，当所述加速度信息的X轴方向和Y轴方向发生变化，而所述加速度信息的Z轴方向保持不变时，所述运动跟踪模块确定所述运动为空运货物的水平运动，且当所述加速度信息的所述Z轴方向发生变化，而所述加速度信息的所述X轴方向和所述Y轴方向保持不变时，所述运动跟踪模块确定所述运动为空运货物的所述上下运动。
9.根据权利要求6所述的设备，
其中，在确定所述运动为所述上下运动之后，当Z轴方向保持不变，而X轴方向和Y轴方向发生变化时，所述运动跟踪模块确定所述运动为将空运货物装载到飞机上。
10.根据权利要求6所述的设备，
其中，在所述运动跟踪模块确定所述运动为将空运货物装载到飞机上之后，当所述通信单元未接收到物联网IoT信号和位置信息信号时，或者当由所述传感器单元感测的光量的变化等于或小于参考值时，所述开启和关闭确定模块确定所述货舱门的状态为关闭状态；以及
在所述起飞和着陆确定模块确定飞机着陆之后，当所述通信单元接收到所述物联网IoT信号和所述位置信息信号时，或者当由所述传感器单元感测的光量的变化大于所述参考值时，所述开启和关闭确定模块确定所述货舱门的状态为开启状态。
11.根据权利要求6所述的设备，
其中，当所述开启和关闭确定模块确定所述货舱门关闭时，或者当所述起飞和着陆确定模块确定飞机起飞时，所述控制模块通过停止所述通信单元而将所述通信单元的模式更改为节电模式；以及
当所述起飞和着陆确定模块确定飞机着陆，且所述开启和关闭确定模块确定所述货舱门开启时，所述控制模块通过再次驱动所述通信单元而解除所述节电模式。
12.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述通信单元包括：
物联网IoT通信模块，被配置为通过信标向所述外部设备发送由所述跟踪单元生成的所述跟踪信息；以及
位置信息采集模块，被配置为采集空运货物的位置信息信号，
其中，所述物联网IoT通信模块为SigFox通信模块，
所述位置信息采集模块为全球定位系统GPS模块、全球导航卫星系统GNSS模块和准天顶卫星系统QZSS模块中的至少一个。
13.一种通过使用用于跟踪空运货物的设备来跟踪空运货物的方法，所述方法包括以下步骤：
基于根据空运货物的运动的加速度信息和压力信息，跟踪空运货物的室内运动、室外运动以及上下运动；
基于所述跟踪步骤中的跟踪信息，确定空运货物是否装载到飞机上；
在确定空运货物是否被装载的步骤中，基于以下之一确定货舱门是开启还是关闭：当确定所述装载是将空运货物装载到飞机上时，光量是否发生变化；以及是否接收到通信信号；以及
在确定所述货舱门是开启还是关闭的步骤中，当确定所述货舱门的状态为关闭状态时，将模式更改为飞行模式。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中，所述跟踪步骤包括：
当所述加速度信息的X轴方向和Y轴方向发生变化，而所述加速度信息的Z轴方向保持不变时，确定所述运动为空运货物的水平运动；以及
当所述加速度信息的所述Z轴方向发生变化，而所述加速度信息的所述X轴方向和所述Y轴方向保持不变时，确定所述运动为空运货物的所述上下运动。
15.根据权利要求13所述的方法，
其中，所述跟踪步骤包括：
当确定所述运动为空运货物的所述室内运动时，基于信标信号设置空运货物的参考位置；
基于所述加速度信息和所述压力信息，感测空运货物的运动、方向和停止；
基于在所述感测步骤中所感测的信息，根据所述室内运动生成跟踪信息；以及
当在所述感测步骤中感测到停止状态持续设定时间或更长的时间时，确定所述运动为空运货物的室内装载。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述跟踪步骤包括：
当确定所述运动为空运货物的所述室外运动时，基于位置信息信号和信标信号中的至少一个设置空运货物的参考位置；
基于所述加速度信息和所述压力信息，感测空运货物的运动、方向和停止；以及
当在所述感测步骤中，在空运货物的所述上下运动之后感测到飞机内的运动时，确定所述运动为将空运货物装载到飞机上。
17.根据权利要求13所述的方法，
其中，在确定所述货舱门是开启还是关闭的步骤中，在空运货物装载到飞机上之后，当未接收到物联网IoT信号和位置信息信号，或者光量的变化等于或小于参考值时，确定所述货舱门的状态为关闭状态。
18.根据权利要求13所述的方法，
其中，在确定所述货舱门是开启还是关闭的步骤中，在装载了空运货物的飞机着陆之后，当接收到物联网IoT信号和位置信息信号，或者光量的变化大于参考值时，确定所述货舱门的状态为开启状态。
19.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：
基于更改为飞行模式的步骤之后的压力信息，确定飞机是否着陆；以及
当在确定飞机是否着陆的步骤中确定飞机的运动为飞机着陆时，以及在确定所述货舱门是开启还是关闭的步骤中确定所述货舱门的状态为开启状态时，解除所述飞行模式。
20.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：
在确定空运货物是否装载到飞机上的步骤中，当确定空运货物的运动为将空运货物装载到飞机上时，基于所述压力信息确定飞机是否起飞；以及
在确定飞机是否起飞的步骤中，当确定飞机的运动为飞机起飞时，将模式更改为所述飞行模式。
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