CN204731975U - 基于物联网的港口交通监管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于物联网的港口交通监管系统，包括监控系统、设有RFID标签的车辆、位于港口出入口的超高频RFID阅读器、中继通信节点和路灯，车辆进入港口时，超高频RFID阅读器将读取的RFID标签信息发送给监控系统存储；在港口监控系统预设时间段，路灯准时启动照明，并根据外界光照情况，自动开启、调整LED灯芯片发光至预设的光照强度；监控系统发送拍照命令给路灯上的微型红外摄像头，微型红外摄像头则将拍摄的照片反馈给监控系统，最终由监控系统根据照片上记载的交通情况，及时疏导港口交通；当港口发生物资盗窃、丢失情况时，根据需要，监控系统则调用存储模块中的数据，并从存储的数据中提取侦破案件所需的线索信息。

Description

基于物联网的港口交通监管系统

技术领域

本实用新型涉及港口监管领域，尤其涉及一种基于物联网的港口交通监管系统。

背景技术

港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽，是水陆交通的集结点和枢纽，工农业产品和外贸进出口物资的集散地，船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。由于港口是联系内陆腹地和海洋运输的一个天然界面，因此，人们也把港口作为国际物流的一个特殊结点。

随着我国水路运输的发展和国际贸易活动的日益频繁，港口规模及现代化程度也不断扩大和提高，港口交通量越来越大，港口货物装卸场所却越来越相对集中。因而，人与机械、车辆之间的安全问题表现较为突出。近年来，港口的交通安全事故从等级到频率都呈上升趋势。由于港口交通与市区交通不同，港口交通中不仅人员、车辆往来频繁，而且港口也是物资的中转地，物资盗窃、丢失等问题频发，更为港口交通监管带来了严重的挑战。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能有效地掌握港口交通情况，实时疏导港口交通，又能够对港口全面监控的基于物联网的港口交通监管系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于物联网的港口交通监管系统，其特征在于，包括监控系统、设有RFID标签的车辆、位于港口出入口的超高频RFID阅读器、中继通信节点和路灯，其中，

所述监控系统包括第一GPRS通信模块、存储模块、解密模块和解压模块，所述第一GPRS通信模块连接解密模块，所述解密模块连接解压模块，解压模块连接存储模块；所述解密模块，用于对接收到的中继通信节点加密过的数据进行解密，并将解密数据发送给解压模块；所述解压模块，用于对接收到的已经解密过的压缩数据进行解压，并发送给存储模块进行存储；

所述设有RFID标签的车辆，用于装载货物，其中，所述RFID标签内存储有车辆牌号、驾驶员信息、驾驶员所属部分信息；

所述超高频RFID阅读器，在港口出入口对出入车辆上的RFID标签进行扫描，并将扫描获取的RFID标签信息发送给中继通信节点；

所述中继通信节点包括第一Zigbee通信模块、第二GPRS通信模块、与监控系统相对应的压缩模块和加密模块；所述中继通信节点与监控系统通过第一GPRS通信模块、第二GPRS通信模块进行连接；其中，

所述中继通信节点，一方面用于接收、转发路灯发送的数据给监控系统，转发超高频RFID阅读器扫描获取的RFID标签信息给监控系统；一方面用于接收、转发监控系统的命令给路灯；

所述压缩模块，用于对路灯发送来的图片数据进行压缩；

所述加密模块，用于加密经压缩模块压缩处理后的数据；

所述路灯包括太阳能电池板、与市电连接的驱动发光模块、LED灯芯片、微型红外摄像头、GPS定位模块、存储器、热释电红外传感器、微处理器、第二Zigbee通信模块、计时器、光照强度传感器、热电转换模块、声电转换模块和蓄电池；驱动发光模块内设置有与微处理器连接的断电检测模块，所述太阳能电池板、热电转换模块和声电转换模块分别连接蓄电池，所述蓄电池连接所述驱动发光模块；所述存储器内设有地点标记模块，且所述存储器分别与微型红外摄像头、GPS定位模块、微处理器和第二Zigbee通信模块连接；所述微型红外摄像头、GPS定位模块、微处理器和第二Zigbee通信模块分别与市电连接；所述蓄电池分别连接所述驱动发光模块、微型红外摄像头、GPS定位模块、微处理器和第二Zigbee通信模块；所述微处理器分别连接所述驱动发光模块、微型红外摄像头、GPS定位模块、热释电红外传感器、第二Zigbee通信模块、计时器和光照强度传感器；其中，

所述驱动发光模块，用于驱动LED灯芯片发光；

所述微型红外摄像头，接收、执行微处理器的拍照命令，并通过所述第二Zigbee通信模块发送图片数据给存储器；

所述GPS定位模块，接收、执行微处理器的拍照命令，并将获取的定位数据发送给存储器；

所述存储器，保存图片数据和定位数据，并通过地点标记模块将所述的定位数据标记到图片上，然后经路灯的第二Zigbee通信模块发送给中继通信节点；

所述热释电红外传感器，检测路灯周围行人的热释电红外数据，并将检测到的热释电红外数据发送给微处理器进行判断处理；

所述微处理器，根据预设的路灯启动时间段，命令驱动发光模块驱动LED灯芯片启动发光；接收光照强度传感器检测的光照强度值，判断该光照强度值低于预设的光照强度阈值时，表示周围环境未达到预设的亮度，则命令驱动发光模块驱动LED灯芯片发光至预设的光照强度值，否则，表示周围环境明亮，则命令驱动发光模块停止对LED 灯芯片的发光驱动；判断热释电红外传感器发送的热释电红外数据在预设的范围内时，命令驱动发光模块驱动LED灯芯发光；根据计时器的计时数据，在预设时间段内没有接收到热释电红外数据时，则命令驱动发光模块停止对LED灯芯片的发光驱动；接收监控系统的拍照命令，命令微型红外摄像头执行拍照，并同时命令GPS定位模块执行定位；根据断电检测模块检测到市电断电的结果，命令第二Zigbee通信模块发送附加有当前定位数据的市电故障信息经中继通信节点发送给监控系统；

所述热电转换模块，用于将路灯自身产生热能以及路灯接受的周围环境传递的热能转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池；

所述声电转换模块，用于将路灯所述周围环境中的噪声转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池。

进一步地，所述路灯还包括温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器和紫外线传感器，所述微处理器分别连接所述温度传感器、湿度传感器、风速风向传感器和紫外线传感器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：设有RFID标签的车辆通过港口出入口进入港口时，超高频RFID阅读器将读取的RFID标签信息发送给中继通信节点，并由中继通信节点发送给监控系统存储；在港口监控系统预设的时间断内，路灯准时的启动照明，并根据外界的光照情况，路灯自动的开启、调整LED灯芯片发光至预设的光照强度；当市电断电致使路灯熄灭时，微处理器、GPS定位模块和第二Zigbee通信模块则均由蓄电池供电工作，此时微处理器根据断电检测模块检测到的断电信息，命令GPS定位模块获取当前位置数据，并命令第二Zigbee通信模块发送附加有当前定位数据的市电故障信息经中继通信节点发送给监控系统进行路灯故障报修；监控系统根据实际需要发送拍照命令，并经中继通信节点发送给路灯上的微型红外摄像头，微型红外摄像头则将拍摄的照片反馈给监控系统，最终由监控系统根据照片上记载的交通情况，及时对港口交通进行疏导；当港口发生物资盗窃、丢失情况时，根据需要，监控系统则调用存储模块中的数据，并从存储的数据中提取侦破案件所需要的线索信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例中基于物联网的港口交通监管系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例中基于物联网的港口交通监管系统，包括监控系统1、设有RFID标签20的车辆2、位于港口出入口3的超高频RFID阅读器4、中继通信节点5和路灯6，其中，

监控系统1包括第一GPRS通信模块10、存储模块11、解密模块12和解压模块13，第一GPRS通信模块10连接解密模块12，解密模块12连接解压模块13，解压模块13连接存储模块11；解密模块12，用于对接收到的中继通信节点5加密过的数据进行解密，并将解密数据发送给解压模块13；解压模块13，用于对接收到的已经解密过的压缩数据进行解压，并发送给存储模块11进行存储；

设有RFID标签20的车辆2，用于装载货物，其中，RFID标签20内存储有车辆牌号、驾驶员信息、驾驶员所属部分信息；

超高频RFID阅读器4，在港口出入口对出入车辆2上的RFID标签进行扫描，并将扫描、获取的RFID标签信息发送给中继通信节点5；

中继通信节点5包括第一Zigbee通信模块50、第二GPRS通信模块51、与监控系统1相对应的压缩模块52和加密模块53，中继通信节点5与监控系统1通过第一GPRS通信模块10、第二GPRS通信模块51进行连接；

中继通信节点5，一方面用于接收、转发路灯6发送的数据给监控系统1，转发超高频RFID阅读器4阅读的RFID标签信息给监控系统1；一方面用于接收、转发监控系统1的命令给路灯6；

压缩模块52，用于对路灯6发送来的图片数据进行压缩；

加密模块53，用于加密经压缩模块52压缩处理后的数据；

路灯6包括太阳能电池板60、与市电连接的驱动发光模块61、LED灯芯片62、微型红外摄像头63、GPS定位模块64、存储器65、热释电红外传感器66、微处理器67、第二Zigbee通信模块68、计时器69、光照强度传感器610、热电转换模块611、声电转换模块612和蓄电池613；

驱动发光模块61内设置有与微处理器67连接的断电检测模块614，太阳能电池板60、热电转换模块611和声电转换模块612分别连接蓄电池613，蓄电池613分别连接驱动发光模块61、微型红外摄像头63、GPS定位模块64、微处理器67和第二Zigbee通信模块68；

蓄电池613的作用在于，一方面在市电导通、路灯6正常工作的条件下，储存各种转换后的电能，另一方面则是在路灯6由于市电故障不能正常发光工作时，为微处理器68、GPS定位模块64、微型红外摄像头63以及第二Zigbee通信模块68的正常工作提供电能保障；

存储器65内设有地点标记模块650，且存储器65分别与微型红外摄像头63、GPS定位模块64、微处理器67和第二Zigbee通信模块68连接；

微型红外摄像头63、GPS定位模块64、微处理器67和第二Zigbee通信模块68分别与市电连接；

微处理器67分别连接驱动发光模块61、微型红外摄像头63、GPS定位模块64、 热释电红外传感器66、第二Zigbee通信模块68、计时器69和光照强度传感器610；其中，

驱动发光模块61，用于驱动LED灯芯片62发光；

微型红外摄像头63，接收、执行微处理器67的拍照命令，并通过第二Zigbee通信模块68发送图片数据给存储器65；

GPS定位模块64，接收、执行微处理器67的拍照命令，并将获取的定位数据发送给存储器65；

存储器65，保存图片数据和定位数据，并通过地点标记模块650将定位数据标记到图片上，然后经路灯6的第二Zigbee通信模块68发送给中继通信节点5；

热释电红外传感器66，检测路灯6周围行人的热释电红外数据，并将检测到的热释电红外数据发送给微处理器67进行判断处理；

热电转换模块611，用于将路灯6自身产生热能以及路灯6周围环境传递的热能转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池613；

声电转换模块612，用于将路灯6周围环境中的噪声转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池613。

其中，微处理器67主要负责以下方面:

(a)根据预设的路灯启动时间段，命令驱动发光模块61驱动LED灯芯片62启动发光；比如说预设路灯6在下午17:00至次日凌晨05:00之间照明，则微处理器67根据计时器69的时刻提醒，在下午17:00时，命令驱动发光模块61驱动LED灯芯片62启动发光至次日凌晨05:00；

(b)接收光照强度传感器610检测的光照强度值，例如此时检测到的光照强度值为0.1勒克斯，预设的光照强度值为1.0勒克斯，判断该光照强度值0.1勒克斯低于预设的光照强度阈值1.0勒克斯时，表示周围环境未达到预设的亮度，则命令驱动发光模块61驱动LED灯芯片62发光至预设的光照强度值1.0勒克斯，否则，表示周围环境明亮，如检测到的周围光照强度值为1.1勒克斯，则命令驱动发光模块61停止对LED灯芯片62的发光驱动；

(c)判断热释电红外传感器66发送的热释电红外数据在预设的范围内时，此时表示路灯6附近有行人经过，需要为行人提供照明，则驱动发光模块61驱动LED灯芯62发光；

(d)根据计时器69的计时数据，在预设时间段内没有接收到热释电红外数据时，则微处理器67命令驱动发光模块61停止对LED灯芯片62的发光驱动；此处主要是针对当有行人经过时路灯6发光，在行人离开路灯6一段距离后，则此时不需要再进行照明，为了节能，需要命令LED灯芯片62停止发光；

(e)接收监控系统1的拍照命令，命令微型红外摄像头63执行拍照，并同时命令 GPS定位模块64执行定位；利用路灯6在港口内布局范围较广的特殊情形，监控系统1可以查看各处路灯周围的环境情况，也可以为公安及港口交通监管部门获取监控资料提供数据支撑；

(f)根据断电检测模块614检测到市电断电的结果，命令第二Zigbee通信模块68发送附加有当前定位数据的市电故障信息经中继通信节点5发送给监控系统1，这样，利用监控系统1获取的市电故障信息，提取附加的路灯定位数据，及时由港口的后勤工作人员前往故障路灯处查看、修理路灯。

为了减少多部门有关设施的重复布局，如市政部门和环境监测部门设施的重复设置，节约财政成本，路灯6还包括温度传感器615、湿度传感器616、风速风向传感器617和紫外线传感器618，微处理器67分别连接温度传感器615、湿度传感器616、风速风向传感器617和紫外线传感器618。温度传感器615、湿度传感器616、风速风向传感器617和紫外线传感器618分别将对应检测到的路灯6所处环境的温度数据、湿度数据、风速风向数据和紫外线照射数据给微处理器67，然后经微处理器67、第二Zigbee通信模块68发送给中继通信节点5，并由中继通信节点5将这些数据发送给监控系统1，从而可以同时提供给港口交通监管部门和环境检测部门进行数据共享。

以下结合图1，对本实用新型实施例中基于物联网的港口交通监管系统的工作情况作出说明：

(1)设有RFID标签20的车辆2从港口出入口3进入港口内时，超高频RFID阅读器4扫描、读取RFID标签20内的信息，并将这些信息经中继通信节点5发送给监控系统1；

(2)在港口交通监管部门预设的时间断内，微处理器67根据计时器69的计时数据，命令驱动发光模块61驱动LED灯芯62发光；

(3)当光照强度传感器610检测到路灯外界的光照强度较弱时，驱动发光模块61按照微处理器67的命令，驱动LED灯芯片62逐渐发光至预设的光照强度，否则，则不驱动LED灯芯片62发光；

(4)当路灯周围有行人走过时，微处理器67判断热释电红外传感器66发送的热释电红外数据在预设的范围内时，表示路灯周围有行人经过，则微处理器67命令驱动发光模块61重新驱动LED灯芯片62发光，而当行人离开路灯6一定距离后，LED灯芯片62关闭照明；

(5)在港口白天外界环境噪声较大时，路灯6中的声电转换模块612、热电转换模块611、太阳能电池板60分别对应地及时将环境噪声、环境热量、太阳能转换为电能，发送给蓄电池613储电；而当市电断电致使路灯6熄灭时，微处理器67、GPS定位模块64、微型红外摄像头63和第二Zigbee通信模块68则均由蓄电池613供电工作，此时微处理器67根据断电检测模块614检测到的断电信息，命令GPS定位模块64获取 当前位置数据，并命令第二Zigbee通信模块68发送附加有当前定位数据的市电故障信息经中继通信节点5发送给监控系统1，由港口交通监管部门派后勤人员进行路灯故障维修；

(6)当港口交通监管部门需要监控港口交通情况时，利用监控系统1发出拍照命令给中继通信节点5，并将拍照命令经中继通信节点5转发给路灯6，微处理器67命令微型红外摄像头63拍照，同时命令GPS定位模块64获取当前位置数据，并将图片数据和定位数据保存到存储器65中，然后根据获取的照片，了解港口内的交通情况，及时疏导交通；

(7)地点标记模块650将定位数据标记到图片上，且由压缩模块52和加密模块53分别对图片数据进行压缩和加密，然后经第二Zigbee通信模块68发送给中继通信节点5，然后由中继通信节点5转发给监控系统1，由解密模块12和解压模块13分别进行解密和解压；

(8)温度传感器615、湿度传感器616、风速风向传感器617和紫外线传感器618分别将对应检测到的路灯6所处环境的温度数据、湿度数据、风速风向数据和紫外线照射数据给微处理器67，然后经微处理器67、第二Zigbee通信模块68发送给中继通信节点5，并由中继通信节点5将这些数据发送给监控系统1；

(9)当港口中的物资出现盗窃、丢失等现象时，则由公安部门或者港口交通监管部门调取存储模块11中车辆的车辆牌号、驾驶员信息、驾驶员所属部门信息以及照片数据，从而为案件侦破提供线索。

Claims (2)

1.基于物联网的港口交通监管系统，其特征在于，包括监控系统(1)、设有RFID标签(20)的车辆(2)、位于港口出入口(3)的超高频RFID阅读器(4)、中继通信节点(5)和路灯(6)，其中，

所述监控系统(1)包括第一GPRS通信模块(10)、存储模块(11)、解密模块(12)和解压模块(13)，所述第一GPRS通信模块(10)连接解密模块(12)，所述解密模块(12)连接解压模块(13)，解压模块(13)连接存储模块(11)；所述解密模块(12)，用于对接收到的中继通信节点(5)加密过的数据进行解密，并将解密数据发送给解压模块(13)；所述解压模块(13)，用于对接收到的已经解密过的压缩数据进行解压，并发送给存储模块(11)进行存储；

所述设有RFID标签(20)的车辆(2)，用于装载货物，其中，所述RFID标签(20)内存储有车辆牌号、驾驶员信息、驾驶员所属部分信息；

所述超高频RFID阅读器(4)，在港口出入口(3)对出入车辆(2)上的RFID标签(20)进行扫描，并将扫描获取的RFID标签信息发送给中继通信节点(5)；

所述中继通信节点(5)包括第一Zigbee通信模块(50)、第二GPRS通信模块(51)、与监控系统(1)相对应的压缩模块(52)和加密模块(53)，所述中继通信节点(5)与监控系统(1)通过第一GPRS通信模块(10)、第二GPRS通信模块(51)进行连接；其中，

所述中继通信节点(5)，一方面用于接收、转发路灯(6)发送的数据给监控系统(1)，转发超高频RFID阅读器(4)阅读的RFID标签信息给监控系统(1)；一方面用于接收、转发监控系统(1)的命令给路灯(6)；

所述压缩模块(52)，用于对路灯(6)发送来的图片数据进行压缩；

所述加密模块(53)，用于加密经压缩模块(52)压缩处理后的数据；

所述路灯(6)包括太阳能电池板(60)、与市电连接的驱动发光模块(61)、LED灯芯片(62)、微型红外摄像头(63)、GPS定位模块(64)、存储器(65)、热释电红外传感器(66)、微处理器(67)、第二Zigbee通信模块(68)、计时器(69)、光照强度传感器(610)、热电转换模块(611)、声电转换模块(612)和蓄电池(613)；驱动发光模块(61)内设置有与微处理器(67)连接的断电检测模块(614)，所述太阳能电池板(60)、热电转换模块(611)和声电转换模块(612)分别连接蓄电池(613)，所述蓄电池(613)连接所述驱动发光模块(61)；所述存储器(65)内设有地点标记模块(650)，且所述存储器(65)分别与微型红外摄像头(63)、GPS定位模块(64)、微处理器(67)和第二Zigbee通信模块(68)连接；所述微型红外摄像头(63)、GPS定位模块(64)、 微处理器(67)和第二Zigbee通信模块(68)分别与市电连接；所述蓄电池(613)分别连接所述驱动发光模块(61)、微型红外摄像头(63)、GPS定位模块(64)、微处理器(67)和第二Zigbee通信模块(68)；所述微处理器(67)分别连接所述驱动发光模块(61)、微型红外摄像头(63)、GPS定位模块(64)、热释电红外传感器(66)、第二Zigbee通信模块(68)、计时器(69)和光照强度传感器(610)；其中，

所述驱动发光模块(61)，用于驱动LED灯芯片(62)发光；

所述微型红外摄像头(63)，接收、执行微处理器(67)的拍照命令，并通过所述第二Zigbee通信模块(68)发送图片数据给存储器(65)；

所述GPS定位模块(64)，接收、执行微处理器(67)的拍照命令，并将获取的定位数据发送给存储器(67)；

所述存储器(67)，保存图片数据和定位数据，并通过地点标记模块(650)将所述的定位数据标记到图片上，然后经路灯(6)的第二Zigbee通信模块(68)发送给中继通信节点(5)；

所述热释电红外传感器(66)，检测路灯周围行人的热释电红外数据，并将检测到的热释电红外数据发送给微处理器(67)进行判断处理；

所述微处理器(67)，根据预设的路灯启动时间段，命令驱动发光模块(61)驱动LED灯芯片(62)启动发光；接收光照强度传感器(610)检测的光照强度值，判断该光照强度值低于预设的光照强度阈值时，表示周围环境未达到预设的亮度，则命令驱动发光模块(61)驱动LED灯芯片(62)发光至预设的光照强度值，否则，表示周围环境明亮，则命令驱动发光模块(61)停止对LED灯芯片(62)的发光驱动；判断热释电红外传感器(66)发送的热释电红外数据在预设的范围内时，命令驱动发光模块(61)驱动LED灯芯(62)发光；根据计时器(69)的计时数据，在预设时间段内没有接收到热释电红外数据时，则命令驱动发光模块(61)停止对LED灯芯片(62)的发光驱动；接收监控系统(1)的拍照命令，命令微型红外摄像头(63)执行拍照，并同时命令GPS定位模块(64)执行定位；根据断电检测模块(614)检测到市电断电的结果，命令第二Zigbee通信模块(68)发送附加有当前定位数据的市电故障信息经中继通信节点(5)发送给监控系统(1)；

所述热电转换模块(611)，用于将路灯自身产生热能以及路灯接受的周围环境传递的热能转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池(613)；

所述声电转换模块(612)，用于将路灯所述周围环境中的噪声转换为电能，并提供转换的电能给蓄电池(613)。

2.根据权利要求1所述的港口交通监管系统，其特征在于，所述路灯(6)还包括温度传感器(615)、湿度传感器(616)、风速风向传感器(617)和紫外线传感器(618)， 所述微处理器(67)分别连接所述温度传感器(615)、湿度传感器(616)、风速风向传感器(617)和紫外线传感器(618)。