一种集装箱监控系统的制作方法

1.本技术涉及船舶装备技术领域，特别涉及一种集装箱监控系统。


背景技术：

2.目前国外船用冷藏箱远程监控系统解决方案主要是电力载波通信接口方式。根据iso10368标准生产的冷箱装载有电力线收发器(辅助调制器)可以将冷箱上的采集信息调制成电力网络回路上的高频信号或低频信号以将该采集数据传送到监控系统。该类监控系统由电力线收发器、电力线载波调制器和pct(power cable transmission，电力电缆传输)技术实现冷藏箱监控。而由于现代船舶为了节能减少燃油消耗，变频器被大量使用在诸如海水泵、机舱风机等大功率设备上。变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波，干扰供电系统、负载及其他邻近电气设备。谐波污染对于运用电力载波通信技术的冷藏箱远程监控系统的影响尤为明显。由此可见，现有的冷藏箱监控系统容易受电网冲击干扰，稳定性差。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种集装箱监控系统，以解决现有技术中存在的技术问题：现有的集装箱监控系统容易受电网冲击干扰，稳定性差。
4.为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
5.本技术实施方式提供一种集装箱监控系统，用于监控集装箱状态。所述集装箱监控系统包括：主控计算机；路由器，与所述主控计算机电连接或无线连接；数据采集终端，安装在所述集装箱上，用于采集所述集装箱的温度数据、湿度数据、工作电压数据、工作电流数据、故障数据、箱号数据、位置数据和运输数据中的一种或多种以得到采集数据；数据收发模块，与所述数据采集终端电连接，与所述路由器无线连接，用于将所述采集数据发送到所述路由器，以通过所述路由器将所述采集数据转发到所述主控计算机。
6.在某些实施方式中，所述数据收发模块集成在所述数据采集终端上。
7.在某些实施方式中，所述路由器包括有线路由器和无线路由器。其中，所述有线路由器与所述主控计算机电连接，所述无线路由器与所述有线路由器无线连接。所述无线路由器、所述有线路由器和所述主控计算机组成用于通信的无线网格网络。
8.在某些实施方式中，所述集装箱监控系统安装在用于存放或运输集装箱的货船上。所述货船包括至少一个用于存放所述集装箱的货舱，所述货舱内至少设置有一个所述有线路由器。
9.在某些实施方式中，所述货舱内还设置有一个或多个所述无线路由器。所述一个或多个无线路由器的空间排布均匀并且与所述货舱内的所述有线路由器无线连接。
10.在某些实施方式中，所述无线网格网络具有无线通信覆盖范围。当所述集装箱被运输到所述货船上时，并且所述集装箱上的所述数据收发模块进入到所述无线通信覆盖范围的情况下，所述数据收发模块能够自动接入到所述无线网格网络。
11.在某些实施方式中，所述货船的甲板上设置至少一个所述有线路由器或所述无线路由器。
12.在某些实施方式中，所述甲板的绑扎桥上设置至少一个所述无线路由器。所述货船的船舷通道上设置有中继路由器，所述中继路由器与所述主控计算机连接并且与所述绑扎桥上的所述无线路由器连接，所述中继路由器包括至少一个所述有线路由器或所述无线路由器。
13.在某些实施方式中，所述集装箱为冷藏集装箱。所述集装箱监控系统用于监控所述冷藏集装箱的箱体内的温度。
14.在某些实施方式中，所述集装箱监控系统还包括温度调控模块和制冷机，所述制冷机和所述温度调控模块安装在所述冷藏集装箱上，所述制冷机与所述温度调控模块电连接，所述温度调控模块与所述数据收发模块连接并通过所述数据收发模块接收所述主控计算机的指令，控制所述制冷机工作以调控所述冷藏集装箱的箱体内的温度。
15.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：
16.本技术实施方式的集装箱监控系统通过设置数据收发模块与数据采集模块电连接，并且该数据收发模块与路由器无线连接，从而使得集装箱的数据采集模块能够通过数据收发模块将采集数据发送到路由器，并由路由器组成的网络转发到主控计算机中，从而实现通过无线传输的方式实现集装箱运输或存放过程中的集中实时监控，从而能够避免该监控系统受电网冲击干扰，进而能够提升本技术实施方式的集装箱监控系统的稳定性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术某些实施方式的货船和集装箱监控系统的局部结构示意图；
19.图2为本技术某些实施方式的无线网格网络的网络拓扑结构图。
20.附图标记说明如下：
21.集装箱监控系统10；
22.主控计算机11；
23.无线网格网络101；
24.路由器12；有线路由器121；无线路由器122；
25.网线13；
26.数据采集终端14；
27.交换机15；
28.集装箱20；
29.货船30；货舱31；甲板32；绑扎桥321。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
32.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.现有的冷藏箱监控系统由电力线收发器、电力线载波调制器和pct (power cable transmission，电力电缆传输)技术实现冷藏箱监控，容易受电网冲击干扰，稳定性差。而考虑到集装箱需要频繁的装卸特性，如果在电力线之外增加通讯电缆插接可以实现与电网隔离的通信，但是又增加了船员和码头的工作量，会导致装卸货效率低。
35.本技术实施方式的集装箱监控系统10用于监控集装箱20状态。集装箱监控系统10包括：主控计算机11；路由器12，与主控计算机11电连接或无线连接；数据采集终端14，安装在集装箱20上，用于采集集装箱20的温度数据、湿度数据、工作电压数据、工作电流数据、故障数据、箱号数据、位置数据和运输数据中的一种或多种以得到采集数据；数据收发模块，与数据采集终端14电连接，与路由器12无线连接，用于将采集数据发送到路由器12，以通过路由器12将采集数据转发到主控计算机11。
36.本技术实施方式的集装箱监控系统10通过设置数据收发模块与数据采集模块电连接，并且该数据收发模块与路由器12无线连接，从而使得集装箱的数据采集模块能够通过数据收发模块将采集数据发送到路由器，并由路由器组成的网络转发到主控计算机中，从而实现通过无线传输的方式实现集装箱运输或存放过程中的集中实时监控，从而能够避免该监控系统受电网冲击干扰，进而能够提升本技术实施方式的集装箱监控系统的稳定性，同时无需增加通讯电缆插接，能够避免集装箱装卸时增添额外工作影响效率。
37.下面结合附图作进一步说明。
38.请参阅图1，集装箱监控系统10可以安装在货船30,上。集装箱监控系统10用于监控货船30上的集装箱20的状态。集装箱监控系统10包括主控计算机11、路由器12、数据采集终端14和数据收发模块。
39.路由器12与主控计算机11通过网线13电连接或通过无线网格网络101 无线连接。数据采集终端14安装在集装箱20上。路由器12可以为mesh路由器，也即分布式路由器。路由器12包括有线路由器121和无线路由器122。其中，有线路由器121与主控计算机11电连接，
无线路由器122与有线路由器121无线连接。无线路由器122、有线路由器121和主控计算机11组成用于通信的无线网格网络101(mesh网络)，也即组成无线局域网并通过该无线局域网传输采集数据。请参阅图2，无线网格网络101的网络拓扑结构包括一个主节点和多个分布在甲板面和各个货舱31中的子节点，并且各个子节点均由交换机15汇集到主节点并与主控计算机11连接。一般来说，各个货舱31中的子节点为各个货舱31中的有线路由器121。甲板面的子节点可以为甲板面上的有线路由器121或者无线路由器122。由此，本技术实施方式的集装箱监控系统10利用无线网格网络传输技术替代有线电力线传输技术，从而实现通过主控计算机远程监控集装箱状态，避免监控系统受电网的冲击干扰，同时还能避免集装箱装卸时增添额外工作影响效率。
40.请继续参阅图1，无线网格网络101具有无线通信覆盖范围。当集装箱 20被运输到货船30上时，并且集装箱20上的数据收发模块进入到无线通信覆盖范围的情况下，数据收发模块能够自动接入到无线网格网络101，从而能够免去船员和码头需要逐个设置并将集装箱接入无线网格网络的工作量，能够提高装卸货效率。
41.由于无线网格网络101具有能够与其它网络协同通信的特点，因此可以在货船上形成一个动态的可不断扩展的网络架构，并且在任意的两个路由器之间均可保持无线互联，从而使得集装箱监控系统具有易于扩展和改变结构的优点，并且能够减少货船上的网线线路，从而能够降低集装箱监控系统的安装难度。
42.在无线网格网络101里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径，因而使得集装箱监控系统10的安装与配置很简单，并且通讯效率较高，能够提升采集数据传输速率从而能够适用于安装在更大型的、集装箱数据量更多的货船上。
43.数据采集终端14用于采集集装箱20的温度数据、湿度数据、工作电压数据、工作电流数据、故障数据、箱号数据、位置数据和运输数据中的一种或多种以得到采集数据。数据采集终端14可以包括温度传感器、熟读传感器、定位器、微处理器等。
44.数据收发模块与数据采集终端14电连接，并与路由器12无线连接。数据收发模块用于接收采集数据，并将采集数据发送到路由器12，以通过路由器12将采集数据转发到主控计算机11。具体实施例中，数据收发模块可以集成在数据采集终端14上，如图1的实施例所示，数据收发模块集成在数据采集终端上，可以降低集装箱的通信线缆的复杂度，从而能够提升通信稳定性。在一些实施例中，数据收发模块还可以用于接收主控计算机的指令。
45.例如，在现有数据采集模块采用pct接口为主流的状况下我们需要一个定制的插头将数据采集模块与集装箱20控制板上的串行通信接口连接起来进行通信。通过该定制的插头可以将集装箱20的采集数据发送到集装箱20 的控制板上，并通过无线网卡连接至无线网格网络101以将该采集数据传输到主控计算机11中，其中该无线网卡也即是本技术所说的数据收发模块。
46.又例如，未来本技术的集装箱监控系统技术能成熟推广运用时，可以将数据收发模块和数据采集模块集成在同一个附件上，从而将该附件作为一个冷藏集装箱的标准附件而取代传统pct接口的数据采集模块。
47.进一步地，可以将同一货船上的所有数据收发模块配置统一的用户名和密码，以
便集装箱上的数据收发模块位于货船上或者陆地堆场上时能自动连接上货船或陆地堆场上的集装箱监控系统的无线网格网络。
48.集装箱20可以为冷藏集装箱或者普通的货物集装箱。当货船30运输的集装箱20为冷藏集装箱时，集装箱监控系统10用于监控冷藏集装箱的箱体内的温度。
49.集装箱监控系统10还包括温度调控模块和制冷机，制冷机和温度调控模块安装在冷藏集装箱20上，制冷机与温度调控模块电连接，温度调控模块与数据收发模块连接并通过数据收发模块接收主控计算机11的指令，控制制冷机工作以调控冷藏集装箱20的箱体内的温度。由于数据收发模块与主控计算机11之间的数据传输可以是双向的，即主控计算机11不仅可以接受冷藏集装箱20的采集数据，还可以对冷藏集装箱20的预设温度点等进行修改从而实现调控冷藏集装箱20内的温度。
50.请参阅图1，货船30包括一个或多个用于存放集装箱20的货舱31和一个或多个用于存放集装箱20的甲板32。图1为货船30和集装箱监控系统10 的局部结构示意图，仅展示了部分货舱和部分甲板及安装在该货舱和甲板上的集装箱监控系统10。
51.其中，每个货舱31内至少设置有一个有线路由器121。由于货舱31盖盖上后，无线网络信号无法穿越钢板，每个货舱31中设置一个有线路由器 121通过网线13连接到交换机15，货舱31中的无线路由器122再与该有线路由器121无线连接，可以使得货舱31中的有线路由器121和无线路由器 122与货舱31外的无线网格网络101能够保持畅通的通信，不被货舱31的钢板隔绝无线信号影响通信质量。
52.货舱31中还可以设置有一个或多个无线路由器122。一个或多个无线路由器122的空间排布均匀并且与货舱31内的有线路由器121无线连接。由此，可以在货舱31内部组建一个通信子网络。而多个无线路由器122的空间排布均匀，可以使得该子网络均匀覆盖到整个货舱31内，从而能够使得整个货舱 31内的集装箱20中的数据收发模块均能与该子网络中的路由器12实现无线连接并通信。具体地，货舱31内的路由器12可以安装在货舱31的横隔舱通道上，能够便于货舱31内的集装箱20的数据收发模块与该路由器12成功连接并收发数据。
53.货船30的甲板32也能够存放大量的集装箱20。货船30的甲板32可以上设置至少一个有线路由器121或无线路由器122，从而使得甲板32上的集装箱20的数据收发模块能够与附近的路由器12通信从而将采集数据发送到路由器12并由该路由器12转发到主控计算机11中。
54.具体实施例中，甲板32的绑扎桥321上可以设置至少一个无线路由器 122。同时，货船30的船舷通道上可以设置有中继路由器12，中继路由器12 与主控计算机11连接并且与绑扎桥321上的无线路由器122连接。中继路由器12可以为一个有线路由器121或无线路由器122，也可以为由多个有线路由器121、多个无线路由器122共同组成。由于货船30的宽度较宽，如果路由器12位于绑扎桥321中部，堆满集装箱20时信号传输距离可能会过长，并且无线信号一般无法穿过金属的箱子，所以在两舷通道设置中继路由器12 中继信号，能够使得无线网格网络101更加全面地覆盖到甲板32上存放集装箱20的区域。
55.为了防止无线网格网络101的无线信号穿越货船30的房舱壁时衰减，靠近上建最近的mesh路由器可以通过网线13连接到交换机15，再通过交换机 15连接到主节点，使得主控计算机11能够与主节点相连获取集装箱20实时的采集数据，能够提升靠近上建最近的
mesh路由器与主控计算机之间的通讯质量。
56.综上，本技术实施方式的集装箱监控系统通过设置数据收发模块与数据采集模块电连接，并且该数据收发模块与路由器无线连接，从而使得集装箱的数据采集模块能够通过数据收发模块将采集数据发送到路由器，并由路由器组成的网络转发到主控计算机中，从而实现通过无线传输的方式实现船舶、陆地堆场上的集装箱存放、运输过程中的集中实时监控，从而能够避免该监控系统受电网冲击干扰，进而能够提升本技术实施方式的集装箱监控系统的稳定性，同时无需增加通讯电缆插接，能够避免集装箱装卸时增添额外工作影响效率。
57.应当理解，本技术的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
58.以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。