专利名称：阀门开关探测器及使用该探测器的监测跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可监测罐式运输工具和罐式容器阀门开关情况的阀门开 关探测器，以及使用该探测器的远程监测与跟踪系统。
背景技术：
随着我国工业化进程的加快，能源和化工原料的生产、运输量急剧增加， 我国已成为世界上能源和化工原料运输量最大的国家。这些能源与化工原料的 内陆运输绝大部分通过罐式运输工具来承载。由于各种能源(如汽油、柴油等) 的高价值，在运输过程中一直存在严重的偷盗情况，如何及时发现和防止偷盗 情况的发生也成为了运输行业迫切希望解决的问题。目前的罐式工具进出物料 阀门处大都采用机械关封施封阀门或者通过气动压杆压住阀门口来阻止偷盗 的发生，这些结构本身存在一些缺陷，如用机械关封的方式用简单的方法就可 破坏并复原。上述现有技术，在使用时产生麻烦与不便，实有待改善。 发明内容本发明要解决的技术问题在于针对罐式容器阀门现有防盗技术的缺陷，提 供一种罐式工具非法开关容器阀门的报警器及其监测跟踪系统，保证在运输过 程中的安全。为实现本发明的目的，本发明采用以下的技术一种阀门开关探测器，其中，包括一检测阀门开关的探测器，设在各个阀门处，该探测器包括 一阀门开关状态探测的探测头一主控板，该主控板与探测头相连，该主控板包括一个根据所述探 测头探测的数据判断阀门开关状态的的信号处理模块，该信号处理模块对阀门开关情况进行判断和记录，并对非法开关阀门发出报警信号。所述阀门开关探测装置，其中，所述探测头的感应方式包括磁力传感器方式、行程开关方式及红外传感器方式。所述的所述阀门开关探测装置，其中，所述主控板还集成有加速度传感器、倾角传感器、气体传感器、压力传感器、液位传感器、温度传感器、湿度传感器。一种阀门开关监测跟踪系统，其中，该探测监测系统包括 一检测阀门开关的探测器，设在各个阀门处，该探测器包括 一阀门开关状态探测的探测头；一主控板，该主控板与探测头相连，该主控板包括一个根据所述探测头探 测的数据判断阀门开关状态的的信号处理模块，该信号处理模块对阀门开关情况进行判断和记录，并对非法开关阀门发出报警信号；一通讯定位模块，与该探测器相连，接受探测器发出的各种信号；一监测中心，与通讯定位模块和探测器相连接，并接受通讯定位模块的各 种信号以及探测器的各种信号。所述的阀门开关监测跟踪系统，其中，所述主控板还包括一个用于采集标 准时间的实时时钟模块，实时时钟模块采集的时间信号随同报警信号通过通讯 定位模块发送到监测中心。所述的阀门开关监测跟踪系统，其中，所述的通讯定位模块包括有连接到GPS系统以实时获取运输工具位置信息的GPS模块、用于收发信号的数据传 输模块，所述数据传输模块与监测中心无线连接。所述的阀门开关监测跟踪系统，其中，所述的监测中心包括有根据各运输 车通讯定位模块发送信号监测各运输车状态的监测模块和提示危险状况的告 警模块。所述的阀门开关监测跟踪系统，其中，所述的告警模块的以告警界面或手 机短信方式告警。采用上面的技术，本发明的监测跟踪系统及对应的报警装置，通过探测报 警器和通讯定位模块，实现了罐式运输工具的远程监测，从而可有在监测到阀 门非法打开时及时采取措施，避免或减少由此带来的损失。
图1是本发明探测报警器的工作原理结构框图；图2a-图2c是图1中开关探测器的电路原理图；图3是本发明罐式容器阀门磁力探测报警装置的结构图；图4a-图4g是图1中主控板的电路原理图；图5是本发明监测跟踪系统的工作原理结构框图；图6a-图6c是图5中开关探测器电路原理图；图7a-图7h是图5中主控制器的电路原理图；图8是图5中监控中心的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明实施例1如图1所示为探测报警器的工作原理结构框图。该探测报警器包括开关探 测器和主控板，其中开关探测器与主控板连接。开关探测器安装于阀门处。但是，罐式运输车辆的容器阀门按进出料分为 进料口阀门及出料口阀门，根据容器罐腔室的数量分为单室或者在容器内用隔 板分隔成多个腔室，每个腔室均有独立的进出料阀门。 一般进料口设在罐式容 器顶端，出料口设在容器底部侧面。进料口一般与人孔检査孔同为一个孔洞， 其结构设计以利于灌装原则及方便检修人员出入为准，出料口则设计成操作便 利的结构，两者结构上很大的不同，且不同的厂家生产出来的进出口阀门结构 均有所不同。所以，开关探测器根据不同工具罐式容器阀门结构的不同采用不 同的开关感应方式，可以采用磁力传感器、行程开关及红外传感器等方式来实 现。如图2a至图2c所示电路，开关探测器包括开关感应传感器接口、数据采 集模块、数据接口模块。如图2a所示电路的传感器数据接口，主要用于连接磁力传感器、行程开 关、红外感应传感器或其它方式的感应传感器的信号接入。如图2c所示电路的数据采集模块有一简易微型CPU构成，主要用于采集 开关感应传感器的数据，并通过数据接口将采集到的数据实时传送到主控板。如图3所示为一种内含磁力传感器的开关探测器1。该开关探测器1设在 在阀门2的阀门盖21处，该开关探测器1包括一磁动开关检测装置3。，当 阀门盖21盖住或者揭离阀门1时，动作装置(本例为由弹簧装置)产生压縮 或复位动作，使得装置里面的磁铁位置发生变化，从而引起磁铁与处理单元4 相连接的磁力传感器之间的磁场强度发生变化，处理单元根据这些情况便可以 判别阀门的打开与关闭。开关探测器1还与主控板4接，该主控板4收并判断 开关探测器1采集的各类数据，从而对阀门开关的状态判断。主控板4可与开 关探测器1一起安装于阀门处，或者单独安装在工具驾驶室或其他任意位置。如图4a至图4f所示，为主控板电路图。该主控板电路包括信号处理模块、 实时时钟模块，电源模块、数据接口、通讯接口、报警模块等电路模块等。图4a电路所示的信号处理模块有一低功耗CPU构成，主要完成计算、算 法实现，其具体用于接受开关探测器传来的传感器的数据，记录并分析当前的 状态，并在判断阀门开启时通过报警模块生成报警信号。此外，信号处理模块 还可通过通讯接口实现报警信号上传、通讯加密控制、数据本地存储等。图4b电路所示的实时时钟模块与CPU—起构成实时时钟部分，主要用于 获取精确的标准时间，其可通过通讯接口自动校准。图4c电路所示的电源模块主要通过电源转换IC完成外部电源接入、对其 它各模块的电源控制、系统电量检测以及系统低电量报警。图4d电路所示的数据接口主要是用于接收开关探测器传递过来的门开关 状态数据。图4e电路所示的通讯接口是一RS232串行接口，主要是实现系统升级、 报警信号上传、通讯加密控制、数据本地存储等。图4f电路所示的报警模块主要是一个蜂鸣器和指示灯结合构成，实现系 统的阀门非法打开、系统低电压等报警。图4g电路所示是复位模块，由一复位IC构成，增强系统在恶劣的工作环 境下的抗干扰能力。这样在阀门被非法打开，开关探测器检测到门开关状态的变化，把这些变 化信号传送到主控板，主控板通过信号处理模块的处理，记录并分析当前的状 态，并在判断阀门开启时生成报警信号。这样使用者就知道阀门被非法打开， 起到探测报警的作用。实施例2如图5所示，是使用本阀门开关探测器的监测跟踪系统的结构框图。在本 实施例中，本实用新型的系统包括门开关探测器、主控制器和监控中心，门开 关探测器安装于罐式运输工具的阀门上，主控制器安装于运输载体如车头上， 门开关探测器与主控制器通过短距离无线传输方式连接，主控制器通过GPRS 或卫星通讯方式将门开关状态、GPS定位信息等数据发送到监控中心。开关探测报警器用于探测罐式容器阀门的开关状态，并将非法打开时产生 的信号发送到主控制器。主控制器通过GPS定位终端模块获取当前的位置信息(经纬度)，并将 所述开关探测器的报警信号、运输工具身份信号及位置信号发送到所述监测中 心。运输工具身份标识可存储于主控制器内，也可存储于开关探测器内。监测中心位于远端，分析和处理安装于各运输工具的主控器上传的所有数 据，实现对运输工具和门开关状态的远程监控。如图6a至图6c所示，是图5中所述的开关探测器的电路原理图，该电路 包括电源供电模块、传感器接口、数据采集与无线传输模块。图6a电路所示的电源供电模块主要是用一大容量的小型电池以及滤波电 容构成，用于对开关探测器其它部分的系统供电。图6b电路所示的传感器接口主要用于连接磁力传感器、行程开关、红外 感应传感器或其它方式的感应传感器的信号接入。图6c电路所示的数据采集及无线传输模块采用的是一带有无线传输功能 低功耗CPU，主要用于开关探测传感器的信号采集以及开关信号的无线传输。 该无线传输模块的通讯频率是433 MHZ，通讯距离可达15m以上。如图7a至图7e所示，是图5所述的主控制器的电路原理图，该电路包括 中央处理器、电源管理、实时时钟外围电路、本地报警显示终端、无线数据传 输和GPS定位终端模块、GPRS/卫星通讯模块等部分。图7a电路所示的中央处理器采用的是集成了实时时钟和数据存储器等模 块的低功耗ARM体系结构的32位CPU,主要用于处理无线模块传输过来的 门开关状态信息，记录并分析门开关状态，并通过显示报警终端产生本地报警 信息；同时也通过GPS定位模块采集运输工具当前的位置信息，最终将门开 关的报警信息、GPS位置信息、实时时钟信息等状态信息通过GPRS/卫星通讯模块发送到监控中心。图7b电路所示的电源管理模块主要通过电源转换IC完成外部电源接入、 对其它各模块的电源控制、系统电量检测以及系统低电量报警。图7c电路所示的实时时钟外围电路主要通过一后备电池和相关电子器件 与CPU—起构成系统实时时钟。用于提供门开关报警的具体时间。图7d电路所示的本地显示报警终端主要包括一液晶显示器接口用于连接 液晶显示模块，包括一蜂鸣器和LED指示等。该部分通过CPU的控制实现门 开关状态的本地显示报警和声光报警。图7e电路所示的无线数据传输模块电路采用的是集成无线传输模块的无 线CPU，通讯频率是433MHZ，通讯距离15M以上，主要用于接收门开关探 测器无线发送过来的门开关状态数据，并将接收的数据传送给中央处理器。图7f电路所示的GPS定位终端模块使用的是标准的GPS模块，GPS模块 的位置信息通过GPS接口传送到中央处理器。图7g电路所示的GPRS/卫星通讯模块使用的是标准的通讯模块，中央处 理器通过GPRS/卫星通讯模块接口将需要传送的数据发给GPRS/卫星通讯模 块，再发给后台的监控中心。图7h复位模块，由一复位IC构成，增强系统在恶劣的工作环境下的抗 干扰能力。如图8所示，是图5中监测中心的结构框图。监测数据中心安装在远程的 公司机房内，并接入互联网，可与各运输工具上的主控制器实现数据交互，实 现对门开关状态和运输工具状态的实时监控。图8所示监测中心包括防火墙、接口/应用服务器、 一个或多个终端(图 中仅示出两个)以及数据库。其中接口/应用服务器经由防火墙连接到外部网 络，终端和数据库分别通过内部网络连接到接口/应用服务器。图8所示的防火墙用以防止外来非法侵入，检验外来数据的可靠性、安全 性，以保证内部网络的安全运行。图8所示的接口/应用服务器用以接收、处理和判断来自运输工具的所有 数据，提供可视化操作界面，通过后台软件支持，完成所有监视、控制、管理 功能。图8所示的数据库用于保存接收到的历史数据，以便日后查验和统计。图8所示的终端用于提供操作界面，实现门开关及运输工具报警界面、手 机短信提示等功能，工作人员也可通过终端系统完成数据査询处理等人工操 作。以上所述，仅是本发明较佳可行的实施例而已，不能因此即局限本发明的 权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，举凡运用本发明的技术方案和 技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属在本 发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1. 一种阀门开关探测器，其特征在于，包括一检测阀门开关的探测器，设在各个阀门处，该探测器包括一阀门开关状态探测的探测头一主控板，该主控板与探测头相连，该主控板包括一个根据所述探测头探测的数据判断阀门开关状态的的信号处理模块，该信号处理模块对阀门开关情况进行判断和记录，并对非法开关阀门发出报警信号。
2、 根据权利要求1所述阀门开关探测装置，其特征在于，所述探测头的 感应方式包括磁力传感器方式、行程开关方式及红外传感器方式。
3、 根据权利要求1所述的所述阀门开关探测装置，其特征在于，所述主 控板还集成有加速度传感器、倾角传感器、气体传感器、压力传感器、液位传 感器、温度传感器、湿度传感器。
4、 一种阔门开关监测跟踪系统，其特征在于，该探测监测系统包括一检测阀门开关的探测器，设在各个阀门处，该探测器包括 一阀门开关状态探测的探测头；一主控板，该主控板与探测头相连，该主控板包括一个根据所述探测头探 测的数据判断阀门开关状态的的信号处理模块，该信号处理模块对阀门开关情况进行判断和记录，并对非法开关阀门发出报警信号；一通讯定位模块，与该探测器相连，接受探测器发出的各种信号； 一监测中心，与通讯定位模块和探测器相连接，并接受通讯定位模块的各种信号以及探测器的各种信号。
5、 根据权利要求4所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述主 控板还包括一个用于采集标准时间的实时时钟模块，实时时钟模块采集的时间 信号随同报警信号通过通讯定位模块发送到监测中心。
6、 根据权利要求4所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述通讯定位模块包括有连接到GPS系统以实时获取运输工具位置信息的GPS模 块、用于收发信号的数据传输模块，所述数据传输模块与监测中心无线连接。
7、 根据权利要求4所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述的监测中心包括有根据各运输车通讯定位模块发送信号监测各运输车状态的监 测模块和提示危险状况的告警模块。
8、 根据权利要求7所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述的 告警模块的告警方式为告警界面方式或手机短信方式。
9、 根据权利要求4所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述的 监测中心包括一接收、处理、判断来自运输工具的所有数据接口/应用服务器， 至少一个提供操作界面的终端以及一保存接收所有历史数据的数据库，该接口 /应用服务器经连接到外部网络，终端和数据库分别通过内部网络连接到接口/ 应用服务器。
10、 根据权利要求4所述的阀门开关监测跟踪系统，其特征在于，所述的 监测中心包括一防止外来非法侵入的防火墙，其设在接口/应用服务器和外部 网络之间。
全文摘要
一种阀门开关探测器及使用该探测器的监测跟踪系统。该探测器包括一检测阀门开关的探测器，设在各个阀门处，该探测器包括一阀门开关状态探测的探测头；一主控板，该主控板与探测头相连，该主控板包括一个根据所述探测头探测的数据判断阀门开关状态的信号处理模块，该信号处理模块对阀门开关情况进行判断和记录，并对非法开关阀门发出报警信号。该探测器发现非法打开阀门并发出报警。本发明中使用该探测器的监测跟踪系统，该系统通过探测器和通讯定位模块，实现了罐式运输工具的远程监测，从而可有在监测到阀门非法打开时及时采取措施，避免或减少由此带来的损失。
文档编号G01M3/00GK101246076SQ200710084878
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者周受钦, 涛 彭, 段战归 申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司