CN2626939Y

CN2626939Y - 集装箱安全监控装置

Info

Publication number: CN2626939Y
Application number: CN 03259387
Authority: CN
Inventors: 孙继云; 蔡德林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2013-06-17

Abstract

本实用新型涉及集装箱安全监控装置。其特点是：包括两个传感探头、宽带信号源、幅相测试单元、信息处理比对单元和中央控制器单元；宽带信号源的输出端连接着幅相测试单元的输入端和一个传感探头，宽带信号源的输入端连接着中央控制器单元的输出端，幅相测试单元的输出端连接着信息处理比对单元的输入端，信息处理比对单元的输出端连接着中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输入端连接着另一个传感探头。本实用新型可实现在集装箱运输途中实时监控其安全性，预防走私分子在运输途中通过各种手段将货物偷换、变更、或夹带违禁物品走私；另一方面，可以做到使货物在其目的地报关，避免集中在某一地报关造成检查工作量大、积压严重的瓶颈问题。

Description

集装箱安全监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种监控装置，确切地说是集装箱安全监控装置。

背景技术

集装箱作为大宗货物运输载体被广泛应用于国内、国际各种贸易领域，每年我国海关进出口集装箱货物吞吐量两百万以上，这样大的流动量给海关稽查造成极大压力。现有的不开箱检查手段是利用远红外线方式，每个标准集装箱的检查时间在4分钟左右，即便是进行千分之三的检查，仍然造成大量货物积压，而且这种远红外线探测设备售价在千万元以上，这也限制了这种设备在中小型海关普及应用。对于这种情况，目前国际上还没有很好的解决办法。集装箱在运输途中走私分子通过各种手段将货物偷换、变更、或夹带违禁物品。目前走私分子的走私手段之一是将报关过的货物在运输途中，通过切割开集装箱体，将里面货物调换或在里面夹带违禁的物品来达到走私目的。有的走私分子甚至将由海关封箱的集装箱门整个切割下来换到另外的集装箱上，并且能做到外观天衣无缝。在走私活动猖獗、走私手段越来越高超、隐蔽的情况下，迫切需要一个能全程跟踪货物运输过程安全与否的检测、监视系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种采用探测箱体谐振频率特征的方法来达到监视箱体完整性的集装箱安全监控装置。

实现上述目的的技术解决方案如下：

1、装箱安全监控装置，其特征在于：

A、包括两个传感探头、宽带信号源、幅相测试单元、信息处理比对单元、中央控制器单元；

B、所述宽带信号源的输出端连接着幅相测试单元的输入端和一个传感探头，宽带信号源的输入端连接着中央控制器单元的输出端，幅相测试单元的输出端连接着信息处理比对单元的输入端，信息处理比对单元的输出端连接着中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输入端还连接着另一个传感探头。

2、所述两个传感探头为两个能覆盖一定带宽的宽带天线；所述宽带信号源为能实现密集跳频的频率合成器；幅相测试单元为能检测天线探头反射波信号并能与参考信号完成幅度、相位比较的宽带接收机，包括两个定向耦合器和两个对数接收机，且一个定向耦合器的输出端与一个对数接收机连接，分别组成参考路单元和反射波单元；信息处理比对单元包括相位比较单元和幅度比较单元，相位比较单元和幅度比较单元各自的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接，幅度比较单元的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接；相位比较单元和幅度比较单元的输出端分别与中央控制器单元的输入端连接。信息处理比对模块完成每帧扫描的各频率点幅度、相位采集存储及每帧间幅度、相位比对的功能；中央控制器单元为中央控制器及定位、信息传输模块，包括CPU、GPS、GSM等，完成与海关中心的联络、报警功能。

3、所述宽带信号源逐点扫描工作，工作间隙为1MHZ，或为0.5MHZ。

所述幅相测试单元，

本实用新型是根据下述理论依据设计的。根据集装箱的材料特性和结构特征：即集装箱是一封闭的矩形金属箱体(对于不完全封闭的集装箱要做适当的改进)，这种箱体结构有点类似矩形波导空腔谐振器的结构，对它以适当方式进行激励，在一定频率范围的电磁场分布特性是唯一的，具有类似LC谐振回路的储能和选频特性。对于集装箱来说其特性只与箱体金属壁的结构尺寸，填充介质的等效介电常数、箱体的内部环境以及箱体内金属分布情况有关，当这个封闭的金属腔破损或内部金属体分布改变，都将破坏原有的谐振特性。我们采用探测箱体谐振频率特征的方法来达到监视箱体完整性的目的，并且因谐振腔有比较高的品质因素(即Q值)，比LC回路高得多，所以可以获得比较好的检测灵敏度和特异性。具体进行探测时，并不需要知道箱体具体的谐振频率是多少，而是只需要知道箱体的谐振特征是否发生改变就可以了。

使用时，将探测系统安装在集装箱内部位于集装箱门一侧。通过天线探头向集装箱发射一定带宽的扫频信号，接收机检测天线探头输入端口每个频率点的反射信号幅度和相位。在海关对集装箱封箱后立即采集一帧或者必要时采集一帧频率扫描的结果并存储下来作为原始数据。以后集装箱在运输途中每隔确定的时间检测一次，并将检测结果与原始数据进行比对，一旦箱体发生破损或打开，测试数据与原始数据将有很大差异，利用此信息即可进行报警。报警信息可通过集装箱GSM&GPS系统报告和定位。

该装置也适合于探测箱体内货物的电特性，可以用于对大宗货物进行分类。基本方法是：探测货物特性时，把货物当成填充介质，通过检测填充材料的介电常数、建立一系列货物数据库、然后通过比对的办法来识别特定的货物。本方法只适合于货物品种单一，满箱装载情形。

该装置的工作原理是，由CPU发送指令，宽带信号源逐点扫频工作，间隔1MHZ或0.5MHZ。信号经定向耦合器2、定向耦合器1、低通滤波器后由天线辐射出去。定向耦合器1耦合部分发射信号作为幅相比较的参考信号，定向耦合器2耦合部分反射波信号，两路信号分别进入两路宽带连续检波对数放大器，对数放大器的检波输出(其中一路倒相)送入视频加法器完成两路幅度比较；对数放大器的限幅射频信号输出进入鉴相器完成反射波信号与发射信号的相位比较。上述两种比较后信号分别送入A/D变换器进行模数变换和存储，在运输过程中CPU将每帧扫描结果与存储的原始数据进行逐点比对、根据一定判决准则判定后发指令给GSM，由其向海关监控中心报告是否安全的信息。

本实用新型的有益效果体现在四个方面：

(1)、可实现在集装箱运输途中实时监控其安全性，预防走私分子在运输途中通过各种手段将货物偷换、变更、或夹带违禁物品走私。

(2)、可实现对典型的大宗集装箱货物进行识别。

(3)、通过全程监控集装箱的运输过程，对这种受监控集装箱可以免于检查或降低抽检率来大大提升货物通关速度；另一方面可以做到使货物在其目的地报关，避免集中在某一地报关造成检查工作量大、积压严重的瓶颈问题。

(4)、本实用新型和GPS系统、GSM通信系统结合可以形成一个全程监控、精确定位、电子报关的完整系统。该装置结构合理、简单，具有较好的性价比，有良好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型信号流程框图，

图2为本实用新型电原理图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。

参见图1，该集装箱安全监控装置包括两个传感探头、宽带信号源、幅相测试单元、信息处理比对单元、中央控制器单元。

所述两个传感探头为两个能覆盖一定带宽的宽带天线；所述宽带信号源为能实现密集跳频的频率合成器；幅相测试单元为能检测天线探头反射波信号并能与参考信号完成幅度、相位比较的宽带接收机，包括两个定向耦合器和两个对数接收机，且一个定向耦合器的输出端与一个对数接收机连接，分别组成参考路单元和反射波单元；信息处理比对单元包括相位比较单元和幅度比较单元，相位比较单元的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接，幅度比较单元的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接；相位比较单元和幅度比较单元的输出端分别与中央控制器单元的输入端连接。中央控制器单元为完成与海关中心联络、报警的、包括CPU、GPS、GSM的中央控制器及定位、信息传输模块。

参见图2，宽带信号源由10MHz晶振、MCU微控制单元、PLL锁相环、LPF低通滤波器、VCO压控振荡器、放大器等组成，其输入端与FPGA相连，输出端与定向耦合器相连；宽带对数接收机由5级等增益放大器和1级限幅器LIM组成，参考路对数接收机输入与定向耦合器1相连，输出分别与幅度比较器和相位比较器一端相连；反射波路对数接收机输入与定向耦合器2相连，输出分别与幅度比较器和相位比较器的另一端相连；幅度比较器、相位比较器输出与采集、存储处理模块相连，进入A/D变换器；采集、存储处理模块的输出与中央控制单元相连，中央控制单元的另一端与GPS&GSM模块相连。该装置的带宽由集装箱结构及其内部物品的介电常数决定，由于集装箱种类及内部装载的物品不同，其谐振特征是不同的。这样探测装置工作在一定宽度的频率范围内。

该装置的主要技术参数如下：

工作频率：50MHz～400MHz、2000MHz～4000MHz

宽带信号源的最小频率步进：1MHz或0.5MHz；

发射信号功率： 0～5dBm；

定向耦合器的方向性： ≥30dB，耦合度：-10dB左右。

Claims

1、集装箱安全监控装置，其特征在于：

B、所述宽带信号源的输出端连接着幅相测试单元的输入端和一个传感探头，宽带信号源的输入端连接着中央控制器单元的输出端，幅相测试单元的输出端连接着信息处理比对单元的输入端，信息处理比对单元的输出端连接着中央控制器单元的输入端，中央控制器单元的输入端连接着另一个传感探头。

2、根据权利要求1所述的集装箱安全监控装置，其特征在于：所述两个传感探头为两个能覆盖一定带宽的宽带天线；所述宽带信号源为能实现密集跳频的频率合成器；幅相测试单元为能检测天线探头反射波信号并能与参考信号完成幅度、相位比较的宽带接收机，包括两个定向耦合器和两个对数接收机，且一个定向耦合器的输出端与一个对数接收机连接，分别组成参考路单元和反射波单元；信息处理比对单元包括相位比较单元和幅相比较单元，相位比较单元和幅度比较单元各自的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接，幅度比较单元的两输入端分别与参考路单元和反射波单元输出端连接；相位比较单元和幅度比较单元的输出端分别与中央控制器单元的输入端连接。中央控制器单元为完成与海关中心联络、报警的、包括CPU、GPS、GSM的中央控制器及定位、信息传输模块。

3、根据权利要求1所述的集装箱安全监控装置，其特征在于：所述宽带信号源逐点扫描工作，工作间隙为1MHZ，或为0.5MHZ。