物資儲運智能監控裝置的製作方法

2023-05-27 21:40:46

專利名稱：物資儲運智能監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於監控設備技術領域，具體地說，是涉及一種適用於移動或者固定 場合的無線智能物資儲運監控系統。
背景技術：
縱覽國內外的電子鎖產品，大都在機械結構、高強度材料等方面下足了功夫，即使 含有電子控制技術的，也僅限於自身發出的聲光報警提示之類。目前使用的門磁、紅外照 射等監控方法在列車頻繁的顛簸運行過程中經常會發生誤報警現象，這些情況會導致系統 不能正確反應實際情況，管理難度大，尤其是載有危險的易燃易爆物資的列車，在長達數10 天長途跋涉過程中，經常會發生物資被不法分子盜竊、破壞等嚴重違法犯罪案件。為了保證 這些列車能夠安全、正常地到達目的地，需要監管人員定期到各個車廂進行檢查，以判斷物 資是否被人為破壞或者被偷盜等。由於目前的列車車廂數量多、間距大，因此單靠人工進行 巡查，勞動強度大，尤其是不能進行24小時的不間斷監控，當出現被盜或異常故障時，不能 及時發現和處理。因此，現有的國內外各種電子鎖產品或者監控設備都不能滿足運輸部門 的實際使用需要。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種物資儲運智能監控裝置，在出現緊急情況時能夠 自動地、及時地將報警信息通知給監管人員，以確保物資的儲運安全。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現一種物資儲運智能監控裝置，包括監控終端和至少一個電子鎖終端，在所述監控 終端和電子鎖終端中均內置有無線通信模塊，所述電子鎖終端將產生的報警信息通過由無 線通信模塊建立起的無線通訊鏈路發送至監控終端進行報警。進一步的，在所述電子鎖終端中設置有微處理器、環路檢測電路和與所述環路檢 測電路相連接的感應環線，所述感應環線在電子鎖終端使用時纏繞在門鎖扣上，環路檢測 電路對感應環線的狀態進行檢測，並在感應環線斷開時通知微處理器產生報警信息。又進一步的，在所述環路檢測電路中包含有直流電源和限流電阻，所述直流電源 通過限流電阻分別與微處理器的I/O 口和感應環線的一端連接，所述感應環線的另一端接 地。為了使電子鎖終端在遭受人為破壞時也能進行及時報警，在所述電子鎖終端中還 設置有光電感應檢測電路，在所述光電感應檢測電路中包含有光電感應器，所述光電感應 器一端接地，另一端連接微處理器的I/O 口，並通過分壓電阻或者直接連接直流電源。為了使電子鎖終端在其內部電池掉電時也能及時的發出報警信息，在所述電子鎖 終端中還設置有電池掉電檢測電路，連接微處理器的I/O 口，包括用於在電池存在時控制 所述微處理器的該路I/O 口為低電平的開關電路和用於在電池卸掉瞬間控制所述微處理 器的該路I/O 口跳變為高電平的儲能電容，所述電池輸出的電能傳輸至儲能電容的正極，為所述儲能電容充電蓄能。進一步的，在所述開關電路中包含有一 NPN型三極體，所述三極體的基極連接電 池的正極，三極體的發射極接地，集電極連接所述微處理器的I/O 口，並通過大電阻連接所 述儲能電容的正極，所述大電阻的阻值至少為1兆歐姆。又進一步的，所述電池的正極連接一直流穩壓電路的輸入端，所述直流穩壓電路 的輸出端連接儲能電容的正極，所述儲能電容的負極接地。優選的，所述微處理器的I/O 口優選採用其中斷信號輸入腳，微處理器通過其不 同的中斷信號輸入腳與不同的檢測電路對應連接，各檢測電路在檢測到線路異常時觸發微 處理器產生中斷，微處理器根據觸發的不同中斷產生不同的報警信息，輸出至無線通信模 塊，以發射至所述的監控終端。再進一步的，在所述電子鎖終端中還設置有用於記錄電子鎖終端的工作狀態信 息的存儲器，連接所述的微處理器或者直接內置於所述的微處理器中，並在電子鎖終端接 收到監控終端發出的控制指令時，將記錄的工作狀態信息通過無線通信模塊發送至監控終端。為了使監控人員能夠隨時隨地監控所述的監控終端，優選在目前的手持式掌上電 腦PDA中集成所述的無線通信模塊，以構成所述的監控終端。與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的物資儲運智能 監控裝置採用無線通信方式實現遠程無線報警功能，在出現緊急情況時可以保證報警信息 的及時、準確送達。並且通過在電子鎖終端中綜合採用環路檢測技術、光電感應檢測技術、 電池掉電檢測技術，從而有效解決了誤報警的發生，提高了人為破壞條件下報警的可靠性， 實現了全天候、24小時實時監控的目的，保證了物資儲運的安全。該裝置不僅可以用於列車 的物資運輸，還可以用於汽車運輸、輪船運輸以及重要物資的庫區監控。結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述後，本實用新型的其他特點和優點 將變得更加清楚。

圖1是本實用新型所提出的物資儲運智能監控裝置在貨運列車上的應用示例圖；圖2是圖1所示電子鎖終端在列車廂門上的安裝示意圖；圖3是圖2中電子鎖終端的內部電路原理框圖；圖4是圖3中環路檢測電路的一種實施例的電路原理圖；圖5是圖3中光電感應檢測電路的一種實施例的電路原理圖；圖6是圖3中電池掉電檢測電路的一種實施例的電路原理圖；圖7是圖1中監控終端的內部電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細地說明。本實用新型的物資儲運智能監控裝置由監控終端1和若干個電子鎖終端2組成， 如圖1所示，在監控終端1和每一個電子鎖終端2中均內置有無線通信模塊，利用寬帶無線 通訊鏈路技術可以將每一個電子鎖終端2產生的報警信息以無線通訊的方式送達監控人
4員，使監控人員可以在第一時間準確掌握緊急情況的發生地，以便迅速做出響應，確保物資 安全。另外，監控人員也可以利用監控終端1隨時呼叫安裝於各車廂或者庫區的電子鎖終 端，調取其記錄的工作狀態信息，以方便監控人員隨時掌握每一節車廂或者每一個庫區的 當前狀態或者過去發生過的緊急情況等。下面通過一個具體的實施例來詳細闡述所述物資儲運智能監控裝置的具體組建 結構及其工作原理。實施例一，本實施例以將物資儲運智能監控裝置應用於貨運列車為例進行說明， 參見圖1所示，將監控終端1放置在押運人員的工作室內，或者將監控裝置1設計成便攜 式，由押運人員隨身攜帶。同時，在每一節車廂3上均安裝一個電子鎖終端2，並設定成警戒 狀態，以對該列車廂3的狀況進行實時監控，電子鎖終端2的具體安裝方式可以參見圖2所 示。為了實現電子鎖終端2在列車廂門4上的牢固固定，本實施例在電子鎖終端2上安裝 了具有強力磁性的吸附盤，只需將電子鎖終端2往靠近列車廂門鎖扣5的位置處一放，即可 完成電子鎖終端2在廂門4上的固定，非常方便，且不易在列車顛簸中脫落，安全可靠。在 本實施例的電子鎖終端2上設置有感應環線6，將感應環線6纏繞在廂門4的鎖扣5上，一 旦感應環線6被剪斷，電子鎖終端2便立即向監控終端1發出報警信息，通知列車押運人員 該車廂有情況，須立即響應。圖3為本實施例的電子鎖終端2的內部電路原理框圖，主要包括電池供電電路、微 處理器、無線通信模塊和用於檢測感應環線6是否斷開的環路檢測電路。為了使本實施例 的電子鎖終端2在其殼體被砸開或者被盜竊者卸掉其內部供電電池時，也能立即向監控終 端1發送相應的報警信息，本實施例在電子鎖終端2的內部電路中還進一步設計了光電感 應檢測電路和電池掉電檢測電路，連接所述的微處理器，將檢測到的光感信號或者電池斷 路信號發送至微處理器，通過微處理器產生相應的報警信息，傳輸至無線通信模塊，進而通 過無線通信模塊以指定的數據格式將報警信息經由無線通訊鏈路傳送至監控終端1，以進 行告警。在本實施例中，所述微處理器可以採用一顆單片機進行電路設計，當然，本實施例 對此並不進行具體限制。圖4是環路檢測電路的一種搭建原理圖，包括限流電阻Rl和直流電源VCC，所述直 流電源VCC由電子鎖終端2內部的電池供電電路輸出提供。其中，直流電源VCC通過串聯 的限流電阻Rl連接感應環線6的一端，並與單片機的其中一路I/O 口 Pl. 2連接，感應環線 6的另一端接地。當線路正常時，單片機的Pl. 2腳通過感應環線6接地，呈低電平，此時單 片機認為沒有緊急情況發生，保持待機狀態。而當感應環線6被剪斷時，在直流電源VCC的 上拉作用下，單片機的Pl. 2腳立即跳變成高電平，此時，單片機判定為有緊急情況發生，立 即生成環路斷開報警信息，通過無線通信模塊發送給監控終端1，進行報警。為了在平常無異常狀況發生時，電子鎖終端2中的控制電路可以保持休眠狀態， 而僅在有緊急情況發生時才被喚醒進行響應，進而達到節約整機電能，實現電子鎖終端2 一次充滿電後，能夠長時間連續工作的設計目的，本實施例優選採用單片機的中斷信號輸 入腳Pl. 2連接環路檢測電路，在感應環線6被剪斷時，輸出高電平斷路信號觸發單片機中 斷電路產生中斷，單片機響應中斷，迅速喚醒處於休眠狀態的軟硬體電路，並立即生成環路 斷開報警信息，通過無線通訊鏈路向監控終端1報警。[0032]圖5是光電感應檢測電路的一種搭建原理圖，包括光電感應器Pl和直流電源 VDD_33等，其中直流電源VDD_33也由電子鎖終端2內部的電池供電電路輸出提供，比如由 電池供電電路輸出的+3. 3V直流電源等。直流電源VDD_33通過分壓電阻R2連接光電感應 器P1，並通過光電感應器Pl接地。所述分壓電阻R2與光電感應器Pl的中間節點通過電阻 R5或者直接連接單片機的另外一路I/O 口 P0. 1，並通過濾波電容C2接地。當然，所述光電 感應器Pl也可以不通過分壓電阻R2而直接與直流電源VDD_33和單片機的P0. 1腳連接， 同樣可以完成光感檢測功能。其工作原理是當電子鎖終端2的殼體完好時，由於沒有光線射入殼體內部，因此 光電感應器Pl的阻值較大，使單片機的P0.1腳呈高電平狀態。此時，單片機認為沒有緊急 情況發生，保持休眠狀態。而當電子鎖終端2的殼體被砸壞時，由於有光線射入到光電感應 器Pl上，因此，光電感應器Pl的導通電阻立即下降，導致單片機的P0. 1腳迅速跌至低電 平。此時，單片機判定為有緊急情況發生，立即生成光電感應報警信息，通過無線通信模塊 發送給監控終端1，進行報警。同樣的，為了達到節能的目的，本實施例優選採用單片機的另外一路中斷信號輸 入腳Po. 1連接所述的光電感應檢測電路，在電子鎖終端2的殼體被砸開時，通過拉低P0. 1 腳的電位來觸發單片機的中斷電路產生中斷，單片機響應中斷，立即喚醒各功能電路，並生 成光電感應報警信息，通過無線通訊鏈路向監控終端1報警。圖6是電池掉電檢測電路的一種設計原理圖，包括開關電路和儲能電容C10、C11、 C12。在本實施例中，所述開關電路以採用一顆NPN型三極體Ql為例進行說明，其基極連接 供電電池BTl的正極，或者通過串聯電阻R3連接供電電池BTl的正極，三極體Ql的發射極 接地，集電極與單片機的其中一路I/O 口 Pl. 7連接，並通過電阻R2連接儲能電容C10、C11、 C12的正極。為了在電路正常時避免儲能電容C10、C11、C12中的電荷通過三極體Ql洩放， 造成能源浪費，所述電阻R2優選採用兆歐級阻值的大電阻連接在所述儲能電容CIO、ClU C12的正極與單片機的I/O 口 Pl. 7之間，使流經電阻R2的電流只有微安級，從而使能量損 失變得極低。其工作原理是在電子鎖終端2開機後，其內部的供電電池BTl輸出的直流電壓 VCC經電容C8進行濾波處理後，輸入到直流穩壓電路U4的輸入端IN，經直流穩壓電路U4 進行降壓處理後，通過其輸出端OUT輸出，並通過隔離二極體Dl為儲能電容CIO、ClU C12 充電蓄能。在電路正常工作時，通過電池BTl輸出的直流電壓VCC控制三極體Ql飽和導 通，單片機的Pl. 7腳經三極體Ql的集電極和發射極接地，被置為低電平，此時，單片機認為 沒有緊急情況發生，保持休眠狀態。而在電子鎖終端2的電池BTl被拆掉的瞬間，儲能電容 C10、C11、C12輸出儲存的電荷通過電阻R2施加到單片機的Pl. 7腳，使單片機的Pl. 7腳迅 速跳變至高電平。此時，單片機判定為有緊急情況發生，立即生成電池掉電報警信息，通過 無線通信模塊發送給監控終端1，進行報警。儲能電容CIO、ClU C12中存儲的電荷能量可 以維持電子鎖終端2內部的相應電路短時間內持續運行，直到將報警信息發射出去。同樣的，為了達到節能的目的，本實施例仍選擇單片機的一路中斷信號輸入腳 Pl. 7連接所述的電池掉電檢測電路，在電子鎖終端2的電池BTl被卸掉時，通過置單片機 的Pl. 7腳為高電平而觸發單片機的中斷電路產生中斷，單片機響應中斷，立即喚醒相應功 能電路，並產生電池掉電報警信息，通過無線通信模塊發送至監控終端1進行報警。
6[0038]本實施例通過在電路中設計大容量電容C10、C11、C12來儲存電荷，當電池BTl掉 電時，電路可以利用電容CIO、ClU C12中儲存的電荷能量將報警信息發射出去，從而即使 盜竊分子意圖拆掉電子鎖終端2的內部電池，也同樣可以確保報警信息的及時送出。當然，所述開關電路也可以採用PNP型三極體、MOS管、可控矽等開關元件進行電 路設計。比如在使用PNP型三極體進行電路設計時，可以將PNP型三極體的基極連接電池 BTl的正極，發射極連接儲能電容CIO、ClU C12的正極，集電極連接單片機的Pl. 7腳。當 電路正常工作時，由於PNP型三極體的基極電壓大於其發射極電壓(因為電池BTl的輸出 電壓值大於儲能電容C10、C11、C12的正極電壓值)，因此PNP型三極體處於截止狀態，從而 使單片機的Pl. 7腳呈低電平。此時，由於PNP型三極體截止，因此儲能電容CIO、ClU C12 中存儲的電荷不會像圖6所示的電路組建結構那樣對地洩放，從而能夠更好地達到節能降 耗、延長電子鎖終端2工作時間的設計目的。各電子鎖終端2在發送報警信息時，同時將自身的屬性信息(通過屬性信息可以 識別出電子鎖終端2所在的車廂位置)一併發送給監控終端1，這樣一來，押運人員在接收 到報警信號時，通過監控終端1的顯示屏便可以準確地了解到是哪一節車廂發生了緊急情 況，以及發生的是何種類型的緊急情況，以便做出適當的響應。為了使押運人員能夠隨時隨地的掌握監控終端1的工作情況，優選將監控終端1 設計成可以手持的可攜式結構，也可以直接在現有的手持PDA設備中集成用於與電子鎖終 端2建立無線通訊鏈路的無線通信模塊，如圖7所示的電路組建結構，進而在手持PDA設備 中微處理器的控制作用下，實現報警信息的準確接收，並可以採用圖形、聲音等方式對報警 信息進行提示，通過內置的大容量數據存儲器可以對報警信息進行永久保存。同時，手持 PDA監控終端1優選採用由鋰聚合物材料製成的寬溫鋰電池供電，容量大，溫度範圍寬，由 大容量電瓶給其充電，一次充滿電後，可以連續工作一個月以上時間。此外，還可以進一步在電子鎖終端2內部設置大容量的存儲器，記錄電子鎖終端2 的工作狀態信息，當電子鎖終端2接收到手持PDA監控終端1發出的呼叫指令信息時，喚醒 整機電路進入運行模式，並由單片機對呼叫指令進行解析，將車廂的當前狀態信息或者調 取存儲器中記錄的電子鎖某一時段的工作狀態信息進行數據處理後，通過無線通訊鏈路反 饋給監控終端1，供押運人員調取分析。在本實施例的手持PDA監控終端1上還設有外置天線接口、揚聲器、充電接口、數 據接口等。液晶顯示屏指示各個電子鎖終端2的工作狀態；設備天線接口用於外接高增益 天線；充電接口用於外接直流充電器，給監控終端1進行快速充電。本實用新型的物資儲運智能監控裝置相比普通的報警器而言，將設計重點放在遠 程無線報警上，配置上適當的傳感器就可組成多功能報警系統，並設計製作了基於Windows mobile作業系統的手持PDA監控終端，實現了智能控制功能，賦予了報警系統更強大和完 整的功能，可以同時處理感應環線剪斷、光電感應、電池斷路等多重報警信息，通過高速無 線鏈路實時將報警信息及時傳輸到手持PDA監控終端上，以滿足對列車安全保護的需求。 本裝置將先進的無線通訊技術引入到電子鎖類產品中，具備遠程、實時、高效、超長待機和 抗惡劣工作環境等功能特點，同時體積小，使用靈活，人機界面友好，可以為物資儲運自動 化提供方便、靈活、可靠的技術支持，有效彌補了當前相關部門缺乏相關設備存在的管理漏 洞，提高了管理效率，增強其打擊相關犯罪行為的能力，尤其適用於軍用列車的物資儲運過程中。此外，本實用新型的物資儲運智能監控裝置還可以用於汽車運輸、輪船運輸以及重要 物資的庫區監控等場合。 當然，上述說明並非是對本實用新型的限制，本實用新型也並不僅限於上述舉例， 本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換， 也應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求一種物資儲運智能監控裝置，其特徵在於包括監控終端和至少一個電子鎖終端，在所述監控終端和電子鎖終端中均內置有無線通信模塊，所述電子鎖終端將產生的報警信息通過由無線通信模塊建立起的無線通訊鏈路發送至監控終端進行報警。
2.根據權利要求1所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述電子鎖終端中 設置有微處理器、環路檢測電路和與所述環路檢測電路相連接的感應環線，所述感應環線 在電子鎖終端使用時纏繞在門鎖扣上，環路檢測電路對感應環線的狀態進行檢測，並在感 應環線斷開時通知微處理器產生報警信息。
3.根據權利要求2所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述環路檢測電路 中包含有直流電源和限流電阻，所述直流電源通過限流電阻分別與微處理器的I/O 口和感 應環線的一端連接，所述感應環線的另一端接地。
4.根據權利要求2所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述電子鎖終端中 還設置有光電感應檢測電路，在所述光電感應檢測電路中包含有光電感應器，所述光電感 應器一端接地，另一端連接微處理器的I/O 口，並通過分壓電阻或者直接連接直流電源。
5.根據權利要求2所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述電子鎖終端中 還設置有電池掉電檢測電路，連接微處理器的I/O 口，包括用於在電池存在時控制所述微 處理器的該路I/O 口為低電平的開關電路和用於在電池卸掉瞬間控制所述微處理器的該 路I/O 口跳變為高電平的儲能電容，所述電池輸出的電能傳輸至儲能電容的正極，為所述 儲能電容充電蓄能。
6.根據權利要求5所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述開關電路中包 含有一 NPN型三極體，所述三極體的基極連接電池的正極，三極體的發射極接地，集電極連 接所述微處理器的I/O 口，並通過兆歐級的大電阻連接所述儲能電容的正極。
7.根據權利要求5所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於所述電池的正極連接 一直流穩壓電路的輸入端，所述直流穩壓電路的輸出端連接所述儲能電容的正極，儲能電 容的負極接地。
8.根據權利要求3至6中任一項所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於所述微 處理器的I/O 口為中斷信號輸入腳，微處理器通過其不同的中斷信號輸入腳與不同的檢測 電路對應連接，各檢測電路在檢測到線路異常時觸發微處理器產生中斷。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於在所述 電子鎖終端中還設置有用於記錄電子鎖終端的工作狀態信息的存儲器，連接所述的微處理 器或者直接內置於所述的微處理器中。
10.根據權利要求1至7中任一項所述的物資儲運智能監控裝置，其特徵在於所述監 控終端為內置有所述無線通信模塊的手持式PDA。
專利摘要本實用新型公開了一種物資儲運智能監控裝置，包括監控終端和至少一個電子鎖終端，在所述監控終端和電子鎖終端中均內置有無線通信模塊，所述電子鎖終端將產生的報警信息通過由無線通信模塊建立起的無線通訊鏈路發送至監控終端進行報警。本實用新型的物資儲運智能監控裝置採用無線通信方式實現遠程無線報警功能，在出現緊急情況時可以保證報警信息的及時、準確送達。並且通過在電子鎖終端中綜合採用環路檢測技術、光電感應檢測技術、電池掉電檢測技術，從而有效解決了誤報警的發生，提高了人為破壞條件下報警的可靠性，確保了物資儲運的安全性。該裝置不僅可以用於列車的物資運輸，還可以用於汽車運輸、輪船運輸以及重要物資的庫區監控。
文檔編號E05B45/06GK201681283SQ20102020512
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月17日 優先權日2010年5月17日
發明者劉鵬, 周勝洪, 張玉國, 楊廣軍, 董藺, 蔣文學, 許志強, 謝庭宣, 賴貽翔, 郝建雲, 陳建武, 陳素琴 申請人:青島傑瑞自動化有限公司