CN202998491U

CN202998491U - 内河船载货物监测系统装置

Info

Publication number: CN202998491U
Application number: CN 201220606834
Authority: CN
Inventors: 杨星; 刘克中; 吴骏超; 王龙青; 罗广; 张子昱; 田五六; 董传明; 石婷; 王文奎
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-11-16

Abstract

本实用新型提供一种能实时感知内河船载货物安全状态并对异常信息进行实时报警的内河船载货物监测系统装置。包括有船载终端上位机、ZigBee监控网络和用户人机交互界面，其中所述的ZigBee监控网络设置于包括有传感器，传感器依次连接有ZigBee终端节点、ZigBee路由器和ZigBee协调器；ZigBee协调器与船载终端上位机连接并传输信号，船载终端上位机将信号通过移动通讯网络传输给用户人机交互界面。此装置能够实现对内河船载货物信息的实时感知，对信息进行处理传输到用户终端，并能提供提供实时精细的货物信息服务。

Description

内河船载货物监测系统装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用网络进行监测的系统装置，尤其是能实时感知内河船载货物安全状态并对异常信息进行实时报警的监控装置。

背景技术

目前，较为成熟的船载货物监控的实现技术主要有针对集装箱货物的RFID技术，而对于散货船和液货船主要依靠船员定期进行现场观察，虽然上述两种方法在一定程度上能起到对货物的信息有所把握。但是，不能从根本上实时感知货物信息，缺少在运输过程中对货物异常状况的及早感知，从而容易导致货物在运输过程中发生货损、灭失，使得货运公司蒙受经济损失，同时可能对环境造成严重的污染。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种能够实现对内河船载货物信息的实时感知，对信息进行处理传输到用户终端，并能提供实时精细的货物信息服务的内河船载货物监测系统装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

内河船载货物监测系统装置，包括有移动通讯网络，其特征在于：还包括有船载终端上位机、ZigBee监控网络和用户人机交互界面，其中所述的ZigBee监控网络设置于包括有传感器，传感器依次连接有ZigBee终端节点、ZigBee路由器和ZigBee协调器；ZigBee协调器与船载终端上位机连接并传输信号，船载终端上位机将信号通过移动通讯网络传输给用户人机交互界面。

在上述方案中，所述的传感器为多个，多个传感器可同时连接在一个ZigBee终端节点上。

在上述方案中，所述的ZigBee终端节点上也为多个，多个ZigBee终端节点可同时连接在一个ZigBee路由器上。

在上述方案中，所述的ZigBee路由器也为多个，多个ZigBee路由器可同时连接在一个和ZigBee协调器上。

在上述方案中，所述的ZigBee终端节点包含有ZigBee母版和ZigBee芯片板。

在上述方案中，所述的传感器包括有温湿度传感器、倾角传感器、可燃气体传感器。

在上述方案中，所述的船载终端上位机包括有单片机处理器、液晶屏、GPS模块、SD卡和GPRS模块，其中单片机处理器通过串口与ZigBee协调器连接，液晶屏、GPS模块、SD卡和GPRS模块同时与单片机处理器连接。ZigBee协调器接收到的数据通过串口传输给单片机处理器，单片机处理器同时接收GPS模块通过串口发送过来位置信息；然后对接收到的各种信息进行分析，从而显示在液晶屏上。其GPRS模块主要起到发送无线信号给移动通讯网络的作用。

在上述方案中，所述的移动通信网络包含有基站、GGSN网关和公用数据网，主要是由基站收集由GPRS模块产生的PDU(分组数据单元)，这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元。然后经过LLC层处理为LLC帧通过空中接口送到GSM网络中移动终端所处的SGSN。SGSN把数据送到GGSN网关。GGSN网关把收到的消息进行解装处理，转换为可在公用数据网中传送的格式(如PSPDN的PDU)，最终送给公用数据网。

在上述方案中，所述的用户人机交互界面包括有客户终端机，客户终端机连接公用数据网，并在客户终端机上安装有客户端程序。客户端程序是基于Delphi平台开发的程序，用户通过程序可以对数据进行处理显示和保存。

本实用新型的原理是利用带有传感器的ZigBee监控网络进行信息的采集，然后传入船载终端上位机内进行处理和显示，并发送给移动通讯网络，移动通讯网络讲信号传输给用户人机交互界面，从而得到了精确地，实时的内河船载货物信息。

本实用新型的有益效果在于：

能够实现对内河船载货物信息的实时感知，对信息进行处理传输到用户终端，并能提供实时精细的货物信息服务。

附图说明

图1为本实用新型实施例总体结构图；

图2为ZigBee主程序流程图；

图3为本实用新型实施例的程序流程图；

图中：1、ZigBee监控网络，2、船载终端上位机，3、远程通信网络， 4、传感器，

5、ZigBee终端节点，6、ZigBee路由器，7、ZigBee协调器，8、GPS模块，

9、GPRS模块，10、液晶屏， 11、SD卡， 12、中央处理器， 13、基站，

14、GGSN网关， 15、internet网络， 16、数据库服务器， 17、防火墙，

18、用户计算机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明：

如图所示的内河船载货物监测系统装置，包括了ZigBee监控网络1、船载终端上位机2、远程通信网络3和用户人机交互界面四个部分，所述的ZigBee监控网络1主要有传感器4、ZigBee终端节点5、ZigBee路由器6和ZigBee协调器7组成；所述船载终端上位机3主要包括中央处理器12 、GPS模块8 、GPRS模块9和液晶屏10；所述远程通信网络包括基站13、GSSN网关14、internet网络15、数据库服务器16和防火墙17；所述的用户人机交互界面是用户计算机18，并安装有基于Delphi开发的用户客户端程序。

在本实施例中，所述的ZigBee终端节点5包含有ZigBee母版和ZigBee芯片板。所述的传感器4包括有温湿度传感器、倾角传感器、可燃气体传感器。其中多个传感器4同时连接在一个ZigBee终端节点5上，多个ZigBee终端节点5同时连接在一个ZigBee路由器6上，多个ZigBee路由器6同时连接在一个和ZigBee协调器7上。

在本实施例中，ZigBee监控网络中1的ZigBee终端节点5获取由传感器4采集到的信息，然后发送给ZigBee监控网络1中的ZigBee协调器7，然后通过GPRS模块9传输到远程通信网络3中。用户计算机18中的客户端程序将通过远程通信网络3传输过来的信息进行处理，客户端程序可以对数据进行处理显示和保存。

在本实施例中，温湿度传感器型号为DHT21(AM2301)，中央处理器的型号为STM32f103rct6，GPS模块，型号为REB3571；GPRS模块，型号为SIM300。

在本实施例中，所述的ZigBee电路通过一个单总线的接口与数字温湿度传感器DHT21(AM2301)相连,从DHT21(AM2301)中获取温湿度数据；包含有芯片AMS1117-3.3用来产生3.3伏电压，给单片机供电。包含有芯片SN74TVC3010用来实现温湿度传感器和ZigBee主芯片CC2430信号电平的转换。

如图2所示的ZigBee主程序流程图，本程序采用的是ZStack-1.4.3-1.2.1协议，其是由德州仪器推出的ZigBee协议栈，主函数完成的工作是初始化硬件平台和软件架构所需要的各个模块，为操作系统的运行做好准备工作，主要分为初始化系统时钟，检测芯片工作电压、初始化堆栈、初始化各个硬件模块、初始化FLASH存储、形成芯片MAC地址、初始化非易失量、初始化MAC层协议、初始化化应用帧层协议、初始化操作系统等十余部分。其中osal_init_system()函数，它调用了osalInitTasks()函数。osalInitTasks()实现了从MAC层到ZigBee设备应用层的初始化和任务ID分配，而用户自己的初始化函数SampleApp_Init()在最后，taskID最大，优先级最低。函数SampleApp_init()实现的功能大致是设置本应用发送数据的方式和目的地址寻址模式，登记注册本应用所用到的端点，以及配置相关发送模式所需的参数。初始化程序为操作系统的执行做好准备工作后，就开始执行操作系统入口程序，并由此彻底将控制权移交给操作系统。操作系统实体其实是一个死循环，它所做的工作就是不断的查询每个任务中是否有事件发生，如果有事件发生，就调用相应的事件处理函数，没有任务时将进入休眠状态。

如图3所示的船载终端上位机的程序流程图，当收到ZigBee协调器和GPS模块传来的数据时，中央处理器会及时将数据通过GPRS发送出去，如果GPRS信号出现不正常，那么将数据保存至SD卡中，带到信号正常在再上传。图中，右侧为流程图主循环。

在本实施例中，所述的人机交互界面包括有用户计算机18，用户计算机18连接远程通信网络3，并在用户计算机18上安装有客户端程序，客户端程序是基于Delphi平台开发的程序，客户端程序将通过远程通信网络传输过来的信息进行处理，用户程序可以对数据进行处理显示和保存。用户可以在命令编辑处输入命令控制数据采集，预设的命令有：“/SX”表示停止采集；“/BX”表示停止采集；“/Px”用来设置采集周期（x的范围为1~9表示1~60秒），采集到的温湿度数据会以表格和曲线图的形式显示在界面中。

Claims

1.内河船载货物监测系统装置，包括有移动通讯网络，其特征在于：还包括有船载终端上位机、ZigBee监控网络和用户人机交互界面，其中所述的ZigBee监控网络设置于包括有传感器，传感器依次连接有ZigBee终端节点、ZigBee路由器和ZigBee协调器；ZigBee协调器与船载终端上位机连接并传输信号，船载终端上位机将信号通过移动通讯网络传输给用户人机交互界面。

2.如权利要求1所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的传感器为多个，多个传感器可同时连接在一个ZigBee终端节点上。

3.如权利要求1或2所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的ZigBee终端节点上也为多个，多个ZigBee终端节点可同时连接在一个ZigBee路由器上。

4. 如权利要求3所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的ZigBee路由器也为多个，多个ZigBee路由器可同时连接在一个和ZigBee协调器上。

5.如权利要求3所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的ZigBee终端节点包含有ZigBee母版和ZigBee芯片板。

6.如权利要求1或2所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的传感器包括有温湿度传感器、倾角传感器、可燃气体传感器。

7.如权利要求1所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的船载终端上位机包括有单片机处理器、液晶屏、GPS模块、SD卡和GPRS模块，其中单片机处理器通过串口与ZigBee协调器连接，液晶屏、GPS模块、SD卡和GPRS模块同时与单片机处理器连接。

8.如权利要求1所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的移动通信网络包含有基站、GGSN网关和公用数据网。

9.如权利要求1所述的内河船载货物监测系统装置，其特征在于：所述的用户人机交互界面包括有客户终端机，客户终端机连接公用数据网，并在客户终端机上安装有客户端程序。