专利名称：一种集装箱在线监测及定位方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在铁路、物流领域的集装箱在线监测及定位方法。
背景技术：
目前，铁路物流等领域的集装箱定位系统，已被广泛的使用，极大的提高了运输、物流企业的管理水平，但现有的集装箱监测及定位系统是由控制单元、太阳能电池板、蓄电池、Zigbee单元、卫星定位单元及天线组成，由太阳能电池板发电给蓄电池充电，由蓄电池给控制单元、Zigbee单元和卫星定位单元供电，使用中普遍存在的问题是:采用太阳能供电，但缺乏电源自监测功能，不能提前发现供电单元的异常，造成供电中断，供电电源不稳定，进而不能进行监测和定位。
发明内容
本发明要提供一种集装箱在线监测及定位方法，便于相关管理人员能够及时了解集装箱的位置及异常状态，可以提前采取措施，有效防止集装箱失控和丢失，提高集装箱管理的效率。本发明的技术解决方案是:
一种集装箱在线监测及定位方法，其特殊之处是:
1、由太阳能板采集单元实时监测太阳能供电板的供电电压、电流数值，当电压低于额定电压90%、电流超过额定电流30%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将把太阳能供电板异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机；
2、当太阳能供电板无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由蓄电池采集单元实时监测蓄电池的输出电压数值，当电压低于额定电压90%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将蓄电池异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机；
3、当蓄电池无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由MCU控制单元采集单元实时监测MCU控制单元主控电路的工作电流数值，当工作电流低于额定电流30%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将MCU控制单元异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机；
4、当MCU控制单元工作电流无异常或异常报警信息及监测数据上传后，通过卫星定位单元对集装箱进行定位、采集位置信息，然后通过卫星定位天线进行双向通信把卫星定位单元取得的与地理坐标对应的位置信息上传到监控中心计算机；
5、采用zigbee单元采集由安装集装箱内的环境传感器监测的环境数据，与MCU控制单元进行通信，MCU控制单元把采集到的环境数据，通过卫星定位单元、卫星定位天线将环境数据上传到监控中心计算机。所述太阳能供电板异常报警信息及监测数据、蓄电池异常报警信息及监测数据、MCU控制单元异常报警信息及监测数据是通过自定义规约区分。本发明的有益效果是:按照前后顺序进行太阳能供电板异常报警及监测、蓄电池异常报警及监测、MCU控制单元异常报警及监测，然后再进行定位和环境监测，由于太阳能板故障率较高，通过太阳能供电板给蓄电池供电，从源头上找出故障，然后监测蓄电池是否有故障，再监测工作电流，监测方式合理，便于提前发现问题，报警更及时，便于相关管理人员能够及时了解集装箱的位置及异常状态，可以提前采取措施，有效防止集装箱失控和丢失，提高集装箱管理的效率。采用间隔发送监测的环境数据，省电、工作合理、数据及时准确，降低装置的功耗和双向通信的数据流量，提高系统的工作效率。
图1是本发明的系统结构 图2是本发明的控制流程具体实施例方式下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。如图1所示，该集装箱在线监测单元I由太阳能板采集单元18、蓄电池采集单元19和MCU控制单元采集单元20组成，太阳能板采集单元18负责采集太阳能供电板7电压、电流实时数值；蓄电池采集单元19负责采集蓄电池2电压实时数值；MCU控制单元采集单元20负责采集MCU控制单元3的主控电路工作电流实时数值。蓄电池2通过供电线9、12、13、17分别给在线监测单元1、MCU控制单元3、zigBee单元4、卫星定位单元5供电。MCU控制单元3实时接收来自在线监测单元I的监测数据，一旦发现异常并通过通信控制线15控制卫星定位单元5，先发送报警信息，后发送监测数据；卫星定位单元5接收来自MCU控制单元3的报警信息和监测数据，然后通过通信线16与卫星定位天线5连接，把供电系统状态数据发送至监控中心计算机21 ；
如图2所示，该集装箱在线监测及定位方法，具体步骤如下:
1、由太阳能板采集单元18通过监测线8实时监测太阳能供电板7的供电电压、电流数值，当电压低于额定电压90%、电流超过额定电流30%时，由MCU控制单元3判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元5、卫星定位天线6将太阳能供电板异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机21 ；
2、当太阳能供电板7无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由蓄电池采集单元19通过监测线10实时监测蓄电池2的输出电压数值，当电压低于额定电压90%时，由MCU控制单元3判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元5、卫星定位天线6将蓄电池2异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机21 ；
3、当蓄电池2无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由MCU控制单元采集单元20通过通信线11实时监测MCU控制单元3主控电路的工作电流数值，当工作电流低于额定电流30%时，由MCU控制单元3判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元5、卫星定位天线6将MCU控制单元3异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机21 ；
4、当MCU控制单元3工作电流无异常或异常报警信息及监测数据上传后，通过卫星定位单元5对集装箱进行定位、采集位置信息，然后通过卫星定位天线6进行双向通信把卫星定位单元5取得的与地理坐标对应的位置信息上传到监控中心计算机21 ；
5、采用zigbee单元4采集由安装集装箱内各采集点的环境传感器22监测的环境数据(温度、压力、气体浓度)，通过通信线14与MCU控制单元3进行通信，并间隔时间T发送采集信息，间隔时间T为5-10min，具体时间由用户根据具体使用情况设定，MCU控制单元3把采集到的环境数据，通过卫星定位单元5、卫星定位天线6将环境数据上传到监控中心计算机21。所述太阳能供电板异常报警信息及监测数据、蓄电池异常报警信息及监测数据、MCU控制单元异常报警信息及监测数据是通过自定义规约区分。
权利要求
1.一种集装箱在线监测及定位方法，其特征是: (1)、由太阳能板采集单元实时监测太阳能供电板的供电电压、电流数值，当电压低于额定电压90%、电流超过额定电流30%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将把太阳能供电板异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机； (2)、当太阳能供电板无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由蓄电池采集单元实时监测蓄电池的输出电压数值，当电压低于额定电压90%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将蓄电池异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机； (3)、当蓄电池无异常或异常报警信息及监测数据上传后，由MCU控制单元采集单元实时监测MCU控制单元主控电路的工作电流数值，当工作电流低于额定电流30%时，由MCU控制单元判断为异常，并输出报警信息及监测的异常数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将MCU控制单元异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机； (4)、当MCU控制单元工作电流无异常或异常报警信息及监测数据上传后，通过卫星定位单元对集装箱进行定位、采集位置信息，然后通过卫星定位天线进行双向通信把卫星定位单元取得的与地理坐标对应的位置信息上传到监控中心计算机； (5)、采用zigbee单元采集由安装集装箱内的环境传感器监测的环境数据，与MCU控制单元进行通信，MCU控制单元把采集到的环境数据，通过卫星定位单元、卫星定位天线将环境数据上传到监控中心计算机。
2.根据权利要求1所述的集装箱在线监测及定位方法，其特征是:所述太阳能供电板异常报警信息及监测数据、蓄电池异常报警信息及监测数据、MCU控制单元异常报警信息及监测数据是通过自定义规约区分。
全文摘要
一种集装箱在线监测及定位方法，由太阳能板采集单元实时监测太阳能供电板的供电电压、电流数值，由蓄电池采集单元实时监测蓄电池的输出电压数值，由MCU控制单元采集单元实时监测MCU控制单元主控电路的工作电流数值，由MCU控制单元判断异常并输出报警信息及监测数据，由卫星定位单元、卫星定位天线将把异常报警信息及监测数据上传到监控中心计算机；通过卫星定位单元对集装箱进行定位，然后上传到监控中心计算机；采用zigbee单元采集由安装集装箱内的环境传感器监测的环境数据，把采集的环境数据上传到监控中心计算机。优点是便于相关管理人员能够及时了解集装箱的位置及异常状态，可以提前采取措施，有效防止集装箱失控和丢失，提高集装箱管理的效率。
文档编号G01R19/165GK103176035SQ201310069239
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者张志荣, 杜鹏, 李晗, 曹洪奎, 初宪武, 马云东, 李卫东 申请人:辽宁工业大学, 大连交通大学