用于物流车辆的集成网络监控系统与方法
【专利摘要】一种用于物流车辆的集成网络监控系统与方法，该集成网络监控系统包括：远距离无线通讯模块、定位模块、报警模块、触摸屏、总线接口、协调器节点和网关设备，总线接口用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接；协调器节点用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将车载监控设备以无线的方式与所述网关设备相连；网关设备分别与远距离无线通讯模块、定位模块、报警模块、触摸屏、总线接口和协调器节点相连，以将车载定位系统、远距离通讯网络、总线网络和ZigBee网络集成在一起，充分发挥有线和无线的优点，增强物流运输车辆监控的灵活性和可靠性。
【专利说明】用于物流车辆的集成网络监控系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种监控技术，尤其涉及应用在大型集装箱物流车辆上的监控系统。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的增长，人民生活水平的提高，负担着物流运输的车辆产业得到了突飞猛进的发展。为了实时监控车辆的状态，了解物流各个环节的信息，现在的物流车辆上通常都安装有电子监控设备，然而现有物流车辆上的电子监控设备主要存在如下两个缺点:第一，现有车辆上的电子设备之间的互联主要通过总线技术，使用总线技术的优点自不必说，但不能忽略的一点是，总线技术的使用需要布线，由于大多数物流运输车辆车身较长，如果布设较长的线，不但比较麻烦而且增加了线路电缆被切断的可能性，反而降低了线路的可靠性，如倒车雷达的车身较长；在一些不能布线的地方还要进行必要的监测的时候，总线技术就没有用武之地，如对胎压胎温的监测；在多点环境监测而且监测节点会根据所监测对象而进行变化类型和位置的场合，布线操作也是一件很头疼的事情，如车厢货物环境的多点监测。第二，集成化程度低，现今物流运输车辆上的汽车电子系统功能比较单一，在有车载电子锁系统的地方可能就没有车载导航系统、倒车雷达系统和胎压监测系统等，在有总线网络的地方可能就没有WIFI网络，在有RFID射频识别的地方就没有娱乐摄像等功能。
[0003]而现如今人们对物流运输车辆监控系统的需求是高的集成化程度、较多的监测点数、高的无线化监控程度。充分利用无线技术、总线技术、网络技术的优点，使其相互弥补成为物流运输车辆监控系统的新的发展方向。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种用于物流车辆的集成网络监控系统和方法，以充分发挥有限网络和无线网络的优点，增强物流运输车辆监控的灵活性和可靠性。
[0005]为解决上述技术问题，本发明还提出一种用于物流车辆的集成网络监控系统，包括:远距离无线通讯模块、定位模块、报警模块、触摸屏、总线接口、协调器节点和网关设备，远距离无线通讯模块用来实现本地与外部的无线通信；定位模块用来探测物流车辆的位置信息；报警模块用来实现本地报警；触摸屏用来作为本地人机对话的接口，实现本地信息显示和本地数据录入；总线接口用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接；协调器节点用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将车载监控设备以无线的方式与所述网关设备相连；网关设备分别与所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线接口和所述协调器节点相连，以将车载定位系统、远距离通讯网络、总线网络和ZigBee网络集成在一起，所述网关设备通过所述总线网络和所述ZigBee网络采集物流车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，所述网关设备把采集到的数据定时通过远距离无线通讯模块向外发送，对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的网络节点，所述网关设备一方面通过触摸屏显示报警信息并将报警信息发送给报警模块进行报警，另一方面也通过远距离无线通讯模块将报警信息向外发送。
[0006]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述集成网络监控系统还包括WIFI模块，所述WIFI模块一方面用于安装WIFI摄像头，另一方面用以供操作人员利用具有WIFI功能的手持设备来进行上网和车辆附近的移动式监控。
[0007]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述车载监控设备包括阅读器节点，所述阅读器节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述阅读器节点包括:手持阅读器和/或固定阅读器；所述手持阅读器包括:显示及按键模块、手持阅读器信号调理电路、手持阅读器接口、处理器、手持阅读器射频收发模块以及手持阅读器电源管理模块，所述显示及按键模块与所述手持阅读器信号调理电路相连，所述手持阅读器接口、所述手持阅读器信号调理电路和所述射频收发模块均与所述处理器相连，所述手持阅读器信号调理电路用作所述显示及按键模块和所述处理器的接口电路，所述手持阅读器接口用以作为手持阅读器的编程、调试和通讯的接口，所述手持阅读器电源管理模块为手持阅读器的各部分提供电源；所述固定阅读器包括:状态指示灯、固定阅读器接口、处理器、固定阅读器射频收发模块以及固定阅读器电源管理模块，所述状态指示灯、所述固定阅读器接口和所述固定阅读器射频收发模块均与所述处理器相连，所述状态指示灯用来指示所述固定阅读器的工作状态，所述固定阅读器接口用以作为固定阅读器的编程、调试和通讯的接口，所述固定阅读器电源管理模块用于给固定阅读器各部分供电。
[0008]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述车载监控设备包括电子锁节点，所述电子锁节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述电子锁节点包括:锁工作状态指示灯、电子锁开关控制模块、锁控信号调理电路、电子锁开关状态监测模块、锁状态信号调理电路、电子锁接口、电子锁射频收发模块、锁电源管理模块以及处理器，所述锁控信号调理电路分别与所述电子锁开关控制模块和所述处理器相连，所述锁状态信号调理电路分别与所述电子锁开关状态监测模块和所述处理器相连，所述锁工作状态指示灯、所述电子锁接口以及所述电子锁射频收发模块均与所述处理器相连，所述锁控信号调理电路用来驱动电子锁微型步进电机运转的驱动电路部分，所述锁状态信号调理电路是所述电子锁开关状态监测模块和所述处理器之间的接口，所述电子锁接口用以作为电子锁的编程、调试和通讯的接口，所述电源管理模块用以给电子锁节点的各组成部分供电；所述电子锁节点具有休眠和唤醒机制，其接收所述协调器节点发来的开关指令并执行相应操作。
[0009]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述车载监控设备包括内置于轮胎中的胎压胎温监测节点，所述胎压胎温监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述胎压胎温监测节点包括:胎压胎温监测传感器、胎压胎温信号调理电路、胎压胎温监测接口、胎压胎温射频收发模块、处理器以及胎压胎温电源管理模块；所述胎压胎温监测传感器与所述胎压胎温信号调理电路相连接；所述胎压胎温信号调理电路、所述胎压胎温监测接口、所述胎压胎温射频收发模块均与所述处理器相连接；所述胎压胎温信号调理电路用作所述胎压胎温监测传感器与所述处理器的接口电路；所述胎压胎温监测接口用以作为胎压胎温监测节点的编程、调试和通讯的接口，所述胎压胎温电源管理模块用于给所述胎压胎温监测节点的各模块供电；所述胎压胎温监测传感器用于测量胎压和胎温，并把测得的数据通过处理器进行融合计算出当前轮胎处于危险状态、安全状态或高度危险状态，并把胎压数据、胎温数据、融合计算出的数据和轮胎ID通过所述胎压胎温监测接口发送到所述协调器节点；所述胎压胎温监测节点具有休眠唤醒机制，其供电采用振动供电和/或热供电，并且具有电池用来储存电能来达到不间断供电的目的。
[0010]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述车载监控设备包括车厢环境监测节点，所述车厢环境监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述车厢环境监测节点包括:车厢环境监测传感器、车厢环境信号调理电路、车厢环境监测接口、车厢环境射频收发模块、处理器以及车厢环境电源管理模块，所述车厢环境监测传感器与所述车厢环境信号调理电路相连接，所述车厢环境信号调理电路、所述车厢环境监测接口和所述车厢环境射频收发模块均与所述处理器相连接，所述车厢环境监测接口用以作为车厢环境监测节点的编程、调试和通讯接口，所述车厢环境电源管理模块给车厢环境监测节点各部分供电；所述车厢环境监测节点具有休眠唤醒机制，所述车厢环境信号调理电路用作所述车厢环境监测传感器和所述处理器的接口电路。
[0011]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述车载监控设备包括倒车雷达监测节点，所述倒车雷达监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述倒车雷达监测节点包括:超声波收发器、超声波信号调理电路，人体红外感应模块、人体红外信号调理电路、超声波声光报警模块、超声波接口、超声波射频收发模块、处理器以及倒车雷达电源管理模块，所述超声波收发器与所述超声波信号调理电路相连，所述人体红外感应模块与所述人体红外信号调理电路相连，所述超声波信号调理电路、所述人体红外信号调理电路、所述超声波声光报警模块、所述超声波接口和所述超声波射频收发模块均与所述处理器相连，所述超声波接口用作倒车雷达监测节点的编程、调试和通讯接口，所述倒车雷达电源管理模块为所述倒车雷达监测节点各组成部分提供电源，所述超声波信号调理电路用作所述超声波收发器和所述处理器连接的接口电路，所述人体红外信号调理电路用作所述人体红外感应模块和所述处理器的接口电路，所述倒车雷达监测节点通过所述超声波收发器来发射接收超声波，并利用人体红外感应模块来测量车位设定距离范围内是否有生命物出现，并把测得的数据发送到协调器节点。
[0012]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述协调器节点包括:协调器节点接口、处理器、协调器射频收发模块以及以协调器电源管理模块，所述协调器节点接口和所述协调器射频收发模块均与所述处理器相连，所述协调器节点接口用以作为所述协调器节点的编程、调试和通讯的接口，所述协调器电源管理模块用于为所述协调器节点的各部分提供电源。
[0013]所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其中，所述远距离无线通讯模块为CDMA、GPRS、3G或4G模块；所述定位模块为北斗BD2或GPS双模模块；所述报警模块为声光报警模块，其声音报警功能选择ISD2560的语音芯片及其接口电路来实现；所述网关设备的处理器采用ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530或TI的C0RTEX-M3，并开发相应的管理监控应用软件；所述WIFI模块采用Marvell 88w8686芯片。
[0014]为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于物流车辆的集成网络监控方法，包括:设置远距离无线通讯模块，用来实现本地与外部的无线通信；设置定位模块，用来探测物流车辆的位置信息；设置报警模块，用来实现本地报警；设置触摸屏，用来作为本地人机对话的接口，实现本地信息显示和本地数据录入；设置总线接口，用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接；设置协调器节点，用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将探测车内环境的传感器或探测器以无线的方式与所述网关设备相连；以及，设置网关设备，使其分别与所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线接口和所述协调器节点相连，以将车载定位系统、远距离通讯网络、总线网络和ZigBee网络集成在一起,所述网关设备通过所述总线网络和所述ZigBee网络采集物流车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，所述网关设备把采集到的数据定时通过远距离无线通讯模块向外发送，对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的网络节点，所述网关设备一方面通过触摸屏显示报警信息并将报警信息发送给报警模块进行声音和/或灯光报警，另一方面也通过远距离无线通讯模块将报警信息向外发送。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明通过网关设备把车载定位系统、远距离通讯网络、WiFi网络、车载总线网络和无线传感网(ZigBee网络)集成在一起，并增加了车载监测控制设备监测的点数和安装更改的灵活性，充分发挥了有线和无线的优点，增强的物流运输车辆监控的灵活性、可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明用于物流车辆的集成网络监控系统的结构框图。
[0016]图2为手持阅读器节点的结构框图。
[0017]图3为固定式阅读器节点的结构框图。
[0018]图4为电子锁节点的结构框图。
[0019]图5为胎压胎温监测节点的结构框图。
[0020]图6为车厢环境监测节点的结构框图。
[0021]图7为倒车雷达监测节点的结构框图。
[0022]图8为协调器节点的结构框图。
【具体实施方式】
[0023]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0024]参阅图1，本发明用于物流车辆的集成网络监控系统包括:网关设备1、远距离无线通讯模块2、定位模块3、报警模块4、触摸屏5、WIFI模块6、总线接口 7以及协调器节点
8。所述总线接口 7用以连接车载总线网络70，所述协调器节点8用以连接ZigBee网络80并通过ZigBee网络80连接车载监测控制设备。车载监测控制设备主要包括:阅读器节点
81、电子锁节点82、胎压胎温监测节点83、车厢环境监测节点84和倒车雷达监测节点85。
[0025]网关设备I分别与远距离无线通讯模块2、定位模块3、报警模块4、触摸屏5、WIFI模块6、总线接口 7和协调器节点8相连，并优选采用有线连接；车载总线网络70通过总线接口 7与网关设备I相连接；ZigBee网络80中的各节点与协调器节点8构成星形拓扑网络，采用无线连接；车载总线网络70与ZigBee网络80构成车载监测控制网络，充分发挥了总线通信和无线通信的优点，集有线监控和无线监控于一体，丰富了汽车电子在车辆上的应用。网关设备I采用资源多、处理功能强的处理器，可选择ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530和C0TERX-M3之一，基于硬件结构移植适合的操作系统，如:LINUX、WINCE、ANDROID、UCOS-1I之一，并开发相应的管理监控应用软件。网关设备I及其外围有线连接模块采用车载电源供电，并具有自身的电源以备不时之需，电源管理模块在具有车载电源的情况下优先选择车载供电，异常情况下选择电池供电，并且电源管理模块具有检测自身电源电量多少的功能，当检测到电量不足或电量未充满时，同时进入自身供电和系统工作供电模式。网关设备I通过总线网络70和ZigBee网络80采集物流运输车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，其把采集到的数据定时通过远距离无线通讯模块2发送到后台监控平台和智能手机并记录储存；对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的节点，网关在接收到相应信息后立即进行本地和远程报警。
[0026]远距离无线通讯模块2用来实现本地与外部的无线通信，主要是外部监控中心的无线通信。远距离无线通讯模块2可选择CDMA、GPRS、3G、4G模块，外部监控中心可以是基于B/S或C/S架构的监控平台，或装有操作系统和相应应用软件的智能手机。
[0027]定位模块3用来探测物流车辆的位置信息，可选用北斗BD2或GPS双模模块。
[0028]报警模块4和触摸屏5用来作为车载系统与操作人员进行人机对话的人机接口。报警模块4优选采用声光报警，在异常报警时，不但进行声光报警并且还在触摸屏5上显示相应的报警信息来提醒操作人员进行相应的操作，其声音报警功能可选择ISD2560的语音芯片及其接口电路来实现。触摸屏5可用于本地数据录入，进行控制参数的修改。
[0029]WIFI模块6可采用当今广泛使用的Marvell 88w8686，该模块支持SPI和SD1连接，本系统采用SPI接口来连接网关；所述WIFI模块6主要有两个用途，第一用来实现操作人员利用具有wifi功能的手持设备来进行上网、娱乐、车辆附近移动式监控，第二用于安装WIFI摄像头。
[0030]总线接口 7与车载总线网络70相连接，用来实现车载总线网络70上的车载电子产品能通过网关设备I监控并处理车载总线上的信息，总线接口 7的类型根据车辆上的具体需求而定，车载总线网络70可以是车辆上现有总线网络也可以是系统设计实施者自己根据需求安装的总线网络，以增强本申请的灵活通用性。
[0031]协调器节点8用以连接ZigBee网络80并通过ZigBee网络80将阅读器节点、电子锁节点、胎压胎温监测节点、车厢环境监测节点以及倒车雷达监测节点等车载监测控制设备以无线的方式与网关设备I相连。
[0032]阅读器节点81通过ZigBee网络80与协调器节点8相连。阅读器节点81包括:手持阅读器811和/或固定阅读器812。
[0033]参阅图2，手持阅读器811包括:显示及按键模块8111、手持阅读器信号调理电路8112、手持阅读器接口 8113、处理器8114、手持阅读器射频收发模块8115以及手持阅读器电源管理模块8116。显示及按键模块8111与手持阅读器信号调理电路8112相连，手持阅读器接口 8113、手持阅读器信号调理电路8112和射频收发模块8115均与处理器8114相连。手持阅读器信号调理电路8112用作显示及按键模块8111和处理器8114的接口电路；手持阅读器接口 8112用以作为手持阅读器811的编程、调试和通讯的接口 ；手持阅读器电源管理模块8116为手持阅读器811的各部分提供电源；显示及按键模块8111中的显示部分优选采用IXD显示，并优选择LCM2864芯片。
[0034]参阅图3，固定阅读器812包括:状态指示灯8121、固定阅读器接口 8122、处理器8123、固定阅读器射频收发模块8124以及固定阅读器电源管理模块8125。状态指示灯8121、固定阅读器接口 8122和固定阅读器射频收发模块8124均与处理器8123相连；状态指示灯8121用来指示固定阅读器812的工作状态，固定阅读器接口 8122用以作为固定阅读器812的编程、调试和通讯的接口，固定阅读器电源管理模块8125用于给固定阅读器812各部分供电。固定阅读器812安装在车辆进出口处，通过固定阅读器接口 8122与车辆进出口管理部门的管理服务平台连接，方便进出口管理单位对车辆检测与控制，并且通过与固定阅读器接口 8122相连的车辆进出口管理部门的管理服务平台可以进行固定阅读器程序的修改和调试。
[0035]参阅图4，电子锁节点82包括:锁工作状态指示灯821、电子锁开关控制模块822、锁控信号调理电路824、电子锁开关状态监测模块823、锁状态信号调理电路825、电子锁接口 826、电子锁射频收发模块827、锁电源管理模块828以及处理器829。锁控信号调理电路824分别与电子锁开关控制模块822和处理器829相连；锁状态信号调理电路825分别与电子锁开关状态监测模块823和处理器829相连；锁工作状态指示灯821、电子锁接口 826以及电子锁射频收发模块827均与处理器829相连。锁控信号调理电路824用来驱动电子锁微型步进电机运转的驱动电路部分，锁状态信号调理电路824是电子锁开关状态监测模块823和处理器829之间的接口，电子锁接口 826用以作为电子锁的编程、调试和通讯的接口，电源管理模块828用以给电子锁节点82的各组成部分供电。电子锁用于安装在物流运输车辆的箱门上，可以是便于移动的挂锁，也可以是内置式电子锁，采用PCB天线；电子锁节点采用移动挂锁时使用电池供电，采用内置式电子锁时采用太阳能供电。且电子锁节点82具有休眠和唤醒机制，其接收协调器节点8发来的开关指令并执行相应操作，并把自己的状态信息实时发送到协调器节点8，当有异常开关锁信息时把异常报警信息发送到协调器节点8。
[0036]参阅图5，胎压胎温监测节点83包括:胎压胎温监测传感器831、胎压胎温信号调理电路832、胎压胎温监测接口 833、胎压胎温射频收发模块834、处理器835以及胎压胎温电源管理模块836。胎压胎温监测传感器831与胎压胎温信号调理电路832相连接；胎压胎温信号调理电路832、胎压胎温监测接口 833、胎压胎温射频收发模块834均与处理器835相连接；胎压胎温信号调理电路832用作胎压胎温监测传感器831与处理器835的接口电路；胎压胎温监测接口 833用以作为胎压胎温监测节点的编程、调试和通讯的接口 ；胎压胎温电源管理模块836用于给胎压胎温监测节点83的各部分供电。胎压胎温监测传感器831用于测量胎压和胎温，并把测得的数据通过处理器835进行融合计算出当前轮胎处于危险状态、安全状态或高度危险状态，并把胎压数据、胎温数据、融合计算出的数据和轮胎ID通过胎压胎温监测接口 833发送到协调器节点；胎压胎温监测节点具有休眠唤醒机制，其供电采用振动供电和/或热供电，并且具有电池用来储存电能来达到不间断供电的目的。胎压胎温监测节点83内置于轮胎中，胎压监测节点83的个数根据物流运输车辆要测量的轮胎的个数相应增加或者减少。
[0037]参阅图6，车厢环境监测节点84包括:车厢环境监测传感器841、环境信号调理电路842、车厢环境监测接口 843、车厢环境射频收发模块844、处理器845以及车厢环境电源管理模块846。车厢环境监测传感器841与车厢环境信号调理电路842相连接；车厢环境信号调理电路842、车厢环境监测接口 843和车厢环境射频收发模块844均与处理器845相连接。车厢环境监测接口 843用以作为车厢环境监测节点的编程、调试和通讯接口，车厢环境电源管理模块846给车厢环境监测节点各部分供电。车厢环境监测节点具有休眠唤醒机制；车厢环境信号调理电路842用作车厢环境监测传感器841和处理器845的接口电路。车厢环境检测传感器841可以根据车厢内货物要求而改变，其类型可以是温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位传感器和特种气体浓度传感器等。车厢检测节点84的个数根据车厢的大小、车厢测量的要求而定。
[0038]参阅图7，倒车雷达监测节点85包括:超声波收发器851、超声波信号调理电路852，人体红外感应模块853、人体红外信号调理电路854、超声波声光报警模块855、超声波接口 856、超声波射频收发模块857、处理器858以及倒车雷达电源管理模块859。超声波收发器851与超声波信号调理电路852相连，人体红外感应模块853与人体红外信号调理电路854相连，超声波信号调理电路852、人体红外信号调理电路854、超声波声光报警模块855、超声波接口 856和超声波射频收发模块857均与处理器858相连。超声波接口 856用作倒车雷达监测节点85的编程、调试和通讯接口，倒车雷达电源管理模块859为倒车雷达监测节点85各组成部分提供电源，超声波信号调理电路852用作超声波收发器851和处理器858连接的接口电路，人体红外信号调理电路854用作人体红外感应模块853和处理器858的接口电路，倒车雷达监测节点85通过超声波收发器851来发射接收超声波，并利用人体红外感应模块853来测量车位设定距离范围内是否有生命物出现，并把测得的数据发送到协调器节点85。倒车雷达监测节点85的测距具有温度补偿功能。
[0039]上述ZigBee网络中各节点的处理器和各节点的射频收发模块有三种组成方式可选:第一种:ZigBee RF+MCU,例如:TI 的 CC2500+MSP430、FREESCLAE 的 MC13XX+GT60、MICROCHIP的MJ2440+PIC MCU ;第二种:单片集成的S0C，内核可以分为C8051内核和ARM内核，如:TI 的 CC2430/CC2431 (8051 内核)、FREESCALE 的 MC1321X, MC13224(ARM 内核)、EM250 ;第三种:单片内置ZigBee协议栈+外挂控制芯片，如JENNIC的S0C+EEPR0M、EMBER的 260+MCU、TI 的 CC2480+MCU。
[0040]参阅图8，协调器节点8包括:协调器节点接口 801、处理器802、协调器射频收发模块803以及以协调器电源管理模块804，协调器节点接口 801和协调器射频收发模块803均与处理器802相连，协调器节点接口 801用以作为协调器节点8的编程、调试和通讯的接口，协调器电源管理模块804用于为协调器节点8的各部分提供电源。协调器节点8与网关设备I采用有线连接被安装在物流车辆的驾驶室内，阅读器节点81、电子锁节点82、胎压胎温监测节点83、车厢环境监测节点84和倒车雷达监测节点85等车载监测控制设备安装在车辆的各个所需位置，并通过ZigBee网络与协调器节点8相连，解决了车载监控设备数量多，接线不变，安装更改麻烦的难题，增强了物流车辆监测的灵活性。
[0041]参阅图1，该物流车辆的集成网络监控系统的工作流程如下:系统开启后，网关设备I通过总线网络70和ZigBee网络80唤醒车载网络上的各节点(即:阅读器节点81、电子锁节点82、胎压胎温监测节点83、车厢环境监测节点84和倒车雷达监测节点85)，并接收各节点发送来的数据，进行处理后通过触摸屏5显示，并定时通过定位模块3采集位置信息并把位置信息和各节点传送来的信息通过远距离无线通讯模块2发送到后台服务平台和智能手机；用户可以通过触摸屏5、后台服务平台和智能手机监测车辆各节点的数据和位置信息，并且可以通过触摸屏5、后台服务平台和智能手机进行系统和节点的控制参数修改，当某节点采集到信息过限，节点自身一方面进行相应的控制，另一方面把过限信息发送到协调器节点8，协调器节点8把该信息发送到网关设备11，网关设备11进行本地和远程报警。
[0042]需要说明的是，ZigBee网络80中的各节点类型不限于阅读器节点81、电子锁节点
82、胎压胎温监测节点83、车厢环境监测节点84和倒车雷达监测节点85等，可以根据车辆上具体监测、控制需求增加节点或减少节点，也可以把车载总线网络70上的节点单元换成ZigBee节点。凡是依据本车载总线网络70和ZigBee网络80增加、减少或改变个别节点数量或类型，或者，改变有线或者无线连接方式而形成的车载网络监控系统都属于本专利的保护范围内。
[0043]由上述物流车辆的集成网络监控系统，本申请还得到一种物流车辆的集成网络监控方法。该监控方法包括:
设置远距离无线通讯模块，用来实现本地与外部的无线通信；
设置定位模块，用来探测物流车辆的位置信息；
设置报警模块，用来实现本地报警；
设置触摸屏，用来作为本地人机对话的接口，实现本地信息显示和本地数据录入；设置总线接口，用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接；设置协调器节点，用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将探测车内环境的传感器或探测器以无线的方式与所述网关设备相连；
设置网关设备，使其分别与所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线接口和所述协调器节点相连，以将所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线网络和所述ZigBee网络集成在一起，所述网关设备通过所述总线网络和所述ZigBee网络采集物流车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，所述网关设备把采集到的数据定时通过远距离无线通讯模块向外发送到后台服务平台和智能手机，对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的网络节点，所述网关设备一方面通过触摸屏显示报警信息并将报警信息发送给报警模块进行声音和/或灯光报警，另一方面也通过远距离无线通讯模块将报警信息向外发送到后台服务平台和智能手机。
[0044]以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，包括: 远距离无线通讯模块，用来实现本地与外部的无线通信； 定位模块，用来探测物流车辆的位置信息； 报警模块，用来实现本地报警； 触摸屏，用来作为本地人机对话的接口，实现本地信息显示和本地数据录入； 总线接口，用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接； 协调器节点，用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将车载监控设备以无线的方式与所述网关设备相连；以及， 网关设备，其分别与所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线接口和所述协调器节点相连，以将车载定位系统、远距离通讯网络、总线网络和ZigBee网络集成在一起，所述网关设备通过所述总线网络和所述ZigBee网络采集物流车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，所述网关设备把采集到的数据定时通过所述远距离无线通讯模块向外发送，对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的网络节点，所述网关设备一方面通过触摸屏显示报警信息并将报警信息发送给报警模块进行报警，另一方面也通过远距离无线通讯模块将报警信息向外发送。
2.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述集成网络监控系统还包括WIFI模块，所述WIFI模块一方面用于安装WIFI摄像头，另一方面用以供操作人员利用具有WIFI功能的手持设备来进行上网和车辆附近的移动式监控。
3.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括阅读器节点，所述阅读器节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述阅读器节点包括:手持阅读器和/或固定阅读器；所述手持阅读器包括:显示及按键模块、手持阅读器信号调理电路、手持阅读器接口、处理器、手持阅读器射频收发模块以及手持阅读器电源管理模块，所述显示及按键模块与所述手持阅读器信号调理电路相连，所述手持阅读器接口、所述手持阅读器信号调理电路和所述手持阅读器射频收发模块均与所述处理器相连，所述手持阅读器信号调理电路用作所述显示及按键模块和所述处理器的接口电路，所述手持阅读器接口用以作为手持阅读器的编程、调试和通讯的接口，所述手持阅读器电源管理模块为手持阅读器的各部分提供电源；所述固定阅读器包括:状态指示灯、固定阅读器接口、处理器、固定阅读器射频收发模块以及固定阅读器电源管理模块，所述状态指示灯、所述固定阅读器接口和所述固定阅读器射频收发模块均与所述处理器相连，所述状态指示灯用来指示所述固定阅读器的工作状态，所述固定阅读器接口用以作为固定阅读器的编程、调试和通讯的接口，所述固定阅读器电源管理模块用于给固定阅读器各部分供电。
4.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括电子锁节点，所述电子锁节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述电子锁节点包括:锁工作状态指示灯、电子锁开关控制模块、锁控信号调理电路、电子锁开关状态监测模块、锁状态信号调理电路、电子锁接口、电子锁射频收发模块、锁电源管理模块以及处理器，所述锁控信号调理电路分别与所述电子锁开关控制模块和所述处理器相连，所述锁状态信号调理电路分别与所述电子锁开关状态监测模块和所述处理器相连，所述锁工作状态指示灯、所述电子锁接口以及所述电子锁射频收发模块均与所述处理器相连，所述锁控信号调理电路用来驱动电子锁的微型步进电机运转的驱动电路部分，所述锁状态信号调理电路是所述电子锁开关状态监测模块和所述处理器之间的接口，所述电子锁接口用以作为电子锁的编程、调试和通讯的接口，所述电源管理模块用以给电子锁节点的各组成部分供电；所述电子锁节点具有休眠和唤醒机制，其接收所述协调器节点发来的开关指令并执行相应操作。
5.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括内置于轮胎中的胎压胎温监测节点，所述胎压胎温监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述胎压胎温监测节点包括:胎压胎温监测传感器、胎压胎温信号调理电路、胎压胎温监测接口、胎压胎温射频收发模块、处理器以及胎压胎温电源管理模块；所述胎压胎温监测传感器与所述胎压胎温信号调理电路相连接；所述胎压胎温信号调理电路、所述胎压胎温监测接口、所述胎压胎温射频收发模块均与所述处理器相连接；所述胎压胎温信号调理电路用作所述胎压胎温监测传感器与所述处理器的接口电路；所述胎压胎温监测接口用以作为胎压胎温监测节点的编程、调试和通讯的接口，所述胎压胎温电源管理模块用于给所述胎压胎温监测节点的各模块供电；所述胎压胎温监测传感器用于测量轮胎的胎压和胎温，并把测得的数据通过处理器进行融合计算出当前轮胎处于危险状态、安全状态或高度危险状态，并把胎压数据、胎温数据、融合计算出的数据和轮胎ID通过所述胎压胎温监测接口发送到所述协调器节点；所述胎压胎温监测节点具有休眠唤醒机制，其供电采用振动供电和/或热供电，并且具有电池用来储存电能来达到不间断供电的目的。
6.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括车厢环境监测节点，所述车厢环境监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述车厢环境监测节点包括:车厢环境监测传感器、车厢环境信号调理电路、车厢环境监测接口、车厢环境射频收发模块、处理器以及车厢环境电源管理模块，所述车厢环境监测传感器与所述车厢环境信号调理电路相连接，所述车厢环境信号调理电路、所述车厢环境监测接口和所述车厢环境射频收发模块均与所述处理器相连接，所述车厢环境监测接口用以作为车厢环境监测节点的编程、调试和通讯接口，所述车厢环境电源管理模块给车厢环境监测节点各部分供电；所述车厢环境监测节点具有休眠唤醒机制，所述车厢环境信号调理电路用作所述车厢环境监测传感器和所述处理器的接口电路。
7.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述车载监控设备包括倒车雷达监测节点，所述倒车雷达监测节点通过ZigBee网络与所述协调器节点相连，所述倒车雷达监测节点包括:超声波收发器、超声波信号调理电路，人体红外感应模块、人体红外信号调理电路、超声波声光报警模块、超声波接口、超声波射频收发模块、处理器以及倒车雷达电源管理模块，所述超声波收发器与所述超声波信号调理电路相连，所述人体红外感应模块与所述人体红外信号调理电路相连，所述超声波信号调理电路、所述人体红外信号调理电路、所述超声波声光报警模块、所述超声波接口和所述超声波射频收发模块均与所述处理器相连，所述超声波接口用作倒车雷达监测节点的编程、调试和通讯接口，所述倒车雷达电源管理模块为所述倒车雷达监测节点各组成部分提供电源，所述超声波信号调理电路用作所述超声波收发器和所述处理器连接的接口电路，所述人体红外信号调理电路用作所述人体红外感应模块和所述处理器的接口电路，所述倒车雷达监测节点通过所述超声波收发器来发射接收超声波，并利用人体红外感应模块来测量车位设定距离范围内是否有生命物出现，并把测得的数据发送到协调器节点。
8.如权利要求1所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述协调器节点包括:协调器节点接口、处理器、协调器射频收发模块以及以协调器电源管理模块，所述协调器节点接口和所述协调器射频收发模块均与所述处理器相连，所述协调器节点接口用以作为所述协调器节点的编程、调试和通讯的接口，所述协调器电源管理模块用于为所述协调器节点的各部分提供电源。
9.如权利要求2所述的用于物流车辆的集成网络监控系统，其特征在于，所述远距离无线通讯模块为CDMA、GPRS、3G或4G模块；所述定位模块为北斗BD2或GPS双模模块；所述报警模块为声光报警模块，其声音报警功能选择ISD2560的语音芯片及其接口电路来实现；所述网关设备的处理器采用ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530或TI的C0RTEX-M3 ;所述WIFI 模块采用 Marvell 88w8686 芯片。
10.一种用于物流车辆的集成网络监控方法，其特征在于，包括: 设置远距离无线通讯模块，用来实现本地与外部的无线通信； 设置定位模块，用来探测物流车辆的位置信息； 设置报警模块，用来实现本地报警； 设置触摸屏，用来作为本地人机对话的接口，实现本地信息显示和本地数据录入；设置总线接口，用以连接车载总线网络并通过车载总线网络与车载电子产品相连接；设置协调器节点，用以连接ZigBee网络并通过ZigBee网络将探测车内环境的传感器或探测器以无线的方式与所述网关设备相连；以及 设置网关设备，使其分别与所述远距离无线通讯模块、所述定位模块、所述报警模块、所述触摸屏、所述总线接口和所述协调器节点相连，以将车载定位系统、远距离通讯网络、总线网络和ZigBee网络集成在一起，所述网关设备通过所述总线网络和所述ZigBee网络采集物流车辆上的信息并对其进行处理，对于正常工作的网络节点，所述网关设备把采集到的数据定时通过远距离无线通讯模块向外发送，对于异常工作的网络节点或者是出现报警信号的网络节点，所述网关设备一方面通过触摸屏显示报警信息并将报警信息发送给报警模块进行声音和/或灯光报警，另一方面也通过远距离无线通讯模块将报警信息向外发送。
【文档编号】G05B19/418GK104166379SQ201310187411
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】周受钦, 吕洁印, 张保祥, 谢恒星, 曹广忠 申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司, 深圳中集智能科技有限公司