一种安装于集装箱上的终端、及集装箱状态监控系统的制作方法

1.本技术涉及智能装备物联网技术领域，特别涉及一种安装于集装箱上的终端及集装箱状态监控系统。


背景技术：

2.目前，为了保证集装箱在运输过程中的安全性，需要对集装箱在运输过程中的状态数据(例如集装箱的重量、温度等等)进行监控。
3.在现有技术中，其一，集装箱状态数据一般采用机械式表盘采集，但只能就地显示，无法远传，其二，工业上成熟的传感器在采集传感数据之后，通过电压或者电流等模拟量信号传递传感数据，但这种数据获取方式耗电量大，续航时间短，不满足集装箱在长途运输中对节省电量的需求，其三，一些基于nb-lot、lora物联网通讯的智能仪表能够保证长时间续航，但是其功能单一、仅能局限于区域内的通讯。
4.可见，为了保证对集装箱在长时间运输过程中的状态数据进行可持续监控(远程监控)，如何有效的节省终端在集装箱运输过程中所需耗费的内部电源，增强终端的可续航性是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种安装于集装箱上的终端，及集装箱状态监控系统，可以有效的节省终端在集装箱运输过程中所需耗费的内部电源，增强对集装箱进行监控的可持续性。
6.具体的，本技术采用如下技术方案：
7.根据本技术实施例第一方面，提供了一种安装于集装箱上的终端，所述终端包括：控制器，所述控制器上设置有物理接口，所述物理接口用于连接所述控制器与设置在集装箱上的智能感控装置，所述控制器通过所述物理接口间断性控制所述智能感控装置采集所述集装箱的状态数据；通讯模块，所述通讯模块连接于所述控制器，所述通讯模块用于与外部网络设备进行通信，以将所述集装箱的状态数据上传至外部网络设备；内部电源，所述内部电源用于为所述终端供电。
8.在本技术的一些实施例中，所述终端还包括数据寄存器，所述数据寄存器用于缓存所述智能感控装置采集的所述集装箱的状态数据。
9.在本技术的一些实施例中，所述通讯模块包括wlan通讯模块和移动通讯模块，所述wlan通讯模块用于与外部网络设备进行近距离通信，所述移动通讯模块用于与外部网络设备进行远距离通信。
10.在本技术的一些实施例中，所述终端通过外部网络与外部网络设备通信，以将所述智能感控装置采集的所述集装箱的状态数据上传至外部网络，以使得用户通过所述外部网设备追踪所述集装箱的状态数据，并通过所述外部网设备向所述终端发送控制信息，所述终端基于所述控制信息向所述智能感控装置传递控制信号，以使得所述智能感控装置执
行控制动作。
11.在本技术的一些实施例中，所述终端还包括显示装置，所述显示装置用于显示所述集装箱的状态数据，以及显示所述终端的状态信息。
12.在本技术的一些实施例中，所述终端还包括加速度检测装置，所述加速度检测装置用于检测所述集装箱的运动状态。
13.在本技术的一些实施例中，所述终端还包括定位装置，所述定位装置集成多星座gnss接收，所述定位装置用于监测所述集装箱的运动位置。
14.根据本技术实施例第二方面，提供了一种集装箱状态监控系统，所述系统包括：智能感控装置和上述实施例中所述的终端，所述智能感控装置通过所述终端上的物理接口连接所述终端，所述终端和所述智能感控装置安装在集装箱上。
15.在本技术的一些实施例中，所述智能感控装置包括智能传感器和/或智能执行器，所述终端中的控制器通过所述物理接口间断性控制所述智能传感器采集所述集装箱的至少一种状态数据；所述终端中的控制器通过向所述智能执行器传递控制信号和供电，使得所述智能执行器执行控制动作。
16.在本技术的一些实施例中，所述系统还包括集装箱和外部网络设备。
17.由上述技术方案可知，本技术至少具有如下优点和积极效果：
18.在上述技术方案中，一方面，所述终端包括通讯模块，所述通讯模块连接于所述控制器，所述通讯模块用于与外部网络设备进行通信，以将所述集装箱的状态数据上传至外部网络设备，进而可以实现对集装箱状态数据的远程监控，另一方面，所述终端的控制器上设置的物理接口可以连接所述控制器与设置在集装箱上的智能感控装置，使得所述控制器可以通过所述物理接口间断性控制所述智能感控装置采集所述集装箱的状态数据，由于所述智能感控装置能够在所述控制器的控制下，间断性的采集集装箱的状态数据，这就避免了智能感控装置对内部电源的持续消耗，并且智能感控装置采集的数据可以通过数字信号(而非电压、电流等模拟信号)进行传递，同样也能够降低对内部电源的消耗，从而可以有效的节省内部电源，增强对集装箱进行监控的可持续性。
附图说明
19.图1是本技术一个实施例的安装于集装箱上的终端结构示意简图。
20.图2是本技术一个实施例的集装箱状态监控系统的结构示意简图。
21.图3是本技术一个实施例的集装箱状态监控系统的结构示意简图。
具体实施方式
22.体现本技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本技术。
23.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.参阅图1所示，本技术所提出的终端100可以安装于集装箱上，以用于实现集装箱在运输过程中状态数据(例如集装箱的压力、温度。液位等状态数据)的现场或者远程监控显示，以实现物联网的功能。
26.具体的，本技术所提出的终端100包括：控制器101，控制器101上设置有物理接口102，物理接口102用于连接控制器101与设置在集装箱上的智能感控装置200，控制器101通过物理接口102间断性控制智能感控装置200采集集装箱的状态数据；通讯模块，通讯模块连接于控制器101，通讯模块用于与外部网络设备进行通信，以将集装箱的状态数据上传至外部网络设备；内部电源105，内部电源105用于为终端100供电。
27.在本技术中，物理接口102可以连接有按键或者触控屏，以用于实现对终端100的连接、设置等操作。
28.在本技术中，物理接口102也可以保包括对智能感控器的进行供电、信号传递、信号接收的接口，可以通过约定的协议与安装方式，实现连接不同智能感控器，以达到拓展终端100的功能。
29.在本技术中，由于智能感控装置200能够在控制器101的控制下，间断性的采集集装箱的状态数据，这就避免了智能感控装置200对内部电源105的持续消耗。
30.在本技术中，智能感控装置200采集的数据可以通过数字信号(而非电压、电流等模拟信号)传递到控制器101中，相对于以模拟信号的形式传递数据，通过数字信号传递数据能够降低对内部电源105的消耗，从而可以有效的节省内部电源105，增强对集装箱进行监控的可持续性。
31.在本技术中，内部电源105可以是dc电源(直流电源)，电源可以与控制器101连接，以便为智能感控装置200提供稳定的工作电源，并进行统一电源管理，节省电源。
32.在本技术的一个实施例中，终端100还包括数据寄存器109，数据寄存器109用于缓存智能感控装置200采集的集装箱的状态数据。
33.在本技术中，数据寄存器109可以为数据的运算提供计算空间，也可以缓存一部分智能感控装置200采集的集装箱的状态数据，其好处在于，当终端100处于网络离线(例如，集装箱运输在没有网络的海面上)状态时，可以保存一定量的数据，当网络通讯恢复之后，终端100的通讯模块可以将缓存在数据寄存器109的集装箱的状态数据上传至外部网络设备。
34.在本技术的一个实施例中，通讯模块包括wlan通讯模块103和移动通讯模块104，wlan通讯模块103用于与外部网络设备进行近距离通信，移动通讯模块104用于与外部网络设备进行远距离通信。
35.在本技术中，通过wlan通讯模块103，可以就地将终端100与外部网络设备(例如手机)连接起来，并可以通过外部网络设备查看和监控终端100上传到网络中的集装箱的状态数据，也可以通过外部网络设备查询终端100状态、设置终端100模式，还可以通过外部网络
设备对与终端100相连接的智能感控设备进行更新控制或者模式设置。
36.在本技术中，通过移动通讯模块104，可以远程实现将终端100与外部网络设备(例如手机)连接起来，并可以通过外部网络设备查看和监控终端100上传到网络中的集装箱的状态数据，也可以通过外部网络设备查询终端100状态、设置终端100模式，还可以通过外部网络设备对与终端100相连接的智能感控设备进行更新控制或者模式设置。
37.需要说明的是，移动通讯模块104可以是2g或者3g或者4g或者5g网络通讯模块，可以是集成2g、3g、4g以及5g网络的通讯模块，如此一来，终端100在各种网络制式下都可以获得网络信号，这样就拓宽了终端100的网络覆盖范围。
38.在本技术的一个实施例中，终端100通过外部网络与外部网络设备通信，以将智能感控装置200采集的集装箱的状态数据上传至外部网络，以使得用户通过外部网设备追踪集装箱的状态数据，并通过外部网设备向终端100发送控制信息，终端100基于控制信息向智能感控装置200传递控制信号，以使得智能感控装置200执行控制动作。
39.需要说明的是，在本技术中，终端100是通过自身的通讯模块实现与外部网络设备进行通信的。
40.在本技术的一个实施例中，终端100还包括显示装置106，显示装置106用于显示集装箱的状态数据，以及显示终端100的状态信息。
41.在本技术中，显示装置106与控制器101连接，可以显示终端100的状态(如网路情况。电量情况)，还可以显示智能感控装置200采集的集装箱的状态数据。
42.需要说明的是，显示装置106可以包括led显示屏，也可以包括液晶显示屏，还可以包括可触控显示屏。
43.在本技术的一个实施例中，终端100还包括加速度检测装置107，加速度检测装置107用于检测集装箱的运动状态。
44.在本技术中，加速度模块可以用于监控集装箱的运输状态，如撞击、掉落等异常状态。
45.在本技术的一个实施例中，终端100还包括定位装置108，定位装置108集成多星座gnss接收，定位装置108用于监测集装箱的运动位置。
46.在本技术中，定位装置108集成多星座gnss接收，可以满足在不同环境下对集装箱进行快速、精准定位的需求。
47.需要说明的是，在本技术中，控制器101是整个终端100的核心，其运算与控制功能主要体现在如下四个方面：
48.第一个方面，管理电源，对有限的电源供电进行高效分配。
49.第二个方面，接收智能感控装置200回传的数字信号，并进行运算处理，以获取智能感控装置200采集的集装箱的状态数据。
50.第三个方面，控制智能感控装置200采集集装箱状态数据的周期。
51.第四个方面，选择终端100的通信方式，控制通讯的收发频次。
52.参阅图2和图3所示，本技术还提供一种集装箱状态监控系统600，系统包括智能感控装置200和上述实施例中的安装于集装箱400上的终端100，智能感控装置200通过终端100上的物理接口102连接终端100，终端100和智能感控装置200安装在集装箱400上。
53.在本技术的一个实施例中，系统还包括续航电源300。
54.在本技术中，智能感控装置200通过物理接口102与终端100连接，控制通过控制，为终端100与智能感控装置200间断性轮询供电，通过终端100统一进行电源管理，将能耗降至最低。
55.在本技术中，续航电源300在整体上位终端100，智能感控装置200提供电源。
56.在本技术中，续航电源300可以采用锂亚硫酰氯电池，其优点在于：使用寿命长，能够在极低或极高的温度下正常工作。在电磁端并联电容，实现瞬间电压提升与电能回收，为智能感控装置200短时间通电，快速响应提供电源保证。此外，续航电源300也可以采用太阳能电池板，或者与电池并行使用，但不影响终端100对电源的智能管理。
57.在本技术的一个实施例中，智能感控装置200包括智能传感器210和/或智能执行器220，终端100中的控制器101通过物理接口102间断性控制智能传感器210采集集装箱400的至少一种状态数据；终端100中的控制器101通过向智能执行器220传递控制信号和供电，使得智能执行器220执行控制动作。
58.为了使得本领域技术人员更好的理解智能传感器210和智能执行器220，下面将分别对智能传感器210和智能执行器220进行详细说明:
59.对于智能传感器210来说，具体的，智能传感器210在数量上可以为一个，也可以为多个，在功能上可以是单一传感功能的，也可以是集成多种传感功能的，例如温度-液位传感器、温度-压力传感器、ph-温度传感器等。
60.在本技术中，智能传感器210具备工作电压低，能耗低，启动快，测量精准的特性。
61.在本技术中，智能传感器210区别于工业领域的常见传感器，由于集装箱400内部环境稳定，且由于物流物联网领域的监控无需时时在线，因此在本监控系统中的智能传感器210都是间断性工作。但同时精准监控的需要，又希望尽可能的多采集数据。因此，在终端100的控制下，智能传感器210尽可能具备低的占空比，尽可能密集的轮询工作。通过终端100给传感器极短时间的供电，实现测量与数据收集。
62.在本技术中，智能传感器210通过通讯技术采集的数字信号，区别于电压、电流等模拟量信号，因此可以节省电源，降低能耗。
63.在本技术中，实现控制器101与智能传感器210连接的通讯线在数量上可以是一条，且能够采集多条数据，同时具有能耗低，测量灵敏的优点。此类传感器在系统中使用的先决条件是响应迅速。
64.对于智能执行器220来说，具体的，智能执行器220用于监控集装箱400的环境安全、阀门状态，或执行相应动作，例如开阀门、开机命令。
65.在本技术中，智能执行器220可以用于监控集装箱400阀门状态或外置设备运行状态，其可以安装于各类阀门组件上或设备上。此类设备平时处于休眠状态，一旦设备状态变更，智能执行器220将启动，记录时间状态，并发送回终端100。或是监控罐箱周围环境安全，如可燃性气体等危险环境，一旦触发危险，将记录时间与状态，将信息发送回终端100。
66.在本技术中，在控制器101的控制下，智能执行器220还可以用于执行集装箱400阀门开关，可直接打开或关闭电磁阀，如防盗电磁锁，也可通过给定电信号和外部供电，支持大功率的设备执行，如集装箱400上的气动阀门、加热制冷系统等。
67.在本技术的一个实施例中，系统还包括集装箱400和外部网络设备500。
68.在本技术中，终端100、智能传感器210、智能执行器220安装于集装箱400上，并通
过电缆物理连接，并采用通讯的方式获得数据或执行命令。其具有响应迅速、通讯速度快、信号稳定、功耗低等特点。终端100通过通讯回路采集信号或发送配置给智能传感器210。终端100通过通讯回路控制智能执行器220并采集执行信号。
69.终端100具有近距离通讯功能。通过按键打开终端100的wlan功能，与外部网络设备500进行连接。外部网络设备500通过无线通讯，可访问终端100，查看运行状态与就地历史数据，也可更新配置、修改参数。
70.终端100定期将终端100运行数据与采集的信息通过移动通讯上传于云端，管理者和用户可通过(例如手机或电脑)在app应用或网页平台访问数据。同时管理者和用户可通过移动网络更新配置、修改参数。另一方面，管理者和用户也可进一步利用终端100对集装箱400进行物流调度、运营管理。
71.由上述技术方案可知，本技术至少具有如下优点和积极效果：
72.在本技术中，一方面，终端100包括通讯模块，通讯模块连接于控制器101，通讯模块用于与外部网络设备500进行通信，以将集装箱400的状态数据上传至外部网络设备500，进而可以实现对集装箱400状态数据的远程监控，另一方面，终端100的控制器101上设置的物理接口102可以连接控制器101与设置在集装箱400上的智能感控装置200，使得控制器101可以通过物理接口102间断性控制智能感控装置200采集集装箱400的状态数据，由于智能感控装置200能够在控制器101的控制下，间断性的采集集装箱400的状态数据，这就避免了智能感控装置200对内部电源105的持续消耗，并且智能感控装置200采集的数据可以通过数字信号(而非电压、电流等模拟信号)进行传递，同样也能够降低对内部电源105的消耗，从而可以有效的节省内部电源105，增强对集装箱400进行监控的可持续性。
73.虽然已参照几个典型实施方式描述了本技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本技术能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种安装于集装箱上的终端，其特征在于，所述终端包括：控制器，所述控制器上设置有物理接口，所述物理接口用于连接所述控制器与设置在集装箱上的智能感控装置，所述控制器通过所述物理接口间断性控制所述智能感控装置采集所述集装箱的状态数据；通讯模块，所述通讯模块连接于所述控制器，所述通讯模块用于与外部网络设备进行通信，以将所述集装箱的状态数据上传至外部网络设备；内部电源，所述内部电源用于为所述终端供电。2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括数据寄存器，所述数据寄存器用于缓存所述智能感控装置采集的所述集装箱的状态数据。3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述通讯模块包括wlan通讯模块和移动通讯模块，所述wlan通讯模块用于与外部网络设备进行近距离通信，所述移动通讯模块用于与外部网络设备进行远距离通信。4.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端通过外部网络与外部网络设备通信，以将所述智能感控装置采集的所述集装箱的状态数据上传至外部网络，以使得用户通过所述外部网设备追踪所述集装箱的状态数据，并通过所述外部网设备向所述终端发送控制信息，所述终端基于所述控制信息向所述智能感控装置传递控制信号，以使得所述智能感控装置执行控制动作。5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括显示装置，所述显示装置用于显示所述集装箱的状态数据，以及显示所述终端的状态信息。6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括加速度检测装置，所述加速度检测装置用于检测所述集装箱的运动状态。7.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括定位装置，所述定位装置集成多星座gnss接收，所述定位装置用于监测所述集装箱的运动位置。8.一种集装箱状态监控系统，其特征在于，所述系统包括智能感控装置和权利要求1-7任一项所述的终端，所述智能感控装置通过所述终端上的物理接口连接所述终端，所述终端和所述智能感控装置安装在集装箱上。9.根据权利要求8所述的集装箱状态监控系统，其特征在于，所述智能感控装置包括智能传感器和/或智能执行器，所述终端中的控制器通过所述物理接口间断性控制所述智能传感器采集所述集装箱的至少一种状态数据；所述终端中的控制器通过向所述智能执行器传递控制信号和供电，使得所述智能执行器执行控制动作。10.根据权利要求8所述的集装箱状态监控系统，其特征在于，所述系统还包括集装箱和外部网络设备。

技术总结
本申请提供了一种安装于集装箱上的终端，及集装箱状态监控系统，其中，所述终端包括：控制器，所述控制器上设置有物理接口，所述物理接口用于连接所述控制器与设置在集装箱上的智能感控装置，所述控制器通过所述物理接口间断性控制所述智能感控装置采集所述集装箱的状态数据；通讯模块，所述通讯模块连接于所述控制器，所述通讯模块用于与外部网络设备进行通信，以将所述集装箱的状态数据上传至外部网络设备；内部电源，所述内部电源用于为所述终端供电。本申请提出的终端通过间断性控制所述智能感控装置采集所述集装箱的状态数据，可以有效的节省终端在集装箱运输过程中所需耗费的内部电源，增强对集装箱进行监控的可持续性。性。性。


技术研发人员：徐玮 陆晔飞 朱正刚 陆琳艺 周青
受保护的技术使用者：中集安瑞环科技股份有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25