專利名稱：集裝箱內數據采集傳輸方法及集裝箱頂夾式傳感標簽裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集裝箱內物資狀態(tài)監(jiān)控及集裝箱物資信息射頻識別領域，更具體的是，涉及一種集裝箱內數據采集傳輸方法及集裝箱的頂夾式傳感標簽裝置。
背景技術：
目前用于集裝箱的射頻標簽主要是集裝箱電子封條和集裝箱電子標簽，集裝箱電子封條主要是安裝在集裝箱門外側的鎖栓上，除了具有集裝箱機械鎖的功能外，還具有射頻識別標簽的功能，記錄集裝箱內物資屬性信息和集裝箱門開關電子鎖的功能；集裝箱電子標簽主要是記錄集裝箱唯一識別號和/或集裝箱內物資屬性信息，多安裝在集裝箱外側壁上。由于這兩類射頻標簽主要是安裝在集裝箱的外面，不采集集裝箱箱內環(huán)境狀態(tài)數據， 因而射頻標簽天線與讀寫器天線進行通信時不存在金屬箱體對無線信號的屏蔽問題。另外，射頻標簽在集裝箱上的安裝也是一個問題。通常射頻標簽的安裝有三種方式，射頻標簽可作為一種集裝箱封條，作為物理鎖進行安裝；也可在射頻標簽內放置一塊強力磁鐵，吸附在集裝箱的金屬表面上，但是振動掉下或者人可以自由取下；還有一種是在集裝箱上鉆孔，采用螺絲將射頻標簽安裝緊固在集裝箱上，這會破壞集裝箱的物理結構。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種集成了多種傳感器的射頻識別標簽，同時解決了集裝箱的物資屬性信息的快速采集和集裝箱箱內環(huán)境的監(jiān)控問題。本發(fā)明一種集裝箱內數據采集傳輸方法，所述方法通過安裝在集裝箱內的傳感器模塊或集成電路采集集裝箱內部數據，以有線方式傳輸給安裝在集裝箱外的無線通信模塊，并由無線通信模塊傳輸給集裝箱外部無線接收裝置
本發(fā)明集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，通過下述技術方案予以實現(xiàn)，包括門開關、傳感器集成模塊、無線通信模塊和U型支撐結構，所述U型支撐結構外側壁分別固定傳感器集成模塊和無線通信模塊，傳感器集成模塊無線通信模塊通過數據線連接；所述門開關包括連桿、 軸和觸頭，軸固定于U型支撐結構外側壁，連桿一端與傳感器集成模塊中的傳感器相鄰，連桿另一端通過彈簧與觸頭連接，所述U型支撐結構內壁固定磁鐵。所述傳感器集成模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器和光敏傳感器等多種傳感器， 根據需要選配。所述門開關觸頭為弧形。所述門開關觸頭與連桿采用彈簧緩沖聯(lián)接。集裝箱內外電路采用U型支撐結構物理連接，其底部尺寸與集裝箱門楣寬度相同。無線通信模塊采用在里面螺絲固定的防拆卸設計。所述U型支撐結構安裝于集裝箱右側門上方的門楣上。本發(fā)明應用于集裝箱內物品狀態(tài)(溫濕度、振動、門開關等)監(jiān)控。對于集裝箱內物品的狀態(tài)監(jiān)控，有廣泛的應用需求。用人工方法開啟集裝箱門去監(jiān)控箱內環(huán)境數據，是不方便和不經濟的。該設備實現(xiàn)監(jiān)控實現(xiàn)方法是傳感器集成模塊內傳感器采集集裝箱箱內的物品狀態(tài)信息后，通過無線通信模塊(傳感射頻識別標簽)內嵌的射頻識別天線傳輸到固定或手持式讀寫器，讀寫器將相關數據傳輸到后臺信息系統(tǒng)進行處理。該設備完成了集裝箱內物資信息和狀態(tài)信息采集和發(fā)送。普通射頻識別標簽，能夠預先寫入集裝箱識別號或者物資的品種數量等屬性信息，通過讀寫器或者手持機進行讀寫。但是無法對集裝箱內的環(huán)境進行監(jiān)控，無法實現(xiàn)防盜報警等功能。本發(fā)明集成了多種傳感器的射頻識別設備，既可對物資信息進行識別，又可實現(xiàn)監(jiān)控物資的環(huán)境狀態(tài)。如果在集裝箱內部署傳感器節(jié)點，由于集裝箱是金屬外殼，對信號具有屏蔽作用， 所以存在數據如何對外傳送的難題。本發(fā)明通過有線方式將箱內傳感器采樣數據傳送給箱外的射頻標簽，來實現(xiàn)對外信息傳輸。本發(fā)明的機械結構在滿足環(huán)境數據采集和數據對外傳輸、射頻標簽信息讀寫等功能的前提下，通過U型結構，可牢靠的在集裝箱門楣上進行無損安裝。不需在集裝箱進行打孔等破壞性操作。


圖1是本發(fā)明整體機械結構示意圖2是本發(fā)明傳感器集成模塊的開關門結構示意圖； 圖3是本發(fā)明安裝示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。集裝箱內數據采集傳輸方法，通過安裝在集裝箱箱內的傳感器集成模塊或集成電路采集集裝箱箱內部數據，以有線方式傳輸給安裝在集裝箱箱外的無線通信模塊，并由無線通信模塊傳輸給集裝箱外部無線接收裝置。實現(xiàn)上述集裝箱內數據采集傳輸方法，采用集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，如圖1 和2所示，包括門開關2、傳感器集成模塊1、無線通信模塊4和U型支撐結構3，所述U型支撐結構外側壁分別固定傳感器集成模塊和無線通信模塊，傳感器集成模塊與無線通信模塊通過有線連接；無線通信模塊可以采用射頻識別模塊；所述門開關包括連桿、回旋彈簧、軸和觸頭，軸固定于U型支撐結構外側壁，連桿一端與傳感器集成模塊的霍爾傳感器相鄰，連桿另一端通過彈簧與觸頭連接，所述U型支撐結構內壁固定磁鐵。裝置的電源開關5用于開啟或關閉設備電源；圖中透氣孔6 用于使環(huán)境中的空氣進入傳感器模塊；霍爾傳感器用于感知門的開關動作；強力磁鐵通過其吸附在集裝箱金屬門楣上以達到固定設備的目的。傳感器集成模塊用于采集、記錄、處理集裝箱內的環(huán)境狀態(tài)信息(溫度、濕度、光、 門開關等)。門開關結構用于感知門的開關動作。射頻識別模塊(無線通信模塊)用于記錄集裝箱ID號，集裝箱內物資品名、數量等靜態(tài)信息，射頻識別模塊(無線通信模塊)可以將上述信息和傳感器模塊通過數據線傳輸到射頻識別模塊(無線通信模塊)的傳感信息發(fā)送給固定讀寫器或者手持讀寫器(無線接收模塊)。U型支撐結構，主要用來連接射頻識別模塊(無線通信模塊)和傳感器模塊，用于將設備固定于集裝箱門楣之上。通過U型開口加持在集裝箱門頂部的門楣處，兩門閉合后，傳感器集成模塊在集裝箱內部，射頻識別標簽(無線通信模塊)在集裝箱外部。電源指示燈用于顯示電源的開關狀態(tài)(當打開電源開關時，該電源會閃爍一下； 當關閉電源開關時，電源燈不閃爍)。圖3中傳感射頻標簽20 ；集裝箱門楣21 ；集裝箱左側門22 ；集裝箱右側門23。該設備安裝在集裝箱門楣的具體步驟如下
1、按下設備的電源開關，此時，電源指示燈閃一下后熄滅，表示設備已經通電。2、將設備的U型口，對準集裝箱右側門上方的門楣，然后向上安裝，此時該設備在磁鐵的吸引力下固定在集裝箱門楣之上。3、關閉集裝箱左側門。4、關閉集裝箱右側門。5、當集裝箱兩門完全關閉時，集裝箱門和門楣將夾緊該設備的支撐結構，該設備得到堅固的固定。6、當集裝箱兩門完全關閉的同時，門開關結構開始發(fā)生一些轉動和變化
在門未關閉時候，參見圖2，門開關的連桿16在繞在軸15上的彈簧的作用下是翹起的， 產生一個開關量信號，在集裝箱門關閉的同時，門開關的觸頭13在集裝箱門的作用下，開始向集裝箱里面的方向運動，連桿另一端移動，產生開關量信號。由于觸頭13和連桿16采用彈簧14柔性連接，所以即使在集裝箱門關門很猛，行程較大的情況下，也能保護霍爾傳感器17免受連桿16的過度擠壓破壞。7、其他傳感器(包括溫度、濕度、光敏等等)開始進入工作狀態(tài)，按照程序設定的時間頻率對集裝箱內部環(huán)境信息進行采集、處理并將信息傳送給射頻標簽。8、射頻標簽記錄傳感器模塊發(fā)送的各種信息，并將信息發(fā)送給集裝箱外部的射頻讀寫器。本發(fā)明具有如下技術效果
1.集成了智能傳感器和射頻標簽的功能，是集成了智能傳感器的射頻識別標簽，該設計，實現(xiàn)了物流過程中既對集裝箱物資的基本信息進行識別和處理，同時可以監(jiān)控箱內物資的狀態(tài)(環(huán)境狀態(tài)、是否被非法開啟等等)的功能。2.鉗式結構(U型)易于安裝，只需打開集裝箱門，將該設備夾于集裝箱頂部門楣即可；便于固定，當集裝箱門關閉后，該設備在集裝箱門的夾合下非常牢固，無需其他固定手段；同時不需在集裝箱進行打孔或安裝螺絲，避免破壞集裝箱。該設備適于安裝在集裝箱門的上梁處，安裝在該處可以有效減少金屬的集裝箱門對射頻信號的屏蔽作用，同時減少了金屬集裝箱門對射頻信號的衍射干擾。保障通訊信號的良好。3.集裝箱內安裝傳感器集成模塊、集裝箱外為射頻識別標簽模塊。在內部的傳感器集成模塊可以實現(xiàn)對集裝箱內部狀態(tài)的采集。集裝箱外部的射頻標簽可以避免金屬的集裝箱對信號的屏蔽作用，有效實現(xiàn)對外部的通訊。4.該設備安裝在集裝箱門頂部，夾在集裝箱右側門上門楣處。安裝在集裝箱門楣上可以有效減少金屬的集裝箱門對射頻信號的屏蔽作用，同時減少了金屬集裝箱門對射頻信號的衍射干擾。保障通訊信號的良好。5.裸露在集裝箱外部的射頻識別標簽模塊采用防拆卸設計螺絲均從內側安裝，外部無裸露的螺絲。無法從外側進行拆卸。6.門開關采用彈簧緩沖保護，防止集裝箱門關閉時，行程過度造成對門開關及傳感器模塊的損壞。7.門開關的觸頭為弧形設計，放置集裝箱門在關閉時候過度摩擦，對門開關和集裝箱門進行有效保護。
權利要求
1.一種集裝箱內數據信息采集傳輸方法，其特征是，所述方法通過安裝在集裝箱內的傳感器模塊或集成電路采集集裝箱內部數據，以有線方式傳輸給安裝在集裝箱外的無線通信模塊，并由無線通信模塊傳輸給集裝箱外部無線接收裝置。
2.一種實現(xiàn)權利要求1所述方法的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，包括門開關、傳感器集成模塊、無線通信模塊和U型支撐結構，所述U型支撐結構外側壁分別固定傳感器集成模塊和無線通信模塊，傳感器集成模塊與無線通信模塊通過有線連接；所述門開關包括連桿、軸和觸頭，軸固定于U型支撐結構外側壁，連桿一端與傳感器集成模塊的霍爾傳感器相鄰，連桿另一端通過彈簧與觸頭連接，所述U型支撐結構內壁固定磁鐵。
3.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器和光敏傳感器。
4.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，所述門開關觸頭為弧形。
5.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，所述門開關觸頭與連桿采用彈簧緩沖聯(lián)接。
6.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，集裝箱內外電路采用U型支撐結構物理連接，其底部尺寸與集裝箱門楣寬度相同。
7.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，無線通信模塊采用在里面螺絲固定的防拆卸設計。
8.根據權利要求2所述的集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，其特征是，支撐U型結構安裝于集裝箱右側門上方的門楣上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集裝箱內數據采集傳輸方法及裝置。本發(fā)明通過安裝在集裝箱內的傳感器模塊或集成電路采集集裝箱內部數據，以有線方式傳輸給安裝在集裝箱外的無線通信模塊，并由無線通信模塊傳輸給集裝箱外部無線接收裝置。本發(fā)明集裝箱頂夾式傳感標簽裝置，包括門開關、傳感器集成模塊、無線通信模塊和U型支撐結構。本發(fā)明應用于集裝箱內物品狀態(tài)(溫濕度、振動、門開關等)監(jiān)控。對于集裝箱內物品的狀態(tài)監(jiān)控，有廣泛的應用需求。
文檔編號G06K19/067GK102521625SQ20111037235
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者呂豐訓, 張革軍, 曹超奇, 羅五明, 馬文剛 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍事交通運輸研究所, 北京烽火聯(lián)拓科技有限公司