CN108702587A - 用于检测异常天线状况的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于资产跟踪的方法和移动收发器，其检测异常天线状况(诸如损坏或篡改，其检测到有损坏或篡改嫌疑的损坏或篡改)。本公开的移动收发器包括蜂窝收发器和***，每个收发器具有内部天线和外部天线。移动收发器检测异常天线状况，并且在检测到异常天线状况时可以从外部天线切换到内部天线，或反之亦然。

Description

用于检测异常天线状况的方法和装置
技术领域
本公开总体上涉及移动收发器，并且更具体地涉及用于资产跟踪的检测异常天线状况的方法和移动收发器。
背景技术
诸如全球定位***(GPS)跟踪设备等全球导航卫星***(GNSS)跟踪设备是由对象或个人(“运载方”)承载的设备，这种设备定期使用GNSS来测量运载方的位置并且通常将该位置存储在内部存储器中。GNSS跟踪设备的类型的示例包括：数据记录器、数据推送器和数据拉取器。数据记录器可以将测量到的位置数据存储在内部存储器以用于后续下载和分析。数据推送器(也称为信标)可以根据预定义的参数将存储在内部存储器中的位置数据发送到服务器或其他设备。数据拉取器(也称为应答器)可以将位置数据存储在内部存储器中，并且响应于来自服务器或其他设备的查询而该提供位置数据。GNSS跟踪设备可能具有有限的功率和/或有限的处理资源。因此，有效地操作和部署GNSS跟踪设备的方法可能是合乎需要的。
附图说明
图1是示出根据本公开的适于操作移动收发器的通信***的框图。
图2是示出根据本公开的示例实施例的移动收发器的框图。
图3A是示出根据本公开的示例实施例的无线通信子***的框图。
图3B是射频(RF)耦合器的示意图。
图4是根据本公开的适于安装移动收发器的示例运输容器。
图5是根据本公开的一个实施例的移动收发器壳体的透视图。
图6A是从运输容器的内部看的、被安装到图4的运输容器的门的图5的移动收发器壳体的前视图。
图6B是被安装到图4的运输容器的门的图5的移动收发器壳体的侧视图。
图6C是被安装到图4的运输容器的门的图5的移动收发器壳体的截面图。
图7A至图7D是示出根据本公开的示例实施例的操作移动收发器的方法的示例实施例的流程图。
图8是示出根据本公开的一个实施例的选择天线的方法的示例实施例的流程图。
具体实施方式
参考示出了实施例的附图来进行本公开。然而，可以使用很多不同的实施例，并且因此描述不应当被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例是使得本公开透彻和完整。相同的标号始终指代相同的元素，并且主要符号用于在替代实施例中指示类似元素、操作或步骤。所示出的***和设备的功能元素的单独框或图示分离不一定需要这些功能的物理分离，因为这样的元素之间的通信可以通过消息传递、功能调用、共享存储器空间等方式发生，而不需要任何这样的物理分离。因此，尽管为了便于解释而将功能单独示出，但是这些功能不需要在物理上或逻辑上分离的平台中实现。不同的设备可以具有不同的设计，使得虽然一些设备以固定功能硬件来实现一些功能，但是其他设备可以利用从机器可读介质获取的代码、在可编程处理器中实现这样的功能。
本公开提供了一种可以允许全球和远程跟踪应用的移动收发器，在这样的全球和远程跟踪应用中，全球和远程传输中的资产即使在传输中跨越无线载波和网络覆盖边界时也可以被跟踪。在全球和远程跟踪应用中，移动收发器和被跟踪的资产可能在传输中跨越无线载波和网络覆盖边界。例如，一个运输容器从中国大陆出发、行走过南非并且最终目的地为北美，这并不罕见。移动收发器可以在运输期间被安装到运输容器的外部。在运输期间，移动收发器的天线可能会受到损坏、故障、断开连接或被篡改，从而妨碍或阻止位置信息和可能的其他信息(诸如传感器数据)的准确报告。
本公开提供了一种用于资产跟踪的方法和移动收发器，以检测异常天线状况(例如，检测到的损坏或篡改或者可疑的损坏或篡改)。本公开的移动收发器包括蜂窝收发器和***，这样的蜂窝收发器和***每个具有内部天线和外部天线。移动收发器检测异常天线状况，并且在检测到异常天线状况时可以从外部天线切换到内部天线，或反之亦然。
根据本公开的一个方面的示例实施例，提供了一种操作移动收发器的方法，该移动收发器具有处理器、无线收发器、内部天线和外部天线，内部天线和外部天线每个经由开关耦合到无线收发器，该方法包括：将无线收发器的活动天线切换到外部天线；确定外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到；以及当外部天线的异常天线状况的指示已被检测到时，将无线收发器的活动天线从外部天线切换到内部天线，以及由无线收发器经由内部天线向资产跟踪服务发送关于外部天线的异常天线状况的指示已被检测到的通知。
根据本公开的一个方面的另一示例实施例，提供了一种操作移动收发器的方法，该移动收发器具有处理器、无线收发器、内部天线和外部天线，内部天线和外部天线每个经由开关耦合到无线收发器，其中移动收发器是被配置为安装到运输容器的门的两部分互连模块，其中互连模块包括内部模块和外部模块，内部模块要被定位在运输容器的门的内部并且承载内部天线，外部模块要被定位在运输容器的门的外部并且承载外部天线，该方法包括：在一段不活动时间之后唤醒移动收发器；确定移动收发器被安装到的运输容器的门是打开还是关闭；当移动收发器被安装到的运输容器的门被确定为关闭时，切换到外部天线以作为活动天线；以及当移动收发器被安装到的容器的门被确定为打开时，切换到内部天线以作为活动天线。
根据本公开的一个方面的另一示例实施例，提供了一种操作移动收发器的方法，该移动收发器具有处理器、无线收发器、经由开关耦合到无线收发器的多个天线，该方法包括：在一段不活动时间之后唤醒移动收发器；使用多个天线中的每个天线、经由无线收发器测量无线信号；根据测量到的无线信号，在多个天线中选择天线；以及切换到所选择的天线以作为无线收发器的活动天线。
根据本公开的另一方面的示例实施例，提供了一种移动收发器，其包括：处理器；耦合到处理器的存储器；耦合到处理器的无线收发器；每个经由开关耦合到无线收发器的内部天线和外部天线；其中移动收发器被配置为执行上面和本文中描述的方法。
根据本公开的另一方面的示例实施例，提供了一种非暂态机器可读介质，其上有形地存储有可执行指令，可执行指令在由移动收发器的处理器执行时使移动收发器执行上面和本文中描述的方法，移动收发器包括存储器、无线收发器、内部天线和外部天线，内部天线和外部天线每个经由开关耦合到无线收发器。
将参考图1和图2描述本公开的移动收发器102的示例实施例。移动收发器102包括控制移动收发器102的整体操作的至少一个处理器104。处理器104经由通信总线(未示出)耦合到多个组件，该通信总线提供组件与处理器104之间的通信路径。移动收发器102还包括随机存取存储器(RAM)108、只读存储器(ROM)110、可以是闪存可擦除可编程只读存储器(EPROM)或其他合适形式的存储器的持久性(非易失性)存储器112(“闪存”)、诸如串行数据端口(例如，通用串行总线(USB)数据端口)等数据端口122、以及用于感测移动收发器102的环境的多个环境传感器130。传感器130可以包括光传感器131、温度传感器132、压力传感器133、湿度传感器134、陀螺仪135、加速度计136、一个或多个飞行时间(ToF)传感器137、以及可能的其他传感器(诸如门触开关(未示出))。
移动收发器102还包括用于从卫星网络180接收卫星信号的***120，卫星网络180包括作为全球或区域卫星导航***的一部分的多个卫星。在一些实施例中，可以提供能够接收和发送卫星信号的卫星收发器，而不是只能接收卫星信号的***。
移动收发器102可以使用由***120从卫星网络180中的多个卫星接收到的信号来确定其位置。在至少一些实施例中，卫星网络180包括多个卫星，这些卫星是提供具有全球覆盖的自主地理空间定位的至少一个全球导航卫星***(GNSS)的一部分。例如，卫星网络180可以是GNSS卫星的星座。示例GNSS包括美国NAVSTAR全球定位***(GPS)或俄罗斯GLObal导航卫星***(GLONASS)。已经部署的或正在开发的其他卫星导航***包括欧盟伽利略定位***、中国北斗导航卫星***(BDS)、印度区域卫星导航***和日本卫星导航***。
移动收发器102还包括用于交换至少数据通信的一个或多个无线收发器。无线收发器至少包括用于使用不同的无线数据通信协议和标准与诸如蜂窝网络160等多个不同的无线电接入网络(RAN)进行通信的蜂窝(RF)收发器114。移动收发器102可以与其地理覆盖区域内的蜂窝网络160的多个固定收发器基站(图1中示出了其中的一个)中的任何一个进行通信。在所需要的网络注册和/或激活过程已经完成之后，移动收发器102可以通过蜂窝网络160发送和接收信号。在所描述的实施例中，蜂窝收发器114是支持多个无线电频带的多频带收发器，多个无线电频带可以包括例如多个4G长期演进(LTE)或高级LTE频带以及全球3G和2G频带，诸如举例而言，来自瑞士的u-blox Holding AG的TOBY-L2系列无线收发器。在其他实施例中，可以提供多个专用收发器以支持不同的无线服务，诸如4G LTE、3G和2G无线服务。
可以由蜂窝收发器114使用的技术的示例包括LTE、高级LTE、通用分组无线电服务(GPRS)、MobitexTM和Data TACTM。可以由蜂窝收发器114使用的其他示例技术包括高级移动电话***(AMPS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(W-CDMA)、个人通信服务(PCS)、GSM(全球移动通信***)、蜂窝数字分组数据(CDPD)、集成数字增强网络(iDEN)、高速下行分组接入(HSPDA)、演进数据优化(EvDO)、用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)等。其他类型的分离和集成的通信网络也可以用于移动收发器102。移动收发器102还可以符合其他通信标准，诸如3GSM、第三代合作伙伴项目(3GPP)、通用移动电信***(UMTS)、4G等。上述技术作为示例被使用并且不是穷尽的。所描述的实施例不依赖于RAN的任何特定特性或能力。
无线收发器还可以包括用于经由WLAN接入点(AP)与WLAN 150进行通信的无线局域网(WLAN)收发器116。WLAN 150可以包括符合IEEE 802.11x标准(有时称为)的Wi-Fi无线网络。在其他实施例中，其他通信协议可以用于WLAN 104。
无线收发器还可以包括用于与计算机240进行通信的短程无线收发器，诸如收发器118。移动收发器102可以替代地使用诸如数据端口122(例如，USB端口)等物理链路与计算机240进行通信。蓝牙收发器118可以与包括蓝牙低能耗(蓝牙智能)在内的任何合适版本的蓝牙协议兼容。代替或除了可以提供其他短程无线通信技术，包括但不限于近场通信(NFC)、IEEE802.15.3a(也称为超宽带(UWB))、Z波、ZigBee、ANT/ANT+或红外(例如，红外数据协会(IrDA)通信)。
由移动收发器102接收到的数据可以由解码器(未示出)解压缩和解密。移动收发器102的通信子***还包括一个或多个天线、诸如数字信号处理器(DSP)等处理器、以及本地振荡器(LO)。通信子***的具体设计和实现取决于由移动收发器102实现的无线通信技术。
网络访问要求根据蜂窝网络160的类型而变化。在所描述的实施例中，移动收发器102包括用于接收智能卡142的智能卡接口140，智能卡142用于由处理器104存储和读取数据。智能卡142可以是用于在GSM网络或其他类型的智能卡中使用的订户身份模块(SIM)卡，这些其他类型的智能卡用于在提供无线网络接入的相关的无线网络类型中使用。在至少一些实施例中，智能卡142是至少包含SIM和USIM应用的通用集成电路卡(UICC)。UICC是大多数现代GSM和UMTS网络中使用的智能卡。尽管用于GSM网络的SIM卡已经作为示例被描述，但术语“智能卡”旨在包含所有类型的智能卡、以及用于提供通用订户身份模块(USIM)、可移除用户身份模块(R-UIM)或CDMA订户身份模块(CSIM)的其他类似技术、或者在UMTS和CDMA网络中使用的其他类似技术。
移动收发器102还包括作为电源的电池146。电池146可以是可再充电电池或不可再充电电池。电池146向移动收发器102的至少一些组件提供电力。电池接口144为电池146提供机械和电气连接。电池接口144可以耦合到调节器(未示出)，调节器向移动收发器102的电路提供电力V+。在一些实施例中，电池146是大容量、不可再充电的密封电池，这样的电池预期具有相对较长的使用寿命，诸如5至7年的有效服务。
移动收发器102还可以包括电源接口、诸如电源端口，用于连接到诸如交流(AC)电源适配器等外部电源152。移动收发器102可以使用外部电源152而不是电池146。如果电池146是可再充电的，则外部电源152可以用于对电池146再充电。
再次参考图1，将描述本公开的移动收发器102可以在其中操作的示例通信***100。移动收发器102通常使用蜂窝网络160来访问资产跟踪服务(例如，服务器或船队管理***)200。资产跟踪服务200可以被实现为一个或多个服务器模块，并且通常位于防火墙210后面。资产跟踪服务200通过多个管理移动收发器102提供管理控制和管理能力。资产跟踪服务200可以被实施为以硬件或软件形式的各种配置，包括基于服务器的***、应用编程接口(API)和/或端点，以提供对资产跟踪服务200的功能的访问和抽象，使得不需要硬件或配置信息就能访问除了API位置和功能定义之外的其他功能。
资产跟踪服务200提供在资产跟踪服务200与多个管理移动收发器102之间交换的数据的安全传输。资产跟踪服务200与移动收发器102之间的通信可以例如使用高级加密标准(AES)或三重数据加密标准(三重DES)加密来进行加密。
移动收发器102使用由***120从卫星网络180中的多个卫星接收的信号来确定其位置。例如，移动收发器102可以使用***120、根据预定义的时间表或者响应于触发事件以及其他可能性来定期确定位置。确定位置的频率或时间表可以是固定的或可配置的。移动收发器102将所确定的位置(通常是在纬度和经度方面)以及确定位置的时间存储在数据日志中，该数据日志存储在移动收发器102的存储器112中。因此，数据日志提供资产跟踪登录。
移动收发器102还可使用一个或多个传感器130来感测或测量移动收发器102的环境。例如，传感器130可以用于测量温度、压力和湿度、门打开或移动事件以及其他参数。经由传感器130获取的传感器数据以及获取传感器数据的时间也被存储在存储器112中所存储的数据日志(即，资产跟踪日志)中。与位置数据一样，移动设备收发器102可以按照预定的时间表或者响应于触发事件以及其他可能性来定期收集传感器数据。获取传感器数据的频率或时间表可以是固定的或可配置的。
根据预定义的时间表或者响应于触发事件以及其他可能性，移动收发器102尝试连接到资产跟踪服务200以定期报告存储在资产跟踪日志中的位置和/或传感器数据。移动收发器102尝试连接到资产跟踪服务200的频率或时间表可以是固定的或可配置的。移动收发器102通常尝试使用诸如蜂窝收发器114等无线收发器连接到资产跟踪服务200。移动收发器102能够访问由多个无线收发器提供的多个无线服务，每个无线收发器提供对一个或多个无线服务的访问。在所描述的实施例中，多个无线收发器包括蜂窝收发器114、WLAN收发器116和蓝牙收发器118。在一些实施例中，无线收发器可以包括多个蜂窝收发器114，这些收发器可以是多频带蜂窝收发器114。移动收发器102也可以尝试使用物理链接直接或间接经由计算机240连接到资产跟踪服务200。由移动收发器102支持的每个无线服务可以由标准或规范来定义。在本公开中的其他地方描述的无线服务的非限制性示例包括4G长期演进(LTE)、3G和2G、WLAN和蓝牙。
当移动收发器102经由蓝牙和/或USB连接到蜂窝网络160、WLAN 150或计算机240时，移动收发器102可以使用通信网络230、穿过防火墙210向资产跟踪服务200发送数据日志或数据日志的一部分(即，数据日志的未报告的部分)。数据日志信息可以使用任何合适的消息格式来发送，包括例如专有消息格式。移动收发器102数据日志通常包括关于数据日志中的哪些数据已经被报告以及数据日志中的哪些数据未被报告的指示符。例如，在一些实施例中，数据日志包括一系列记录，这些记录包括记录标识符(ID)并且由ID标识。每个记录还包括进行记录的时间、位置数据和/或传感器数据、以及指示记录是否已经被报告给资产跟踪服务200的报告状态。在未报告的记录被报告给资产跟踪服务200之后，其在数据日志中的对应报告状态字段被更新。
移动收发器102在某些设备组件不使用时将其断电以节省电池电力。例如，移动收发器102在报告时间/周期之后为发起蜂窝收发器114的低功率模式。低功率模式可以是其中蜂窝收发器114未供电的关闭模式(也称为关闭状态)、或具有低功耗的休眠模式(也称为待机模式或暂停操作模式)。然后在下一报告时间/周期，蜂窝收发器114从低功率模式被激活。在报告时间/周期之后，任何其他无线收发器类似地被置于低功率模式。***120和传感器130也可以在没有获取位置或传感器数据时被置于低功率模式，并且然后在下一测量时间/周期从低功率模式被激活。
数据记录和数据报告周期通常是不同的并且不需要重合，虽然这些周期通常在不同程度上交叠。例如，每个报告周期通常涉及报告数据日志的若干记录，每个记录包括位置数据和/或传感器数据。这些周期可以交叠，因为位置数据和/或传感器数据可以在某些时候作为公共过程的一部分被捕获，或者可以作为正好在将记录的数据报告给资产跟踪服务200之前执行的单独过程的一部分被捕获。例如，无线收发器可以被唤醒用于在***120和/或传感器130被唤醒并且位置数据和/或传感器数据被捕获的同时或之后进行报告。
通信***100仅被提供以供说明的目的。通信***100仅仅是用于与移动收发器102一起使用的多种可能的通信网络配置中的一种可能配置。本领域技术人员将理解适合的变化，并且这样的变化意在落入本公开的范围内。例如，虽然为了方便已经表示了各个网络，但应当理解，可以提供每种类型的多个网络和连接到所示出的网络的中间网络。而且，图1中表示的通信链路1可以使用公共和/或专用网络来实现，这样的公共和/或专用网络可以使用诸如基于X.25或基于互联网协议(IP)的寻址和路由技术等分组数据技术进行通信。一些连接可以例如使用虚拟专用网络(VPN)技术被实现为安全连接。
现在参考图3，将描述根据本公开的示例实施例的无线通信子***300。无线通信子***300包括管理需要天线的功能的数字基带处理器304、以及多个无线收发器和/或接收器306，这些无线收发器和/或接收器分别由附图标记306a、306b、...306n表示。无线收发器/接收器306中的每个耦合到分别由附图标记308a、308b、...308n表示的开关308，开关308耦合到分别由附图标记310a、310b、...310n表示的内部天线310、以及分别由附图标记312a、312b、...312n表示的外部天线312。外部天线312通常用作主天线，因为运输容器400外部存在相关联的减少的RF干扰，而内部天线310通常用作辅助天线，因为运输容器400内部存在相关联的增加的RF干扰。
在至少一些实施例中，外部天线312被设置在共同的外部天线模块中，并且外部天线模块的接地引脚连接到可以被监测(例如，在移动收发器10唤醒时)的处理器104的通用输入/输出(GPIO)引脚。当未检测到外部天线模块的接地引脚时，这表明外部天线模块断开连接，外部天线模块中发生电子故障，或者外部天线312和/或外部壳体模块504已经以其他方式被损坏或篡改。在其他实施例中，每个外部天线312的接地引脚可以分别连接到处理器104的GPIO引脚。
如上所述，无线收发器/接收器306包括至少一个蜂窝收发器114和至少一个***120，蜂窝收发器114诸如是支持多个无线电频带的多频带蜂窝收发器，其可以包括例如多个4G长期演进(LTE)或高级LTE频带以及全球3G和2G频带。
尽管已经描述了用于蜂窝收发器114和***120的公共基带处理器304，但是在其他实施例中，可以为***120和蜂窝收发器114提供单独的基带处理器。在无线通信子***300中，蜂窝收发器114和***120被单独切换并且能够独立操作。因此，***120可以使用外部天线312，而蜂窝收发器114使用内部天线310，反之亦然，***120和蜂窝收发器114可以都使用外部天线312，或者***120和蜂窝收发器114可以都使用内部天线30。基带处理器304或主处理器104根据诸如来自传感器130的信号质量和辅助信息等因素，为***120和蜂窝收发器114选择内部天线310或外部天线312。无线收发器/接收器306(例如，***120和蜂窝收发器114)中的每个也可以单独地开启、关闭或置于休眠模式。
在所描述的实施例中使用的术语“开关”和“切换”无意限于改变活动天线。相反，如果特定天线不是活动天线，则这些术语旨在包括指示相应开关308将特定天线制作为活动天线。取决于实现，开关308可以包括电子开关、固态开关或机电(例如，继电器)。可以指示开关308通过处理器104或其他电路(诸如通信子***)来选择各种天线。
虽然未示出，但每个无线收发器/接收器306具有RF前端电路(也称为收发器模块/接收器模块)，RF前端电路通常包括在天线与数字基带处理器304之间的所有组件。例如，蜂窝收发器的RF前端电路包括接收器、发射器和本地振荡器(LO)。接收器执行常见的接收器功能，如信号放大、降频转换、滤波、信道选择等、以及模数转换(ADC)。接收到的信号的ADC允许由数字基带处理器304执行更复杂的通信功能，诸如解调和解码。以类似的方式，例如由数字基带处理器304来处理待传输的信号，包括调制和编码。经处理的信号被输入到发射器以用于数模转换(DAC)、上变频、滤波、放大以及经由天线的传输。缺乏传输功能的接收器通常会省略接收所需要的组件。
在至少一些实施例中，每个蜂窝收发器114包括RF定向耦合器。RF定向耦合器是一种用于通过另一连接或端口将在一条传输线路中行进的特定比例的功率耦合到外部的RF无源器件。如图3B所示，RF定向耦合器350是四端口器件：输入端口355、发射端口360、耦合端口365和隔离端口370。RF定向耦合器通常使用电容耦合。然而，RF定向耦合器可以使用任何合适的构造。RF定向耦合器1000可以用于对来自天线(例如，内部天线310或外部天线312，典型地使用耦合端口365)的传输信号进行采样以确定天线在发射期间是否正在传输。如果在传输期间天线没有进行传输，表明天线具有异常天线状况，例如天线可能断开、损坏或发生故障。如果天线在传输期间正在进行传输，指示正常天线状况，即，天线正常运行和工作并且没有损坏。
图5示出了根据本公开的一个示例实施例的移动收发器102的移动收发器壳体500。壳体500是被配置为例如通过运输容器的门而安装到运输容器的两部分互连模块。壳体500包括内部模块502和外部模块504。内部模块502被配置为被安装在运输容器的内部，例如被安装在运输容器的门的内表面上。外部模块504被配置为被安装在运输容器的外部，例如安装在运输容器的门的外表面上。外部模块承载外部天线312。内部模块承载内部天线310以及移动收发器102的大多数其他电子组件。
内部模块502和外部模块504例如在被安装到运输容器400或其他资产时通过安装螺钉(或螺栓)而彼此连接。在所示实施例中使用了一对安装螺钉。在其他实施例中可以提供不同数目的安装螺钉。在准备安装移动收发器102时，使用钻孔或类似方法，在运输容器的门中形成三个孔。备选地，可以在运输容器中做孔。这些孔中的两个孔被提供为容纳安装螺钉，而第三孔用于穿过来自内部模块502的电子器件、诸如用于蜂窝收发器114和***120的外部天线以及相关联的电路，以被承载在安装的移动收发器102中的外部模块504中。在所示实施例中，在内部模块502的前面板510中形成两个孔512用于容纳安装螺钉。对应的孔位于内部模块502的底部。内部模块502底部的孔也被提供用于容纳电子器件。内部模块502的前面板510还包括透光面板520，诸如透明面板。
壳体500限定用于容纳位于透射面板520对面的至少一些传感器130的传感器室。传感器室承载光传感器131和一个或多个ToF传感器137。在所描述的实施例中，两个ToF传感器137被承载在传感器室中。在一些实施例中，一个ToF传感器137可以被配置用于远程感测，而另一ToF传感器137可以被配置用于短程感测。在一些实施例中，ToF传感器137的测量范围可以是可配置的，例如使用软件来配置。在至少一些实施例中，每个ToF传感器137包括集成电路(IC)、发光二极管(LED)发射器和所容纳的LED。ToF传感器137可以与光传感器131一起被安装在传感器室中所承载的印刷电路板(PCB)上，诸如柔性PCB。
光传感器131被配置和定位在传感器室内，用于感测通过透射面板520的在移动收发器102外部的光。第一传感器137被配置和定位在传感器室内，用于检测移动收发器102外部(即，当移动收发器102被安装到运输容器时，是在运输容器的内部内)在第一方向上通过透射面板520的物体。例如，第一ToF传感器137可以用于通过以下来检测运输容器的内部内的对象：在第一方向上测量移动收发器102与最近对象之间的距离并且确定运输容器是被装载(例如，检测到一个或多个对象)还是被卸载(例如，未检测到对象)。第二ToF传感器137被配置和定位在传感器室内，用于测量在第二ToF传感器137与前面板510的内表面之间在第二方向上的距离。第二ToF传感器137与前面板510的内表面之间的距离应当是固定的。由第二ToF传感器137测量的距离的变化(诸如感测距离的增加)提供了外部天线的异常天线状况的指示，因为外部模块504可能被损坏或可能已经被篡改。在所描述的实施例中，ToF传感器137被配置为面向相对的方向，使得一个传感器测量距离并且另一传感器用于检测外部天线模块的存在或不存在。备选地，在其他实施例中，ToF传感器137可以被配置为面向相同的方向并且测量不同范围的距离，即，短距离和长距离，以提高准确度。备选地，两个ToF传感器137可以被配置为面向相同的方向并且测量不同范围的距离，而一个或多个ToF传感器面向相对的方向以检测外部天线模块的存在或不存在。
图4示出适于安装移动收发器102的示例运输容器400。运输容器400包括一对互锁门410、412。移动收发器102通过门410、412中的一个门被安装，其中内部模块502被安装在门410或412的内部而外部模块504被安装在门410或412的外部。移动收发器102在门412上的合适安装位置由附图标记420、430和440表示。虽然移动收发器102的示例安装位置位于门412上，但是可以理解，移动收发器102可以安装在运输容器400的任何门上，或者可能安装在运输容器400的壁上。安装螺钉610被容纳在移动收发器壳体500的内部模块502的前面板510中的安装孔512中，并且被固定在移动收发器壳体500的外部模块504的内侧上的螺纹孔(未示出)中。在一些实施例中，内部模块502和外部模块504可以使用合适的安装粘合剂(诸如合适的双面粘合条或带)而进一步固定到容器门412。
图6A至图6C示出了安装到运输容器400的门412的移动收发器102。图6A是安装到运输容器400的门412的移动收发器壳体500的前视图。图6B是安装到运输容器400的门412的移动收发器壳体500的侧视图。图6C是安装到运输容器400的门的移动收发器壳体500的截面图。用于容纳光传感器131和ToF传感器137的传感器室由附图标记530表示，并且与透射面板520相对定位。
图7A示出了根据本公开的一个示例实施例的操作诸如GNSS跟踪设备等移动收发器102的方法700的示例流程图。该方法可以通过由移动收发器102的处理器执行的软件来执行。用于执行这样的方法700的软件的编码在本公开所提供的本领域普通技术人员的范围内。方法700可以包含比所示出和/或所描述的更多或更少的过程，并且在其他实施例中可以以不同的顺序执行。由处理器可执行以执行方法700的机器可读代码可以被存储在诸如移动收发器102的存储器等机器可读介质中。
在702，移动收发器102在一段不活动时间之后唤醒。例如，移动收发器102可以从休眠模式中唤醒，在休眠模式中处理器104、蜂窝收发器114或***120中的一个或多个处于低功率模式。唤醒可以由任何数目的正常或异常事件触发。例如，移动收发器102可以根据定时器或预定的唤醒事件或者由一个或多个传感器130的测量所引起的触发/警报来唤醒。取决于实施例，唤醒蜂窝收发器114和/或***120可以包括从可以由主处理器104或基带处理器304执行的低功率模式激活蜂窝收发器114和/或***120。
在704，移动收发器102切换到特定无线收发器、诸如蜂窝收发器114的外部天线312，和/或切换到特定无线接收器、诸如***120的外部天线。
在706，移动收发器102确定是否存在对外部天线312的异常天线状况的指示。外部天线312的异常天线状况包括但不限于：外部天线312的损坏、外部天线312的篡改、外部天线312的故障、以及外部天线312的断开。这个指示将指示、但不决定外部天线312的异常天线状况的存在。可以使用若干不同的方法来确定是否存在外部天线312的异常天线状况的指示，这些方法的示例在下面描述。当移动收发器102确定存在外部天线312的异常天线状况的指示时，在712处，移动收发器102切换到特定无线收发器或无线接收器的内部天线310。
在714，移动收发器102确定蜂窝收发器114的无线信号是否可用。这个操作可以被执行，而不管在706中确定哪个无线收发器或无线接收器已经被确定为具有存在异常天线状况的指示的外部天线312。这个操作包括蜂窝收发器114搜索用于无线服务的无线信号并且确定是否响应于扫描而接收到任何响应。
当无线信号可用时，处理行进到720，在720，移动收发器102选择和访问、或连接到无线服务，并且向资产跟踪服务200发送通知消息(例如，警报或警告)。通知消息提供关于存在特定无线收发器或无线接收器的外部天线312的异常天线状况的指示。
在722，移动收发器102可以可选地执行数据记录。数据记录可以包括使用传感器130确定其位置和/或感测其环境。当确定其位置时，移动收发器102使用***120来确定其位置，并且将确定的位置和与确定的位置相关联的时间存储在存储器112中的数据记录中。当感测其位置时，移动收发器102可选地经由一个或多个传感器130感测移动收发器102的环境。经由传感器130获取的传感器数据以及获取传感器数据的时间被存储在存储器112中所存储的数据日志中。
在724，移动收发器102可以可选地使用无线服务向资产跟踪服务200发送数据日志的至少一部分。可选地，移动收发器102还可以作为数据日志的一部分或单独地发送最后已知的位置，如果***120起作用和/或能够提供当前位置，最后已知的位置可以是当前位置。备选地，当前位置可以从蜂窝收发器进行推断，以基于到蜂窝网络160的移动数据连接来标识蜂窝塔或区域(例如，从蜂窝塔的数据库)。
在726，在移动收发器102已经使用无线服务向资产跟踪服务200发送数据日志的至少一部分之后，可以发起处理器104、蜂窝收发器114或***12中的一个或多个的低功率模式。
回到判定框706，当无线信号不可用时，操作可以行进到726，在726，可以发起处理器104、蜂窝收发器114或***12中的一个或多个的低功率模式。
图7B示出了根据本公开的一个示例实施例的操作诸如GNSS跟踪设备等移动收发器102的方法730的示例流程图。方法730类似于上述方法700。方法730使用飞行时间(ToF)传感器137(距离传感器)来确定到外部壳体模块504的距离是否已经改变。
在731，在移动收发器102在一段不活动时间之后唤醒之后，移动收发器102激活ToF传感器137，ToF传感器137被定位和配置为测量ToF传感器137与外部壳体模块504的前面板510的内表面之间的距离。
在732，移动收发器102确定ToF传感器137与前面板510的内表面之间的距离是否已经从参考距离改变多于阈值量。参考距离可以是固定距离或先前测量的距离。当移动收发器102确定ToF传感器137与前面板510的内表面之间的距离已经从参考距离改变多于阈值量时，在738，移动收发器102切换到内部天线310。ToF传感器137与前面板510的内表面之间的距离的变化已经从参考距离改变了多于阈值量，这指示了对外部壳体模块504和/或外部天线312的损坏或者对外部壳体模块504和/或外部天线312的篡改。
当移动收发器102确定ToF传感器137与前面板510的内表面之间的距离没有从参考距离改变多于阈值量时，在738，移动收发器102切换到外部天线312。
在736，移动收发器102可选地使用外部天线312和/或外部天线312的信号强度来确定蜂窝收发器114的无线信号是否可用。这个操作包括蜂窝收发器114搜索用于无线服务的无线信号并且确定是否响应于扫描而接收到任何响应和/或测量外部天线312的信号强度(例如，接收信号强度指示符(RSSI))。
当无线信号可用和/或外部天线312的信号强度超过阈值时，处理行进到722，在722，移动收发器102可以可选地执行数据记录。当无线信号不可用和/或外部天线312的信号强度未超过阈值时，处理行进到738，在738，移动收发器102切换到内部天线310。
图7C示出了根据本公开的一个示例实施例的操作诸如GNSS跟踪设备等移动收发器102的方法740的示例流程图。方法740类似于上述的方法700和方法730。方法740结合其他传感器130来测量内部天线310和外部天线312的信号强度，以确定外部壳体模块504和/或外部天线312是否已经被损坏或篡改，或者对外部壳体模块504和/或外部天线312的损坏或篡改是否被怀疑，并且根据需要切换天线。
在742，移动收发器102使用一个或多个传感器130确定运输容器门的状态，即，运输容器400的门是打开还是关闭。这个确定可以基于门触开关(未示出)、ToF传感器137或其他合适的传感器。当移动收发器102确定门打开(未关闭)时，在748，移动收发器102切换到内部天线310。
当移动收发器102确定门被关闭时，在744，移动收发器102切换到外部天线312。在746，移动收发器102可选地使用外部天线312和/或外部天线312的信号强度来确定用于蜂窝收发器114的无线信号是否可用。这个操作包括蜂窝收发器114搜索用于无线服务的无线信号并且确定是否响应于扫描而接收到任何响应和/或测量外部天线312的信号强度(例如，接收信号强度指示符(RSSI))。
当无线信号可用和/或外部天线312的信号强度超过阈值时，处理行进到722，在722，移动收发器102可以可选地执行数据记录。当无线信号不可用和/或外部天线312的信号强度未超过阈值时，处理行进到748，在748，移动收发器102切换到内部天线310。
图7D示出了根据本公开的一个示例实施例的操作诸如GNSS跟踪设备等移动收发器102的方法750的示例流程图。方法750类似于上述方法740以及方法700和方法730。方法750使用RF耦合器350结合其他传感器130来确定外部壳体模块504和/或外部天线312是否已经被损坏或篡改，或者确定对外部壳体模块504和/或外部天线312的损坏或篡改是否被怀疑，并且根据需要切换天线。尽管确定运输容器400的门是打开还是关闭的操作在图7D中示出，但是这个操作是可选的并且在一些实施例中可以省略。
在752，在移动收发器102切换到外部天线312之后，移动收发器102激活或执行使用外部天线312的接收功能(Rx)，并且在阈值持续时间内监测使用外部天线312接收到的通信。
在754，移动收发器102确定在执行接收功能期间在任何时间是否检测到无线信号。当检测到无线信号时，处理行进到722，在722，移动收发器102可以可选地执行数据记录。当无线信号不存在时，处理行进到756，在756，移动收发器102激活或执行使用外部天线312的发射功能(Tx)。
在758，移动收发器102监测RF耦合器350，RF耦合器350对来自外部天线312的传输信号进行采样以确定外部天线312是否实际上正在传输。如果外部天线312在发射功能期间不进行发射，这指示外部天线312已经损坏、断开连接或发生故障。如果外部天线312在发射功能期间正在进行发射，这是正常天线状况的指示，即，外部天线312正常运行和工作并且没有损坏。
在760，移动收发器102确定在执行发射功能期间在任何时间是否检测到无线信号。当检测到无线信号时，处理行进到722，在722，移动收发器102可以可选地执行数据记录。当无线信号不存在时，处理行进到762，在762，移动收发器102切换到内部天线310。
虽然方法700、730、740和750已经被独立描述，但是这些方法可以同时使用。另外，虽然已经主要在特定无线收发器的上下文中描述方法700、730、740和750，但是这些方法可以应用于每个具有多天线配置的多个无线收发器/接收器。图8示出了根据本公开的一个实施例的选择天线的方法800的示例实施例。该方法可以通过由移动收发器102的处理器执行的软件来执行。用于执行这样的方法800的软件的编码在本公开所提供的本领域普通技术人员的范围内。方法800可以包含比所示出和/或描述的更多或更少的过程，并且在其他实施例中可以以不同的顺序执行。由处理器可执行以执行方法800的机器可读代码可以被存储在诸如移动收发器102的存储器等机器可读介质中。
在801，移动收发器102在一段不活动时间之后唤醒。在802，移动收发器102选择用于评估的无线收发器/接收器(例如，蜂窝收发器114)。
在804，移动收发器102为所选择的无线收发器/接收器选择天线用于评估。典型地，无线收发器/接收器具有内部天线310和外部天线312，外部天线312用作主天线、因此通常首先被选择。然而，在一些实施例中，外部天线312可能不是主天线。类似地，在具有多天线配置的无线收发器/接收器的一些实施例中，主天线与第二天线之间或者内部天线与外部天线之间可能没有区别。
在806，移动收发器102切换到所选择的天线并且测量所选择的天线。在808，移动收发器102确定无线收发器/接收器的其他天线是否需要评估。如果无线收发器/接收器的其他天线需要评估，则重复操作804和806，直到无线收发器/接收器的所有天线都被评估。如果没有其他天线需要评估，操作行进到810。
在810，移动收发器102从特定无线收发器/接收器的多个天线中确定和选择具有期望的信号质量的天线。
在812，移动收发器102切换到所选择的天线。
在814，移动收发器102确定其他无线收发器/接收器是否需要评估。例如，如果存在多于一个蜂窝收发器114，则将评估每个蜂窝收发器114。类似地，***120将被评估。如果其他无线收发器/接收器需要评估，则重复操作802和812，直到每个无线收发器/接收器已经被评估。如果没有其他无线收发器/接收器需要评估，则操作结束。
本公开提供了一种用于资产跟踪的方法和移动收发器，其检测外部天线312的异常天线状况的指示(例如，检测到损坏或篡改或者可疑的损坏或篡改)。本公开的移动收发器包括蜂窝收发器和***，每个具有内部天线和外部天线。有利的是，本公开提供了一种用于检测外部天线的异常天线状况的指示的解决方案，诸如对外部天线和/或外部天线壳体的损坏或篡改或者可疑的损坏或篡改的指示，并且当存在外部天线312的异常天线状况的指示时(例如，当主外部天线不起作用时，或者外部天线和/或外部天线壳体的损坏或篡改被检测到或被怀疑时)，将操作从主外部天线切换到辅助内部天线。
本文中描述的流程图和附图中的步骤和/或操作仅用于示例的目的。在不脱离本公开的教导的情况下，这些步骤和/或操作可以有很多变化。例如，这些步骤可以以不同的顺序执行，或者可以添加、删除或修改步骤。
虽然至少部分在方法方面描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解，本公开还涉及用于执行至少一些方面的各种组件以及所描述的方法的特征，无论是通过硬件组件、软件还是这两者的任何组合、或者以任何其他方式。此外，本公开还涉及预先记录的存储设备或其他类似的机器可读介质，这样的机器可读介质包括存储在其上的用于执行本文中描述的方法的程序指令。
在不脱离权利要求的主题的情况下，本公开可以以其他具体形式来实施。所描述的示例实施例在所有方面都被认为仅仅是说明性而非限制性的。本公开意在涵盖和包含技术上的所有适当变化。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是前面描述来描述。权利要求的范围不应当受示例中阐述的实施例的限制，而是应当被给予与整个说明书相一致的最宽泛的解释。

Claims (22)

1.一种操作移动收发器的方法，所述移动收发器具有处理器、无线收发器、内部天线和外部天线，所述内部天线和所述外部天线每个经由开关耦合到所述无线收发器，所述方法包括：
将所述无线收发器的活动天线切换到所述外部天线；
确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到；以及
当所述外部天线的异常天线状况的指示已被检测到时，
将所述无线收发器的所述活动天线从所述外部天线切换到所述内部天线，以及
由所述无线收发器经由所述内部天线向资产跟踪服务发送关于所述外部天线的异常天线状况的指示已被检测到的通知。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当所述外部天线的异常天线状况的指示已被检测到时，由所述无线收发器经由所述内部天线向所述资产跟踪服务与最后已知位置一起发送数据日志的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
当所述外部天线的异常天线状况的指示未被检测到时，由所述无线收发器经由所述外部天线向资产跟踪服务发送所述数据日志的至少一部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到包括：
测量到承载所述外部天线的外部壳体模块的前面板的内表面的距离；以及
当到所述前面板的所述内表面的所述距离从参考距离改变多于阈值量时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：
确定所述移动收发器被安装到的容器的门是打开还是关闭；
其中当所述移动收发器被安装到的所述容器的所述门被确定为关闭时，执行到所述外部天线的切换；
其中当所述移动收发器被安装到的所述容器的所述门被确定为打开时，执行到所述内部天线的切换。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到包括：
由所述无线收发器经由所述外部天线确定无线信号是否可用；以及
当无线信号不可用时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到包括：
由所述无线收发器经由所述外部天线确定利用所述外部天线测量到的信号强度是否超过阈值；以及
当利用所述外部天线测量到的所述信号强度没有超过所述阈值时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到包括：
在阈值持续时间内利用所述外部天线执行接收功能；
确定在所述接收功能的执行期间是否检测到无线信号；
当在所述接收功能的执行期间检测到无线信号时，在阈值持续时间内利用所述外部天线执行发射功能；
在发射功能期间监测射频(RF)耦合器；
确定在所述发射功能的执行期间是否检测到无线信号；以及
当在所述发射功能的执行期间检测到无线信号时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
9.根据权利要求8所述的方法，其中当在所述接收功能的执行期间检测到无线信号时，所述外部天线的异常天线状况的指示未被检测到。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中确定所述外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到包括：
确定所述外部天线的接地引脚是否耦合到所述无线收发器；
当所述外部天线的所述接地引脚被确定为未耦合到所述无线收发器时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述外部天线的接地引脚是否耦合到所述无线收发器包括：
确定所述接地引脚是否耦合到与所述无线收发器相耦合的处理器的通用输入/输出(GPIO)引脚；
当所述接地引脚未被确定为耦合到与所述无线收发器相耦合的所述处理器的所述GPIO引脚时，检测到所述外部天线的异常天线状况的指示。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括：
在切换到所述外部天线之前，从低功率模式激活所述无线收发器；以及
当无线服务不可用时，发起所述无线收发器的低功率模式。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述移动收发器还包括***、另外的内部天线和另外的外部天线，所述另外的内部天线和所述另外的外部天线每个经由另外的开关耦合到所述***，所述方法包括：
将所述***的活动天线切换到所述另外的外部天线；
确定所述另外的外部天线的异常天线状况的指示是否已被检测到；以及
当所述另外的外部天线的异常天线状况的指示已被检测到时，
将所述***的所述活动天线从所述另外的外部天线切换到所述另外的内部天线，以及
由所述无线收发器向资产跟踪服务发送关于所述另外的外部天线的异常天线状况的指示已被检测到的通知。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中执行数据记录包括：
经由所述***确定所述移动收发器的位置；以及
将所述位置和与所述位置相关联的时间存储在存储器中所存储的数据日志中。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中执行数据记录包括：
经由一个或多个传感器感测所述移动收发器的环境；以及
将经由所述传感器获取的传感器数据和获取所述传感器数据的时间存储在存储器中所存储的数据日志中。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述移动收发器是被配置为安装到运输容器的两部分互连模块，其中所述互连模块包括内部模块和外部模块，所述内部模块要被定位在所述运输容器的内部并且承载所述内部天线，所述外部模块要被定位在所述运输容器的外部并且承载所述外部天线。
17.一种操作移动收发器的方法，所述移动收发器具有处理器、无线收发器、内部天线和外部天线，所述内部天线和所述外部天线每个经由开关耦合到所述无线收发器，其中所述移动收发器是被配置为安装到运输容器的门的两部分互连模块，其中所述互连模块包括内部模块和外部模块，所述内部模块要被定位在所述运输容器的所述门的内部并且承载所述内部天线，所述外部模块要被定位在所述运输容器的所述门的外部并且承载所述外部天线，所述方法包括：
在一段不活动时间之后唤醒所述移动收发器；
确定所述移动收发器被安装到的所述运输容器的所述门是打开还是关闭；
当所述移动收发器被安装到的所述运输容器的所述门被确定为关闭时，切换到所述外部天线以作为活动天线；以及
当所述移动收发器被安装到的所述运输容器的所述门被确定为打开时，切换到所述内部天线以作为所述活动天线。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
当所述外部天线是所述活动天线时，
由所述无线收发器经由所述外部天线确定无线信号是否可用；以及
当无线信号不可用时，将所述活动天线从所述外部天线切换到所述内部天线。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
当所述内部天线是所述活动天线时，
由所述无线收发器经由所述内部天线确定无线信号是否可用；以及
当无线服务不可用时，发起所述无线收发器的低功率模式。
20.一种操作移动收发器的方法，所述移动收发器具有处理器、无线收发器、经由开关耦合到所述无线收发器的多个天线，所述方法包括：
在一段不活动时间之后唤醒所述移动收发器；
使用所述多个天线中的每个天线、经由所述无线收发器测量无线信号；
根据测量到的无线信号，在所述多个天线中选择天线；以及
切换到所选择的天线以作为所述无线收发器的活动天线。
21.一种移动收发器，包括：
处理器；
耦合到所述处理器的存储器；
耦合到所述处理器的***；以及
耦合到所述处理器的无线收发器；
其中所述存储器上有形地存储有可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时使所述移动收发器执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。
22.一种非暂态机器可读介质，其上有形地存储有可执行指令，所述可执行指令在由移动收发器的处理器执行时使所述移动收发器执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法，所述移动收发器包括处理器、存储器、***和至少一个无线收发器。
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