专利名称：集装箱安全系统的制作方法
技术领域：
一般地，本发明涉及运送集装箱(shipping container)的安全，更具体地， 涉及一种系统，其。 集装箱的入侵。
背景技术：
在世界各国之间运输的大量货物是在长二十或者四十英尺的标准化钢制 集装箱中运送的。这些集装箱在海船上运送到目的港口，在目的港口卸载并 且用汽车或者火车递送给其目的地。被专门配置来运送此类集装箱的海船有 时被称为集装箱船，其可以承载多达5000个紧密堆积的集装箱。在某些情况 中，集装箱配备有集成钮锁(integral twist lock),其将集装箱的八个角锁到 旁边的集装箱上。在其他情况下，简单地靠重力将集装箱放在一起，辅以有 利于准直堆积的"硬化"集装箱角。
由于集装箱化运送的广泛使用，近来安全考虑不断增加，其中在漫长的 旅途中，必须将集装箱无防范地置于海船之上。例如， 一项安全考虑为恐怖 分子试图在集装箱被装船之后将大规模杀伤武器置于集装箱中。类似地，在 集装箱被装船之后，例如毒品等违禁物品可能被毒贩放入集装箱中，从而使 毒品非法进入目的港口，而完全不被察觉。另一项安全考虑为窃取集装箱内 容。
人们已经提出了许多解决方案来处理集装箱安全问题。 一种已知的解决 方案涉及检测对集装箱的入侵，并且简单地记录关于该入侵的信息，以备以 后回放和审查。当然，该解决方案未及时警告保安人员，以允许其抓获入侵 者，或者防止偷盗或者破坏行为。另一种解决方案使用GPS接收器来记录当 检测到入侵时的集装箱的位置，并且使用卫星通信系统来将入侵与位置信息 发送给陆基操作中心。但是，因为集装箱一般堆积在船上高达15或者更多个 集装箱那么高，所以只有在顶部集装箱上的安全系统看到的天空足以接收GPS 信号、并且将安全消息发送给卫星系统。相应地，在顶部集装箱之下的集装箱无法在旅途中报告安全状态信息。
人们还提出了为集装箱配备蜂窝式电话，其通过常规蜂窝式网络向操作 中心发起呼叫，以报告集装箱入侵。但是对于在海运期间船上的集装箱，并 不适合使用该方式，其中集装箱 一般会超出陆基商用蜂窝式电话网络的范围。
由此，如果使用对于该问题的现有解决方案，则会存在以下可能性在旅程 期间，船上的人可能会打开一或多个船上集装箱的门，而保安部门不会收到 关于入侵的报告，直到该船到达其目的地，在那里可以发现安全性破坏 (security breach )。但是到了此时，对集装箱内容的窃取可能已经发生了 ，或 者大规模杀伤武器可能已经到达了其能够造成大规模^^坏的位置。
因此，需要一种运送集装箱安全系统，其在海运期间，允许持续监控可 能的入侵，并且近乎实时地报告入侵。本发明意在满足现有技术中的该项需 求。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了 一种用于在船上承载的运送集装箱的安 全系统。该系统包括在每个集装箱上承载的检测设备，用于检测对该集装 箱的入侵；在每个集装箱上承载的无线电，每个无线电耦合于对应检测设备， 并且响应于所检测的入侵，以发送指示入侵的信号；船上的至少一个无线电 基站，用来接收来自集装箱无线电的信号；以及，船上的通信系统，用来将 入侵事件信息发送到一船外位置。优选地，无线电包含常规的蜂窝式电话，
其具有与其中安装该^r窝式电话的集装箱相关的识别号码。优选地，将多个
基站扩散在船上，以确保每个集装箱都在至少一个基站的接收范围内。该系 统还包括计算机化的控制器，用来协调由基站接收的呼叫，并且通过卫星发 送安全消息，该安全消息可以包括船的GPS坐标和/或船的识别数据。
根据本发明的另 一个方面，提供了 一种用于在诸如船等运送手段上承载 的运送集装箱组的安全系统。该系统包括多个入侵检测设备，分别与集装 箱相关，用来检测对相关集装箱的入侵；多个蜂窝式电话单元，分别耦合于 入侵检测设备，用来当相关入侵检测设备检测到入侵时发起电话呼叫；以及 船上的通信系统，用来接收蜂窝式电话发起的电话呼叫，并且向安全监控站 发送消息以告知该入侵。蜂窝式电话单元一般用于在大约800 MHz与"OOMHz 之间的频率上的双工通信。该系统还包括在该运送手段上的间隔位置上的多个通信基站，从而每个蜂窝式电话单元都在至少一个基站的通信范围之内。 根据本发明的另 一个方面，提供了 一种监控正在诸如船等运送手段上运
输的运送集装箱的安装状态的方法。该方法包含以下步骤检测对所述集装 箱中的一个的安全性的破坏；响应于所述破坏，发起从集装箱到该运送手段 上的基站的无线蜂窝式通信发送；在所述基站接收该蜂窝式发送；利用在所 述发送中的信息，在该运送手段上生成安全状态消息；以及将所述消息发送 给该运送手段外的安全监控站。优选地，所述安全消息包括其中检测到所述 安全性破坏的集装箱的标识、以及所述运送手段的地理位置。
根据本发明的另 一个方面，提供了 一种监控对船上的运送集装箱的安全 入侵的方法。该方法包含以下步骤检测对所述集装箱中的一个的入侵；从 集装箱发起有限范围的无线射频发送，该发送包含关于该入侵的信息；在船 上的通信基站上接收该发送；并且将该信息从船重新发送到船外的安全监控 站。
本发明的显著特征为在船的整个旅程中，对于安全入侵可以连续监控船 上所有集装箱，而不管其在集装箱堆积中的位置。本发明的优点在于近乎实 时地通知保安部门关于集装箱入侵，从而为拦阻该船或者抓获对该入侵负责 的人员提供了足够的时间。本发明的另 一优点在于其可以用低成本的现有蜂 窝式电话装备、以及船的现有通信基础结构来容易地实现。
参照以下附图及详细描述，可以更全面地理解本发明的各个其他目的、 特征、以及优点。
图1为显示根据本发明优选实施例的集装箱安全系统的方框图。
具体实施例方式
参照图1，本发明涉及集装箱安全系统10，用于近乎实时地报告安全性 破坏，例如对于例如集装箱船的船上的运送集装箱(未显示)的入侵，其中 以堆积方式存储集装箱。至少某些集装箱配备有集装箱安全设备(CSD) l2， 其优选地被安装在集装箱内部，以免受到损坏或者破坏。集装箱一般为刚性 密封闭合体，例如公知的钢制运送集装箱，长20或者40英尺，具有标准化 尺寸以及有利于以互锁方式堆积的特征。在所示实施例中显示的每个CSD 12a-12n包括检测器14,其连接于蜂窝 式电话16形式的无线通信发射器。检测器14检测感兴趣的安全事件，例如 对其中安装该检测器的集装箱的入侵。由此，例如，检测器14可以包括简单 的开关，其通过打开集装箱上的门来启动，或者其可以为运动传感器、光传 感器、热传感器、或者爆炸物传感器。在同一集装箱中可以使用多个^r测器 以^r测不同类型的事件，例如入^f曼与火。可以购买此类传感器，因此此处不 需要详细描述。如上所述，此处应该强调的是，不是船上所有集装箱都需要 配备有CSD 12。在同一船上，可以混合具有和不具有CSD 12的集装箱。
电话16可以包括常规蜂窝式电话，也称为移动电话，可以从各种商业来 源得到。每个电话16具有唯一的识别号码，即电话号码，其与其中安装该电 话的集装箱相关。本领域^^知的适当的接口电路将每个CSD 12a-12n与相关 的蜂窝式电话互连，从而电话16响应于相关检测器12的启动，以发起包含 关于在集装箱上检测的安全事件的消息的电话呼叫。每个电话16具有天线 (未显示)，用来发送和接收呼叫，其一般安装在集装箱的外面， 一般在集装 箱的外表面上。
集装箱安全系统10还包括船上的一或多个蜂窝式电话基站18，其接收 来自电话16的呼叫。在所示实施例中，显示了三个基站18a、 18b、与18c， 分别安装在船上的头部、中部、以及尾部位置。特定应用中所使用的基站的 数目及其定位将取决于集装箱的数目、船的长度与物理配置、以及在该特定 集装箱环境下蜂窝信号的传播特性。与在蜂窝式网络中一样，每个CSD12与 收到最强信号的基站18通信。
蜂窝式电话16与基站18可以利用各种公知技术中的任何一种，例如 FDMA、 TDMA、或者CDMA。当前使用的蜂窝式电话系统，包括第二代与第三代 技术，在大约800 MHz与1900 MHz之间运行。全世界广泛使用的一种系统为 GSM (全球移动通信系统)，其利用TDMA与加密技术。对于本发明，可以采用 这些当前可用的系统与技术中的任何一种，但是直到人们选择了 一个特定系 统作为世界标准，可能都必须采用利用多于一个的当前现有技术的基站18， 以容许使用不同系统的蜂窝式电话16。此处应该注意，作为本发明的附带有 益效果，在全船提供蜂窝式电话服务用于正常语音呼叫。由此，船上人员可 能对其他船上人员进行蜂窝式呼叫，或者利用用来转发语音呼叫的、船上的 卫星通信基础结构对陆基方进行蜂窝式呼叫。基站18由基于计算机的控制器20控制。控制器20汇集来自基站18的 消息报告，并且根据从船上的GPS接收器22收到的船位置，附加船的当前位 置(例如坐标)。控制器20将具有船位置信息的消息和/或汇集报告转发给船 上卫星通信终端24，该船上卫星通信终端24通过通信卫星将信息发送给陆 基监控站26,在陆基监控站26，保安人员可以审查该安全状态信息以实行适 当措施。
如图所示，破折线28之上的组件形成船的基础结构30的一部分，而线 28之下的组件与正在该船上运送的集装箱相关。在所示实施例中，GPS接收 器22还用来向船的导航系统提供GPS位置信息。卫星终端24形成船的现有 通信系统的一部分。
在操作中，检测器14用来感测关于相关集装箱的安全事件，例如打开进 入门，这会使相关蜂窝式电话16发起呼叫。该呼叫由从呼叫电话16收到最 强信号的基站18接收。 一般地，收到呼叫的基站18为在物理上最靠近呼叫 从其所发起的集装箱的那个基站。此处请注意，所有呼叫都由至少一个基站 18收到，而不管进行呼叫的集装箱在集装箱"堆积"中的位置。蜂窝式电话 16向基站18发送的消息可以包含各种信息中的任何一种，但是一般至少包 含集装箱识别号码以及消息发送时间。可替换地，基站14-18可以当其将该 消息转发给控制器时附加发送时间。重要的是，因为基站18与电话16之间 的蜂窝式连接为双工的，即两路，所以计算机20和/或基站18能够与任何一 个CSD 12a-12n "交谈"。由此，例如，在一个CSD 12a-12n报告例如"门 打开，，等安全事件、并且计算机20希望在向监控中心站26发送通知之前验 证所报告的事件的情况下，控制器20和/或收到报警消息的基站l8可以指示 电话16验证所检测的情况、然后重新发送消息，由此消除由于暂时通信故障 造成的可能的错误警报。
如上所述，控制器20—般汇集来自基站18的信息，并且定期向中心站 26递送报告。为了节省带宽，控制器20所生成的报告可以仅包括报告了安 全相关事件的那些集装箱，即按照例外报告。利用如上所述的本发明的集装 箱安全系统，陆基监控站26将接收关于船上每个集装箱的安全性的周期性报 告，直至该传达到目的港口。如上所述，可以成批地定期发送报告，或者一 检测到安全事件就立即发送报告，由此向陆基监控站26提供了近乎实时的关 键性安全信息。在所报告的安全事件披露了警报或者引起怀疑或者不安的其他安全状况的情况下，完全可以在船达到其目的港口之间，将该船转向。
虽然参照示范性实施例描述了本发明，但是应该理解，特定实施例是为 了说明的目的，而非限制，因为本领域技术人员可以设想其他变体。另外， 虽然联系其用于在船上运载的集装箱显示了本发明，但是应该理解该集装箱 安全系统可以用于由其中集装箱被运送通过未被一般蜂窝式电话覆盖所服务 的区域的其他运送手段运送的集装箱。例如，本发明可以有利地用于铁路车 厢，其中铁路线路经过未在商业蜂窝式电话服务范围中的无人居住的区域或 者边远区域。还应该注意可以使用其他形式的无线单路或者双路通信设备， 而非联系所示实施例描述的蜂窝式电话。
权利要求
1. 一种用于在船上承载的运送集装箱的安全系统，包括在每个集装箱上承载的检测设备，用于检测对该集装箱的入侵；在每个集装箱上承载、并且耦合于对应检测设备的无线发射器，该发射器响应于所检测的入侵，以发送指示检测到该入侵的信号；船上的至少一个接收基站，用来接收来自在集装箱上承载的发射器的信号；以及，船上的通信系统，该通信系统以可通信方式耦合于接收基站，并且用来将关于所检测的入侵的信息发送到一船外位置。
2. 如权利要求1所述的安全系统，其中每个发射器包含蜂窝式电话。
3. 如权利要求2所述的安全系统，其中每个蜂窝式电话具有与承载该蜂 窝式电话的集装箱相关的唯一识别号码。
4. 如权利要求1所述的安全系统，还包括分别在集装箱上承载的多个无线发射器，每个无线发射器耦合于对应检 测设备，并且响应于所检测的入侵，以发送指示检测到该入侵的信号；以及 多个接收基站，其以间隔方式在船上定位， 其中每个接收基站接收来自最靠近该基站的无线发射器的信号。
5. 如权利要求4所述的安全系统，其中接收基站沿船的长度纵向间隔。
6. 如权利要求4所述的安全系统，其中所述通信系统包括控制器，用 来接收来自基站的信号，并且生成消息以发送给所述船外位置，其中每个消 息包括其中检测到了入侵的集装箱的标识以及船的地理位置。
7. 如权利要求1所述的安全系统，其中所述通信系统包括卫星发射器， 用来通过通信卫星将所述信息发送给所述船外位置。
8. 如权利要求1所述的安全系统，还包括耦合于无线发射器的无线接 收器，用来提供与基站的双工通信，并且其中该发射器与接收器在大约800 MHz与1900 MHz之间的频率上工作。
9. 一种监控正在运送手段上运输的运送集装箱的安全状态的方法，包含 以下步骤(A) ;险测对所述集装箱中的一个的安全性的破坏；(B) 响应于在步骤(A)检测到的所述破坏，发起从集装箱到该运送手段上的通信基站的无线蜂窝式通信发送，其中该蜂窝式发送包括指示该安全性破坏的信息；(C) 在所述通信基站接收该蜂窝式发送；(D) 利用在步骤(C)中收到的所述发送中包含的信息，在该运送手段 上生成安全状态消息；以及(E) 将在步骤(D)中生成的所述消息发送给该运送手段外的安全监控站。
10. 如权利要求9所述的方法，其中步骤(A)包含检测对集装箱的入侵。
11. 如权利要求9所述的方法，其中 利用蜂窝式电话执行步骤(B);以及 利用该蜂窝式电话发送范围内的基站执行步骤(C )。
12. 如权利要求9所述的方法，其中在步骤(D)中生成的所述消息包括 其中在步骤(A)检测到所述安全性破坏的集装箱的标识、以及所述运送手 段的地理位置。
13. 如权利要求9所述的方法，其中利用卫星通信系统执行步骤(E)。
全文摘要
一种用于在船上运输的运送集装箱的安全系统，检测对集装箱的入侵，并且向陆基安全监控站发送识别该集装箱以及船的当前地理位置的安全消息。由该安全系统保护的每个集装箱都配备有蜂窝式电话，其响应于入侵，发起有限范围的电话呼叫发送。扩散在船上的多个基站中的每一个基站接收来自附近集装箱的呼叫，并且将呼叫消息转发给船的通信系统，该通信系统将该呼叫信息以安全消息的形式重新发送给陆基监控站。
文档编号G06Q10/00GK101421764SQ200780012978
公开日2009年4月29日 申请日期2007年3月14日 优先权日2006年4月10日
发明者尤金·H·科普 申请人:波音公司