專利名稱：集裝箱無線監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對集裝箱狀態(tài)信息進行無線監(jiān)控的裝置，尤其是能更精細化的實時感知集裝箱狀態(tài)信息的集裝箱無線監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
目前，集裝箱運輸是國際運輸?shù)闹匾侄?之一；但是，集裝箱里面狀態(tài)缺乏有效的監(jiān)控措施，貨物偷竊、丟失、著火等現(xiàn)象時有發(fā)生，目前船上，主要還是通過船員每隔一段時間去觀察現(xiàn)場，包括部分集裝箱安裝的機械表，解決部分問題，這就容易導致漏判，對貨運公司造成經(jīng)濟損失，同時失去信譽，丟失客戶。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提出了一種集裝箱無線監(jiān)控裝置，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對集裝箱打開關(guān)閉的監(jiān)控，而且能夠定位集裝箱位置、監(jiān)控內(nèi)部狀態(tài)信息，從而實現(xiàn)了遠程對集裝箱各種信息的精細化感知的目的，方便了貨運公司對各種異常情況的監(jiān)控并實時處理，減少損失。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是集裝箱無線監(jiān)控裝置，其特征在于包括Zigbee終端模塊下位機和船載終端上位機兩個部分，所述的Zigbee終端模塊下位機主要由單片機A、電源電路、傳感器和信號放大與調(diào)理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調(diào)理電路相連，信號放大與調(diào)理電路和傳感器相連，所述的傳感器包括有可燃氣體傳感器和溫濕度傳感器，電源電路用以給單片機A供電；信號放大與調(diào)理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉(zhuǎn)化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關(guān)控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數(shù)據(jù)通過Zigbee終端模塊發(fā)送給船載終端上位機。按上述方案，所述的船載終端上位機主要由單片機B，ARMll處理器、GPS模塊和GPRS模塊組成；單片機B與ARMll處理器相連，ARMll處理器分別與GPS模塊和GPRS模塊相連，所述的單片機B用以接收來自多個Zigbee終端模塊下位機發(fā)送過來的集裝箱數(shù)據(jù)，然后用串口傳輸給ARMll處理器；ARM11處理器接收來自GPS模塊通過串口發(fā)送過來的經(jīng)緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數(shù)據(jù)分析，然后通過GPRS模塊，打包，本地保存到SD卡上或發(fā)送到服務(wù)器。按上述方案，所述的單片機A和單片機B均為單片機CC2430。本實用新型的有益效果是可以更精細化的感知集裝箱的狀態(tài)信息的同時，由于采用雙向無線通信技術(shù)，方便裝置的布線和安裝。

圖I為Zigbee終端模塊下位機原理框圖；[0009]圖2為船載監(jiān)控上位機原理框圖；圖3為單片機CC2430最小系統(tǒng)電路圖；圖4為電子鎖驅(qū)動電路圖；圖5為單片機主程序流程圖；圖6為操作系統(tǒng)任務(wù)流程圖；圖7為上位機流程圖。
具體實施方式
集裝箱無線監(jiān)控裝置，其特征在于包括Zigbee終端模塊下位機和船載終端上位機兩個部分，所述的Zigbee終端模塊下位機主要由單片機A、電源電路、傳感器和信號放大與調(diào)理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調(diào)理電路相連，信號放大與調(diào)理電路和傳感器相連，所述的傳感器包括有可燃氣體傳感器和溫濕度傳感器，電源電路用以給單片機A和其它電路供電；信號放大與調(diào)理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉(zhuǎn)化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關(guān)控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數(shù)據(jù)通過Zigbee終端模塊發(fā)送給船載終端上位機。按上述方案，所述的船載終端上位機主要由單片機B，ARMll處理器、GPS模塊和GPRS模塊組成；單片機B與ARMll處理器相連，ARMll處理器分別與GPS模塊和GPRS模塊相連，所述的單片機B用以接收來自多個Zigbee終端模塊下位機發(fā)送過來的集裝箱數(shù)據(jù)，然后用串口傳輸給ARMl I處理器；ARM11處理器接收來自GPS模塊通過串口發(fā)送過來的經(jīng)緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數(shù)據(jù)分析，然后通過GPRS模塊，打包，本地保存到SD卡上或發(fā)送到服務(wù)器。按上述方案，所述的單片機A和單片機B均為單片機CC2430。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖I Zigbee終端模塊下位機原理框圖，Zigbee終端模塊下位機包括有傳感器、可燃氣體傳感器信號放大電路、電源電路、天線、單片機CC2430最小系統(tǒng)電路和電子鎖驅(qū)動電路；在圖2中，船載監(jiān)控上位機原理框圖包括有單片機CC2430協(xié)調(diào)器、ARMll處理器、SD卡、GPS模塊、GPRS模塊；其中，GPS模塊，型號為REB3571 ；GPRS模塊，型號為SM300。在圖3中，天線接到單片機的射頻接口，負責數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；按鍵和指示燈，分別接到單片機的普通引腳上，用于程序可靠性測試；電源電路采用芯片7805產(chǎn)生5伏電壓，給單片機及其它電路供電；采用AMSl117-3. 3產(chǎn)生3. 3伏電壓，給單片機下載程序接口電路供電；RS232通信電路，采用電平轉(zhuǎn)換芯片RS232，接收來自集裝箱送出來的信號，實現(xiàn)可兼容性；如圖4，是電子鎖驅(qū)動電路圖，由光耦TLP521和三極管0805組成，單片機輸出的控制信號經(jīng)過光耦隔離，轉(zhuǎn)換為OV或者24V信號，然后輸出給三極管，從而來開關(guān)電子鎖。如圖5-6為主程序流程圖和操作系統(tǒng)任務(wù)流程圖，操作系統(tǒng)是采用TI公司的Zstack系統(tǒng)；傳感器信號的采集任務(wù)、電子鎖的開關(guān)任務(wù)和數(shù)據(jù)的處理分析任務(wù)，在函數(shù)SAPI_ProcessEvent ()中執(zhí)行；數(shù)據(jù)傳輸和接收事件是在函數(shù)HAL_ProcessEvent ()中執(zhí)行。如圖5所示，單片機主程序流程圖在main函數(shù)中，第一步是關(guān)閉所有中斷，然后初始化單片機片上資源，包括IO 口初始化、串口初始化、定時器初始化等，再初始化操作系統(tǒng)，主要包括初始化存儲器、消息隊列、初始化系統(tǒng)的任務(wù)等，然后就可以開中斷，運行操作系統(tǒng)；如圖6所示，操作系統(tǒng)任務(wù)流程圖依次是初始化鏈路層(MAC)任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)任務(wù)、硬件層(HAL)任務(wù)、設(shè)備對象(ZDO)事件、應(yīng)用層(SAPI)初始化；鏈路層(MAC)任務(wù)，主要是負責產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信號和同步信號；網(wǎng)絡(luò)層(NWK)任務(wù)，負責加入或者離開網(wǎng)絡(luò)；硬件層(HAL)任務(wù)，負責數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；電子鎖的開關(guān)事件、數(shù)據(jù)采集和存儲、串口的接收和發(fā)送事情，都是在應(yīng)用層中用戶自己定義的；上位機電路，包括ARM最小系統(tǒng)電路圖、ARMll供電電路、三路串口電路圖、SD卡電路；ARM11供電電路產(chǎn)生5伏和3. 3伏，給其它部分供電；三路串口電路圖，有三路信號輸出，一路是與Zigbee協(xié)調(diào)器進行通信，ARMll接收傳輸過來的傳感器信號和電子鎖信號，第·二路是，接收GPS傳送過來的地理位置信號，即經(jīng)緯度信息，第三路是，與GPRS進行通信，發(fā)送數(shù)據(jù)到岸端服務(wù)器和接收服務(wù)器發(fā)送過來的控制信號。如圖7所示,上位機流程圖啟動Linux系統(tǒng),全局變量初始化,然后從Flash中讀出參數(shù)并配置全局變量，再啟動GPS模塊，GPRS模塊、SD卡，如果啟動成功，再進行與Zigbee協(xié)調(diào)器建立連接，然后進入主循環(huán)；進入主循環(huán)后，首先是接收溫濕度和煙霧傳感器信息，進行處理，刪除不必要的數(shù)據(jù)，然后接收電子鎖開關(guān)狀態(tài)；如果傳感器信息出現(xiàn)異?；蛘唠娮渔i被異常打開，就啟動報警；再通過另外一個串口接收集裝箱的經(jīng)緯度，最后一起打包發(fā)送到服務(wù)器上，供用戶查詢。
權(quán)利要求1.集裝箱無線監(jiān)控裝置，其特征在于包括Zigbee終端模塊下位機和船載終端上位機兩個部分，所述的Zigbee終端模塊下位機主要由單片機A、電源電路、傳感器和信號放大與調(diào)理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調(diào)理電路相連，信號放大與調(diào)理電路和傳感器相連，所述的傳感器包括有可燃氣體傳感器和溫濕度傳感器，電源電路用以給單片機A供電；信號放大與調(diào)理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉(zhuǎn)化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關(guān)控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數(shù)據(jù)通過Zigbee終端模塊發(fā)送給船載終端上位機。
2.按權(quán)利要求I所述的集裝箱無線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的船載終端上位機主要由單片機B，ARMl I處理器、GPS模塊和GPRS模塊組成；單片機B與ARMl I處理器相連，ARMl I處理器分別與GPS模塊和GPRS模塊相連，所述的單片機B用以接收來自多個Zigbee終端模塊下位機發(fā)送過來的集裝箱數(shù)據(jù)，然后用串口傳輸給ARMll處理器；ARM11處理器接收來自GPS模塊通過串口發(fā)送過來的經(jīng)緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數(shù)據(jù)分析，然后通過GPRS模塊，打包，本地保存到SD卡上或發(fā)送到服務(wù)器。
3.按權(quán)利要求2所述的集裝箱無線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的單片機A和單片機B均為單片機CC2430。
專利摘要本實用新型涉及一種集裝箱無線監(jiān)控裝置，包括Zigbee終端模塊下位機和船載終端上位機兩個部分，所述的Zigbee終端模塊下位機主要由單片機A、電源電路、傳感器和信號放大與調(diào)理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調(diào)理電路相連，信號放大與調(diào)理電路和傳感器相連，所述的傳感器包括有可燃氣體傳感器和溫濕度傳感器，所述的船載終端上位機主要由單片機B，ARM11處理器、GPS模塊和GPRS模塊組成；單片機B與ARM11處理器相連，ARM11處理器分別與GPS模塊和GPRS模塊相連。本實用新型的有益效果是可以更精細化的感知集裝箱的狀態(tài)信息的同時，由于采用雙向無線通信技術(shù)，方便裝置的布線和安裝。
文檔編號G08C17/02GK202522890SQ201120553818
公開日2012年11月7日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者倪琳軒, 劉克中, 劉湘, 占真, 呂植勇, 彭小玓, 易俊威, 查章鵬, 王龍青, 羅廣 申請人:武漢理工大學