基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控終端及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于物流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控終端系統(tǒng)及方法，主要用于鐵路貨運(yùn)中危險(xiǎn)品運(yùn)送的監(jiān)控管理。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前的鐵路系統(tǒng)在鐵路沿線預(yù)埋有自己的信號(hào)系統(tǒng)，用于車輛的調(diào)度管理，一般不對(duì)外開放;而隨著鐵路運(yùn)輸逐步向民營資本開放，越來越多的企業(yè)擁有自己的鐵路貨運(yùn)車輛，但車輛的編組、調(diào)度、管理權(quán)在鐵道公司，企業(yè)對(duì)自有車輛的位置、運(yùn)行情況的監(jiān)控必須通過鐵路管理部門。
[0003]對(duì)于此類企業(yè)而言，對(duì)于普通的散裝貨物位置監(jiān)控需求并不強(qiáng)烈，但對(duì)油罐車、硫酸罐車等危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)奶胤N車輛，由于受國家法律法規(guī)的要求，必須全程在途管理。如《鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理暫行規(guī)定》明確指出，爆炸品、劇毒品、氣體罐車(含空車)需要全程押運(yùn)，部分危險(xiǎn)貨物甚至需要每節(jié)車2人押運(yùn)，以便隨時(shí)掌握危險(xiǎn)貨物的狀況，避免意外發(fā)生。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)娜淘谕竟芾?，需要在運(yùn)送危險(xiǎn)品的鐵路貨運(yùn)車上加裝定位和監(jiān)控設(shè)備，而由于鐵路貨運(yùn)車輛無電源供應(yīng)接口，加裝的設(shè)備無法從車輛上取得電源。由于鐵路貨運(yùn)車輛無法提供電源，因此也無法安裝普通的遠(yuǎn)程位置監(jiān)控設(shè)備或者傳感器等設(shè)備;而如果安裝普通的帶有電池的監(jiān)控設(shè)備，由于GPRS等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊模塊的功耗非常大，受電池容量限制，只能采用加長上報(bào)周期的方式節(jié)省電池電量，但這樣無法滿足企業(yè)位置信息實(shí)時(shí)采集的要求。
[0005]另外，由于安裝普通的帶有電池的監(jiān)控設(shè)備需要直接與監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)通訊，其對(duì)周邊的終端無法進(jìn)行數(shù)據(jù)直接交互，如果每節(jié)車廂都發(fā)送同樣的信息，則存在著浪費(fèi)數(shù)據(jù)流量以及電池電量的問題，其次，對(duì)于危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛，車輛的運(yùn)動(dòng)，普通終端喚醒時(shí)其并不知道車輛已在油庫等危險(xiǎn)區(qū)域，由于其采用的是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)，GSM終端設(shè)備的射頻信號(hào)最大功率可達(dá)2W，有誘發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]為此，本發(fā)明的目的在于提供一種簡單方便、安全可靠的基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控終端及方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛位置的有效監(jiān)控。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控終端，安裝在鐵路貨運(yùn)車輛上，與監(jiān)控平臺(tái)通訊連接，包括:
[0009]— MCU，
[0010]一北斗接收模塊，與所述MCU聯(lián)接，用于接收北斗衛(wèi)星定位信息，并發(fā)送定位位置信息給MCU;
[0011]一 GPRS通訊模塊，與所述M⑶聯(lián)接，用于根據(jù)M⑶的控制指令上報(bào)終端信息給監(jiān)控平臺(tái)；
[0012]其中，所述MCU用于根據(jù)北斗接收模塊的位置信息，判斷終端是否位于危險(xiǎn)區(qū)域，如是，則關(guān)閉GPRS通訊模塊;如否，則開啟GPRS通訊模塊，將終端信息發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)。
[0013]進(jìn)一步地，所述終端還包括有:
[0014]一 ZigBee組網(wǎng)模塊，與所述M⑶聯(lián)接，通過M⑶間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒，用于搜索附近網(wǎng)絡(luò)，并與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或搜尋危險(xiǎn)品區(qū)域預(yù)先設(shè)置的ZigBee基站位置信息，發(fā)送給MCU ο
[0015]進(jìn)一步地，所述終端通過GPRS通訊模塊上報(bào)給監(jiān)控平臺(tái)的終端信息包括有終端的ID、車輛編號(hào)、終端所在的位置、傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)以及電池電量。
[0016]進(jìn)一步地，所述終端還包括有:
[0017]一存儲(chǔ)器，與所述MCU聯(lián)接，用于存儲(chǔ)終端的ID信息、車輛編號(hào)、危險(xiǎn)區(qū)域坐標(biāo)和工作配置信息。
[0018]進(jìn)一步地，所述終端還包括有:
[0019]一傳感器，與所述MCU聯(lián)接，通過MCU間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒，用于采集所在環(huán)境的特定參數(shù)，并發(fā)送給MCU。
[0020]進(jìn)一步地，所述傳感器采集的所在環(huán)境特定參數(shù)包括溫濕度數(shù)據(jù)、可燃性物質(zhì)及酸性物質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0021]另外，本發(fā)明還提供了一種基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控方法，包括步驟:
[0022]S1、接收北斗衛(wèi)星定位信息，并發(fā)送當(dāng)前終端的定位位置信息給M⑶；
[0023]S2、MCU判斷當(dāng)前終端的位置是否處于危險(xiǎn)區(qū)域;如是，則進(jìn)入步驟S3;如否，則進(jìn)入步驟S4;
[0024]S3、關(guān)閉GPRS通訊模塊；
[0025]S4、開啟GPRS通訊模塊，將終端的ID、車輛編號(hào)、終端所在的位置、傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)以及電池電量發(fā)送個(gè)監(jiān)控平臺(tái)。
[0026]進(jìn)一步地，步驟S2包括:
[0027]MCU將當(dāng)前終端的位置與存儲(chǔ)器中的危險(xiǎn)區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行比較，如果相同，則判斷終端處于危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)入步驟S3;如否，則判斷終端處于非危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)入步驟S4。
[0028]進(jìn)一步地，步驟SI和S2之間還包括:
[0029]MCU間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒傳感器，通過傳感器采集所在環(huán)境的特定參數(shù)，并發(fā)送給MCU，之后進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0030]進(jìn)一步地，判斷終端處于非危險(xiǎn)區(qū)域之后:
[0031]M⑶間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒ZigBee組網(wǎng)模塊搜索附近網(wǎng)絡(luò)，并與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或搜尋危險(xiǎn)品區(qū)域預(yù)先設(shè)置的ZigBee基站位置信息，之后ZigBee組網(wǎng)模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0032]本發(fā)明通過北斗定位，ZigBee短距組網(wǎng)、GPRS遠(yuǎn)程通訊、傳感器技術(shù)以及低功耗工作模式等手段，有效解決非鐵路企業(yè)的自有車輛在鐵路貨運(yùn)中特別是危運(yùn)車輛的在途位置監(jiān)控問題，從容實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛，以防止貨物發(fā)生泄露，提高人工巡檢效率;而且本發(fā)明通過低功耗短距無線組網(wǎng)，數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)共享，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)輪發(fā)機(jī)制等手段，搭配電池組解決終端供電問題;并通過位置感知技術(shù)，避免終端在危險(xiǎn)區(qū)域射頻發(fā)射誘發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。
【附圖說明】
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[0033]圖1為本發(fā)明監(jiān)控終端的系統(tǒng)原理框圖；
[0034]圖2為本發(fā)明監(jiān)控方法的流程示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明傳感器及ZigBee喚醒時(shí)序圖；
[0036]圖4為本發(fā)明的應(yīng)用不意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0037]為闡述本發(fā)明的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0038]如圖1所示，圖1為本發(fā)明監(jiān)控終端的系統(tǒng)原理框圖。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控終端，安裝在鐵路貨運(yùn)車輛上，與監(jiān)控平臺(tái)通訊連接。
[0039]其中該監(jiān)控終端包括有:M⑶，北斗接收模塊，GPRS通訊模塊，ZigBee組網(wǎng)模塊，存儲(chǔ)器，傳感器，電源管理模塊和電池組。北斗接收模塊，GPRS通訊模塊，ZigBee組網(wǎng)模塊，存儲(chǔ)器，傳感器，電源管理模塊分別與MCU聯(lián)接，電源管理模塊與電池組聯(lián)接。
[0040]北斗接收模塊用于接收北斗衛(wèi)星定位信息，并發(fā)送定位位置信息給M⑶;GPRS通訊模塊用于根據(jù)MCU的控制指令上報(bào)終端信息給監(jiān)控平臺(tái)，而終端通過GPRS通訊模塊上報(bào)給監(jiān)控平臺(tái)的終端信息包括有終端的ID、車輛編號(hào)、終端所在的位置、傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)以及電池電量。ZigBee組網(wǎng)模塊，通過M⑶間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒，用于搜索附近網(wǎng)絡(luò)，并與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或搜尋危險(xiǎn)品區(qū)域預(yù)先設(shè)置的ZigBee基站位置信息，發(fā)送給MCU;存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)終端的ID信息、車輛編號(hào)、危險(xiǎn)區(qū)域坐標(biāo)和工作配置信息;傳感器通過MCU間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒，用于采集所在環(huán)境的特定參數(shù)，并發(fā)送給MCU，所述傳感器采集的所在環(huán)境特定參數(shù)包括溫濕度數(shù)據(jù)、可燃性物質(zhì)及酸性物質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0041]本實(shí)施例中MCU用于根據(jù)北斗接收模塊的位置信息，判斷終端是否位于危險(xiǎn)區(qū)域，如是，則關(guān)閉GPRS通訊模塊;如否，則開啟GPRS通訊模塊，將終端信息發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)。
[0042]本實(shí)施例中終端上電后，MCU按指定的時(shí)序定時(shí)開啟各部分工作，其余大部分時(shí)間，MCU處于深度休眠狀態(tài)，終端的其他各功能板塊處于電源關(guān)閉或進(jìn)入低功耗狀態(tài)以節(jié)省電池電量。MCU每30秒檢測(cè)一次傳感器，檢測(cè)環(huán)境特定參數(shù)，檢測(cè)完成繼續(xù)休眠C3MCU每5秒鐘喚醒一次ZigBee組網(wǎng)模塊，用于搜索網(wǎng)絡(luò)，與其他終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或搜尋危險(xiǎn)品區(qū)域預(yù)先設(shè)置的ZigBee基站，位置信息，完成后繼續(xù)休眠。
[0043]如圖2所示，圖2為本發(fā)明監(jiān)控方法的流程示意圖。本發(fā)明還提供了一種基于北斗定位的鐵路貨運(yùn)數(shù)據(jù)鏈位置監(jiān)控方法，包括步驟:
[0044]S1、接收北斗衛(wèi)星定位信息，并發(fā)送當(dāng)前終端的定位位置信息給M⑶；
[0045]MCU間隔預(yù)定設(shè)置時(shí)間喚醒傳感器，通過傳感器采集所在環(huán)境的特定參數(shù)，并發(fā)送給MCU，之后進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0046]S2、MCU判斷當(dāng)前終端的位置是否處于危險(xiǎn)區(qū)域;如是，則進(jìn)入步驟S3;如否，則進(jìn)入步驟S4;
[0047]MCU將當(dāng)前終端的位置與存儲(chǔ)器中的危險(xiǎn)區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行比較，如果相同，則判斷終端處于危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)入步驟S3;如否，則判斷終端處于非危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)入步驟S4。
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