EP4116181A1 - Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren - Google Patents

Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren Download PDF

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EP4116181A1
EP4116181A1 EP21184823.9A EP21184823A EP4116181A1 EP 4116181 A1 EP4116181 A1 EP 4116181A1 EP 21184823 A EP21184823 A EP 21184823A EP 4116181 A1 EP4116181 A1 EP 4116181A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
monitoring device
monitoring
decoupling
data
goods
Prior art date
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Granted
Application number
EP21184823.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP4116181B1 (de
EP4116181C0 (de
Inventor
Knippenberg Igor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software
Original Assignee
Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP21184823.9A priority Critical patent/EP4116181B1/de
Publication of EP4116181A1 publication Critical patent/EP4116181A1/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP4116181C0 publication Critical patent/EP4116181C0/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B22/04—Fixations or other anchoring arrangements
    • B63B22/08—Fixations or other anchoring arrangements having means to release or urge to the surface a buoy on submergence thereof, e.g. to mark location of a sunken object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/26—Means for indicating the location of underwater objects, e.g. sunken vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B2022/006—Buoys specially adapted for measuring or watch purposes

Definitions

  • the invention relates to a monitoring device for monitoring goods, in particular goods transported in transport containers, with a base body which can be arranged on the goods, in particular the transport container, a floating body which is detachably arranged on the base body by means of a decoupling device and is permanently connected to the base body via a connecting means is connected to the base body, wherein the floating body is locked to the base body by means of the decoupling device in a first operating state and is released from the base body in a second operating state, the second operating state being activated in the event that the monitoring device falls overboard during sea transport, a status monitoring unit with an in the floating body arranged position monitoring unit, which has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system, and arranged in the floating body transmission unit it, which is connected to the status monitoring unit in a data-conducting manner.
  • monitoring devices for monitoring goods, in particular goods transported in transport containers, are known from the prior art. They are regularly used to enable goods or shipping containers to be located if they are lost overboard. This makes it possible to salvage the goods if necessary and to ensure that environmental hazards are avoided. In particular, containers floating on or near the water surface pose a high risk of collision for ships.
  • Known monitoring devices typically have a base body that can be arranged on goods or a container and a floating body that is connected to the base body via a line. The floating body can be separated from the base body by means of a decoupling device if it is detected that the goods or container has gone overboard.
  • Such monitoring devices are off, for example DE 4431683 A1 or off EP 0 672 919 A2 known.
  • a disadvantage of the described prior art is that the devices often have an inadequate cost-benefit ratio, since falling overboard is a comparatively rare event and the monitoring device is otherwise passive on the goods or the container is arranged. This is one of the reasons why the systems in question have not been able to establish themselves on a large scale. In the case of the devices already known from the state of the art, it is also disadvantageous that false alarms have occasionally been observed to be generated and the maintenance or operational readiness test is often complex.
  • the invention was based on the object of further developing a monitoring device of the type described initially in such a way that the disadvantages found in the prior art are eliminated as far as possible.
  • a monitoring device was to be specified which makes it possible to achieve a higher monitoring quality, is easier to maintain and can be used for a larger monitoring spectrum.
  • the object is achieved with a monitoring device of the type mentioned at the outset in that the position monitoring unit is set up to determine the position of the floating body in the first operating state and the second operating state, and the state monitoring unit is also set up to read the position data determined by the position monitoring unit to transmit to a wireless data network in the first operating mode and the second operating mode.
  • the invention is based on the knowledge that the monitoring device does not only carry out a position determination and transmits this to a wireless data network in the event that the monitoring device falls overboard, but much more also in the first operating state in which a regular transport of the goods or the container is carried out.
  • This advantageously ensures that the monitoring device is not only activated in the very rare event that the goods connected to the monitoring device fall overboard, but can also be used during normal transport operation of the goods to locate the goods and track their geographical position .
  • it is no longer necessary to attach multiple devices to the commodity to provide both general position monitoring and position monitoring in the event of a fall overboard, but both functionalities are now combined in a single monitoring device.
  • costs can be saved since essential components, such as the position monitoring unit, only have to be provided once, which is not the case with known solutions.
  • the installation effort is also significantly reduced.
  • the first operating mode corresponds to the state in which the floating body is locked to the base body by means of the decoupling device. This corresponds to the operating state in which the monitoring device is arranged on the goods or on the container while the goods or the container are being transported, for example on a seagoing ship or on a land-based means of transport.
  • the second mode of operation is activated in the event of the surveillance device falling overboard during sea transport.
  • condition monitoring unit has an acceleration sensor and is set up to detect at least one of the following states as a function of the acceleration signal determined by means of the acceleration sensor: vibration, deceleration, exceeding of defined acceleration limits, with the transmission unit being set up to to transmit status data determined by the status monitoring units to the wireless data network by means of the transmission unit.
  • condition monitoring unit is not only able to determine position data, but also vibrations, deceleration or exceeding of defined acceleration limits using an acceleration sensor.
  • Such events can lead to damage to the goods and can not only be recognized by the transmission to the wireless data network, but can also be assigned to a respective transport operator or transport event. This makes it easier to enforce insurance claims or claims for damages.
  • the condition monitoring unit preferably has a water sensor which is set up to sense contact with water, the condition monitoring unit being set up to use the signals from the water sensor and the acceleration sensor to detect that the monitoring device has fallen overboard during sea transport, the water sensor being used in particular as a capacitive sensor or designed as a water switch.
  • the acceleration sensor has a number of accelerometers, one of the accelerometers being set up in particular to detect a free fall and another accelerometer to determine vibrations, shocks and other events with comparatively high G forces.
  • several acceleration sensors can be provided, with one of the acceleration sensors in particular being set up to detect a free fall and another acceleration sensor to determine vibrations, shocks and other events with comparatively high G forces.
  • the combination of water sensor and acceleration sensor can significantly improve the detection accuracy of goods provided with the monitoring device falling overboard. Acceleration events alone do not regularly allow reliable detection that the goods provided with the monitoring device have gone overboard. Even the sole use of water sensors can lead to false alarms in the event of moisture contact on board the ship. Another advantage is that the acceleration sensor, which is required anyway to detect acceleration signals, can not only be used in normal operation to detect vibration or deceleration states, but can also be used to also detect that the goods equipped with the monitoring device have fallen overboard. This integration of functions reduces the complexity of the device.
  • the status monitoring unit is preferably set up to switch the decoupling device from the first operating mode to the second operating mode if the status monitoring unit detects that the monitoring device has fallen overboard during sea transport.
  • the floating body in the event of the monitoring device falling overboard, the floating body is separated from the base body, so that the floating body can remain on the water surface within the limits specified by the connecting means in the event of the goods provided with the monitoring device sinking and can carry out the position determination or transmit the position data.
  • the invention is further developed in that the transmission unit is set up to communicate unidirectionally or bidirectionally with at least one of the following wireless data networks: mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN), mesh network, satellite-based network.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the relevant data networks have proven to be particularly suitable for the application at hand.
  • the use of a mobile radio-based low-energy wide area network or a mesh network reduces the energy requirement of the monitoring device.
  • the advantage of a satellite-based network is that it is largely independent of the geographical position of the monitoring device, with such a network also functioning reliably at sea and at a great distance from the mainland.
  • the data is transmitted to the mobile radio-based low-energy wide area network or the mesh network in the first operating state and/or the data is transmitted to the satellite-based network in the second operating state.
  • data is preferably transmitted to land-based or ship-based networks, such as a low-energy wide area network or a mesh network.
  • land-based or ship-based data networks are no longer available, particularly away from the coastal areas.
  • the communication preferably takes place with the satellite-based network.
  • the decoupling device has a decoupling socket connected to the base body, a decoupling socket which can be accommodated in the decoupling socket and is connected to the floating body and has a central bore, a spring element which is designed to apply a spring force to the decoupling socket, and a spring element which can be rotated in the bore recorded locking axis, which is rotatable into a locked position and a release position.
  • at least one bore is arranged on one side of the decoupling base, in which at least one locking ball is accommodated.
  • the locking axis has a recess at the level of the bore, which is designed to push the locking ball outwards in the locking position and to at least partially accommodate it in the release position.
  • the decoupling socket has a ball groove at the level of the bore, which partially receives the locking ball in the locking position, so that the decoupling socket is connected to the decoupling base, and wherein a release position the ball is pressed by the spring element in the direction of the locking axis, whereby the decoupling socket is released and is repelled.
  • Such a design of the decoupling device has proven to be particularly suitable for providing a safe and low-maintenance decoupling option, which reliably and safely causes the floating body to separate from the base body if the goods equipped with the monitoring device go overboard.
  • the monitoring unit is also set up to communicate with sensors and/or actuators arranged outside of the monitoring device and to establish a coupling with the sensors and/or actuators.
  • the transmission unit can be coupled, for example, with temperature, humidity or door opening sensors and/or with actuators, for example relating to a cooling control system or a burglar alarm.
  • the status monitoring unit is also set up to generate position alarms when leaving defined geographic zones on the basis of the position data determined by the position monitoring unit. This makes it possible to ensure that the goods provided with the condition monitoring unit are located in the desired geographic zones.
  • the base body and/or the floating body preferably have a light-reflecting signal color. This ensures improved visibility in the water.
  • the monitoring device preferably has a magnetic switch for switching on the monitoring device.
  • the invention has been described above with reference to a monitoring device.
  • the invention relates to a monitoring system for monitoring goods, in particular goods transported in transport containers Goods, with a monitoring device and a cloud-based information system, wherein the cloud-based information system is connected to the monitoring device via a wireless network in a data-conducting manner.
  • the invention solves the task described at the outset in relation to the monitoring system in that the monitoring device is designed according to one of the above exemplary embodiments.
  • the monitoring system utilizes the same advantages and preferred embodiments as the monitoring device according to the invention and vice versa.
  • reference is made to the above statements and their content is included here.
  • the monitoring system with the cloud-based information system enables detailed monitoring, analysis and control of the monitoring device.
  • the cloud-based information system is set up to carry out at least one of the following: to receive data from the monitoring device, to evaluate and display data received from the monitoring device, to send configuration data to the monitoring device, with the configuration data in particular localization and/or or include transmission intervals and/or geo-zones, sending firmware updates to the monitoring device, initiating a coupling mode for wirelessly connecting external sensors and/or actuators to the monitoring device via the wireless data network.
  • the cloud-based information system is preferably also set up to determine the position of the monitoring system based on the last transmitted position and external data, in particular based on external data relating to currents below the sea surface, in the event of a loss of connection to the monitoring system.
  • the cloud-based information system is also set up to call up satellite images of the last transmitted position of the monitoring device and to use this to determine a status of the goods provided with the monitoring device.
  • the invention relates to a method for monitoring goods, in particular for detecting when a monitoring device arranged on a transport container goes overboard during sea transport.
  • the invention solves the task described at the outset in relation to the method with the steps: detecting a free fall of the monitoring device, in particular by means of an acceleration sensor arranged in the monitoring device, determining an impact of the monitoring device on the water surface, in particular by means of an acceleration sensor, determining water contact of the Monitoring device in particular by means of a water sensor arranged on the monitoring device, outputting an overboard signal based on the previous steps, the signal characterizing the monitoring device going overboard, and the monitoring device being designed in particular according to one of the above exemplary embodiments.
  • the method according to the invention makes use of the knowledge that the use of a single sensor alone often does not allow sufficiently precise conclusions to be drawn as to the extent to which the goods with the monitoring device arranged thereon actually fell overboard.
  • the combination of the method steps according to the invention increases the accuracy of detection of a falling overboard in question.
  • the invention is further developed in that the method also has the step: determining whether the monitoring device is connected to a non-satellite-based data network, in particular to a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN), with the overboard signal only being output is when there is no connection between the monitoring device and the non-satellite-based data network.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the relevant method features further reduce the probability of false alarms.
  • the presence of a non-satellite-based data network indicates that the goods are either on land or still on board the ship. Only when such non-satellite-based data networks are no longer available can it be assumed with a high degree of certainty, in conjunction with the further method steps, that the goods with the monitoring device arranged on them have actually gone overboard.
  • the output of the overboard signal in the monitoring device causes the following steps: Detaching a floating body from the monitoring device so that the floating body floats on a water surface, the floating body being permanently connected to the base body of the monitoring device via a connecting means, determining a Position of the floating body, in particular by means of a position monitoring unit, which has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system, sending the position of the monitoring device to a satellite-based data network.
  • the monitoring device is hereinafter referred to as a tracer.
  • the tracer corresponds to the monitoring device.
  • An initial device configuration and provisioning preferably takes place in the customer account within the cloud-based platform by assigning the unique tracer device serial number to an identification number provided by the customer for the goods. This ensures that a product is clearly assigned to its respective tracer device.
  • the tracer Before being attached, the tracer is activated via an integrated magnetic switch by applying a magnetic field (e.g. permanent magnet). The assembly then takes place at an easily accessible point on the goods. The first contact with the cloud-based platform is made via a mobile radio-based LPWAN to signal the start of operations.
  • a magnetic field e.g. permanent magnet
  • the position is continuously transmitted provided the tracer is within range of an LPWAN or internet gateway that is part of a mesh network.
  • the customer can individually configure the transmission interval via the cloud-based platform.
  • Event-based condition monitoring sends time-stamped and location-tagged alerts when inertial limits are exceeded. These inertial events include shocks or vibrations during loading or transport, which serve as an indicator of potential damage to the goods.
  • Condition monitoring is also responsible for reading out data wirelessly from external sensors and, based on this, for controlling the external actuators.
  • the connection and configuration between sensor values and actuator control is carried out by the customer via the cloud-based platform.
  • External sensor data or control commands from the cloud are preferably transmitted via LPWAN.
  • LPWAN is not available on the sea route, which is why incoming data is optionally forwarded via the mesh network to an Internet gateway located on the ship's bridge. From there, the data is exchanged with the cloud-based platform via the ship's internal satellite connection.
  • the detection of the loss of the goods at sea is also carried out by the condition monitoring, which continuously takes inertial measurements during the entire service life of the tracer device.
  • a loss begins with an inertial event in the form of a free fall.
  • the monitoring system assumes that there is no signal to a cellular-based LPWAN, as this is not available when transported by sea. If a signal exists, the free fall event and subsequent loss events are discarded. If the signal is not available, the monitoring system activates a high-precision capacitive sensor and begins measuring the electric field surrounding it to determine a baseline value during the fall. Free fall is followed by an impact shock caused by the abrupt stopping of the fall into the water or, in some cases, other cargo already overboard.
  • This impact shock is registered by an inertial sensor. This event is followed in the next step by the detection of a larger amount of water around the tracer, which is measured by the capacitive sensor. Due to the impact with the water, the goods will be underwater, at least for a short time, which means that a characteristic change in the signal of the electrical field is measured by the capacitive sensor. This characteristic signal differs significantly from the previously measured base value, which is why smaller amounts of water, such as those to be expected during free fall through rain during storms, do not trigger a false alarm.
  • a simple water switch is possible, consisting of two metal rods on the outside, which close a current circuit when they come into contact with larger amounts of water and thus water detection enable. If the sequence of events described above has occurred, the monitoring system activates the recovery mode.
  • Recovery mode is initiated by applying an electrical signal to a decoupling mechanism.
  • the decoupling mechanism unlocks a locking system which, when locked, keeps the holding part and transmitting part of the tracer firmly connected to one another. By unlocking the transmitting part is pushed off the holding part.
  • the transmitting and holding parts are still connected to each other via a cord of up to 1000 meters wound up on a rollable drum.
  • the housing of the transmitter part is buoyant, so it floats to the water surface or falls from the floating goods into the water. This ensures that even if the goods are partially or completely submerged, the transmitter can float to the surface of the water and receive or transmit signals.
  • the transmitting part and holding part or goods remain connected to one another via the cord. After a short delay, the transmitter starts continuously determining the position via GPS. If the position is determined successfully, the time-stamped position and the respective device serial number are transmitted via a satellite-based transmission system.
  • Continuous positioning and data transmission in recovery mode is active for at least 30 days.
  • the data sent via the satellite-supported transmission system are forwarded by the respective receiving satellite to the nearest ground station and from there sent to the cloud-based platform.
  • the device serial number contained in the data is used to assign it to the respective customer account.
  • the time interval of the continuous position determinations and data transmissions using the satellite-supported transmission system is to be determined by the customer via the cloud-based information system at any time when the goods or the respective tracer is on land or within range of a mobile radio-based LPWAN or mesh network with an Internet gateway. possible.
  • the tracer is preferably installed by means of a quick-drying adhesive bond between the back of the holding part and an outside of the respective product.
  • a further possible form of attachment is the screwing of the holding part by means of two screws pointing backwards, which correspond to an outer wall of the goods provided with associated drill holes.
  • the tracer consists of the holding part and the transmitting part. Both are firmly connected to each other via a locking system. Both consist of a waterproof, thick-walled and durable plastic housing. Inside the retainer is a retractable drum with a coiled breakaway cord, a mounting socket that mates with the base of the decoupling mechanism.
  • a radio module with an antenna for bidirectional data communication via a mobile radio-based LPWAN Inside the transmitter part there is a radio module with an antenna for bidirectional data communication via a mobile radio-based LPWAN, a radio module with an antenna for data transmission via a satellite-based system, a radio module with an antenna for bidirectional data communication via a multi-band capable mesh network, an acceleration sensor for detecting a free fall , an acceleration sensor to detect vibrations, bumps and impacts in the water, a capacitive sensor with differential electrodes to detect water, a main battery with particularly low self-discharge, a buffer battery to provide high current pulses, a rechargeable battery to store photovoltaic electricity through energy harvesting, an unbreakable CIGS solar cell, a counterweight for the vertical erection of the floating housing in the water, a decoupling mechanism with a base as a counterpart for the mounting socket in the holding part.
  • the holding and transmitting parts are firmly connected to one another via the decoupling mechanism.
  • the base of the transmitting part is firmly snapped into the mounting socket of the holding part.
  • the status is continuously monitored and the position is continuously determined at an individually adjustable interval.
  • Condition monitoring position and event data is transmitted over a cellular-based LPWAN or self-managing wireless mesh network with in-range internet gateway after each recorded record.
  • Status and control data can also be exchanged with or between external sensors and actuators via the mesh network.
  • the tracer acts as a buffer, control center and gateway between the Internet gateway and all connected external sensors and actuators.
  • the status and control data are preferably transmitted via LPWAN.
  • the data is transmitted via the ship's mesh network and an Internet gateway on the ship's bridge via the ship's internal satellite connection.
  • Each tracer is a node that is connected to all neighboring nodes and thus enables data transmission even to the most remote corners of the ship through hopping.
  • the buoyant housing of the transmitting part Due to the buoyant housing of the transmitting part, it floats to the water surface, but remains connected to the goods via a cord that is unwound from a drum located in the holding part. Due to the targeted placement of all heavy components in the underside of the housing, the transmitter aligns itself vertically in the water so that the upper third is always above the water surface. This ensures a clear view of the sky for both GPS and satellite reception. In the recovery mode, the position of the lost goods is continuously determined over an interval that can be individually defined by the customer and transmitted via the satellite radio module.
  • the decoupling mechanism consists of the following individual components: metal body with decoupling socket, decoupling socket, spring, two steel balls, steel locking axle, high-torque motor.
  • the decoupling mechanism serves as an attachment between the holding and transmitting part.
  • the following description refers to 12 .
  • It includes a housing made of machined metal, preferably steel.
  • at least the base and socket are made of steel to reduce costs.
  • the housing has a cylindrical base with a hole in the middle when viewed from below. This cylindrical base is partially milled into the case with a slight flange. This indentation milled into the housing serves as a cavity for inserting a spring.
  • On the sides of the cylindrical base are two opposite holes, each slightly larger than the diameter of the steel balls that can be inserted there.
  • the housing also has a cut-out for inserting a high-torque motor, with a steel locking axle attached to the shaft.
  • the motor is, for example, a stepper or servo motor with a very high torque, which enables the rotor to be positioned to the degree via external electrical signals.
  • the locking axis fits exactly into the central bore of the cylindrical base and has two parallel indentations which correspond to the side bores of the base. The depth of the depressions is about one third of the diameter of one of the two spheres.
  • a socket made of steel is attached to the base. This socket has two laterally opposite bores, the diameter of which is slightly smaller than that of the balls.
  • the socket also has an integrated thread for a fastening screw.
  • the spring When the socket is fully attached to the base, the spring is in a tensioned state.
  • the holes on the side of the base correspond to the holes on the side of the socket. If the locking axis is turned 90 degrees by the motor, the balls are pushed outwards and press against the side holes of the socket. In this state, the jamming balls prevent the socket from being ejected. This is the four-barred state. If the motor turns the locking axle again by 90 degrees, the pressure of the spring presses the balls into the recess of the locking axle and the socket is pushed off. This is the unlocked state.
  • the cloud-based information system includes a cluster of redundant internet services. Duties include receiving and storing data sent by all tracers and external devices. The data is received either as normal IP packets via CoAP or MQTT via the LPWAN or mesh network or via HTTP POST from the ground stations of the satellite-supported system.
  • the platform includes a graphical interface for visualizing this data, for example to display the respective position of a tracer on a map with the reported alarm or to graphically display status data.
  • Additional functionalities include multi-client capability and options for linking tracer devices, mandates (customers) and other external metadata such as e.g. B. Information about the currently responsible carrier.
  • each customer activates a coupling mode for a respective tracer via the graphical interface.
  • This is used to connect or couple external devices via the integrated mesh wireless module.
  • the configuration of the external devices is possible in order to program user-defined behavior. This includes, for example, the power regulation of a cooling unit when the temperature exceeds or falls below a limit.
  • the localization and transmission intervals can be individually configured by each customer for the tracers that are in operation via the graphical user interface. Intelligent algorithms calculate the effects of these settings on battery life and display them to the customer.
  • each customer can set up geozones individually for each of their tracers via a map view.
  • a geozone can be set up for a specific time interval in which these goods are not allowed to leave the defined area.
  • fixed routes or areas can be defined for the goods, which must be adhered to or avoided during transport due to insurance conditions. Such areas include, for example, conflict areas, which could speed up transport, but represent an unreasonable risk for insurance companies.
  • the cloud-based platform supports the transmission and execution of firmware updates over the cellular-based LPWAN for each tracer connected to the platform.
  • the goods can shatter as a result of the impact (especially containers), which means that in this case a tracer device would only be able to locate the respective piece of debris, but not the entire goods.
  • pieces of debris can spread over a wide region and some are buoyant.
  • current satellite images optical and radar
  • These images are automatically evaluated by an artificial intelligence to draw conclusions about the structural integrity of the goods lost at sea. Debris floating around serves as an indicator.
  • the images are used to determine whether the goods are still floating on the water surface or have already at least partially sunk (no longer visible). Furthermore, it is possible to track other lost and buoyant goods that do not have an attached tracer device.
  • the tracer device In the event of loss, the tracer device is capable of precise localization to a depth of 1000 meters. When this depth is exceeded, intelligent ones start Algorithms in the cloud-based information system and continuously calculate the estimated position based on the last known position and external data on ocean currents located below the water surface. This is particularly helpful for goods such as containers, which sink slowly due to air pockets and float under the water surface for a long time.
  • CCS Collecte Localization Satellites
  • Low-energy long-distance networks are ideal on land due to their particularly low energy consumption and radio ranges of up to 10 kilometers. Due to the global distribution of the positioning and monitoring system described, global coverage of such a low-energy wide area network is of top priority.
  • the system therefore uses the mobile radio standards LTE-M or NB-loT, which are available wherever LTE or 5G is available. Both LTE-M and NB-loT are used in parallel by the system and automatically switch between the standards depending on availability.
  • the monitoring device 2 has a base body 4 which can be arranged on a transport container 3 or on a product.
  • a floating body 6 is fastened to the base body 4 .
  • a solar cell 62 is also attached to the floating body 6 and is set up to supply the monitoring device 2 at least partially with the energy required for operation.
  • the base body 4 of the monitoring device 2 is arranged on a product, in particular on a transport container 3 for transporting a product, by means of an adhesive surface 64 .
  • 3 shows the monitoring device 2 in a perspective view.
  • the floating body 6 is locked to the base body 4, which corresponds to a first operating state B1.
  • the 4 shows the monitoring device 2 in a second operating state B2, in which the floating body 6 has been separated from the base body 4.
  • the base body 4 has a decoupling socket 70 into which ball grooves 72 are introduced.
  • a seal 68 By means of a seal 68, the floating body 6 in the in the Fig. 1 bis 3 shown first operating state B1 sealed against the base body 4.
  • the floating body 6 is permanently connected to the base body 4 via a connecting means 10 (not shown).
  • the connecting means 10 can be in the form of a cord, for example, which is guided out of the base body 4 through a cord bushing 66 .
  • FIG 5 shows in particular an underside of the floating body 6 in the second operating state B2.
  • a seal socket 76 is provided on the underside of the floating body 6, which is connected to the seal 68 (cf. 4 ) works together.
  • the floating body 6 also has a cord attachment 74 to which the connecting means 10 or the cord is connected to the floating body.
  • a spring 78 arranged between the floating body 6 and the base body 4 facilitates the separation of the floating body 6 from the base body 4 in the second operating state B2.
  • FIG. 6 shows the monitoring device 2 in a perspective view from a rear side.
  • latching means 5 Arranged on the base body 4 are latching means 5 which, in the first operating state B1, engage in latching means receptacles 7 which are fastened to the floating body 6.
  • the monitoring device 2 has a circuit board 80.
  • FIG. The circuit board 80 is arranged in the floating body 6 .
  • Batteries 82 and an accumulator 84 for supplying energy are also arranged in the floating body 6 .
  • the monitoring device 2 also has a decoupling device 8 .
  • the decoupling device 8 is in the 9 and 10 more detailed.
  • the decoupling device 8 has a motor 9 which is connected to a locking axle 92 . A rotation of the locking axis 92 brings the decoupling device 8 from the first operating state B1 into the second operating state B2.
  • the decoupling device 8 also has a washer 94 and a fastening disk 96 .
  • a cord drum 98 is arranged in the lower area of the monitoring device 2, in particular in the base body 4, a cord drum 98 is arranged.
  • the decoupling device 8 also has a decoupling socket 70 .
  • Out 7 The seal 68, the cord attachment 74 and the cord bushing 66 can also be seen.
  • the cord taken up on the cord drum 98 is guided through the cord guide 66 to the cord attachment 74 of the floating body and fastened to it.
  • FIG 8 shows a further sectional view of a monitoring device 2, wherein the in 8 selected cutting plane is perpendicular to the in 7 selected cutting plane.
  • the monitoring device 2 in particular the floating body 6 of the monitoring device 2 , has a water sensor 28 .
  • the water sensor 28 has differential electrodes 30 .
  • the decoupling device has 8 locking balls 100, the function of which is described below with reference to FIG 10 will be explained in more detail.
  • the cord drum 98 is mounted by means of ball bearings 99.
  • the decoupling device 8 is based on 9 and 10 detailed.
  • the decoupling device 8 has a decoupling socket 70 .
  • the decoupling socket 70 is connected to the base body 4 .
  • a decoupling socket 86 can be accommodated in the decoupling socket 70 and is connected to the floating body 6 .
  • the decoupling socket 86 has a central bore 73 therein.
  • the spring element 78 is configured to apply a spring force to the decoupling socket 70 .
  • a locking axle 92 is rotatably received in the bore 73 .
  • the locking axis 92 is in 10 shown in a release position F.
  • On one side of the decoupling base 86 are bores 75, in each of which a locking ball 100 is accommodated.
  • the locking pin 92 has a recess 77 at the level of the bore 75 .
  • the depression 77 is designed to push the locking ball 100 outwards in the locking position and to at least partially accommodate it in the release position F.
  • the decoupling mount 70 has a ball groove 72 at the level of the bore 75 .
  • the ball groove 72 is adapted to partially receive the locking ball 100 in the locking position so that the decoupling socket 70 is connected to the decoupling base 86 and wherein in the release position F the locking ball 100 is pushed by the spring element 78 in the direction of the locking axis 92, whereby the decoupling socket 70 is released and finally repelled.
  • a washer 94 which is held in place by a screw 96 .
  • FIG. 11 12 shows an exemplary embodiment of a monitoring system 41.
  • the monitoring system 41 has a monitoring device 2 and a cloud-based information system 42.
  • the cloud-based information system 42 is connected to the monitoring device 2 in a data-conducting manner via a wireless network 20 .
  • the monitoring system 41 again has a monitoring device 2 and a cloud-based information system 42.
  • FIG. The cloud-based information system 42 is about the wireless network 20 connected to the monitoring device 2 for data transmission.
  • the cloud-based information system 42 is connected to a monitoring unit 104 , an updating unit 108 and an analysis unit 106 .
  • the cloud-based information system is connected to wireless networks 20, in particular a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN) 32 and a satellite uplink 112.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the cloud-based information system 42 is also connected to a network (mesh 116) of further monitoring devices 2 via a gateway 114 tied together.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the monitoring device 2 is in turn connected to the mobile radio-based low-energy wide area network 32 , a navigation satellite system 110 and the satellite uplink 112 .
  • the monitoring device 2 is also connected to the mesh 2 .
  • Internal sensors 132 are arranged in the monitoring device 2 .
  • the monitoring device 2 is set up to communicate with external actuators 118 .
  • the external actuators 118 can be, for example, a cooling control actuator 120 or an intruder alarm actuator 122.
  • the monitoring device 2 is also set up to communicate with external sensors 124 .
  • external sensors 124 are a temperature sensor 126, a humidity sensor 128 or a door opening sensor 130.
  • Method 44 has the steps: detecting 46 a free fall of the monitoring device 2, in particular by means of an acceleration sensor 22 arranged in the monitoring device 2, determining 48 an impact of the monitoring device 2 on the water surface, in particular by means of an acceleration sensor 22, determining 50 water contact of the monitoring device 2, in particular by means of a water sensor 28 arranged on the monitoring device 2, output 52 of an overboard signal 53 on the basis of the previous steps, the signal 53 characterizing the monitoring device 2 going overboard, determining 54 whether a connection of the monitoring device 2 to a non-satellite-based data network 55, in particular to a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN) 32, the overboard signal 53 being output only if a connection of the monitoring device 2 to the non-satellite-based D data network 55 does not exist, the output 52 of the over
  • the monitoring device 2 has a base body 4 and a floating body 6 arranged thereon.
  • the floating body 6 has a condition monitoring unit 12 which has a position monitoring unit 14 arranged in the floating body 6 .
  • the position monitoring unit 14 has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system 110 .
  • a transmission unit 16 is also arranged in the floating body 6 and is connected to the status monitoring unit 12 in a data-conducting manner.
  • the floating body 6 also has an acceleration sensor 22 which is set up to generate acceleration signals 24 .
  • the acceleration sensor 22 can have a plurality of accelerometers (not shown), with one of the accelerometers being set up in particular to detect a free fall and another accelerometer to determine vibrations, shocks and other events with comparatively high G forces.
  • the status monitoring unit 12 is set up to generate status data 26 .

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Abstract

Eine Überwachungsvorrichtung (2) zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern (3) transportierten Waren, mit einem an der Ware anordnenbaren Grundkörper (4), einem Schwimmkörper (6), welcher mittels einer Abkopplungseinrichtung (8) lösbar an dem Grundkörper (4) angeordnet ist und über ein Verbindungsmittel (10) permanent mit dem Grundkörper (4) verbunden ist, wobei der Schwimmkörper (6) mittels der Abkopplungseinrichtung (8) in einem ersten Betriebszustand (B1) an dem Grundkörper (4) verriegelt ist und in einem zweiten Betriebszustand (B2), welcher im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung (2) aktiviert wird, von dem Grundkörper (4) freigegeben ist, einer Zustandsüberwachungseinheit (12) mit einer Positionsüberwachungseinheit (14) und einer Übertragungseinheit (16), die beide in dem Schwimmkörper (6) angeordnet.Erfindungsgemäß ist die Positionsüberwachungseinheit (14) dazu eingerichtet, die Position des Schwimmkörpers (6) in dem ersten Betriebszustand (B1) und dem zweiten Betriebszustand (B2) zu bestimmen, und ist die Zustandsüberwachungseinheit (12) ferner dazu eingerichtet, die von der Positionsüberwachungseinheit (14) bestimmten Positionsdaten (18) an ein drahtloses Datennetz (20) in dem ersten Betriebsmodus (B1) und dem zweiten Betriebsmodus (B2) zu übermitteln.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportieren Waren, mit einem an der Ware, insbesondere dem Transportcontainer, anordnenbaren Grundkörper, einem Schwimmkörper, welcher mittels einer Abkopplungseinrichtung lösbar an dem Grundkörper angeordnet ist und über ein Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei der Schwimmkörper mittels der Abkopplungseinrichtung in einem ersten Betriebszustand an dem Grundkörper verriegelt ist und in einem zweiten Betriebszustand von dem Grundkörper freigegeben ist, wobei der zweite Betriebszustand im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung beim Seetransports aktiviert wird, einer Zustandsüberwachungseinheit mit einer in dem Schwimmkörper angeordneten Positionsüberwachungseinheit, welche einen Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems aufweist, sowie eine in dem Schwimmkörper angeordnete Übertragungseinheit, welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit verbunden ist.
  • Derartige Überwachungsvorrichtungen zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportieren Waren, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden regelmäßig dazu verwendet, im Falle eines Überbordgehens von Waren oder Transportcontainern eine Ortung der Waren zu ermöglichen. Hierdurch wird es ermöglicht, die Waren bedarfsweise zu bergen und sicherzustellen, dass Umweltgefährdungen vermieden werden. Insbesondere stellen an oder nahe unter der Wasseroberfläche treibende Container ein hohes Kollisionsrisiko für Schiffe dar.
    Bekannte Überwachungsvorrichtungen weisen typischerweise einen an einer Ware bzw. einem Container anordnenbaren Grundkörper auf sowie einen über eine Leine mit dem Grundkörper verbundenen Schwimmkörper. Der Schwimmkörper kann mittels einer Abkopplungseinrichtung von dem Grundkörper getrennt werden, wenn ein Überbordgehen der Ware bzw. des Containers detektiert wird. Derartige Überwachungsvorrichtungen sind beispielsweise aus DE 4431683 A1 oder aus EP 0 672 919 A2 bekannt.
  • Nachteilig am beschriebenen Stand der Technik wirkt sich jedoch aus, dass die Vorrichtungen ein oft unzureichendes Kosten-Nutzen-Verhältnis aufweisen, da es sich bei einem Überbordgehen einer Ware um ein vergleichsweise seltenes Ereignis handelt und die Überwachungsvorrichtung ansonsten passiv an der Ware bzw. dem Container angeordnet ist. Unter anderem deshalb konnten sich betreffende Systeme nicht in großem Umfang durchsetzen. Bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen wirkt sich darüber hinaus nachteilig aus, dass gelegentlich die Generierung von Fehlalarmen beobachtet worden ist und die Wartung bzw. Betriebsbereitschaftsprüfung oft aufwendig ist.
  • Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere war eine Überwachungsvorrichtung anzugeben, die die Erreichung einer höheren Überwachungsqualität ermöglicht, leichter zu warten ist, und für ein größeres Überwachungsspektrum einsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Überwachungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Positionsüberwachungseinheit dazu eingerichtet ist, die Position des Schwimmkörpers in dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand zu bestimmen, und die Zustandsüberwachungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, die von der Positionsüberwachungseinheit bestimmten Positionsdaten an ein drahtloses Datennetz in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus zu übermitteln.
  • Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zugrunde, dass die Überwachungsvorrichtung nicht nur im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung eine Positionsbestimmung durchführt und diese an ein drahtloses Datennetz überträgt, sondern vielmehr auch in dem ersten Betriebszustand, in dem ein regulärer Transport der Ware bzw. des Containers vorgenommen wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Überwachungsvorrichtung nicht lediglich für den sehr seltenen Fall eines Überbordgehens der mit der Überwachungsvorrichtung verbundenen Ware aktiviert wird, sondern auch während des normalen Transportbetriebs der Ware dazu verwendet werden kann, die Ware zu lokalisieren und deren geographische Position nachzuverfolgen. Auf diese Weise ist es entgegen lange bestehender Vorurteile nicht länger erforderlich, mehrere Vorrichtungen an der Ware zu befestigen, um sowohl eine allgemeine Positionsüberwachung als auch eine Positionsüberwachung im Falle eines Überbordgehens bereitzustellen, sondern beide Funktionalitäten werden nunmehr in einer einzigen Überwachungsvorrichtung vereint. Hierdurch können Kosten gespart werden, da wesentliche Komponenten, wie die Positionsüberwachungseinheit, nur ein einziges Mal vorzusehen ist, was bei bekannten Lösungen nicht der Fall ist. Auch wird der Installationsaufwand signifikant reduziert.
  • Der erste Betriebsmodus entspricht dabei jenem Zustand, bei dem der Schwimmkörper mittels der Abkopplungseinrichtung an dem Grundkörper verriegelt ist. Dies entspricht jenem Betriebszustand, bei dem Überwachungsvorrichtung an der Ware bzw. an dem Container angeordnet ist, während die Ware bzw. der Container transportiert wird, etwa auf einem Seeschiff, oder auf einem landgebundenen Verkehrsmittel. Der zweite Betriebszustand wird im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport aktiviert.
  • Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Zustandsüberwachungseinheit einen Beschleunigungssensor aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels des Beschleunigungssensors ermittelten Beschleunigungssignal wenigstens einen der folgenden Zustände zu detektieren: Erschütterung, Verzögerung, Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen, wobei die Übertragungseinheit dazu eingerichtet ist, die von der Zustandsüberwachungseinheiten bestimmten Zustandsdaten mittels der Übertragungseinheit an das drahtlose Datennetz zu übermitteln.
  • Auf diese Weise wird die Zustandsüberwachungseinheit nicht nur dazu befähigt, Positionsdaten zu ermitteln, sondern darüber hinaus auch unter Verwendung eines Beschleunigungssensors Erschütterungen, Verzögerung oder Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen. Derartige Ereignisse können zu einer Beschädigung der Ware führen und durch die Übermittlung an das drahtlose Datennetz nicht nur erkannt werden, sondern auch einem jeweiligen Transportführer bzw. Transportereignis zugeordnet werden. Auf diese Weise wird die eventuelle Durchsetzung von Versicherungs- bzw. Schadensersatzansprüchen erleichtert.
  • Vorzugsweise weist die Zustandsüberwachungseinheit einen Wassersensor auf, welcher dazu eingerichtet ist, einen Wasserkontakt zu sensieren, wobei die Zustandsüberwachungseinheit dazu eingerichtet ist, aus den Signalen des Wassersensors und des Beschleunigungssensors ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport zu detektieren, wobei der Wassersensor insbesondere als kapazitativer Sensor oder als Wasserschalter ausgebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Beschleunigungssensor mehrere Beschleunigungsmesser auf, wobei insbesondere einer der Beschleunigungsmesser dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungsmesser zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften. Alternativ können mehrere Beschleunigungssensoren vorgesehen sein, wobei insbesondere einer der Beschleunigungssensoren dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungssensor zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften.
  • Durch die Kombination aus Wassersensor und Beschleunigungssensor lässt sich die Erkennungsgenauigkeit eines Überbordgehens einer mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware deutlich verbessern. Beschleunigungsereignisse allein erlauben regelmäßig keine sichere Erkennung, dass die mit der Überwachungsvorrichtung versehene Ware über Bord gegangen ist. Auch die alleinige Verwendung von Wassersensoren kann im Falle von Feuchtigkeitskontakt an Bord des Schiffes zu Fehlalarm führen. Im Übrigen wirkt sich vorteilhaft aus, dass der zur Erkennung von Beschleunigungssignalen ohnehin erforderlichen Beschleunigungssensor nicht nur im Normalbetrieb zum Detektieren von Erschütterungs- oder Verzögerungszuständen verwendet werden kann, sondern eben auch zur Miterkennung eines Überbordgehens der mit Überwachungsvorrichtung versehenen Ware herangezogen werden kann. Durch diese Funktionsintegration wird die Komplexität der Vorrichtung reduziert.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Zustandsüberwachungseinheit dazu eingerichtet, die Abkopplungseinrichtung von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn die Zustandsüberwachungseinheit ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport detektiert. Auf diese Weise wird im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung der Schwimmkörper von dem Grundkörper getrennt, sodass der Schwimmkörper im Falle eines Untergehens der mit der Überwachungsvorrichtung versehenden Ware innerhalb der durch das Verbindungsmittel vorgegebenen Grenzen an der Wasseroberfläche verbleiben kann und die Positionsbestimmung durchführen bzw. die Positionsdaten aussenden kann.
  • Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Übertragungseinheit dazu eingerichtet ist, mit wenigstens einem der folgenden drahtlosen Datennetze unidirektional oder bidirektional zu kommunizieren: mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN), Mesh-Netzwerk, satellitenbasiertes Netzwerk. Die betreffenden Datennetze haben sich für den hier vorliegenden Anwendungsfall als besonders geeignet gezeigt. Die Verwendung eines mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetzes bzw. eines Mesh-Netzwerkes reduzieren den Energiebedarf der Überwachungsvorrichtung. Der Vorteil eines satellitenbasierten Netzwerkes liegt darin, dass ein solches weitestgehend unabhängig ist von der geographischen Position der Überwachungsvorrichtung, wobei eine sichere Funktion eines solchen Netzwerkes auch auf See und in großer Entfernung zum Festland gegeben ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Daten in dem ersten Betriebszustand an das mobilfunkbasierte Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz oder das Mesh-Netzwerk übermittelt und/oder die Daten in dem zweiten Betriebszustand an das satellitenbasierte Netzwerk übermittelt. Mit anderen Worten erfolgt im normalen Transportbetrieb vorzugsweise eine Datenübermittlung an land- bzw. schiffsbasierte Netze, wie ein Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz oder ein Mesh-Netzwerk. Für den Fall, dass die mit der Überwachungsvorrichtung verbundene Ware über Bord gegangen ist, ist insbesondere abseits der Küstenbereiche davon auszugehen, dass land- bzw. schiffsbasierte Datennetze nicht länger verfügbar sind. In diesem Fall erfolgt die Kommunikation vorzugsweise mit dem satellitenbasierten Netzwerk.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abkopplungseinrichtung eine mit dem Grundkörper verbundene Abkopplungsfassung einen in der Abkopplungsfassung aufnehmbaren und mit dem Schwimmkörper verbundenen Abkopplungssockel mit einer mittigen Bohrung, ein Federelement, welches dazu eingerichtet ist, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung aufzubringen, sowie eine drehbar in der Bohrung aufgenommene Verriegelungsachse auf, welche in eine Verrieglungsstellung und eine Freigabestellung drehbar ist. Vorzugsweise ist an einer Seite des Abkopplungssockels wenigstens eine Bohrung angeordnet, in der wenigstens eine Verriegelungskugel aufgenommen ist. Vorzugsweise weist die Verriegelungsachse in Höhe der Bohrung eine Vertiefung auf, welche dazu eingerichtet ist, die Verriegelungskugel in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung zumindest teilweise aufzunehmen. Vorzugsweise weist die Abkopplungsfassung in Höhe der Bohrung eine Kugelrille auf, welche die Verriegelungskugel in der Verriegelungsstellung teilweise aufnimmt, sodass die Abkopplungsfassung mit dem Abkopplungssockel verbunden ist, und wobei eine Freigabestellung die Kugel durch das Federelement in Richtung der Verriegelungsachse gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung freigegeben und abgestoßen wird.
  • Eine derartige Ausbildung der Abkopplungseinrichtung hat sich als besonders geeignet erwiesen, um eine sichere und wartungsarme Abkopplungsmöglichkeit bereitzustellen, welche im Falle eines Überbordgehens der mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware zuverlässig und sicher einer Separierung des Schwimmkörpers von dem Grundkörper bewirkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Überwachungseinheit ferner dazu eingerichtet, mit außerhalb der Überwachungsvorrichtung angeordneten Sensoren und/oder Aktoren zu kommunizieren und eine Kopplung mit den Sensoren und/oder Aktoren herzustellen. Auf diese Weise kann die Übertragungseinheit beispielsweise mit Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- oder Türöffnungssensoren gekoppelt werden und/oder mit Aktoren, betreffend beispielsweise eine Kühlsteuerung oder einen Einbruchsalarm.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zustandsüberwachungseinheit ferner dazu eingerichtet, auf Basis der von der Positionsüberwachungseinheit ermittelten Positionsdaten Positionsalarme beim Verlassen von definierten geographischen Zonen zu generieren. Hierdurch wird ermöglicht, sicherzustellen, dass sich die mit der Zustandsüberwachungseinheit versehene Ware in den gewünschten geographischen Zonen befindet.
  • Vorzugsweise weisen der Grundkörper und/oder der Schwimmkörper eine lichtreflektierende Signalfarbe auf. Hierdurch wird eine verbesserte Erkennbarkeit im Wasser sichergestellt. Vorzugsweise weist die Überwachungsvorrichtung einen Magnetschalter zum Einschalten der Überwachungsvorrichtung auf.
  • Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf eine Überwachungsvorrichtung beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Überwachungssystem zu Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportierten Waren, mit einer Überwachungsvorrichtung und einem cloud-basierten Informationssystem, wobei das cloud-basierte Informationssystem über ein drahtloses Netzwerk mit der Überwachungsvorrichtung datenleitend verbunden ist.
  • Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Überwachungssystem, indem die Überwachungsvorrichtung nach einem der obigen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.
  • Das Überwachungssystem macht sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze wie die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und umgekehrt. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hier miteinbezogen.
  • Das Überwachungssystem mit dem cloudbasierten Informationssystem ermöglicht zusammengefasst eine detaillierte Überwachung, Analyse und Steuerung der Überwachungsvorrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das cloud-basierte Informationssystem dazu eingerichtet, wenigstens eines der folgenden auszuführen: Daten von der Überwachungsvorrichtung zu empfangen, von der Überwachungsvorrichtung empfangene Daten auszuwerten und darzustellen, Konfigurationsdaten an die Überwachungsvorrichtung zu senden, wobei die Konfigurationsdaten insbesondere Lokalisierungs- und/oder Sendeintervalle und/oder Geozonen umfassen, Firmware-Updates an die Überwachungsvorrichtung zu senden, einen Kopplungsmodus zum drahtlosen Verbinden von externen Sensoren und/oder Aktoren mit der Überwachungsvorrichtung über das drahtlose Datennetz zu initiieren.
  • Vorzugsweise ist das cloudbasierte Informationssystem ferner dazu eingerichtet, im Falle eines Verlustes der Verbindung zu dem Überwachungssystem, die Position des Überwachungssystems auf Basis der letzten übermittelten Position und externer Daten, insbesondere auf Basis externer Daten betreffend unterhalb der Meeresoberfläche befindlicher Strömungen, zu bestimmen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das cloudbasierte Informationssystem ferner dazu eingerichtet, Satellitenbilder der letzten übermittelten Position der Überwachungsvorrichtung abzurufen und hieraus einen Zustand der mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware zu ermitteln.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einen Transportcontainer angeordneten Überwachungsvorrichtung beim Seetransport.
  • Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Verfahren mit den Schritten: Detektieren eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung, insbesondere mittels eines in der Überwachungsvorrichtung angeordneten Beschleunigungssensors, Ermitteln eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung auf der Wasseroberfläche, insbesondere mittels eines Beschleunigungssensors, Ermitteln eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung angeordneten Wassersensors, Ausgabe eines Überbord-Signals auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung charakterisiert, und wobei die Überwachungsvorrichtung insbesondere nach einem der oben stehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnisse zunutze, dass die Verwendung eines einzigen Sensors allein oft keine hinreichenden genauen Schlüsse darüber zulässt, inwieweit die Ware mit der daran angeordneten Überwachungsvorrichtung tatsächlich über Bord gegangen ist. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wird die Detektionsgenauigkeit eines betreffenden Überbordgehens erhöht.
  • Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Verfahren weiterhin den Schritt aufweist: Ermitteln, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu einem nicht-satelliten-basierten Datennetz, insbesondere zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) besteht, wobei das Überbord-Signal nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu dem nicht-satellitenbasierten Datennetz nicht besteht.
  • Durch die betreffenden Verfahrensmerkmale wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarm weiter reduziert. So deutet das Vorhandensein eines nicht-satellitenbasierten Datennetzes darauf hin, dass sich die Ware entweder an Land befindet oder aber noch an Bord des Schiffes. Erst wenn derartige nicht-satellitenbasierten Datennetze nicht länger verfügbar sind, ist in Zusammenschau mit den weiteren Verfahrensschritten in hoher Sicherheit davon auszugehen, dass die Ware mit der daran angeordneten Überwachungsvorrichtung tatsächlich über Bord gegangen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Ausgabe des Überbord-Signals bei der Überwachungsvorrichtung die folgenden Schritte: Lösen eines Schwimmkörpers von der Überwachungsvorrichtung, sodass der Schwimmkörper auf einer Wasseroberfläche aufschwimmt, wobei der Schwimmkörper über ein Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper der Überwachungsvorrichtung verbunden ist, Ermitteln einer Position des Schwimmkörpers, insbesondere mittels einer Positionsüberwachungseinheit, welche ein Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems aufweist, Absenden der Position der Überwachungsvorrichtung an ein satellitenbasiertes Datennetz.
  • Nachfolgend wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung bzw. des Überwachungssystems beschrieben. Die Überwachungsvorrichtung wird nachfolgend als Tracer bezeichnet. Der Tracer entspricht der Überwachungsvorrichtung.
  • Vorzugsweise erfolgt eine initiale Geräte-Konfiguration und Bereitstellung (Provisioning) im Kundenkonto innerhalb der cloudbasierten Plattform durch Zuordnung der eindeutigen Tracer-Geräteseriennummer zu einer vom Kunden für die Ware bereitgestellten Identifikationsnummer. Dadurch ist sichergestellt, dass eine Ware eindeutig seinem jeweiligen Tracer-Gerät zugeordnet ist.
  • Der Tracer wird vor Anbringung über einen integrierten Magnetschalter durch Anlegen eines Magnetfeldes (z.B. Permanentmagnet) aktiviert. Die Montage erfolgt dann an einer leicht zugänglichen Stelle der Ware. Über ein mobilfunkbasiertes LPWAN erfolgt die erste Kontaktaufnahme mit der cloudbasierten Plattform, um die Betriebsaufnahme zu signalisieren.
  • Nach dem Provisioning und der Anbringung erfolgt die fortlaufende Übertragung der Position, vorausgesetzt der Tracer ist in Reichweite eines LPWAN bzw. zu einem Mesh-Netzwerk gehörendem Internet-Gateway. Zu diesem Zeitpunkt ist die individuelle Konfiguration des Sendeintervalls über die cloudbasierte Plattform vom Kunden möglich.
  • Eine ereignisbasierte Zustandsüberwachung sendet bei Überschreitung von inertialen Grenzwerten zeitgestempelte und mit der Position versehene Alarme. Zu diesen inertialen Ereignissen gehören Stöße bzw. Erschütterungen während der Verladung oder des Transportes, welche als Indikator für einen potenziellen Schaden an der Ware dienen.
  • Die Zustandsüberwachung ist außerdem dafür zuständig Daten drahtlos von externen Sensoren auszulesen und auf Basis dessen die externen Aktoren anzusteuern. Die Verknüpfung und Konfiguration zwischen Sensorwerten und Aktoren-Ansteuerung erfolgt durch den Kunden über die cloudbasierte Plattform. Dabei werden externe Sensordaten bzw. Steuerbefehle von der Cloud bevorzugt über LPWAN übertragen. Auf dem Seeweg ist LPWAN nicht verfügbar, weshalb anfallende Daten optional über das Mesh-Netzwerk an ein auf der Schiffsbrücke befindliches Internet-Gateway weitergeleitet wird. Von dort werden die Daten über die schiffsinterne Satelliten-Verbindung mit der cloudbasierten Plattform ausgetauscht.
  • Die Erkennung des Verlustes der Ware auf See übernimmt ebenfalls die Zustandsüberwachung, welche während der gesamten Lebensdauer des Tracer-Gerätes kontinuierlich inertiale Messungen vornimmt.
  • Ein Verlust beginnt mit einem inertialen Ereignis in Form eines freien Falls. Zwecks Erkennung von falsch positiven Ereignissen geht das Überwachungssystem optional davon aus, dass kein Signal zu einem mobilfunkbasiertem LPWAN besteht, da dieses beim Transport auf dem Seeweg nicht verfügbar ist. Besteht ein Signal, werden das Ereignis des freien Falls und darauffolgende Verlustereignisse verworfen. Ist das Signal nicht verfügbar, so aktiviert das Überwachungssystem einen hochpräzisen kapazitiven Sensor und beginnt mit der Messung des ihn umgebenden elektrischen Feldes, um einen Basiswert während des Falls zu bestimmen. Auf den freien Fall folgt ein Aufprallschock durch das abrupte Abbremsen des Falls ins Wasser bzw. in einigen Fällen auf andere bereits über Bord gegangene Ladung.
  • Dieser Aufprallschock wird über einen inertialen Sensor registriert. Auf dieses Ereignis folgt im nächsten Schritt die Erkennung einer größeren Menge von um den Tracer befindlichem Wasser, welche durch den kapazitiven Sensor gemessen wird. Durch den Aufprall ins Wasser wird sich die Ware zumindest kurzfristig Unterwasser befinden, wodurch eine charakteristische Signaländerung des elektrischen Feldes durch den kapazitiven Sensor gemessen wird. Dieses charakteristische Signal unterscheidet sich deutlich von dem zuvor gemessenen Basiswert, weshalb kleinere Mengen Wasser, wie sie beispielsweise während des freien Falls durch Regen bei Stürmen zu erwarten sind, keinen Fehlalarm auslösen. Alternative zum kapazitiven Sensor ist ein einfacher Wasserschalter möglich, bestehend aus zwei an der Außenseite befindlichen Metallstäben, welche bei Kontakt mit größeren Mengen Wasser einen Stromkreislauf schließt und somit eine Wassererkennung ermöglichen. Ist die oben beschriebene Folge von Ereignissen eingetroffen, so aktiviert das Überwachungssystem den Wiederfindungsmodus.
  • Der Wiederfindungsmodus wird durch das Anlegen eines elektrischen Signals an einen Abkopplungsmechanismus gestartet. Der Abkopplungsmechanismus entriegelt ein Verschlusssystem, welcher im verschlossenen Zustand das Halteteil und Sendeteil des Tracers fest miteinander verbunden hält. Durch die Entriegelung wird das Sendeteil vom Halteteil abgestoßen. Sende- und Halteteil sind über eine auf einer abrollbaren Trommel aufgewickelten bis zu 1000 Meter Schnurweiterhin miteinander verbunden. Das Gehäuse des Sendeteils ist schwimmfähig, wodurch es zur Wasseroberfläche treibt bzw. von der treibenden Ware ins Wasser fällt. Dies stellt sicher, dass selbst bei teilweise oder vollständig gesunkener Ware das Sendeteil an die Wasseroberfläche treiben und Signale empfangen bzw. senden kann. Dabei bleibt Sendeteil und Halteteil bzw. Ware über die Schnur weiterhin miteinander verbunden. Nach einer kurzen Verzögerung beginnt das Sendeteil mit der fortlaufenden Positionsbestimmung über GPS. Auf eine erfolgreiche Positionsbestimmung erfolgt die Übertragung der zeitgestempelten Position und der jeweiligen Geräte Seriennummer über ein satellitengestütztes Übertragungssystem.
  • Die fortlaufende Positionsbestimmung und Datenübertragung im Wiederfindungsmodus ist für mindestens 30 Tage aktiv. Die über das satellitengestützte Übertragungssystem gesendeten Daten werden vom jeweiligen Empfangssatelliten an die nächste Bodenstation weitergeleitet und von dort an die cloudbasierte Plattform gesendet. Durch die in den Daten enthaltene Geräteseriennummer erfolgt die Zuordnung zum jeweiligen Kundenkonto.
  • Das Zeitintervall der fortlaufenden Positionsbestimmungen und Datenübertragungen mittels satellitengestütztem Übertragungssystem ist vom Kunden über das cloudbasierte Informationssystem zu jeder Zeit, an welcher sich die Ware bzw. der jeweilige Tracer an Land bzw. in Reichweite eines mobilfunkbasierten LPWAN oder Mesh-Netzwerk mit Internet-Gateway befindet, möglich.
  • Die Montage des Tracers erfolgt vorzugsweise über eine schnelltrocknende Verklebung zwischen der Rückseite des Halteteils und einer Außenseite der jeweiligen Ware. Eine weitere mögliche Form der Anbringung ist die Verschraubung des Halteteils überzwei nach hinten gerichtete Schrauben, welche zu einer mit zugehörigen Bohrlöchern versehenen Außenwand der Ware korrespondieren.
  • Der Tracer besteht aus dem Halteteil und dem Sendeteil. Beide sind über ein Verriegelungssystem fest miteinander verbunden. Beide bestehen jeweils aus einem wasserdichten, starkwandigen und widerstandsfähigen Kunststoffgehäuse. Innerhalb des Halteteils befinden sich eine Abrollbare Trommel mit einer aufgewickelten reißfesten Schnur, eine Befestigungsfassung als Gegenstück zum Sockel des Abkopplungsmechanismus.
  • Innerhalb des Sendeteils befinden sich ein Funkmodul mit Antenne zur bidirektionalen Datenkommunikation über ein mobilfunkbasiertes LPWAN, ein Funkmodul mit Antenne zur Datenübertragung über ein satellitengestütztes System, ein Funkmodul mit Antenne zur bidirektionalen Datenkommunikation über ein Multiband fähiges Mesh-Netzwerke, ein Beschleunigungssensor zur Erkennung eines freien Falls, ein Beschleunigungssensor zur Erkennung von Erschütterungen, Stößen und Aufprall ins Wasser, ein kapazitiver Sensor mit differenzial Elektroden zur Erkennung von Wasser, eine Hauptbatterie mit besonders geringer Selbstentladung, eine Puffer-Batterie zum Bereitstellen von hohen Strompulsen, eine Aufladbare Batterie zum Speichern von Photovoltaik Strom durch Energy Harvesting, eine bruchfeste CIGS Solarzelle, ein Gegengewicht zur vertikalen Aufrichtung des schwimmfähigen Gehäuses im Wasser, ein Abkopplungsmechanismus mit Sockel als Gegenstück für die Befestigungsfassung im Halteteil.
  • Im Normalbetrieb (nicht Verlustfall) sind Halte- und Sendeteil über den Abkopplungsmechanismus fest miteinander verbunden. Dabei ist der Sockel des Sendeteils fest in die Befestigungsfassung des Halteteils eingerastet. In diesem Betriebsmodus erfolgt eine kontinuierliche Zustandsüberwachung und durch ein individuell einstellbares Intervall fortlaufend eine Positionsbestimmung. Die Positionsdaten und Ereignisdaten der Zustandsüberwachung werden nach jedem erfassten Datensatz über ein mobilfunkbasiertes LPWAN bzw. selbstverwaltendes drahtloses Mesh-Netzwerk mit Internet-Gateway in Reichweite übertragen. Über das Mesh-Netzwerk ist zudem der Austausch von Zustands- und Steuerdaten mit bzw. zwischen externer Sensorik und Aktorik möglich. Hierbei fungiert der Tracer als Zwischenspeicher, Steuerzentrale und Gateway zwischen Internet-Gateway und allen verbundenen externen Sensoren und Aktoren. Die Übertragung der Zustands- und Steuerdaten erfolgt vorzugsweise über LPWAN.
  • Alternativ zum auf dem Seeweg fehlenden LPWAN werden die Daten über das schiffsumspannende Mesh Netzwerk und ein auf der Schiffsbrücke befindliches Internet-Gateway über die schiffsinterne Satelliten-Verbindung übertragen. Jeder Tracer ist dabei ein Knoten, welcher mit allen benachbarten Knoten verbunden ist und somit durch Hopping eine Datenübertragung auch an die entlegensten Ecken des Schiffes ermöglicht.
  • Ist LPWAN über eine längere Zeit nicht verfügbar, so wird davon ausgegangen, dass sich die transportierte Ware auf dem Seeweg befindet. Die Zustandsüberwachung ist zu diesem Zeitpunkt in der Lage über die zuvor beschriebene Ereigniskette den Verlust der Ware auf See zu erkennen. Trifft die Ereigniskette ein, so wechselt der Tracer in den Wiederfindungsmodus. In diesem Modus wird durch ein elektrisches Signal die Verriegelung zwischen Sockel und Befestigungsfassung des Abkopplungsmechanismus entriegelt, sodass das Sendeteil vom Halteteil abgestoßen wird.
  • Durch das schwimmfähige Gehäuse des Sendeteils treibt es zur Wasseroberfläche, bleibt jedoch über eine Schnur, welche von einer im Halteteil befindlichen Trommel abgerollt wird, mit der Ware verbunden. Aufgrund der gezielten Platzierung aller schweren Bauteile in der Unterseite des Gehäuses, richtet sich das Sendeteil im Wasser vertikal aus, sodass sich das obere Drittel stets über der Wasseroberfläche befindet. Dies stellt freie Sicht zum Himmel sicher, damit sowohl GPS als auch Satelliten Empfang gegeben sind. Im Wiederfindungsmodus wird über ein vom Kunden individuell festlegbares Intervall fortlaufend die Position der verlorenen Ware bestimmt und über das Satelliten Funkmodul übertragen.
  • Der Abkopplungsmechanismus besteht aus den folgenden Einzelbestandteilen: Metallgehäuse mit Abkopplungs-Fassung, Abkopplungs-Sockel, Feder, zwei Stahlkugeln, Verriegelungsachse aus Stahl, Hochdrehmoment Motor.
  • Der Abkopplungsmechanismus dient als Befestigung zwischen Halte- und Sendeteil. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 12. Er umfasst ein Gehäuse aus gefrästem Metall, vorzugsweise Stahl. Zwecks Kostenreduktion bestehen alternativ zumindest Sockel und Fassung aus Stahl. Das Gehäuse hat einen zylinderförmigen Sockel mit einer von unten gesehen mittigen Bohrung. Dieser zylindrische Sockel ist zum Teil mit einem leichten Flansch in das Gehäuse hineingefräst. Diese ins Gehäuse gefräste Vertiefung dient als Hohlraum zum Einlassen einer Sprungfeder. An den Seiten des zylinderförmigen Sockels sind zwei gegenüberliegende Bohrungen, welche jeweils etwas größer als der Durchmesser der dort einlassbaren Stahlkugeln ist.
  • Im Gehäuse befindet sich zudem eine Ausfräsung zum Einsetzen eines Hochdrehmomentmotors, auf dessen Welle eine Verriegelungsachse aus Stahl aufgesteckt ist. Bei dem Motor handelt es sich beispielsweise um einen Schritt- oder Servomotor mit sehr hohem Drehmoment, welcher eine gradgenaue Rotorstellung über externe elektrische Signale ermöglicht. Die Verriegelungsachse passt genau in die mittige Bohrung des zylinderförmigen Sockels und hat zwei parallel zueinander liegende Vertiefungen, welche mit den seitlichen Bohrungen des Sockels korrespondieren. Die Tiefe der Vertiefungen beträgt etwa ein Drittel des Durchmessers einer der beiden Kugeln. Auf den Sockel wird eine Fassung aus Stahl aufgesteckt. Diese Fassung hat zwei seitlich gegenüberliegende Bohrungen, dessen Durchmesser etwas kleiner ist, als die der Kugeln. Die Fassung hat zudem ein integriertes Gewinde für eine Befestigungsschraube.
  • Wird die Fassung vollständig auf den Sockel aufgesteckt, so befindet sich die Feder in einem gespannten Zustand. Die seitlichen Bohrungen des Sockels korrespondieren mit den seitlichen Bohrungen der Fassung. Wird die Verriegelungsachse durch den Motor um 90 Grad gedreht, so werden die Kugeln nach außen Gedrückt und pressen gegen die seitlichen Bohrungen der Fassung. In diesem Zustand hindern die blockierenden Kugeln die Fassung daran abgestoßen zu werden. Dies ist der vierriegelte Zustand. Wird die Verriegelungsachse erneut vom Motor um 90 Grad gedreht, so werden durch den Druck der Feder die Kugeln in die Vertiefung der Verriegelungsachse gedrückt und die Fassung abgestoßen. Dies ist der entriegelte Zustand.
  • Das cloudbasierte Informationssystem umfasst ein Cluster von redundanten Internetdiensten. Zu den Aufgaben gehört das Empfangen und Speichen der von allen Tracern und externen Geräten gesendeten Daten. Dabei werden die Daten entweder als normale IP-Pakete via CoAP oder MQTT über das LPWAN bzw. Mesh-Netzwerk oder über HTTP POST von den Bodenstationen des satelliten-gestützten Systems empfangen. Die Plattform umfasst eine grafische Oberfläche zur Visualisierung dieser Daten, um beispielsweise die jeweilige Position eines Tracers auf einer Landkarte mit dem gemeldeten Alarm anzuzeigen oder Zustandsdaten grafisch darzustellen.
  • Zu den weiteren Funktionalitäten gehören eine Mehrmandantenfähigkeit und Möglichkeiten zur Verknüpfung von Tracer-Geräten, Mandaten (Kunden) und anderen externen Metadaten wie z. B. Angaben über den aktuell verantwortlichen Transporteur.
  • Darüber hinaus ist über die grafische Oberfläche für jeden Kunden möglich, einen Kopplungsmodus für einen jeweiligen Tracer zu aktivieren. Dieser dient dazu, um externe Geräte über das integrierte Mesh Funkmodul zu verbinden bzw. zu koppeln. Im weiteren Schritt ist die Konfiguration der externen Geräte möglich, um benutzerdefiniertes Verhalten zu programmieren. Dazu gehört z.B. die Leistungsregulierung eins Kühlaggregats bei Überschreitung- bzw. Unterschreitung einer Temperaturgrenze.
  • Die Lokalisierungs- bzw. Sendeintervalle lassen sich von jedem Kunden für seine in Betrieb befindlichen Tracer über die grafische Oberfläche individuell konfigurieren. Dabei berechnen intelligente Algorithmen die Auswirkungen dieser Einstellungen auf die Batterielebensdauer und zeigen diese dem Kunden an.
  • Zum Schutz vor Diebstahl oder zwecks Einhaltung von Routen, kann jeder Kunde individuell für jeden seiner Tracer über eine Kartenansicht Geozonen einrichten. Somit kann beispielsweise beim Abladen einer Ware am Hafen eine Geozone für ein bestimmtes Zeitintervall eingerichtet werden, in welchem diese Ware den festgelegten Bereich nicht verlassen darf. Des Weiteren können feste Routen bzw. Bereiche für die Ware definiert werden, die aufgrund von Versicherungsbedingungen während des Transportes eingehalten bzw. gemieden werden müssen. Zu solchen Bereichen gehören z.B. Konfliktgebiete, die einen Transport zwar beschleunigen könnten, jedoch für Versicherungen ein unzumutbares Risiko darstellen.
  • Zwecks Fehlerbehebungen und Funktionalitätserweiterungen unterstützt die cloudbasierte Plattform die Übertragung und Ausführung von Firmware Updates über das mobilfunkbasierte LPWAN für jeden mit der Plattform verbundenen Tracer.
  • Die Ware kann im Verlustfall durch den Aufprall zerschellen (insbesondere Container), wodurch in diesem Fall ein Tracer Gerät nur in der Lage wäre das jeweilige Trümmerteil zu Orten, nicht jedoch die gesamte Ware. Trümmerteile können sich nach einiger Zeit über eine weite Region erstrecken und sind zum Teil schwimmfähig. Um festzustellen, ob die Ware zerschellt ist, wird anhand der aktuellen Position der Ware über die Cloud von einem externen Dienstleister aktuelle Satelliten Bilder (optisch und Radar) der jeweiligen Region abgerufen. Diese Bilder werden automatisch von einer Künstlichen Intelligenz ausgewertet, um Rückschlüsse über die strukturelle Integrität der auf See verlorenen Ware zu ermitteln. Herumtreibende Trümmerteile dienen dabei als Indikator. Darüber hinaus dienen die Bildaufnahmen dazu, um zu ermitteln, ob die Ware noch auf der Wasseroberfläche treibt, oder bereits zumindest teilweise gesunken ist (nicht mehr sichtbar). Des Weiteren ist es möglich weitere verlorene und schwimmfähige Ware zu verfolgen, welche über kein angebrachtes Tracer Gerät verfügen.
  • Im Verlustfall ist das Tracer-Gerät in der Lage, bis zu einer Tiefe von 1000 Metern eine präzise Lokalisierung durchzuführen. Bei Überschreitung dieser Tiefe starten intelligente Algorithmen im cloudbasierten Informationssystem und berechnen fortlaufend die geschätzte Position anhand der letzten bekannten Position und durch externe Daten zu unterhalb der Wasseroberfläche befindlichen Meeresströmungen. Dies ist vor allem für Güter wie Container hilfreich, welche aufgrund von Lufteinschlüssen nur langsam sinken und längere Zeit unter der Wasseroberfläche treiben.
  • Collecte Localisation Satellites (CLS) stellt mit dem Argos/Kinéis System eine kostengünstige Satelliten-Konstellation speziell für IoT-Geräte zu Verfügung. Sie erlaubt das Senden von kurzen 30 Byte Nachricht von jedem Ort auf der Erde. Diese Nachrichten werden vom jeweiligen Satelliten an die nächste Bodenstation weitergeleitet und von dort an das oben erwähnte cloudbasierte Informationssysteme gesendet. Das beschriebene Ortungs- und Überwachungssystem macht Nutzen von diesem Satelliten System durch die Verwendung des passenden Sendemoduls und einer geeigneten zum Himmel gerichteten Antenne.
  • Niedrigenergie-Weitverkehrsnetze bieten sich an Land aufgrund ihres besonders geringen Energieverbrauchs und Funkreichweiten von bis zu 10 Kilometern an. Aufgrund der globalen Verbreitung des beschriebenen Ortungs- und Überwachungssystems, ist eine globale Abdeckung solch eines Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz von oberster Priorität. Das System nutzt deshalb die Mobilfunkstandards LTE-M oder NB-loT, welche überall dort verfügbar sind, wo auch LTE bzw. 5G verfügbar ist. Sowohl LTE-M als auch NB-loT werden vom System parallel genutzt und schalten je nach Verfügbarkeit automatisch zwischen den Standards um.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
  • Hierbei zeigen:
    • Fig 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung in einer Draufsicht;
    • Fig. 2: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht angeordnet an einen Transportcontainer;
    • Fig. 3 bis 6: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 in perspektivischen Darstellungen und in unterschiedlichen Betriebszuständen;
    • Fig. 7 und 8: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung in Strichschnittansichten;
    • Fig. 9 und 10: eine erfindungsgemäße Abkopplungsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung sowie einer Schnittdarstellung;
    • Fig. 11: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems in einer Blockschalt-Darstellung;
    • Fig. 12: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems in einer schematischen Darstellung;
    • Fig. 13: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Blockschalt-Darstellung; und
    • Fig. 14: ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung 2.
  • Fig. 1 zeigt eine Überwachungsvorrichtung 2 zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern 3 (s. Fig. 2) transportieren Waren. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist einen Grundkörper 4 auf, welcher an einem Transportcontainer 3 oder einer Ware angeordnet werden kann. An dem Grundkörper 4 ist ein Schwimmkörper 6 befestigt. An dem Schwimmkörper 6 ist ferner eine Solarzelle 62 befestigt, die dazu eingerichtet ist, die Überwachungsvorrichtung 2 zumindest teilweise mit zum Betrieb erforderliche Energie zu versorgen.
  • Fig. 2 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer Seitenansicht. Der Grundkörper 4 der Überwachungsvorrichtung 2 ist mittels einer Klebefläche 64 an einer Ware, insbesondere an einem Transportcontainer 3 zum transportierten einer Ware angeordnet. Fig. 3 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer perspektivischen Ansicht. Der Schwimmkörper 6 ist an dem Grundkörper 4 verriegelt, was einem ersten Betriebszustand B1 entspricht.
  • Fig. 4 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einem zweiten Betriebszustand B2, bei welchem der Schwimmkörper 6 von dem Grundkörper 4 separiert worden ist. Der Grundkörper 4 weist zu diesem Zweck eine Abkopplungsfassung 70 auf, in die Kugelrillen 72 eingebracht sind. Mittels einer Dichtung 68 wird der Schwimmkörper 6 in dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Betriebszustand B1 gegenüber dem Grundkörper 4 abgedichtet. Der Schwimmkörper 6 ist über ein nicht gezeigtes Verbindungsmittel 10 permanent mit dem Grundkörper 4 verbunden. Das Verbindungsmittel 10 kann beispielsweise als Schnur ausgebildet sein, welche durch eine Schnurdurchführung 66 aus dem Grundkörper 4 geführt wird.
  • Fig. 5 zeigt insbesondere eine Unterseite des Schwimmkörpers 6 in dem zweiten Betriebszustand B2. An der Unterseite des Schwimmkörpers 6 ist eine Dichtungsfassung 76 vorgesehen, die mit der Dichtung 68 (vgl. Fig. 4) zusammenwirkt. Der Schwimmkörper 6 weist darüber hinaus eine Schnurbefestigung 74 auf, an der das Verbindungsmittel 10 bzw. die Schnur mit dem Schwimmkörper verbunden ist. Eine zwischen Schwimmkörper 6 und Grundkörper 4 angeordnete Feder 78 erleichtert eine Separierung des Schwimmkörpers 6 von dem Grundkörper 4 in dem zweiten Betriebszustand B2.
  • Fig. 6 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer perspektivischen Darstellung von einer Rückseite aus. An dem Grundkörper 4 sind Rastmittel 5 angeordnet, die in dem ersten Betriebszustand B1 in Rastmittelaufnahmen 7 eingreifen, welche an dem Schwimmkörper 6 befestigt sind.
  • Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht der Überwachungsvorrichtung 2. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist eine Platine 80 auf. Die Platine 80 ist in den Schwimmkörper 6 angeordnet. In dem Schwimmkörper 6 sind darüber hinaus Batterien 82 sowie ein Akkumulator 84 zur Energieversorgung angeordnet. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist ferner eine Abkopplungseinrichtung 8 auf. Die Abkopplungsvorrichtung 8 ist in den Fig. 9 und 10 näher detailliert. Die Abkopplungsvorrichtung 8 weist einen Motor 9 auf, der mit einer Verriegelungsachse 92 verbunden ist. Durch eine Rotation der Verriegelungsachse 92 wird die Abkopplungseinrichtung 8 von dem ersten Betriebszustand B1 in den zweiten Betriebszustand B2 gebracht. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist darüber hinaus eine Unterlegescheibe 94 sowie eine Befestigungsscheibe 96 auf. Im unteren Bereich der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere in dem Grundkörper 4, ist eine Schnurtrommel 98 angeordnet. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist ferner eine Abkopplungsfassung 70 auf. Aus Fig. 7 ebenfalls erkennbar sind die Dichtung 68, die Schnurbefestigung 74 und die Schnurdurchführung 66. Die auf der Schnurtrommel 98 aufgenommene Schnur wird durch die Schnurführung 66 zu der Schnurbefestigung 74 des Schwimmkörpers geführt und an dieser befestigt.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere Strichschnittansicht einer Überwachungsvorrichtung 2, wobei die in Fig. 8 gewählte Schnittebene rechtwinklig ist zu der in Fig. 7 gewählten Schnittebene.
  • Wie Fig. 8 zu entnehmen ist, weist die Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere der Schwimmkörper 6 der Überwachungsvorrichtung 2, einen Wassersensor 28 auf. Der Wassersensor 28 weist Differential-Elektroden 30 auf.
  • Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, weist die Abkopplungseinrichtung 8 Verriegelungskugeln 100 auf, deren Funktion nachfolgend anhand von Fig. 10 näher erläutert werden wird. Die Schnurtrommel 98 ist mittels Kugellager 99 gelagert.
  • Die Abkopplungseinrichtung 8 ist anhand von Fig. 9 und Fig. 10 detailliert. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist eine Abkopplungsfassung 70 auf. Die Abkopplungsfassung 70 ist mit dem Grundkörper 4 verbunden. In der Abkopplungsfassung 70 ist ein Abkopplungssockel 86 aufnehmbar und mit dem Schwimmkörper 6 verbunden. Der Abkopplungssockel 86 weist eine mittige Bohrung 73 auf. Das Federelement 78 ist dazu eingerichtet, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung 70 aufzubringen. In der Bohrung 73 ist drehbar eine Verriegelungsachse 92 aufgenommen. Die Verriegelungsachse 92 ist in Fig. 10 in einer Freigabestellung F dargestellt. An einer Seite des Abkopplungssockel 86 sind Bohrungen 75 angeordnet, in welchen jeweils eine Verriegelungskugel 100 aufgenommen ist. Die Verriegelungsachse 92 weist in Höhe der Bohrung 75 eine Vertiefung 77 auf. Die Vertiefung 77 ist dazu eingerichtet, die Verriegelungskugel 100 in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung F zumindest teilweise aufzunehmen. Die Abkopplungsfassung 70 weist in Höhe der Bohrung 75 eine Kugelrille 72 auf. Die Kugelrille 72 ist dazu eingerichtet, die Verriegelungskugel 100 in der Verriegelungsstellung teilweise aufzunehmen, sodass die Abkopplungsfassung 70 mit dem Abkopplungssockel 86 verbunden ist und wobei in der Freigabestellung F die Verriegelungskugel 100 durch das Federelement 78 in Richtung der Verriegelungsachse 92 gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung 70 freigegeben und schließlich abgestoßen wird. An der Abkopplungsfassung 70 ist ferner eine Unterlegescheibe 94 angeordnet, die durch eine Schraube 96 in Position gehalten wird.
  • Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Überwachungssystems 41. Das Überwachungssystem 41 weist eine Überwachungsvorrichtung 2 und ein cloudbasiertes Informationssystem 42 auf. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist über ein drahtloses Netzwerk 20 mit der Überwachungsvorrichtung 2 datenleitend verbunden.
  • Fig. 12 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Überwachungssystems 41. Erneut weist das Überwachungssystem 41 eine Überwachungsvorrichtung 2 und ein cloudbasiertes Informationssystem 42 auf. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist über das drahtlose Netzwerk 20 mit der Überwachungsvorrichtung 2 datenleitend verbunden. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist mit einer Überwachungseinheit 104, einer Aktualisierungseinheit 108 und einer Analyseeinheit 106 verbunden. Darüber hinaus ist das cloudbasierte Informationssystem mit drahtlosen Netzwerken 20 verbunden, insbesondere einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) 32 sowie einem Satelliten-Uplink 112. Über einen Gateway 114 ist das cloudbasierte Informationssystem 42 ferner mit einem Netz (Mesh 116) von weiteren Überwachungsvorrichtungen 2 verbunden.
  • Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ihrerseits mit dem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz 32, einem Navigationssatellitensystem 110 sowie dem Satelliten-Uplink 112 verbunden. Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ferner mit dem Mesh 2 verbunden. In der Überwachungsvorrichtung 2 sind interne Sensoren 132 angeordnet. Darüber hinaus ist die Überwachungsvorrichtung 2 dazu eingerichtet, mit externen Aktoren 118 zu kommunizieren. Die externen Aktoren 118 können beispielsweise sein ein Kühlsteuerungs-Aktor 120 oder ein Einbruchsalarm-Aktor 122.
  • Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ferne dazu eingerichtet, mit externen Sensoren 124 zu kommunizieren. Beispiele für diese externen Sensoren 124 sind ein Temperatursensor 126, ein Luftfeuchtigkeitssensor 128 oder ein Türöffnungssensor 130.
  • Fig. 13 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 44 zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einem Transportcontainer 3 angeordneten Überwachungsvorrichtung 2 bei einem Seetransport. Das Verfahren 44 weist die Schritte auf: Detektieren 46 eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere mittels eines in der Überwachungsvorrichtung 2 angeordneten Beschleunigungssensors 22, Ermitteln 48 eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung 2 auf der Wasseroberfläche, insbesondere mittels Beschleunigungssensors 22, Ermitteln 50 eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung 2 angeordneten Wassersensors 28, Ausgabe 52 eines Überbordsignals 53 auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal 53 ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung 2 charakterisiert, Ermitteln 54, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung 2 zu einem nicht-satellitenbasierten Datennetz 55, insbesondere zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) 32 besteht, wobei das Überbordsignal 53 nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung 2 zu dem nicht-satellitenbasierten Datennetz 55 nicht besteht, wobei die Ausgabe 52 des Überbordsignals 53 bei der Überwachungsvorrichtung 2 die Schritte bewirkt: Lösen 56 eines Schwimmkörpers 6 von der Überwachungsvorrichtung 2, Ermitteln 58 einer Position des Schwimmkörpers 6 und Aussenden 60 der Position der Überwachungsvorrichtung 2 an ein satellitenbasiertes Datennetzwerk 61.
  • Fig. 14 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung 2. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist einen Grundkörper 4 und einen daran angeordneten Schwimmkörper 6 auf. Der Schwimmkörper 6 weist eine Zustandsüberwachungseinheit 12 auf, welche eine in dem Schwimmkörper 6 angeordnete Positionsüberwachungseinheit 14 aufweist. Die Positionsüberwachungseinheit 14 weist einen Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems 110 auf. In dem Schwimmkörper 6 ist ferner eine Übertragungseinheit 16 angeordnet, welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit 12 verbunden ist. Der Schwimmkörper 6 weist ferner einen Beschleunigungssensor 22 auf, welcher dazu eingerichtet ist, Beschleunigungssignale 24 zu generieren. Der Beschleunigungssensor 22 kann mehrere Beschleunigungsmesser aufweisen (nicht gezeigt), wobei insbesondere einer der Beschleunigungsmesser dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungsmesser zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften. Die Zustandsüberwachungseinheit 12 ist dazu eingerichtet, Zustandsdaten 26 zu generieren.
    • Liste der verwendeten Bezuqszeichen
    • 2
    Überwachungsvorrichtung
    3
    Transportcontainer
    4
    Grundkörper (Halteteil)
    5
    Rastmittel
    6
    Schwimmkörper (Sendeteil)
    7
    Rastmittelaufnahme
    8
    Abkopplungseinrichtung
    10
    Verbindungsmittel
    12
    Zustandsüberwachungseinheit
    13
    Empfänger
    14
    Positionsüberwachungseinheit
    16
    Übertragungseinheit
    18
    Positionsdaten
    20
    drahtloses Datennetz
    22
    Beschleunigungssensor
    24
    Beschleunigungssignal
    26
    Zustandsdaten
    28
    Wassersensor
    30
    kapazitativer Sensor / Differential-Elektroden
    32
    mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN)
    34
    Mesh Netzwerk
    36
    satellitenbasiertes Netzwerk
    38
    externer Sensor
    40
    externer Aktor
    41
    Überwachungssystem
    42
    cloudbasiertes Informationssystem
    44
    Verfahren zur Überwachung von Waren
    46
    detektieren eines freien Falls
    48
    ermitteln eines Aufprallstoßes
    50
    ermitteln eines Wasserkontakts
    52
    Ausgabe eines Überbord-Signals
    53
    Überbord-Signal
    54
    Ermitteln, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu einem nicht-satellitenbasierten Datennetz besteht
    55
    nicht-satellitenbasiertes Datennetz
    56
    Lösen eines Schwimmkörpers der Überwachungsvorrichtung
    58
    Ermitteln einer Position des Schwimmkörpers
    60
    Aussenden der Position der Überwachungsvorrichtung
    61
    satellitenbasiertes Datennetz
    62
    Solarzelle
    64
    Klebefläche
    66
    Schnurdurchführung
    68
    Dichtung
    70
    Abkopplungsfassung
    72
    Kugelrillen
    73
    mittige Bohrung
    74
    Schnurbefestigung
    75
    Bohrung
    76
    Dichtungsfassung
    77
    Vertiefung
    78
    Feder
    80
    Platine
    82
    Batterien
    84
    Akkumulator
    86
    Abkopplungssockel
    88
    Gegengewicht
    90
    Motor
    92
    Verriegelungsachse
    94
    Unterlegscheibe
    96
    Befestigungsschraube
    98
    Schnurtrommel
    99
    Kugellager
    100
    Verriegelungskugeln
    104
    Überwachungseinheit
    106
    Analyseeinheit
    108
    Aktualisierungseinheit
    110
    Navigationssatellitensystem
    112
    Satelliten-Uplink
    114
    Gateway
    116
    Mesh
    118
    Externe Aktoren
    120
    Kühlsteuerungs-Aktor
    122
    Einbruchsalarm-Aktor
    124
    Externe Sensoren
    126
    Temperatursensor
    128
    Luftfeuchtigkeitssensor
    130
    Türöffnungssensor
    132
    Interne Sensoren
    B1
    erster Betriebszustand
    B2
    zweiten Betriebszustand
    F
    Freigabestellung

Claims (15)

  1. Überwachungsvorrichtung (2) zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern (3) transportierten Waren, mit
    - einem an der Ware, insbesondere dem Transportcontainer (3), anordnenbaren Grundkörper (4),
    - einem Schwimmkörper (6), welcher mittels einer Abkopplungseinrichtung (8) lösbar an dem Grundkörper (4) angeordnet ist und über ein Verbindungsmittel (10) permanent mit dem Grundkörper (4) verbunden ist,
    wobei der Schwimmkörper (6) mittels der Abkopplungseinrichtung (8) in einem ersten Betriebszustand (B1) an dem Grundkörper (4) verriegelt ist und in einem zweiten Betriebszustand (B2) von dem Grundkörper (4) freigegeben ist, wobei der zweite Betriebszustand (B2) im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport aktiviert wird,
    - einer Zustandsüberwachungseinheit (12) mit einer in dem Schwimmkörper (6) angeordneten Positionsüberwachungseinheit (14), welche einen Empfänger zum Empfang von Signalen eines Navigationssatellitensystems (110) aufweist, sowie
    - eine in dem Schwimmkörper (6) angeordnete Übertragungseinheit (16), welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit (12) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Position des Schwimmkörpers (6) in dem ersten Betriebszustand (B1) und dem zweiten Betriebszustand (B2) zu bestimmen, und die Zustandsüberwachungseinheit (12) ferner dazu eingerichtet ist, die von der Positionsüberwachungseinheit (14) bestimmten Positionsdaten (18) an ein drahtloses Datennetz (20) in dem ersten Betriebsmodus (B1) und dem zweiten Betriebsmodus (B2) zu übermitteln.
  2. Überwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) einen Beschleunigungssensor (22) aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels des Beschleunigungssensors (22) ermittelten Beschleunigungssignalen (24) wenigstens einen der folgenden Zustände zu detektieren:
    - Erschütterung,
    - Verzögerung,
    - Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen,
    wobei die Übertragungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, die von der Zustandsüberwachungseinheit (12) bestimmten Zustandsdaten (26) mittels der Übertragungseinheit (16) an das drahtlose Datennetz (20) zu übermitteln.
  3. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 2,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) einen Wassersensor (28) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, einen Wasserkontakt zu sensieren, wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, aus den Signalen des Wassersensors (28) und des Beschleunigungssensors (22) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport zu detektieren, wobei der Wassersensor (28) insbesondere als kapazitativer Sensor (30) oder als Wasserschalter ausgebildet ist.
  4. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 3,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, die Abkopplungseinrichtung (8) von dem ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) zu schalten, wenn die Zustandsüberwachungseinheit (12) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport detektiert.
  5. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Übertragungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, mit wenigstens einem der folgenden drahtlosen Datennetze (20) unidirektional oder bidirektional zu kommunizieren:
    - mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32),
    - Mesh Netzwerk (34),
    - satellitenbasiertes Netzwerk (36).
  6. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Daten in dem ersten Betriebszustand (B1) an das mobilfunkbasierte Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) oder das Mesh Netzwerk (34) übermittelt werden und/oder wobei die Daten in dem zweiten Betriebszustand (B2) an das satellitenbasierte Netzwerk (36) übermittelt werden.
  7. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abkopplungseinrichtung (8) aufweist:
    - eine mit dem Grundkörper (4) verbundene Abkopplungsfassung (70),
    - einen in der Abkopplungsfassung (70) aufnehmbaren und mit dem Schwimmkörper (6) verbundenen Abkopplungssockel (86) mit einer mittigen Bohrung (73),
    - einem Federelement (78), welches dazu eingerichtet ist, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung (70) aufzubringen,
    - einer drehbar in der Bohrung (73) aufgenommene Verriegelungsachse (92), welche in eine Verriegelungsstellung und eine Freigabestellung (F) drehbar ist, wobei an einer Seite des Abkopplungssockels (86) wenigstens eine Bohrung (75) angeordnet ist, in der wenigstens eine Verriegelungskugel (100) aufgenommen ist,
    und wobei die Verriegelungsachse (92) in Höhe der Bohrung (75) eine Vertiefung (77) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Verriegelungskugel (100) in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung (F) zumindest teilweise aufzunehmen,
    und wobei die Abkopplungsfassung (70) in Höhe der Bohrung (75) eine Kugelrille (72) aufweist, welche die Verriegelungskugel (100) in der Verriegelungsstellung teilweise aufnimmt, so dass die Abkopplungsfassung (70) mit dem Abkopplungssockel (86) verbunden ist und wobei in der Freigabestellung (F) die Verriegelungskugel (100) durch das Federelement (78) in Richtung der Verriegelungsachse (92) gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung (70) freigegeben und abgestoßen wird.
  8. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Übertragungseinheit (16) ferner dazu eingerichtet ist, mit außerhalb der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Sensoren (38) und/oder Aktoren (40) zu kommunizieren und eine Kopplung mit den Sensoren (38) und/oder Aktoren (40) herzustellen.
  9. Überwachungssystem (41) zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern (3) transportierten Waren, mit:
    - einer Überwachungsvorrichtung (2), und
    - einem cloudbasierten Informationssystem (42),
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) über ein drahtloses Netzwerk (20) mit der Überwachungsvorrichtung (2) datenleitend verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  10. Das Überwachungssystem (41) nach Anspruch 9,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der folgenden auszuführen:
    - Daten von der Überwachungsvorrichtung (2) zu empfangen,
    - von der Überwachungsvorrichtung (2) empfangene Daten auszuwerten und darzustellen,
    - Konfigurationsdaten an die Überwachungsvorrichtung (2) zu senden, wobei die Konfigurationsdaten insbesondere Lokalisierungs- und/oder Sendeintervalle und/oder Geozonen umfassen,
    - Firmware-Updates an die Überwachungsvorrichtung (2) zu senden,
    - einen Kopplungsmodus zum drahtlosen Verbinden von externen Sensoren (38) und/oder Aktoren (40) mit der Überwachungsvorrichtung (2) über das drahtlose Datennetz (20) zu initiieren.
  11. Das Überwachungssystem (41) nach Anspruch 9 oder 10,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) dazu eingerichtet ist, im Falle eines Verlustes der Verbindung zu dem Überwachungssystem (41), die Position des Überwachungssystems (41) auf Basis der letzten übermittelten Position und externer Daten, insbesondere auf Basis externer Daten betreffend unterhalb der Meeresoberfläche befindlicher Strömungen, zu bestimmen.
  12. Das Überwachungssystem (41) nach einem der Ansprüche 9-11,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) ferner dazu eingerichtet ist, Satellitenbilder derletzten übermittelten Position der Überwachungsvorrichtung (2) abzurufen und hieraus einen Zustand der mit der Überwachungsvorrichtung (2) versehenen Ware (3) zu ermitteln.
  13. Verfahren (44) zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einem Transportcontainer (3) angeordneten Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport, mit den Schritten:
    - detektieren (46) eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung (2), insbesondere mittels eines in der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Beschleunigungssensors (22),
    - ermitteln (48) eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung (2) auf der Wasseroberfläche, insbesondere mittels des Beschleunigungssensors (22),
    - ermitteln (50) eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung (2), insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Wassersensors (28),
    - Ausgabe (52) eines Überbord-Signals (53) auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal (53) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) charakterisiert, und wobei die Überwachungsvorrichtung (2) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
  14. Verfahren (44) nach Anspruch 13,
    weiterhin aufweisend den Schritt:
    - ermitteln (54), ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung (2) zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) besteht,
    wobei das Überbord-Signal (53) nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung (2) zu dem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) nicht besteht.
  15. Verfahren (44) nach Anspruch 13 oder 14,
    wobei die Ausgabe (52) des Überbord-Signals (53) bei der Überwachungsvorrichtung (2) die folgenden Schritte bewirkt:
    - Lösen (56) eines Schwimmkörpers (6) von der Überwachungsvorrichtung (2), so dass der Schwimmkörper (6) auf einer Wasseroberfläche aufschwimmt, wobei der Schwimmkörper (6) über ein Verbindungsmittel (10) permanent mit einem Grundkörper (4) der Überwachungsvorrichtung (2) verbunden ist,
    - Ermitteln (58) einer Position des Schwimmkörpers (6), insbesondere mittels einer Positionsüberwachungseinheit (14), welche einen Empfänger zum Empfang von Signalen eines Navigationssatellitensystems (110) aufweist,
    - Aussenden (60) der Position der Überwachungsvorrichtung (2) an ein satellitenbasiertes Datennetz (61).
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