电子通风器和集装箱的制作方法

本实用新型涉及集装箱技术领域，具体涉及一种电子通风器和集装箱。

背景技术：

现有集装箱用电子通风器一般具有定位功能，但是定位模式单一，在室内或者GPS信号较弱的情况下无法实现正常定位。同时电子通风器的功能较为单一，防水通风效果差，同时不可与其它LoRa设备进行通讯。

因此，需要提供了一种电子通风器和集装箱，以至少部分地解决上述问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，公开了一种用于集装箱的电子通风器，所述集装箱具有LoRa设备，所述电子通风器包括：

壳体；

主控制器，所述主控制器设置在所述壳体内；

LoRa模块，所述LoRa模块设置在所述壳体中且电连接至所述主控制器，并用于与所述LoRa设备通信；

通信模块，所述通信模块设置在所述壳体中且电连接至所述主控制器，并用于与服务器通信；以及

电源模块，所述电源模块设置在所述壳体中且用于给所述主控制器、所述LoRa模块和所述通信模块供电。

根据本实用新型的电子通风器，电子通风器具有LoRa模块，使得电子通风器能够与外部的LoRa设备进行通信，并且能够将与LoRa设备交互的数据通过通讯模块传递给服务器，电子通风器具有功耗小、体积小的优点。

可选地，还包括定位模块，所述定位模块设置在所述壳体中且电连接至所述主控制器，并用于定位所述集装箱的位置。

可选地，还包括传感模块，所述传感模块设置在所述壳体中且电连接至所述主控制器，并用于检测所述集装箱的运动状态和/或温度。

可选地，还包括存储模块，所述存储模块设置在所述壳体中且电连接至所述主控制器，并用于存储数据。

可选地，所述通信模块包括3G模块和/或GSM模块。

可选地，所述壳体包括前壳体和连接至所述前壳体的挡水板，所述前壳体具有容纳腔，所述挡水板用于密封所述容纳腔。

根据本实用新型的第二方面，公开了一种集装箱，其包括根据上述第一方面中任一项所述的电子通风器；以及LoRa设备。

根据本实用新型的集装箱，电子通风器具有LoRa，模块使得电子通风器能够与外部的LoRa设备进行通信，并且能够将与LoRa设备交互的数据通过通讯模块传递给服务器，电子通风器具有功耗小、体积小的优点。

可选地，所述集装箱包括箱体，所述箱体包括箱体板，所述箱体板具有通风口，所述电子通风器设置在所述通风口处并位于所述箱体板的外侧。

可选地，所述箱体包括箱门，所述LoRa设备设置在所述箱体的内部并位于靠近所述箱门的位置处。

可选地，所述LoRa设备包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测所述箱体内部的温度和湿度。

可选地，所述LoRa设备包括门开关检测传感器，所述门开关检测传感器用于检测所述箱门的开闭状态。

附图说明

本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的集装箱的立体结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图2中的电子通风器的前壳体的立体结构示意图；

图4为图2中的电子通风器的前壳体的另一个立体结构示意图；

图5为图2中的电子通风器的外壳体的立体结构示意图；以及

图6为图1中的电子通风器的结构框图。

附图标记说明：

100：集装箱 200：电子通风器

110：侧板 120：端板

130：顶板 210：前壳体

211：底板 212：顶板

214：侧板 216：容纳腔

220：挡水板

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

本实用新型公开了一种集装箱100，集装箱100主要包括电子通风器200和LoRa设备(未示出)。下面将结合图1至图6对本实用新型的集装箱100进行详细的说明。

集装箱100包括箱体，箱体包括箱体板，箱体板具有通风口(未示出)。通风口为标注通风口。箱体板包括设置在集装箱100侧面的侧板110、设置在集装箱100端部的端板120以及设置在集装箱100顶部的顶板130。电子通风器200设置在通风口处并位于所述箱体板的外侧。具体地，在本实施方式中，电子通风器200设置在侧板110上。可以通过紧固件(例如螺钉或者铆钉)将电子通风器200固定在侧板110上。本领域技术人员可以理解，电子通风器200的设置位置不限于本实施方式，根据需要，电子通风器200可以设置在集装箱100的端板或者任何其他合适的位置处。

箱体包括箱门(未示出)，LoRa设备设置在箱体的内部并位于靠近箱门的位置处。箱门可以设置在集装箱100的一端，具体地指与端板120相对的一端。LoRa设备可以设置在箱门的顶部。

LoRa设备可以包括温湿度传感器和门开关检测传感器。温湿度传感器用于检测箱体内部的温度和湿度，以便于对箱体内部的温度和湿度进行实时监控。门开关检测传感器用于检测箱门的开闭状态。

如图3至图6所示，电子通风器200包括壳体、主控制器、LoRa模块、通信模块和电源模块。主控制器、LoRa模块、通信模块和电源模块均设置在壳体中。电源模块用于给主控制器、LoRa模块和通信模块供电。

壳体包括前壳体210和连接至前壳体210的挡水板220，前壳体210具有容纳腔216，挡水板220用于密封容纳腔216。挡水板220可以构造为板状结构。在挡水板220和前壳体210之间可以设置有密封条(未示出)，以防止雨水等进入到容纳腔216中。

如图2至图5所示，前壳体210呈大致梯台形，并且在一侧形成有容纳腔216。具体地，前壳体210主要包括底板211、顶板212、以及连接在底板211与顶板212之间的四块侧板214，其中，顶板212平行于底板211。顶板212与四块侧板214的共同形成前壳体210的容纳腔216。主控制器、LoRa模块、通信模块和电源模块设置在容纳腔216中。可选地，四个侧板214中至少有一个倾斜设置。具体地，如图2所示，位于最下方的侧板214倾斜设置，该侧板214上设置有多个孔215。电子通风器200安装至侧板上时，可以通过侧板上的通风口和孔可以实现集装箱100内外气体的交换。

在本实用新型中，主控制器可以采用STM32L系列单片机，使得主控制器具有处理速度快、运行功耗低的特点。LoRa模块电连接至主控制器，并用于与LoRa设备通信。LoRa模块是一种无线扩频通信模块。LoRa模块可以使得电子通风器200与外部的LoRa设备进行无线通信。具体地，LoRa设备的温湿度传感器检测的箱体内部的温度和湿度，以及门开关检测传感器检测的箱门的开闭状态数据可以通过LoRa模块传输给主控制器。在本实施方式中，LoRa模块处于休眠模式时，LoRa设备可以正常唤醒电子通风器200，这将在下面进行详细的说明。

通信模块电连接至主控制器，并用于与服务器通信。通信模块可以包括3G模块和/或GSM模块，以用于与服务器交互数据。3G模块采用3G全频段通讯，可支持全球通讯，以能够满足集装箱100全球应用的场景。

电子通风器200还可以包括传感模块，传感模块设置在壳体中且电连接至主控制器，并用于检测集装箱100的运动状态和/或温度。具体地，传感模块可以包括模加速度块和温度采集模块。加速度模块包括加速度传感器，以用于采集集装箱100的加速度。温度采集模块用于采集电子通风器200的温度，也就是说集装箱100所处的外部环境的温度。加速度传感器可以为LIS3DH传感，其检测范围大致为±16g，检测精度小于100mg。加速度模块还具有报警的功能，当集装箱有意外事件发生(例如发生碰撞)时，加速度传感器能够将报警信息传输给主控制器，在传输给服务器。

电子通风器200还包括存储模块，存储模块设置在壳体中且电连接至主控制器，并用于存储数据。具体地，加速度传感器采集的加速度可以传输给主控器中，并经主控制器处理分析过后可以存储到存储模块中，并且主控制器还可以从存储模块中读取存储数据，然后将该存储数据通过通信模块传输给服务器。

电子通风器200还可以包括定位模块，定位模块设置在壳体中且电连接至主控制器，并用于定位集装箱100的位置。定位模块可以为GPS/北斗定位模组，能够节省设备空间，减小电子通风器200的体积。电子通风器200还可以包括三个天线，分别为3G天线、GPS/北斗定位天线以及LoRa通讯天线，这些天线采用内置方式安装在壳体中，减小了电子通风器200体积。

在本实施方式中电源模块可以为一次性不可充锂亚电池，电池容量为12000mAh。电子通风器200的电源采用3.0V、3.3V和3.8V的分布，其中3.0V部分主要给主控制器和加速度传感器供电，3.3V主要给定位模块和lora模块供电，3.8V主要给通信模块供电。

电子通风器还包括磁开关，可以采用非接触式磁吸的方式完成电子通风器的开机，开机具有严格的操作时序要求，可有效防止误操作将设备开机。

在本实施方式中，可以将集装箱100的运动状态分为三种，即静止闲置状态、运输状态和碰撞状态。集装箱100在运动前，主控制器将加速度传感器配置成震动模式，此时加速度震动触发阈值配置得很小，可检测集装箱100的运输。当加速度传感器检测到有震动触发时，主控制器将加速度震动触发阈值配置到碰撞模式阈值，碰撞模式阈值大于加速度震动触发阈值，以防止加速度传感器一直处于震动触发状态，同时可检测集装箱100的碰撞事件。

可以根据集装箱100的运动状态采用三种不同类型的数据上报频率，分别为采集频率、运动上报频率、无运动上报频率。也就是说，电子通风器200采集的数据可以通过这三种数据上报频率实现数据的存储与传输。此处，电子通风器200采集的数据可以包括加速度模块采集的集装箱100的加速度数据、温度采集模块采集的外界环境温度数据和LoRa设备的温湿度传感器检测的箱体内部的温度和湿度，以及门开关检测传感器检测的箱门的开闭状态数据等。

关于采集频率，当加速度模块检测到集装箱100处于运输状态时，主控制器可以每隔30分钟(或者大于30分钟)采集一次数据，并将采集的数据存储到存储模块中。当加速度模块检测检测到集装箱100处于闲置状态30分钟后，不再采集数据，进入下一个30分钟休眠周期。

关于运动上报频率，当加速度模块在4小时以内检测到集装箱100有运输状态，则在该4小时(最小)结束时开始上报数据，即将数据传输给服务器。

关于无运动上报频率，当加速度模块检测到集装箱100在12小时以内一直处于闲置状态，则电子通风器200会自动唤醒并采集数据，然后将采集的数据传输给服务器。

这种根据集装箱100的运动状态采用不同类型的数据上报频率，一方面符合集装箱100智能化应用的需要，另一方面也大大降低了设备的运行功耗，延长了电子通风器200的使用寿命。

下面对LoRa设备唤醒电子通风器200的过程进行详细的说明。

电子通风器200在运行过程中大部分时间处于待机状态，为了保证电子通风器200与LoRa设备之间的正常通讯，本实施方式提供一套完善的唤醒同步通讯机制，一方面能够满足正常的功耗要求，另一方面也能够保证通讯的实时性。

电子通风器200在待机状态，主控制器每隔5S控制电源模块给LoRa模块供电，一次供电时长10ms，LoRa模块通电后处于接收状态，可以接收LoRa设备发出的同步码。电子通风器200在未接收到同步码的情况下按照该流程一直运行。

当电子通风器200接收到同步码以后，主控制器将LoRa模块置为发送状态，同时向LoRa设备回复应答帧，应答帧持续发送时长为5S，当LoRa设备接收到应答帧后则与电子通风器200建立正常的通讯，此时LoRa设备成功唤醒电子通风器200，以能和电子通风器200之间传输数据帧。在本实施方式中，同步码和应答帧可以都由一个字节构成，数据帧的长度可以小于64字节。

根据本实用新型的集装箱100，电子通风器200具有LoRa模块，使得电子通风器200能够与外部的LoRa设备进行通信，并且能够将与LoRa设备交互的数据通过通讯模块传递给服务器，电子通风器200具有功耗小、体积小的优点。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。