CN103530749A - 基于星地交互的物流实时跟踪装置、方法以及*** - Google Patents

基于星地交互的物流实时跟踪装置、方法以及*** Download PDF

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江霞
徐进明
孙强
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Abstract

本发明为一种基于星地交互的物流实时跟踪装置，其适于安装在集装箱的箱门上，包括：壳体；安装在所述壳体内的微处理器；与微处理器通信连接的卫星通信模块，用于与通信卫星进行双向传输数据；与微处理器通信连接的卫星定位模块，用于接收定位信息；与微处理器通信连接的RFID模块，用于读取所述集装箱的RFID门锁和/或所述集装箱内的RFID传感模块的信息；与微处理器通信连接的防拆装置，防拆装置能发出警报信息；以及与微处理器通信连接的低功耗蓝牙模块，适于与对箱门进行电子上封和解封的智能终端设备进行通信，其中定位信息、RFID信息和警报信息能通过所述卫星通信模块传输给通信卫星，用于进一步传输给地面服务器。本发明还提供了物流实时跟踪方法及***。

Description

基于星地交互的物流实时跟踪装置、方法以及***
技术领域
本发明是涉及基于星地交互的物流实时跟踪装置、方法以及***。
背景技术
为了实现对集装箱货物的监控，提高物流的透明度和安全性，现有技术中已有多种监控***。
现有的物流监控具有以下问题：
1、原有基于RFID的物流监控***，只有当标签经过安装了读写器的节点，才能上报标签里的信息。对信息的利用是节点式的，追溯性的，而非实时的。在漫长的物流过程中，无法实现突发事件信息的实时上报。
2、在现有的基于GPRS信息传输的物流监控技术，信息传递必须依赖的地面蜂窝通信***，其覆盖范围只能局限于地面移动基站所能达到的地区，无法适应偏远地区、海上、跨国界的大范围实时物流监控的要求。
3、原有物流监控***的信息交互是单向的，即跟踪装置根据初始设定周期性地向服务***报告信息，不能接收服务***的即时查询指令，因此，跟踪装置和服务***间的信息交互是单向而不是双向的。
4、原有物流监控***的信息录入需要专用手持设备，不同厂家生产的硬件，手持设备彼此间无法通用，不利于推广。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于实现能够在全球范围内进行实时物流监控跟踪。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于星地交互的物流实时跟踪装置，所述物流实时跟踪装置适于安装在集装箱的箱门上，其包括：壳体；安装在所述壳体内的微处理器；与微处理器通信连接的卫星通信模块，用于与通信卫星进行双向传输数据；与微处理器通信连接的卫星定位模块，用于接收定位信息；与微处理器通信连接的RFID模块，用于读取所述集装箱的RFID门锁和/或所述集装箱内的RFID传感模块的信息；与微处理器通信连接的防拆装置，所述防拆装置能在当所述箱门被打开时或所述物流实时跟踪装置被拆下时发出警报信息；以及与微处理器通信连接的低功耗蓝牙模块，适于与对箱门进行电子上封和解封的智能终端设备进行通信，其中定位信息、RFID信息和警报信息能通过所述卫星通信模块传输给通信卫星，用于进一步传输给地面服务器。
上述的物流实时跟踪装置，还包括：与微处理器通信连接的移动通信模块，用于与地面移动基站进行双向传输数据；其中定位信息和警报信息能通过所述移动通信模块传输给地面移动基站，用于进一步传输给地面的服务器。
上述的物流实时跟踪装置，其中所述防拆装置为设置在壳体背面上缘的弹簧按钮，当所述物流实时跟踪装置被安装到箱门上时，所述弹簧按钮位于所述箱门上方使得所述集装箱的箱门上沿能够按压所述弹簧按钮，当所述弹簧按钮复位时，所述微处理器接收到复位信号从而使防拆装置发出警报信息。
上述的物流实时跟踪装置，其中所述集装箱的箱门为主门。
上述的物流实时跟踪装置，其中所述壳体两侧设有支架，适于通过支架将所述物流实时跟踪装置安装到集装箱的箱门的拉杆上。
上述的物流实时跟踪装置，其中所述智能终端设备为智能手机。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于星地交互的物流实时跟踪方法，其包括：将上述的物流实时跟踪装置安装到集装箱的箱门上；所述物流实时跟踪装置通过所述卫星定位模块接收到卫星定位信息；通过所述RFID模块接受到RFID门锁和/或所述集装箱内的RFID传感模块的信息；利用所述防拆装置检测所述箱门是否被打开或所述物流实时跟踪装置是非被拆下，并在检测到有上述情况时发出警报信息；通过所述卫星通信模块将所述卫星定位信息、所述RFID信息和所述警报信息传输给通信卫星，并且进一步传输给地面服务器；以及所述地面服务器与智能终端设备通过互联网通信连接，所述智能终端设备能接收所述地面服务器传输的数据并且向所述地面服务器发送指令数据。
上述的物流实时跟踪方法，其中所述物流实时跟踪装置还包括与微处理器通信连接的移动通信模块，用于与地面移动基站进行双向传输数据；当能通信连接到地面移动基站时，所述定位信息、RFID信息和警报信息选择通过所述移动通信模块传输给地面移动基站，并且进一步传输给所述地面服务器，并且在这种情况下关闭卫星通信模块与通信卫星之间的数据传输。
上述的物流实时跟踪方法，其中所述卫星定位信息、所述RFID信息和所述警报信息通过与地面服务器接入的互联网发送到智能手机上。
上述的物流实时跟踪方法，其中所述物流实时跟踪装置包括如权利要求3所述的防拆装置。
上述的物流实时跟踪方法，其中所述智能终端设备能与所述低功耗蓝牙模块进行通信，从而对箱门进行电子上封和解封。
上述的物流实时跟踪方法，其中所述智能终端设备为智能手机。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于星地交互的物流实时跟踪***，其包括：上述的物流实时跟踪装置；地面服务器，适于与通信卫星进行通信；其中，所述物流实时跟踪装置通过卫星通信模块和所述通信卫星以及所述地面服务器进行双向数据传输。
上述的基于卫星的物流实时跟踪***，其中还包括：与微处理器通信连接的移动通信模块，用于与地面移动基站进行双向传输数据，所述地面服务器通过互联网与所述地面移动基站进行通信；其中所述物流实时跟踪装置通过所述移动通信模块和地面移动基站以及所述地面服务器进行双向数据传输。
上述的基于卫星的物流实时跟踪***，其中所述地面服务器与智能终端设备通过互联网通信连接，所述智能终端设备能接收所述地面服务器传输的数据并且向所述地面服务器发送指令数据。
上述的基于卫星的物流实时跟踪***，其中所述物流实时跟踪装置中的所述防拆装置为设置在壳体背面上缘的弹簧按钮，当被安装到箱门上时，所述弹簧按钮位于所述箱门上方使得所述集装箱的箱门上沿能够按压所述弹簧按钮，当所述弹簧按钮复位时，触发与之相连的警报装置发出警报信息。
本发明具有以下优点：
1、采用卫星定位和卫星通信，可以在全球范围内的任意地点实现与远程终端进行通信，从而能最大范围地实现连续的物流监控，无盲点。
2、采用移动通信模块与地面移动基站通信连接，在有移动信号的区域，可以采用移动通信方式进行数据传输，从而节省了卫星通信的费用，能够大幅降低通信成本。
3.具有防拆装置，当箱门被非法打开或者要破坏跟踪装置时，能实时发出警报，提醒远程终端的用户。
4.智能终端设备采用智能手机，通过安装客户端软件，实现与蓝牙模块的通信，不需要专用的手持设备，通用性好。
5.防拆装置壳体的上端保持与集装箱的箱顶平齐，这样卫星通信模块的天线不会被遮挡，增加了通信成功率。
附图说明
图1是本发明的基于星地交互的物流实时跟踪***的示意图；
图2是本发明的基于星地交互的物流实时跟踪装置的***框图；
图3是本发明的基于星地交互的物流实时跟踪装置壳体背面的外观示意图；
图4是本发明的基于星地交互的物流实时跟踪装置安装到箱门上的示意图。
具体实施方式
参看图1和图2，本发明为一种基于星地交互的物流实时跟踪***，包括物流实时跟踪装置10和地面服务器20。
该物流实时跟踪装置10可安装在集装箱的箱门上，其包括：壳体（图中未示）。壳体内安装有微处理器1；与微处理器通信连接的卫星通信模块2、卫星定位模块3、移动通信模块4、RFID模块5、防拆装置6和低功耗蓝牙模块7。
卫星通信模块2用于与通信卫星30进行双向传输数据。跟踪装置10通过该卫星通信模块2和通信卫星30与地面服务器20进行通信，并双向传输数据。卫星定位模块3，用于接收卫星定位***40的卫星定位信息。移动通信模块4，用于与地面移动基站50进行双向传输数据。地面服务器20可通过互联网60与所述地面移动基站50进行通信。跟踪装置10也可以通过该移动通信模块4和地面移动基站50与地面服务器20进行通信，并双向传输数据。
当集装箱处于海上等无移动基站50的地区时，跟踪装置10可选择卫星通信模块2－通信卫星30－地面服务器20的通信路径进行数据传输。当集装箱处于移动基站50覆盖的区域时，跟踪装置10可选择移动通信模块4－地面移动基站50－互联网60－地面服务器20的通信路径进行数据传输。
RFID模块5，用于读取所述集装箱的RFID门锁（图中未示）的RFID信息，也可以读取集装箱内的RFID传感模块（例如测量集装箱内各种参数的传感器）的信息。防拆装置6，能在当所述箱门被打开时或所述物流实时跟踪装置被拆下时发出警报信息。RFID信息和警报信息可以通过上述的通信路径传回到服务器。一旦发生突发事件，如箱门被打开，温度、湿度、振动等传感信息超出设定值，跟踪装置自动将此刻的位置和相应的传感信息和警报信息传输到地面服务器。
低功耗蓝牙模块7适于与对箱门进行电子上封和解封的智能终端设备70进行通信。作为智能终端设备的智能手机70也可通过互联网与地面服务器20通信连接。该智能手机能接收地面服务器20传输的数据并且向地面服务器20发送指令数据。跟踪装置10发出的数据信息可经由地面服务器20实时传输到智能手机70上，以获得集装箱和货物的位置和各类传感信息。也可通过手机70主动唤醒跟踪装置10，让它报告此时的位置和各类传感信息。
该智能手机70也可用于与低功耗蓝牙模块7进行通信，实施箱门的电子上封和解封的操作。该蓝牙模块采用蓝牙4.0，属于低功耗蓝牙。但是工作频率过低，数据传输会中断，从而丢包。为此，增加蓝牙模块工作频率，将原有功耗提高50%，延长传输时间，从而保证了数据传输的可靠完整性。可通过在智能手机70上安装客户端软件来实现上述与蓝牙模块7的通信。
该低功耗蓝牙模块7也可用于海关的离线授权解封和上封。
防拆装置6，如图3和图4所示，为设置在壳体背面上缘的弹簧按钮61。当所述物流实时跟踪装置被安装到箱门上时，弹簧按钮61位于所述箱门上方，使得集装箱的箱门上沿62能够按压所述弹簧按钮61。当打开箱门时，弹簧按钮61复位，微处理器1接收到复位信号从而使防拆装置6发出警报信息。
只要箱门一打开，防拆装置6就能发出警报信息，警报信息通过卫星或移动基站传输到地面服务器20，实时发送到智能手机70上。这样，用户就能远程监控箱门是否被非法打开。
如果该防拆装置6被非法拆卸，弹簧按钮61也会复位，并且防拆装置6发出警报。这样，就能防止人为破坏防拆装置，非法打开箱门，保证了货物安全。
另外，所述防拆装置6的壳体的两侧设有支架63，通过支架63可将所述物流实时跟踪装置整体安装到集装箱的箱门的拉杆上。并且，壳体的上缘与集装箱顶部平齐，这样卫星通信模块的天线不会被遮挡，增加了通信成功率。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本发明，不能理解为是对本发明保护范围的限制；只要是根据本发明所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本发明的保护范围中。

Claims (16)

1.一种基于星地交互的物流实时跟踪装置（10），所述物流实时跟踪装置适于安装在集装箱的箱门上，其特征在于，包括：
壳体；
安装在所述壳体内的微处理器（1）；
与微处理器通信连接的卫星通信模块（2），用于与通信卫星进行双向传输数据；
与微处理器通信连接的卫星定位模块（3），用于接收定位信息；
与微处理器通信连接的RFID模块（5），用于读取所述集装箱的RFID门锁和/或所述集装箱内的RFID传感模块的信息；
与微处理器通信连接的防拆装置（6），所述防拆装置能在当所述箱门被打开时或所述物流实时跟踪装置被拆下时发出警报信息；以及
与微处理器通信连接的低功耗蓝牙模块（7），适于与对箱门进行电子上封和解封的智能终端设备进行通信，
其中定位信息、RFID信息和警报信息能通过所述卫星通信模块（2）传输给通信卫星，用于进一步传输给地面服务器。
2.根据权利要求1所述的物流实时跟踪装置，其特征在于，还包括：与微处理器通信连接的移动通信模块（4），用于与地面移动基站进行双向传输数据；其中定位信息和警报信息能通过所述移动通信模块（4）传输给地面移动基站，用于进一步传输给地面的服务器。
3.根据权利要求1所述的物流实时跟踪装置，其特征在于，所述防拆装置（6）为设置在壳体背面上缘的弹簧按钮（61），当所述物流实时跟踪装置被安装到箱门上时，所述弹簧按钮（61）位于所述箱门上方使得所述集装箱的箱门上沿能够按压所述弹簧按钮，当所述弹簧按钮（61）复位时，所述微处理器（1）接收到复位信号从而使防拆装置（6）发出警报信息。
4.根据权利要求3所述的物流实时跟踪装置，其特征在于，所述集装箱的箱门为主门。
5.根据权利要求3或4所述的物流实时跟踪装置，其特征在于，所述壳体两侧设有支架，适于通过支架将所述物流实时跟踪装置安装到集装箱的箱门的拉杆上，并且将壳体的上端保持与集装箱的箱顶平齐。
6.根据权利要求1所述的物流实时跟踪装置，其特征在于，所述智能终端设备为智能手机。
7.一种基于星地交互的物流实时跟踪方法，其特征在于，包括：
将如权利要求1所述的物流实时跟踪装置安装到集装箱的箱门上；
所述物流实时跟踪装置通过所述卫星定位模块（3）接收到卫星定位信息；
通过所述RFID模块（5）接受到RFID门锁和/或所述集装箱内的RFID传感模块的信息；
利用所述防拆装置（6）检测所述箱门是否被打开或所述物流实时跟踪装置是非被拆下，并在检测到有上述情况时发出警报信息；
通过所述卫星通信模块（3）将所述卫星定位信息、所述RFID信息和所述警报信息传输给通信卫星，并且进一步传输给地面服务器；以及
所述地面服务器与智能终端设备通过互联网通信连接，所述智能终端设备能接收所述地面服务器传输的数据并且向所述地面服务器发送指令数据。
8.根据权利要求7所述的物流实时跟踪方法，其特征在于，所述物流实时跟踪装置还包括与微处理器通信连接的移动通信模块（4），用于与地面移动基站进行双向传输数据；
当能通信连接到地面移动基站时，所述定位信息、RFID信息和警报信息选择通过所述移动通信模块（4）传输给地面移动基站，并且进一步传输给所述地面服务器，并且在这种情况下关闭卫星通信模块与通信卫星之间的数据传输。
9.根据权利要求7或8所述的物流实时跟踪方法，其特征在于，所述卫星定位信息、所述RFID信息和所述警报信息通过与地面服务器接入的互联网发送到智能手机上。
10.根据权利要求7或8所述的物流实时跟踪方法，其特征在于，所述物流实时跟踪装置包括如权利要求3所述的防拆装置（6）。
11.根据权利要求7或8所述的物流实时跟踪方法，其特征在于，所述智能终端设备能与所述低功耗蓝牙模块（7）进行通信，从而对箱门进行电子上封和解封。
12.根据权利要求7或8所述的物流实时跟踪方法，其特征在于，所述智能终端设备为智能手机。
13.一种基于星地交互的物流实时跟踪***，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的物流实时跟踪装置（10）；
地面服务器（20），适于与通信卫星（30）进行通信；
其中，所述物流实时跟踪装置（10）通过卫星通信模块（2）和所述通信卫星（30）以及所述地面服务器（20）进行双向数据传输。
14.根据权利要求13所述的基于星地交互的物流实时跟踪***，其特征在于，还包括：与微处理器（1）通信连接的移动通信模块（4），用于与地面移动基站（50）进行双向传输数据，所述地面服务器（20）通过互联网（60）与所述地面移动基站（50）进行通信；
其中所述物流实时跟踪装置（10）通过所述移动通信模块（4）和地面移动基站（50）以及所述地面服务器（20）进行双向数据传输。
15.根据权利要求13或14所述的基于星地交互的物流实时跟踪***，其特征在于，所述地面服务器与智能终端设备通过互联网通信连接，所述智能终端设备能接收所述地面服务器传输的数据并且向所述地面服务器发送指令数据。
16.根据权利要求13或14所述的基于星地交互的物流实时跟踪***，其特征在于，所述物流实时跟踪装置中的所述防拆装置（6）为设置在壳体背面上缘的弹簧按钮（61），当被安装到箱门上时，所述弹簧按钮（61）位于所述箱门上方使得所述集装箱的箱门上沿能够按压所述弹簧按钮，当所述弹簧按钮（61）复位时，触发与之相连的警报装置发出警报信息。
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