專利名稱：集裝箱無線監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
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：
目前，集裝箱運輸是國際運輸的重要手段 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，對貨運公司造成經濟損失，同時失去信譽，丟失客戶。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提出了一種集裝箱無線監(jiān)控裝置，其不僅能夠實現對集裝箱打開關閉的監(jiān)控，而且能夠定位集裝箱位置、監(jiān)控內部狀態(tài)信息，從而實現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問題所采用的技術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理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調理電路相連，信號放大與調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；信號放大與調理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉化為數字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數據；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數據通過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)送過來的集裝箱數據，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)送過來的經緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數據分析，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，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理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調理電路相連，信號放大與調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；信號放大與調理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉化為數字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數據；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數據通過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)送過來的集裝箱數據，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)送過來的經緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數據分析，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，負責數據的發(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產生5伏電壓，給單片機及其它電路供電；采用AMSl117-3. 3產生3. 3伏電壓，給單片機下載程序接口電路供電；RS232通信電路，采用電平轉換芯片RS232，接收來自集裝箱送出來的信號，實現可兼容性；如圖4，是電子鎖驅動電路圖，由光耦TLP521和三極管0805組成，單片機輸出的控制信號經過光耦隔離，轉換為OV或者24V信號，然后輸出給三極管，從而來開關電子鎖。如圖5-6為主程序流程圖和操作系統(tǒng)任務流程圖，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、電子鎖的開關任務和數據的處理分析任務，在函數SAPI_ProcessEvent ()中執(zhí)行；數據傳輸和接收事件是在函數HAL_ProcessEvent ()中執(zhí)行。如圖5所示，單片機主程序流程圖在main函數中，第一步是關閉所有中斷，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)任務流程圖依次是初始化鏈路層(MAC)任務、網絡層(NWK)任務、硬件層(HAL)任務、設備對象(ZDO)事件、應用層(SAPI)初始化；鏈路層(MAC)任務，主要是負責產生網絡信號和同步信號；網絡層(NWK)任務，負責加入或者離開網絡；硬件層(HAL)任務，負責數據的發(fā)送和接收；電子鎖的開關事件、數據采集和存儲、串口的接收和發(fā)送事情，都是在應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，即經緯度信息，第三路是，與GPRS進行通信，發(fā)送數據到岸端服務器和接收服務器發(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，刪除不必要的數據，然后接收電子鎖開關狀態(tài)；如果傳感器信息出現異常或者電子鎖被異常打開，就啟動報警；再通過另外一個串口接收集裝箱的經緯度，最后一起打包發(fā)送到服務器上，供用戶查詢。
權利要求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理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調理電路相連，信號放大與調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；信號放大與調理電路用以接收可燃氣體傳感器輸出模擬電壓信號，并轉化為OV到3. 3V之間的模擬信號，再被單片機A采樣和轉化為數字信號；單片機A通過單總線協(xié)議獲取溫濕度傳感器采集的數據；單片機A能夠用以對電子鎖進行開關控制，最后，單片機A把采集的集裝箱數據通過Zigbee終端模塊發(fā)送給船載終端上位機。
2.按權利要求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)送過來的集裝箱數據，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)送過來的經緯度信息；然后再把接收到的各種信息進行數據分析，然后通過GPRS模塊，打包，本地保存到SD卡上或發(fā)送到服務器。
3.按權利要求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理電路組成；單片機A分別與電源電路和信號放大與調理電路相連，信號放大與調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，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