現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)，其內(nèi)容是：(1)在每個箱柜上設置一只黑匣子，用來自動記錄該箱柜在流轉(zhuǎn)過程中的開關門信息和黑匣子的開倉信息；(2)黑匣子由安裝在箱門上的信號發(fā)生裝置和安裝在箱體上的主機兩部分組成；(3)在客戶對箱內(nèi)貨物安全性存有疑問時，只要將黑匣子內(nèi)自動記錄的信息，通過數(shù)據(jù)包解密后還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，然后對照合法的開關門記錄和開倉記錄，就能確定是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生；監(jiān)控模式：①黑匣子、客戶端、服務端的三級模式；②黑匣子、客戶端的二級模式；③黑匣子、服務端的二級模式。本發(fā)明自動記錄開關門等安全信息，對集裝箱操作人員完全透明，客戶可以采用通用上位機獲得記錄數(shù)據(jù)，其工作安全可靠，能耗低，特別適合貨運集裝箱流轉(zhuǎn)作業(yè)。
【專利說明】
現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及物流安全監(jiān)控技術領域，特別涉及現(xiàn)代物流業(yè)中對集裝箱、貨柜車等箱柜在運輸過程中進行防盜安全監(jiān)控的方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國際國內(nèi)貿(mào)易的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代物流業(yè)中，集裝箱和貨柜車運輸成為貨物運輸?shù)闹饕侄?。由于集裝箱和貨柜車的箱柜在存儲和運輸過程中存在被非法開啟的可能，如何保障集裝箱和貨柜車運輸?shù)陌踩呀?jīng)成為迫切需要解決的問題。
[0003]目前，為了防止非法開啟，大部分集裝箱或貨車箱門使用傳統(tǒng)機械封條，也有部分使用智能電子封條作為物流、信息流、安全流三位一體的物流管理模式。在安全監(jiān)控方面，傳統(tǒng)機械封條依賴人工管理，智能電子封條以嵌入式實時操作系統(tǒng)和多源融合技術為核心，采用集裝箱電子標簽技術、多傳感技術(開關門、溫度、濕度、振動和光傳感等)進行構建，實現(xiàn)電子監(jiān)控。
[0004]集裝箱運輸具有運輸成本低、流通范圍大且環(huán)節(jié)多，運輸環(huán)境與操作條件惡劣，操作人員素質(zhì)低等特點。受這些苛刻的條件限制，已有的方法和產(chǎn)品不能很好解決防盜安全監(jiān)控問題:
1、傳統(tǒng)機械封條問題:機械封條一旦被破壞無法二次利用；沒有記錄功能，極易假冒，存在嚴重安全隱患;使用成本高，而且不環(huán)保。
[0005]2、現(xiàn)有智能電子封條問題:客戶端可以隨意讀取電子封條內(nèi)的數(shù)據(jù)，存在安全隱患;封箱前和開箱前都需要客戶對設備進行操作，給客戶帶來操作上的煩瑣;現(xiàn)有系統(tǒng)大多采用無線傳輸方式，能耗高、極易受到外界干擾，出現(xiàn)誤操作的可能大;有的封條不具備記錄門開關時間及次數(shù)的功能，給事后調(diào)查取證帶來不便。
[0006]因此，如何針對現(xiàn)代物流特點建立一套實用、有效、智能的運輸箱柜防盜監(jiān)控體系是本發(fā)明研究的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]
本發(fā)明從集裝箱和貨柜車等運輸箱柜的工作環(huán)境、操作條件和人員素質(zhì)等幾個方面綜合考慮提出一種適合于現(xiàn)代物流的箱柜防盜安全監(jiān)控方法及裝置，其目的是要解決現(xiàn)有智能電子封條所存在的不足，充分體現(xiàn)其實用性、有效性、智能性。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明方法采用的技術方案是:一種現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控方法，其內(nèi)容為:
(1)、在每個箱柜上設置一只黑匣子，用來自動記錄該箱柜在流轉(zhuǎn)過程中的開關門信息和黑匣子的開倉信息；
(2)、黑匣子由安裝在箱門上的信號發(fā)生裝置和安裝在箱體上的主機兩部分組成，其中，主機包含傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘電路、存儲器、電源電路、標準通訊接口和黑匣子開倉監(jiān)控電路；當箱門每次打開或關閉時，傳感器接收信號發(fā)生裝置的感應信號，經(jīng)過信號處理電路處理后送入主處理器，主處理器按照程序指令將每次開門的時間和關門地時間，以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)；當每次打開黑匣子殼體時，主處理器按照程序指令將黑匣子的開倉時間以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)；
(3)、在客戶對該箱柜內(nèi)貨物安全性存有疑問時，只要將黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，通過數(shù)據(jù)包解密后還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，然后對照合法的開關門記錄和開倉記錄，就能確定是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生;具體監(jiān)控模式選擇以下三種之一:
①、黑匣子、客戶端、服務端的三級模式
客戶從服務器端下載專用軟件授權，然后，客戶打開黑匣子殼體，采用通用上位機通過標準通訊接口獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，再把加密數(shù)據(jù)包發(fā)送至服務器端，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，再對照服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案；
②、黑匣子、客戶端的二級模式
客戶端經(jīng)授權掌握從黑匣子下載數(shù)據(jù)并解密的支持軟件及密碼，客戶打開黑匣子殼體采用通用上位機直接獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，并通過解密和對照給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案；
③、黑匣子、服務端的二級模式
黑匣子除了自動記錄箱門的開關門信息和黑匣子的開倉信息之外，通過無線模塊以短信或無線上網(wǎng)方式及時將這些加密信息發(fā)送給服務器，如果黑匣子發(fā)送信息時，無線模塊不能接入無線網(wǎng)絡，黑匣子則暫緩發(fā)送相關信息，當無線模塊接入無線網(wǎng)絡后，黑匣子將尚未發(fā)送的信息發(fā)送至服務器，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，并記錄在服務器的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，客戶從服務器端的數(shù)據(jù)庫查詢箱門的開關門信息記錄和黑匣子的開倉信息記錄，對照合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，確定某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生。
[0009]上述方案中，所述通用上位機包括PC機、筆記本電腦、PDA或類似的讀寫工具。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明裝置采用的技術方案是:一種現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控裝置，該安全監(jiān)控裝置為一黑匣子，由信號發(fā)生裝置和主機兩部分組成，其中，信號發(fā)生裝置為一組分別安裝在左門和右門上的永磁、壓力或光電發(fā)生源;主機安裝在箱體上，主要由傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘與存儲器、標準通訊接口、黑匣子開倉監(jiān)控電路和電源電路組成；傳感器在箱體上對應左門和右門信號發(fā)生裝置的位置設置，接收對應箱門打開和關閉兩種不同感應信號，傳感器的輸出信號經(jīng)過信號處理電路送入主處理器;主處理器連接實時時鐘與存儲器，并以實時時鐘為時間基準按照程序指令將每次開門的時間和關門的時間，用數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)；標準通訊接口與主處理器連接，用于提供針對通用上位機的在線程序下載及數(shù)據(jù)獲取;黑匣子開倉監(jiān)控電路為一對應黑匣子倉門設置的開關觸發(fā)電路，該開關觸發(fā)電路與主處理器連接，當每次打開黑匣子倉門時，主處理器接收開關觸發(fā)電路的觸發(fā)信號，按照程序指令將黑匣子的開倉時間以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。
[0011]上述方案中，所述電源電路由實時時鐘掉電保護電源和主電源電路兩個獨立部分組成，其中，主電源電路主要由電源管理與掉電監(jiān)控電路、主電源、緊急備用電源組成，主電源經(jīng)過電源管理與掉電監(jiān)控電路分別連接傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘與存儲器、標準通訊接口，提供電源支持，緊急備用電源與電源管理與掉電監(jiān)控電路連接，作為主電源的備用支持;實時時鐘掉電保護電源與實時時鐘連接，提供實時時鐘的掉電保護。
[0012]上述方案中，所述開關觸發(fā)電路由傳感元件和濾波電路組成，傳感元件對應黑匣子倉門設置，其輸出經(jīng)過濾波電路與主處理器連接;所述傳感元件選擇壓力傳感器、光電傳感器、磁傳感器、彈簧開關或其兩者組合。
[0013]由于上述技術方案運用，本發(fā)明從物流行業(yè)中箱柜的工作環(huán)境、操作條件和人員素質(zhì)等幾個方面考慮，與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果:
1、針對集裝箱流通范圍大且環(huán)節(jié)多，我們采用標準通用上位機和標準通訊接口，用戶不必配備專門的讀寫設備，大大降低實施成本和市場推廣的門檻。
[0014]2、與傳統(tǒng)的機械封條相比具有可靠性高、使用成本低廉、可長時間重復使用等特點。
[0015]3、由于集裝箱在外流轉(zhuǎn)周期較長，對系統(tǒng)電源及能耗要求比較高，本發(fā)明采用大容量電池，保證長時間的供電能力，在設計電路時采用多功能芯片方式盡量減少芯片數(shù)量，同時采用被動式傳感器和有線傳輸方式，盡可能降低系統(tǒng)的能耗，從而保證了系統(tǒng)可長時間使用而不用更換電池或充電。
[0016]4、針對操作人員素質(zhì)相對較低，本發(fā)明在監(jiān)控過程中不需要任何人為干預，對于集裝箱操作人員完全透明，這也降低了人為帶來的誤差。
[0017]5、采用密封設計，以保證在高濕度環(huán)境下，在-40°c?+85°C的溫度范圍內(nèi)，設備仍然能保證正常、高可靠性地工作。
[0018]6、針對集裝箱適用范圍廣，接觸人員復雜的情況，本發(fā)明采用數(shù)據(jù)存儲加密及傳輸加密等一系列方法保證信息安全。未經(jīng)許可的人員無法讀取監(jiān)控數(shù)據(jù)。
[0019]7、為了降低集裝箱運輸和操作時動作大、振動劇烈造成的影響和誤差，本發(fā)明感應部件采用組合工作模式和防干擾算法，對動作進行多次確認，以保證動作記錄的真實可
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[0020]8、此外，本發(fā)明對黑匣子外殼的開倉設有專門的監(jiān)控，對異常開啟亦進行報警并記錄，防止黑匣子被非法開啟。
【附圖說明】
[0021]
附圖1為本發(fā)明實施例集裝箱防盜監(jiān)控黑匣子電路原理框圖；
附圖2為本發(fā)明實施例主處理器、實時時鐘及鐵電存儲器、信號處理電路的第一種方案電路原理圖；
附圖3為本發(fā)明實施例主處理器、實時時鐘及鐵電存儲器、信號處理電路的第二種方案電路原理圖；
附圖4為本發(fā)明實施例軟件防抖原理圖；
附圖5為本發(fā)明實施例硬件防抖原理圖； 附圖6為本發(fā)明實施例黑匣子開倉監(jiān)控電路原理圖；
附圖7為本發(fā)明實施例低電報警程序流程圖；
附圖8為本發(fā)明掉電記錄程序流程圖。
【具體實施方式】
[0022]
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例:一種現(xiàn)代物流中貨運集裝箱的防盜安全監(jiān)控方法及其裝置一、防盜安全監(jiān)控方法
1、在每個集裝箱上設置一只黑匣子，用來自動記錄該集裝箱在流轉(zhuǎn)過程中的開關門信息和黑匣子的開倉信息。
[0023]2、黑匣子由分別安裝在集裝箱左門及右門上的信號發(fā)生裝置和安裝在箱體門框中部上的主機兩部分組成。其中，主機包含傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘電路、存儲器、電源電路、標準通訊接口和黑匣子開倉監(jiān)控電路。當箱門每次打開或關閉時，傳感器接收信號發(fā)生裝置的感應信號，經(jīng)過信號處理電路處理后送入主處理器，主處理器按照程序指令將每次開門的時間和關門的時間，以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。當每次打開黑匣子殼體時，主處理器按照程序指令將黑匣子的開倉時間以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。
[0024]3、在客戶對該集裝箱內(nèi)貨物安全性存有疑問時，只要將黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，通過數(shù)據(jù)包解密后還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，然后對照合法的開關門記錄和開倉記錄，就能確定是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生。具體監(jiān)控模式選擇以下三種之一:
(I)、黑匣子、客戶端、服務端的三級模式
客戶從服務器端下載專用軟件授權，然后，客戶打開黑匣子殼體采用通用上位機通過標準通訊接口獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，再把加密數(shù)據(jù)包發(fā)送至服務器端，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，再對照服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案。所述通用上位機是一種標準的通用性讀寫設備，包括PC機、筆記本電腦、PDA以及類似讀寫工具。
[0025](2)、黑匣子、客戶端的二級模式
客戶端經(jīng)授權掌握從黑匣子下載數(shù)據(jù)并解密的支持軟件及密碼，客戶打開黑匣子殼體采用通用上位機直接獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，并通過解密和對照給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案。這種模式中客戶可直接在客戶端察看開箱記錄。
[0026](3)、黑匣子、服務端的二級模式
黑匣子除了自動記錄箱門的開關門信息和黑匣子的開倉信息之外，通過無線模塊以短信或無線上網(wǎng)方式(如GSM或CDMA等移動網(wǎng)絡)及時將這些加密信息發(fā)送給服務器。如果黑匣子發(fā)送信息時，無線模塊不能接入無線網(wǎng)絡，黑匣子則暫緩發(fā)送相關信息，當無線模塊接入無線網(wǎng)絡后，黑匣子將尚未發(fā)送的信息發(fā)送至服務器，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，并記錄在服務器的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，客戶從服務器端的數(shù)據(jù)庫查詢箱門的開關門信息記錄和黑匣子的開倉信息記錄，對照合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，確定某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生。
[0027]二、防盜安全監(jiān)控裝置
如圖1所示，防盜安全監(jiān)控裝置實際為一只黑匣子，該黑匣子由信號發(fā)生裝置10和主機兩部分組成，其中，信號發(fā)生裝置10為一組分別安裝在集裝箱左門和右門上的永磁、壓力或光電發(fā)生源。主機安裝在集裝箱箱體門框中部上，由傳感器9、信號處理電路8、主處理器1、實時時鐘及鐵電存儲器2、實時時鐘掉電保護電源3、電源管理與掉電監(jiān)控電路4、主電源5、緊急備用電源6、充電及保護電路7、標準通訊接口 11和黑匣子開倉監(jiān)控電路12組成。
[0028]傳感器9采用高靈敏度的感應器件實現(xiàn)，具有成本低、效果好等特點。傳感器9在箱體上對應左門和右門信號發(fā)生裝置10的位置設置(信號發(fā)生裝置10為永磁、壓力或光電發(fā)生源和傳感器9為對應的傳感器件)，接收對應箱門打開和關閉兩種不同感應信號，傳感器9的輸出信號經(jīng)過信號處理電路8送入主處理器I。
[0029]主處理器I采用基于ARM7TDMI的32位ARM CPU，型號為LPC2131，它集成了內(nèi)部FLASH和SRAM，大大簡化了系統(tǒng)的外圍設計，其較小的封裝和很低的功耗使主處理器I特別適用于基于電池長時間連續(xù)供電的小型設備，此外，它還具備了多種接口，功能十分強大。主處理器LPC2131主要負責對各類事件的響應和處理，并將加密后的開關門時間信息及其它需記錄的信息存入到實時時鐘及鐵電存儲器2(FM3130)中的鐵電存儲器中。
[0030]實時時鐘及鐵電存儲器2(即實時時鐘與存儲器)采用了比以往芯片集成度更高的器件(FM3130)。該器件將實時時鐘與鐵電存儲器整合在了一起，同時自帶主電源/備用電源切換電路，大大簡化了外圍電路，降低了元器件開銷。主處理器ULPC2131)連接實時時鐘及鐵電存儲器2，并以實時時鐘為時間基準按照程序指令將每次開門的時間及時長和每次關門的時間及時長，用數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。實時時鐘給系統(tǒng)提供準確的事件發(fā)生時刻，存儲器用于記錄各類信息，包括開、閉門時刻等。
[0031]標準通訊接口11與主處理器1(LPC2131)連接，用于提供針對通用上位機的在線程序下載及數(shù)據(jù)獲取。該接口采用省電模式設計，以降低系統(tǒng)功耗，延長設備主電源使用壽命O
[0032]黑匣子開倉監(jiān)控電路12由傳感元件和濾波電路組成，傳感元件對應黑匣子倉門設置，其輸出經(jīng)過濾波電路與主處理器I連接。傳感元件選擇壓力傳感器、光電傳感器、磁傳感器、彈簧開關或其兩者組合。當每次打開黑匣子倉門時，主處理器I接收到一個觸發(fā)信號，按照程序指令將黑匣子的開倉時間以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。
[0033]電源管理與掉電監(jiān)控4采用了高效率的DC-DC轉(zhuǎn)換芯片SP6651A，將主電源的高電壓(7V?3V)轉(zhuǎn)換為傳感器9、信號處理電路8、主處理器1、實時時鐘及鐵電存儲器2、標準通訊接口 11等工作所需的驅(qū)動電壓(3.3V)，其轉(zhuǎn)換效率最大可達到98 %，特別適合低功耗的設備設計使用。此外，該芯片還帶有掉電/低電報警信號，當輸入電壓與輸出電壓之差小于300mV時，芯片的掉電報警引腳即輸出低電平報警信號，提醒系統(tǒng)做緊急處理。
[0034]主電源5經(jīng)過電源管理與掉電監(jiān)控電路4分別連接傳感器9、信號處理電路8、主處理器1、實時時鐘及鐵電存儲器2、標準通訊接口 11，提供電源支持。緊急備用電源6(主要為法拉電容或后備電池)與電源管理與掉電監(jiān)控電路4連接，作為主電源5的備用支持。主電源5由電池或太陽能電池擔當，在正常狀態(tài)下給整個系統(tǒng)提供電源，同時通過充電及保護電路7(組合電路)給緊急備用電源6充電。當主電源5無法提供系統(tǒng)工作所需電源時，由緊急備用電源6給系統(tǒng)提供短時供電，以保證數(shù)據(jù)的完整性與可靠性。
[0035]實時時鐘掉電保護電源3與實時時鐘連接，提供實時時鐘的掉電保護。實時時鐘掉電保護電源3由電池或法拉電容提供，實時時鐘的電源切換為FM3130自帶的功能，能在主電源無法正常供電的情況下，自動切換到掉電保護電源供電。
[0036]下面針對黑匣子中的各項技術特點作進一步說明:
1、標準通訊接口:采用標準的通信接口，如串口，并口，USB，IRDA等。
[0037]2、標準上位機:筆記本，PDA，PC機等。與前人采用特殊接口和專用設備的方案相比，我們采用標準接口與標準上位機的優(yōu)點是:成本更低，用戶使用更方便。
[0038]3、單芯:為了降低功耗和增加可靠性，設計模塊時將傳統(tǒng)的兩個獨立模塊時鐘和存儲合二為一，采用的芯片F(xiàn)M3130包含了時鐘和存儲器(如圖2)，這樣還減少了芯片數(shù)量，間接降低了成本。另一種可選方案是:把MCU、時鐘、存儲器和信號處理電路集成在一塊專用芯片上，這樣功耗更低，可靠性更高，如圖3專用處理芯片示意圖。
[0039]4、軟件防抖:考慮到集裝箱的運輸環(huán)境及人員開關箱門的影響，為了達到產(chǎn)品記錄數(shù)據(jù)的可靠及有效性，需要采用軟件防抖處理。具體方法如下:
如圖4所示，當主處理器接收到傳感器感應的門開關動作的信號后，啟動軟件防抖機制。系統(tǒng)在隨后的一段時間內(nèi)，以一定的時間間隔主動讀取門傳感器的狀態(tài)，如果每次讀取的狀態(tài)都正確，則認為發(fā)生了一次有效的門開關動作，否則認為是抖動，不予以處理。
[0040]5、硬件防抖:如圖5所示，考慮到集裝箱的運輸環(huán)境及人員開關箱門的過程中，可能存在使傳感器工作在臨界狀態(tài)，造成頻率較高的信號輸出狀態(tài)連續(xù)變換，使系統(tǒng)出現(xiàn)對動作的誤判。針對這一情況，在電路設計中，在傳感器與主處理器之間加入了濾波電路，用以濾除由于上述原因造成的誤觸發(fā)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。
[0041]6、封裝:主電路采用環(huán)氧樹脂灌膠進行封閉，這樣可以起到防水防腐蝕的作用，還可以防止外人直接接觸到監(jiān)控主電路，起到安全防護和保護數(shù)據(jù)可靠性的作用。主電路外部用金屬外殼或工程塑料外殼進行外封(即黑匣子的外殼)，這樣可以有效降低電磁干擾，還起到防撞擊的作用。
[0042]7、黑匣子開倉:為了記錄黑匣子在運營過程中在經(jīng)授權許可或未經(jīng)授權許可情況下的開倉情況，系統(tǒng)設計了黑匣子開倉監(jiān)控記錄功能。當黑匣子外殼被開封并打開后，系統(tǒng)會記錄該事件發(fā)生的相關信息。設計中，傳感元件的輸出信號經(jīng)過硬件防抖處理后，送入主處理器進行進一步的處理，如圖6所示。傳感元件可以是壓力傳感器、光電傳感器、磁傳感器、彈簧開關及其組合等。
[0043]8、低電報警功能:當本裝置的電源電壓降低到一定程度時(如3v)，系統(tǒng)可以自動檢測到電壓信息，在集裝箱門打開的時候，通過各種人可以感知的方式進行報警。以上的報警方式可以是LED、IXD、蜂鳴器等。
[0044]工作原理:當系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，系統(tǒng)通過電源管理與掉電監(jiān)控模塊(如圖1中)實現(xiàn)對電源電壓等參數(shù)的監(jiān)控，當電源電壓降低到一定程度時，向核心控制模塊產(chǎn)生低壓警報信號，控制模塊響應該信號，在內(nèi)存中記錄電源低壓報警，當集裝箱門打開時，控制模塊向相關工作人員報警。圖7是該模塊功能工作的軟件流程圖。
[0045]9、掉電記錄、處理:當系統(tǒng)電源不能維持系統(tǒng)工作電壓時，本系統(tǒng)進行掉電處理，向存儲模塊記錄掉電信息。
[0046]工作原理:電源管理與掉電監(jiān)控模塊檢測到電壓嚴重不足(斷電情況)，向控制模塊發(fā)出斷電事件信息，控制模塊在緊急備用電源供給電路的電源供應下，將斷電信息寫入存儲模塊。圖8是掉電記錄模塊工作的軟件流程圖。緊急備用電源用以保證在主電源非正常斷電情況下，給系統(tǒng)提供短時電源供應，以保證正在進行的操作能正常完成。緊急備用電源可以是法拉電容、可充電電池、不可充電電池等。
[0047]10、傳感器組合:為了保證系統(tǒng)箱門傳感器的穩(wěn)定性和可靠性，可采用多個同類型傳感器或多個不同類型傳感器組合應用?？蛇x的傳感器包括磁傳感器、壓力傳感器、光電傳感器、彈簧開關及其組合等。
[0048]11、休眠模式:出于節(jié)電的考慮，系統(tǒng)在通常情況下處于休眠模式，在該模式下，整個系統(tǒng)的功耗很低，當發(fā)生了特定事件時，系統(tǒng)被喚醒。此類特定事件包括:
(I)箱門的開啟或關閉。
[0049](2)黑匣子的外殼被打開。
[0050](3)系統(tǒng)電源不足。
[0051 ] (4)接收到上位機通訊訊號。
[0052]以上的每個事件都有相對應的芯片管腳相連接。當主處理器檢測到對應事件發(fā)生時，從休眠狀態(tài)恢復。對相應事件處理記錄后，系統(tǒng)再次進入休眠狀態(tài)。
[0053]12、接口通訊使能控制:為了達到低功耗的目的，在主機工作時，可通過主處理器使能引腳對系統(tǒng)進行控制，系統(tǒng)中部分不常用的功能會被關閉，比如標準通訊接口一般情況下很少使用，通常是被關閉的。
[0054]13、被動傳感器:在設計中，考慮到盡可能降低系統(tǒng)的功耗，延長其單次使用時間，因此考慮采用被動傳感器來降低功耗。
[0055]14、通訊數(shù)據(jù)加密:加密技術是一種主動安全防御策略，用很小的代價即可為該系統(tǒng)記錄的各種信息提供相當大的安全保護。防止非授權人員對于關鍵信息進行讀取、分析及修改。
[0056]本系統(tǒng)的加密分為通信部分加密和數(shù)據(jù)加密。在黑匣子-客戶端二級模式或黑匣子-客戶-服務器端三級模式中，黑匣子終端與客戶端通用上位機的通信采用私有密鑰加
LU O
[0057]黑匣子終端或客戶機終端通過GSM、GPRS、⑶MA等公網(wǎng)方式與服務器端進行通信時可采用各種加密安全措施，比如(I)利用無線網(wǎng)服務提供商的現(xiàn)有加密安全技術，如跳頻技術。(2)利用終端與服務器軟件的加密協(xié)議，即端到端加密，進行通信數(shù)據(jù)加密。
[0058]15、存儲數(shù)據(jù)加密:對于終端每次記錄的信息如開關門信息、斷電信息等，在每次存儲時進行數(shù)據(jù)加密保護，與通信加密結合，雙重保護重要的數(shù)據(jù)信息。實施方法包括:采用私有密鑰方式，用加密算法(如DES)對數(shù)據(jù)進行加密。
[0059]16、密鑰隨機產(chǎn)生:采取隨機方式動態(tài)選取加密方式和加密密鑰，以提高系統(tǒng)的安全性。
[0060]實施方式:對于加密端，通過一定的算法機制，選取加密的密鑰和加密算法。解密端根據(jù)數(shù)據(jù)中攜帶的加密相關信息，選取對應的解密算法和密鑰，對數(shù)據(jù)進行解密。
[0061]17、客服通訊加密:對于客戶端與服務器端通信，為了提供更多的服務應用，當用戶的上位機與服務提供商的服務器進行通信時，將用戶端已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)傳給服務商時采用會話加密手段，保證數(shù)據(jù)安全。
[0062]實施方式:(I)由于采用互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡，可以利用這些網(wǎng)絡的原有鏈路加密技術等加密技術平臺，保證通信安全。(2)采用會話方式進行通信，具體加密算法與密鑰可以約定，可以采用私有密鑰算法如DES或者公有密鑰算法如RAS，對于密鑰的有效性可以控制。
[0063]18、監(jiān)控過程對操作人員透明:由于集裝箱搬運的操作工人素質(zhì)相對較低，因此本產(chǎn)品設計時盡量減少相關人員的操作以及技能培訓，采用有線傳輸模式以及自動監(jiān)控功能，不需人為操作，既減少了操作流程，避免了一系列的麻煩，又增強了安全和可靠性，減少人為因素帶來的誤操作和無效記錄。同時，減少了客戶鎖門的手持設備，大大降低了運營成本，也有利于推廣應用，避免額外附加經(jīng)費。
[0064]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控方法，其特征在于: (1)、在每個箱柜上設置一只黑匣子，用來自動記錄該箱柜在流轉(zhuǎn)過程中的開關門信息和黑匣子的開倉信息； (2)、黑匣子由安裝在箱門上的信號發(fā)生裝置和安裝在箱體上的主機兩部分組成，其中，主機包含傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘電路、存儲器、電源電路、標準通訊接口和黑匣子開倉監(jiān)控電路；當箱門每次打開或關閉時，傳感器接收信號發(fā)生裝置的感應信號，經(jīng)過信號處理電路處理后送入主處理器，主處理器按照程序指令將每次開門的時間和關門的時間，以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)；當每次打開黑匣子殼體時，主處理器按照程序指令將黑匣子的開倉時間以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)； (3)、在客戶對該箱柜內(nèi)貨物安全性存有疑問時，只要將黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，通過數(shù)據(jù)包解密后還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，然后對照合法的開關門記錄和開倉記錄，就能確定是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生;具體監(jiān)控模式選擇以下三種之一: ①、黑匣子、客戶端、服務端的三級模式 客戶從服務器端下載專用軟件授權，然后，客戶打開黑匣子殼體，采用通用上位機通過標準通訊接口獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，再把加密數(shù)據(jù)包發(fā)送至服務器端，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，再對照服務器數(shù)據(jù)庫內(nèi)合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案； ②、黑匣子、客戶端的二級模式 客戶端經(jīng)授權掌握從黑匣子下載數(shù)據(jù)并解密的支持軟件及密碼，客戶打開黑匣子殼體采用通用上位機直接獲取黑匣子內(nèi)自動記錄的相關加密數(shù)據(jù)包，并通過解密和對照給出某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生的答案； ③、黑匣子、服務端的二級模式 黑匣子除了自動記錄箱門的開關門信息和黑匣子的開倉信息之外，通過無線模塊以短信或無線上網(wǎng)方式及時將這些加密信息發(fā)送給服務器，如果黑匣子發(fā)送信息時，無線模塊不能接入無線網(wǎng)絡，黑匣子則暫緩發(fā)送相關信息，當無線模塊接入無線網(wǎng)絡后，黑匣子將尚未發(fā)送的信息發(fā)送至服務器，服務器端把數(shù)據(jù)包解密還原為原始的開關門信息和黑匣子的開倉信息，并記錄在服務器的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，客戶從服務器端的數(shù)據(jù)庫查詢箱門的開關門信息記錄和黑匣子的開倉信息記錄，對照合法的開關門記錄和黑匣子的開倉記錄，確定某設定時間段內(nèi)是否有非法開關門和開倉事件發(fā)生。2.根據(jù)權利要求1所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:所述通用上位機包括PC機、筆記本電腦、PDA或類似的讀寫工具。3.—種現(xiàn)代物流業(yè)中箱柜的安全監(jiān)控裝置，其特征在于:該安全監(jiān)控裝置為一黑匣子，由信號發(fā)生裝置和主機兩部分組成，其中，信號發(fā)生裝置為一組分別安裝在左門和右門上的永磁、壓力或光電發(fā)生源；主機安裝在箱體上，主要由傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘與存儲器、標準通訊接口、黑匣子開倉監(jiān)控電路和電源電路組成;傳感器在箱體上對應左門和右門信號發(fā)生裝置的位置設置，接收對應箱門打開和關閉兩種不同感應信號，傳感器的輸出信號經(jīng)過信號處理電路送入主處理器;主處理器連接實時時鐘與存儲器，并以實時時鐘為時間基準按照程序指令將每次開門的時間及時長和每次關門的時間及時長，用數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)；標準通訊接口與主處理器連接，用于提供針對通用上位機的在線程序下載及數(shù)據(jù)獲取;黑匣子開倉監(jiān)控電路為一對應黑匣子倉門設置的開關觸發(fā)電路，該開關觸發(fā)電路與主處理器連接，當每次打開黑匣子倉門時，主處理器接收開關觸發(fā)電路的觸發(fā)信號，按照程序指令將黑匣子的開倉時間及時長以數(shù)據(jù)加密方式記載在存儲器內(nèi)。4.根據(jù)權利要求1所述的安全監(jiān)控裝置，其特征在于:所述電源電路由實時時鐘掉電保護電源和主電源電路兩個獨立部分組成，其中，主電源電路主要由電源管理與掉電監(jiān)控電路、主電源、緊急備用電源組成，主電源經(jīng)過電源管理與掉電監(jiān)控電路分別連接傳感器、信號處理電路、主處理器、實時時鐘與存儲器、標準通訊接口，提供電源支持，緊急備用電源與電源管理與掉電監(jiān)控電路連接，作為主電源的備用支持;實時時鐘掉電保護電源與實時時鐘連接，提供實時時鐘的掉電保護。5.根據(jù)權利要求1所述的安全監(jiān)控裝置，其特征在于:所述開關觸發(fā)電路由傳感元件和濾波電路組成，傳感元件對應黑匣子倉門設置，其輸出經(jīng)過濾波電路與主處理器連接;所述傳感元件選擇壓力傳感器、光電傳感器、磁傳感器、彈簧開關或其兩者組合。
【文檔編號】G06Q10/08GK105956805SQ201610290300
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】于欣
【申請人】云神科技投資股份有限公司