用于监控小尺寸的运输货物、尤其是信件和类似邮件的运行时间的方法以及运行时间测...的制作方法

专利名称：用于监控小尺寸的运输货物、尤其是信件和类似邮件的运行时间的方法以及运行时间测 ...的制作方法
用于监控小尺寸的运输货物、尤其是信件和类似邮件的 运行时间的方法以及运行时间测试仪器
本发明涉及一种用于监控运输货物、尤其是邮件的运行时间的方 法以及运行时间测试仪器，在所述方法和运行时间测试仪器中，将邮 件的运动记录并存储在运行时间测试仪器中以便之后对运输过程进行
分析，为此，该运行时间测试仪器配备有传感器、GPS接收机以及存储 介质，而且该运行时间测试仪器在其尺寸和特征方面4艮大程度上对应 于要监控的运输货物并且该运行时间测试仪器借助于微处理器根据传 感器数据来确定当前的运输类型。
公知的是，使用所谓的运行时间测试仪器来监控邮件的运行时间， 该运行时间测试仪器与要运输的邮件一起被邮寄并且包含登记所述邮 件的运动流程所利用的装置。公知的这类装置包含运动传感器，所述 运动传感器在邮件的整个寄送时间内登记所述邮件的运动。在运输时 出现的力被记录在运动-时间图中；如果邮件静止、即没有进行运输， 则也不进行记录。之后，可以在中央位置处分析所记录的运动-时间图。 通过额定/实际比较(Soll/Ist - Vergleich)可以对投递或者寄送中 的可能的停顿进行定位，因为运输路线和运输时间通常是已知的。
还公知一种普通信件厚度的运行时间监控仪器，其具有用于检测测 量值的存储器以及分析电子装置。所述运行时间监控仪器被构造为使 得其可以在信件分拣机中被处理并且在邮局的信件处理机中进行硬度 测量时不被分离。利用这样的装置可以例如确定邮件是否在多个小时 的运输之后以不允许的方式已完全静止多天。
所述公知的装置所具有的缺点是其只能实现对运动和静止状态的
:型，或者^至不能区分所使用的运输工具。
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从DE 4404195 Cl中^^知了 一种用于监控运输货物的运4亍时间的装 置，利用该装置能够识别在寄送时间期间所使用的运输工具、运输事 件以及运动类型。该装置由加速度传感器、具有集成的模/数转换器的 微控制器、以及RAM存储器构成。该装置以C6标准信件的规格被构造， 使得该装置可以在信件分拣机中被处理并且在邮局中的信件处理机中进行硬度测量时不被分离。该装置在信件运输和信件处理的所有过程 步骤中表现得像普通的纸质信件那样。由此保证了所获得的数据在信 件运输过程和信件处理过程中的可靠性以及功能可靠性和使用寿命的 提兩。
以这种方式构造的"信件，，中的运动传感器输出与加速度成比例的
传感器信号，所述传感器信号被模/数转换器(ADU)数字化。所述信 号在微控制器中被进一步处理成频谦，所述频谱以压缩的形式被存储 在存储器中。在测量值记录结束之后，所存储的谱被读出并被分析。 在此，将所述频谱在时间上分配给该装置在运输期间的运动的时间过 程。由于各种运输媒介、比如汽车、火车、步行运输或者航空分别示 出特有的谱变化，所以充其量可以根据运输过程的时间流程来识别运 输工具。
在另一公知的方法中，同样使用所谓的质量测试信件(QTL)，其 中在运输期间的物理特性随时间被记录在所述质量测试信件中并随后 被读出并且根据运输过程步骤被归类。在此，根据物流网络的节点之 间的所定义的运输规则并且根据对所述节点中的流程的描述以及所述 节点相互之间的关系自动地生成每个利用所选择的运输条件所寄送的 QTL邮件的所有可能的额定运输流程。所述QTL邮件在所述节点中被识 别并且实际运输流程根据位置-时间关系被确定。可以通过将额定运输 流程与实际运输流程相比较来确定薄弱点。
然而，利用所述公知的装置并不能获得精确的位置信息。为了确定 当前的停留位置基本上仅仅公知两种方法、即无线电小区定位以及借 助于卫星系统(例如GPS、伽利略或者全球导航卫星系统(GL0MSS)) 的定位。
无线电小区定位的精度与无线电小区的大小有关。因此，定位的精 度也是非常不同的。根据现有条件，定位的精度处于50m至高达30km 以及更远之间。因此，无线电小区定位不适用于邮件的运行时间监控 和定位的目的。
借助于卫星系统可以实现明显更精确的定位。公知的GPS数据记录 仪(专利意义上的GPS记录仪是所有可以独立于所使用的卫星系统而 根据卫星数据确定并存储仪器的当前地理位置的仪器)根据时间仅仅 确定位置信息。然而，如今这代用于GPS数据记录仪并且具有用于计
6算当前地理坐标的内部信号处理的处理器消耗许多能量，这在监控运 输工具以及较大的运输单元(比如集装箱和车辆)的情况下仅仅起次 要作用。然而，能量需求高得以至于不能实现运行时间为多天的如下
的GPS数据记录仪所述GPS记录仪在大小、厚度、重量和硬度方面 对应于标准信件，并且同时经受住信件分拣机中的巨大负荷。
另一缺点是GPS接收机总是需要相对自由的到卫星的视野。如果 例如在钢集装箱中运输信件，或者信件位于金属邮箱中，则不能接收 卫星信号。在GPS接收机再次能够接收卫星信号之后，该GPS接收机 为了能够再次确定其位置需要相对长的时间，因为该GPS接收机的当 前位置未知。由此在较长时间上消耗很多能量。但是公知了如下的GPS 接收机其借助于加速度传感器检测静止，并且在较长静止阶段的情 况下增大用于确定地理坐标的循环时间。由此可以节省能量。
从现有技术的前述问题以及不足出发，本发明所基于的任务是提 供一种用于监控运输货物、尤其是标准信件以及类似邮件的运行时间 和运输路线的运行时间测试仪器以及方法，其中利用所述仪器和所述
录邮件的位置改变。
为了解决该任务提出可以根据改变的接收条件和/或运输货物的 当前运输状态来有针对性地接通和关闭卫星支持的定位系统(GPS)的 接收机。借助于卫星支持的定位系统(GPS)进行邮件在邮件的运输路 线上的地理位置的确定，并且利用存储在运行时间测试仪器中的和/或 利用在运输期间对邮件产生影响的所测量的物理量和所存储的数据对 所接收的数据进行调整。借助于卫星支持的定位系统(GPS)可以以高 的可靠性和精度监控并记录所使用的运输工具以及邮件的位置改变， 使得通过利用对邮件产生影响的物理量调整邮件的定位数据来提高检 测的精确度，并且在整个寄送路线期间提供关于邮件的位置信息。通 过根据本发明提出根据改变的接收条件和/或邮件的当前运输类型来 有针对性地接通和关闭卫星支持的定位系统(GPS)的接收机，可以降 低用于监控小尺寸(比如重量不超过60g、厚度小于5mm并且尺寸不大 于210mmxl00mm)的邮件的能量需求，使得可以毫无问题地实现运行 时间测试仪器的多天的运行时间。
根据本发明规定使其中进行邮件的地理位置的确定的循环时间与对邮件而言典型的邮寄过程相匹配。通常，邮件经历典型的处理过程 和运输过程，其中所述处理过程和运输过程的特征又在于使用相应的 运输工具。在了解这些过程以及所使用的运输工具的性质(其类型对 卫星信号的接收产生影响)的情况下，可以将循环时间设立为节能的。
根据本发明通过如下方式实现另一节省能耗的可能性在到运行时 间测试仪器的卫星连接中断之后，根据现有数据计算当前位置。通过 纯粹的算术运算可以实现对当前位置的相对可靠的预测，使得避免GPS
接收机的能量密集的程序(比如频繁的冷启动)。
通过测量对该仪器产生影响的物理量可以确定运输信件所使用的 运输工具。因此可以根据设置在运行时间测试仪器中的加速度传感器 的预定义数目的周期性确定的和数字化的测量值来识别运输工具、比 如卡车、飞机等；因为这些运输工具中的每一个都显示出对其而言典
型的加速度特性。以这种方式，可以根据本发明通过借助于所设置的 加速度传感器分析峰值加速度以及分析空间中的加速度的调整来确定 用于运输邮件的飞机的起飞阶段和/或降落阶段。
根据本发明的另一建议方案规定借助于设置在运行时间测试仪器 中的气压传感器来检测飞行阶段。因为在如今的飞机中在飞行期间飞 机中的气压明显被降低，所以可以借助于气压传感器根据低气压简单 地识别飞行阶段。这特别适用，因为在飞机的货舱中当在那里不存在 压力平衡时气压明显较低。
星信号的^收的影响用作邮件的^位的指示。典型信件运输的过程链 通常包括一 系列典型的处理过程和运输过程，其中所述处理过程和运 输过程的特征又在于使用相应的运输工具。这些运输工具的性质又对 卫星信号的接收产生影响。
因此，可以将非常高的、借助于加速度传感器所测量的横向加速度 用于识别邮件在信件中心或者分拣中心中的停留。在信件分拣中心中， 邮件经历一系列机器分拣步骤。在分拣机中，邮件以》3. Om/s的速度 被运输。在此，在导向辊处产生非常高的横向加速度，该横向加速度 仅在分拣机中出现。以这种方式，可以明确地确定机器通过并且因此 明确地确定邮件在信件中心或者分拣中心中的停留。信件处理的时刻 可以相应地净皮存储在该仪器中。对于邮政服务来说特别感兴趣的是第一和最后一英里(邮箱清空和 投递)以及于何时与何地邮件已被分拣。在初始化运行时间测试仪器 时已经可以将地理坐标的列表以及可用于控制该仪器的其它数据存储 在控制器的存储器中。
根据本发明，在初始化运行时间测试仪器时将如下数据中的至少一
个存储在控制器的存储器中
-所有信件中心的地理坐标的列表 -出发地(例如邮箱)的地理坐标 -目的地(收件人)的地理坐标 -初始化位置的地理坐标
-根据当前运输过程或根据位置的要执行的GPS检测的时间间隔 -测量的估计的持续时间(运行时间目标)。
因为控制GPS接收器的最高目的是节省能量并且避免例如不必要 的冷启动，因为后者要求特别好的接收条件并且同时持续最长时间， 因此为了阻止在接收条件差的情况下不必要地重复到卫星的连接建 立，在初始化该仪器时就已经将当前的历书数据加载到GPS接收器中。 针对时间较长的运行时间监控，也可以预先计算可预期的时期的必需 的历书数据并将所述历书数据存储在控制器的存储器中。因此可以例 如在工作站PC中预先计算下两个星期的必需的历书数据并将其以可调 用的方式存储在存储器中。同时，把由GPS接收机确定的当前的星历 数据存储在控制器的存储器中。借助于这些数据，则可以在连接丢失 之后在控制器中计算必需的星历数据。
运行时间测试仪器能够识别运输类型的改变。可以假设随着运输 工具的改变，接收条件也改变，因此进行连接建立的新尝试有希望成 功。但是根据本发明规定如果运输类型或运输工具并不改变并且运 输工具中的接收条件较长时间保持不变，则在规定次数的尝试之后关 闭GPS系统。以这种方式，可以显著地节省能量。
根据本发明通过如下方式来提供的另一节省能量的可能性根据预 先规定并且在了解各个运输类型或运输过程的情况下，为了确定邮件 的位置而仅仅周期性地分别短时间地接通GPS接收才几。通过基于已知 过程实现不同的用于确定邮件的位置的循环时间，接收机在长时间内 都不需要接收，而不会在运输步骤或运输工具改变之后对之后的定位
9不利。
如果例如控制器确定该仪器位于确定的信件中心、比如收件中心 中，则可以启动相应的测量机制。如果在分拣之后由传感器在所定义 的时间窗内检测到投递的开始，则激活所设置的循环时间并且在下一 时间较长的静止阶段中再次去激活该循环时间。
根据本发明的另一特征规定存在通过红外遥控或RF遥控实现的 事件发生器(Eventgeber),所述事件发生器向运行时间测试仪器通 知邮件被投入到邮箱中，这触发GPS接收机的立即定位。运行时间测 试仪器识别存储在该仪器中的确定的事件，并且利用这些事件来控制 该仪器。在运行时间测试仪器位于邮箱中期间，由加速度传感器检测 静止位置。因此可以将用于定位的循环时间提高到最大可能的、还为 下次定位(定方位)保证足够时间的时间。即使在邮箱内不能进行接 收，但是仍然知道该仪器的精确位置，以便能够在离开该邮箱之后节 能地重新建立到卫星的连接。
根据本发明的另一建议方案，在检测到运输飞机的起飞阶段时关闭 GPS接收机，并且在检测到降落阶段之后才再次激活GPS接收机。因为
在飞机的货舱中必须从差的接收或者甚至没有接收出发，所以通过在 识别出起飞阶段之后关闭GPS接收机并且通过在降落阶段中才接通 GPS接收机，节能地抑制在飞行阶段期间一直重复的在发射机和接收机 之间建立联系的耗能的尝试。
输邮件时)监控飞行阶段。
为了在GPS连接中断之后在飞行之后实现更快速的连接建立，可以 像在定位的情况下那样利用信件中心的列表进行。附加地可以通过矩 阵来定义允许的关系。由此可以排除不存在的连接；但是需要用于运 输信件的机场的地理坐标的列表。触发事件是所识别的降落。根据飞 行时间确定该仪器与飞机一起已经行经的大致距离。
如果要避免GPS接收机的冷启动，则在GPS连接中断之后必须知道 当前停留位置的地理坐标。为了确定数据记录仪的位置，例如在GPS 连接中断之后检查在GPS连接中断之前的最后一次定方位的位置是 否位于期望空间之内。自从GPS连接中断以来所行经的距离可以由以 各个运输类型的运输持续时间乘以平均速度来计算。在到GPS卫星的连接在运输期间中断的情况下，可以根据前面的自 从运输开始以来的GPS数据记录来确定平均速度。检查在GPS连接中 断之前的最后一次定方位的位置是否位于期望空间之内，并且确定自 从GPS连接中断以来的距离。在确定平均速度时，也将较短的静止时 间、比如暂停、在加油站处加油时的停留时间等等考虑在内。如果根 据GPS数据记录不能确定可靠的速度，则假设对该运输类型而言典型 的速度。
如果自从GPS连接中断以来的距离低于所规定的距离，则可以放弃 重新计算位置并且可以利用在GPS连接中断时的位置来发起GPS定方 位。
但是如果在GPS连接中断之后由该仪器登记机器通过，则出发点应 是该仪器位于信件中心中。由此，根据本发明通常可以明确地确定 位置，因为该仪器已经存储了信件中心的坐标。
如果在GPS连接中断之前的最后一次定方位的位置处于期望范围 之内，则根据本发明为了定位也仅仅考虑处于期望范围内的信件中心。 在这种情况下，由控制器确定自从GPS连接中断以来的距离(各个运 输类型的持续时间x平均速度)。然后，围绕在GPS连接中断之前的 最后一次定方位的位置画出以自从GPS连接中断以来的距离为半径的 圓。此后检查是否信件中心的位置位于期望范围之内的该圓上。也 可以考虑多个位置作为结果。在这种情况下，根据确定的方案顺序地 利用各个坐标尝试建立GPS连接。
如果在GPS连接中断之前的最后一次定方位处于期望空间之外，则 出发点应是检测到了误导(Fehlleitung)。在此同样围绕在GPS连 接中断之前的最后一次定方位的位置画出以自从GPS连接中断以来的 距离为半径的圓。在发现多个信件中心的情况下，丢弃所述答案并且 发起冷启动。
根据本发明由运行时间测试仪器检查预先配置的循环时间与用于 给运行时间测试仪器的部件供电的还存在的能量储备是否彼此对应。 如果确定还存在的能量不再足以保证直到目的地的测量，则根据本 发明提高循环时间并且减少路点的数目的记录。
在蓄电池第一次完全放电之后通过在达到极限电压之前记录充电 电流来确定能量储备。通过随时间记录各个部件的电流消耗并且记录对在其它充电过程中流入该蓄电池的电流(随时间)进行的测量，可 以随时由控制器根据本发明周期性地计算运行时间测试仪器的当前可 用的能量储备。为了避免数据丢失以及由于深度放电而毁坏电源，控 制器可以阻止能量储备下降到预先给定的量度以下。
根据本发明的运行时间测试仪器的特征在于一种数据记录仪，其具
有GPS接收机；智能电源，具有对可用能量的监控；传感器，用于测 量物理量(比如加速度、气压)，其中微处理器根据所述物理量识别 当前的运输类型并且控制运行时间测试仪器；以及事件发生器(比如 红外或RF接收单元)，用于启动运行时间测试仪器的特别程序。借助 于各个部件，控制器能够识别并监控各种过程以便确定运输过程是 还在持续还是已经结束。 一旦接收是可能的或者能够由系统实现接收， GPS接收机就能够对运行时间测试仪器进行直接定位。运行时间测试仪 器中所包含的部件被小型化，使得这些部件可以被布置在比如重量不 超过60g、厚度小于5mm并且尺寸不大于210mmx 100mm的标准信件中。
运行时间测试仪器的供电优选地通过具有高能量密度的蓄电池、比 如聚合物锂离子蓄电池进行，其中所述蓄电池与处于内部的集成的短 路与欠压保护装置一起被安置在防冲击和撞击的壳体中。为了更好地 分布质量并且为了保持运行时间测试仪器的柔性，根据本发明设置有 多个并联的狭长的蓄电池。
根据本发明的一个特征，为了避免在信件分拣机的导向辊处损坏运 行时间测试仪器而将所有的部件构造为柔性的，如果GPS天线所需的 接地面的尺寸使运行时间测试仪器的柔性变差，则根据本发明，该所 需的接地面也由柔性电路板构成。
根据本发明，运行时间测试仪器的部件在该仪器之内被分布为使得 重心位于运行时间测试仪器的中心。优选地，根据本发明的另一构造 特征，没有电子部件被安置在信件形式的运行时间测试仪器的邮戳区 域中。该电路板与GPS天线的陶瓷元件一起被优选地安置在运行时间 测试仪器内的中心。
如果使用外部的数据载体、比如微型安全数字卡(Micro Secure Digital Karte)，则优选地将槽(Schacht)布置为与信件在分拣枳i 中的运行方向垂直，以便阻止该卡由于在分拣机中的可预期的加速度 和振动而从槽中滑出。最后，根据本发明提出在单独实施的GPS接收器的情况下，该仪 器的各个组件通过刚性与柔性电路板的组合而彼此连接。 下面说明本发明的实施例。
在

图1的框图中示意性地示出了本发明的基于GPS的数据记录仪 (在后面称为运行时间测试仪器L)的基本构造。该数据记录器用于对 信件进行运行时间监控，并且被构造为在尺寸和重量方面对应于重量 低于60g、厚度小于5mm并且宽度与高度比为210mm x 100mm的标准信 件。从外部不能将该记录仪识别为运行时间测试仪器L。
运行时间测试仪器L包含具有天线la的GPS接收机1，其基本 部件是GPS接收器2和GPS信号处理3;以及智能电源4,其具有对可 用能量的监控5;传感器6、 6a、 6b、 6c...，其用于识别不同的运输和 处理过程；具有微控制器7a和存储器7b的控制器7，其用于控制运行 时间测试仪器；以及事件发生器8，其用于启动运行时间测试仪器L的 特别程序。
借助于过程识别组件9，微控制器7a能够识别各种过程并且监控 运输过程是还在持续还是已经结束，这可以通过运行时间测试仪器L 的静止状态或者到另 一运输类型的过渡而检测出。如后面还会阐述的， 利用运行时间测试4义器L可以J艮踪邮件的时间和路线并且在多天之内 记录所述时间和路线。
邮件通常经历一系列典型的处理过程和运输过程，在图2中以流程 图示出并说明了这些过程。运输过程以将邮件递送到邮箱中开始并且 以投递给收件人结束，这些运输过程的特征在于使用各种运输工具(例 如汽车、飞机，但是也例如是分拣机)。运输工具的性质对卫星信号 的接收有影响。在信件中心中，邮件经历一系列的机械分拣步骤，在 那里，邮件以高的速度被运输，由此在导向辊处产生非常高的横向加 速度，所述横向加速度可以借助于加速度传感器来测量。由于这样的 横向加速度仅在分拣机中出现，所以可以明确地确定并存储机器通过 并且因此明确地确定并存储邮件在信件中心或者分拣中心中的停留。 对于邮政服务来说，特别感兴趣的是第一和最后一英里(邮箱清空和 投递)以及于何时与何地邮件已被分拣。
运行时间测试4义器L在启动前净皮初始化。为此，将相应邮政JI良务所 使用的所有信件中心的地理坐标的列表以及出发地和目的地的地理坐
13标以及用于控制运行时间测试仪器L的其它数据存储在控制器7的存 储器中。为了避免耗能的且持续长时间的冷启动，在初始化运行时间 测试仪器L时也将当前的历书数据加载到GPS接收器2中。针对时间 较长的测量(大于一星期)，甚至在工作站计算机中预先计算出下两 个星期的所需的历书数据并将其存储在控制器7的存储器中。
运行时间测试仪器L能够识别运输类型的变化。假设随着运输工 具的改变，接收条件也改变，因此进行连接建立的新尝试有希望成功。 反之，假设如果邮件位于运输工具中，则接收条件在较长时间内不 改变。因此只要运输类型或运输工具不改变，在规定次数的失败尝试 之后就关闭GPS发射机。对各种运输类型或运输过程的识别允许用于 通过GPS来定位的不同循环时间的实现。在这种情况下，根据各个运 输类型的预先规定仅仅周期性地分别短时间地接通GPS接收机2，这意 味着显著地减少能耗。
由控制器7来监控运行时间测试仪器L的当前位置。由此可以确定 运行时间测试仪器L是否位于确定的信件中心中并且是否应当启动相 应的测量才几制。因此可以例如确定运行时间测试仪器L是否位于输 出信件中心中。
在收件中心中进行了分拣之后通常进行投递。因此投递的过程对于 质量保证来说特别重要，因为为此可以激活相应较短的用于定位的循 环时间。如果由过程识别9的传感器6在事先定义的时间窗内检测到 投递的开始，则激活所设置的循环时间并且在下一较长的静止阶段中 再次去激活该循环时间。
通过事件发生器8可以将确定的事件存储在运行时间测试仪器L 中，其中所述事件又被用于控制运行时间测试仪器L。作为例子，将提 及投入邮箱。在图3中示出了针对这种情况的流程图。借助于事件发 生器8 (图1 )向运行时间测试仪器L通知邮件净皮投入邮箱中。该事 件触发GPS接收机2的立即定位。只要运行时间测试仪器L位于邮箱 中，就由加速度传感器6a检测静止位置。因此可以提高用于定位的循 环时间。如果在邮箱内不能进行接收，但是知道该邮箱的精确位置并 因此知道运行时间测试4义器L的位置，从而可以在离开该邮箱之后节 能地重新建立到卫星的连接。
因为在飞机的货舱中存在类似的情况，所以GPS接收机在检测到起飞阶段时被关闭并且在检测到降落阶段之后才再次被激活。当然同样 可以在接收条件更佳的情况下(例如当在飞机的客舱中运输邮件时)
监控飞行阶段本身。在图4的流程图中示出了飞行阶段监控的典型控 制。
为了在飞行之后同样实现较快速的连接建立，可以像在定位的情况 下那样利用信件中心的列表进行。如果存储了用于运输信件的机场的 地理坐标的列表，则附加地可以通过矩阵来定义允许的关系并且排除 不存在的连接。触发事件(Ausl6ser)是所识别的降落。然后根据飞 行时间确定运行时间测试仪器L与飞机一起已经行经的大致距离。
因为为了避免GPS接收机的冷启动而在GPS连接中断之后将当前停 留位置的地理坐标用于建立连接，因此可以利用下面的方法足够精确 地确定运行时间测试仪器L的位置。如果发生了运输工具的改变，则 出发点是接收条件也已经改变。如在图5中简化地示出的那样，在 检查了在GPS连接中断之前的最后一次定位的位置是否位于期望空间 之内之后，由各个运输类型的持续时间乘以平均速度来确定运行时间 测试仪器L自从GPS连接中断以来所行经的距离。
如果到GPS卫星的连接在运输期间(例如在转运之后)才中断，则 可以根据前面的自从运输开始以来的GPS数据记录来确定平均速度。 在此，也将较短的静止时间(例如在加油站处加油时的停留时间等等) 考虑在内。如果自从GPS连接中断以来的距离低于所规定的距离，则 可以放弃重新计算位置并且可以利用在GPS连接中断时的位置来发起 GPS定方位。
但是如果在GPS连接中断之后由运行时间测试仪器登记机器通过， 则运行时间测试仪器位于信件中心中。在此，可以明确地确定位置， 因为运行时间测试仪器已经存储了信件中心的坐标。如果在GPS连接 中断之前的最后一次定位的位置处于期望范围之内，则为了定位仅仅 考虑处于期望范围内的信件中心。由控制器确定自从GPS连接中断以 来的距离(各个运输类型的持续时间x平均速度)。围绕在GPS连接
中断之前的最后一次定位的位置画出以自从GPS连接中断以来的距离 为半径的圓(图6)。此后检查是否信件中心的位置位于期望范围之 内的该圓上。也可考虑多个位置作为结果，在这种情况下，根据确定 的方案顺序地利用各个坐标尝试建立GPS连接。如果在GPS连接中断之前的最后一次定位处于期望空间之外，则出 发点应是存在误导(图7)。在此同样围绕在GPS连接中断之前的最 后一次定方位的位置画出以自从GPS连接中断以来的距离为半径的圓。 在发现多个信件中心的情况下，丢弃所述答案并且发起冷启动。
如果在运输类型持续(并且因此运行时间测试仪器停留在同一运输 工具中)期间获得GPS定位的多次尝试都失败，则只有当该运输类型 (该运输工具)改变或者识别出较长的暂停时，才再次激活GPS接收机。 从图8a和8b的流程图中可以看出控制的流程。
运行时间测试仪器能够识别信件分拣机中的机器通过。如果GPS 接收机为关闭的，则为了定位激活该GPS接收机。控制器检查预先 配置的循环时间与还存在的能量储备是否彼此对应。如果还存在的能 量不再足以保证直到目的地的测量，则将循环时间提高到可以记录完 整的路线的程度，但是具有更少数目的路点(Wegpunkt)。
针对各个运输类型和可识别的物流过程可以配置不同的用于激活 运行时间测试仪器的循环时间。如果运行时间测试仪器处于静止，则 在成功的定位之后，只有当最大可能的时间已经期满而无需时间较长 的程序用于定位，或者只有当运行时间测试仪器再次被移动了，才激 活GPS接收才几。
运行时间测试仪器的能量供应通过具有高能量密度的蓄电池(例如 聚合物锂离子蓄电池)进行。由控制器周期性地计算当前的能量储备。 控制器阻止下降到预先给定的量度以下，以便不会导致数据损失和蓄 电池的深度放电。
在图9和图10中示意性地示出了根据本发明的、标准信件形式的 运行时间测试仪器L。这两种设计都示出运行时间测试仪器L的部件的 可能的布置。为了防止蓄电池毁坏和不经意的短路，聚合物锂离子蓄 电池10与处于内部的集成的短路与欠压保护装置一起被安置在防冲击 和撞击的壳体中。但是也可以使用其它的具有相应特性的载能体。为 了更好地分布质量并且为了保持邮件的柔性，使用多个并联的狭长的 蓄电池。需要柔性以防止在信件分拣机的导向辊处损坏运行时间测试 仪器。GPS天线15所需的接地面借助于柔性的电路板11来实现。所述 部件^L分布为使得重心位于运行时间测试仪器L的中心，并且包含运 行时间测试仪器L的信件不会在信件分拣机中竖起并被损坏。在邮戳区域12中的至少一个中没有安置电子部件。如在图9和图 10中可见，柔性的和刚性的区域交替，以便保证运行时间测试仪器L 在信件分拣机的导向辊处的足够的柔性。给所述部件之间的间隙加垫 13。用于控制器和GPS接收器2 (图1)的刚性电路板被安置在中心， 以便将机械负荷保持尽可能小并且阻止损坏GPS天线15的陶瓷元件。 在使用外部的数据载体、比如微型安全数字卡16的情况下，可以将槽 布置为与信件通过分拣机的运行方向垂直，以便卡16不会由于可预期 的加速度和振动而从槽中滑出。如果单独地实施GPS接收器，则运行 时间测试仪器L的各个组件通过刚性与柔性电路板的组合经由柔性印 制导线17而彼此连接。
权利要求
1.一种用于监控运输货物、尤其是邮件的运行时间的方法，在所述方法中，将邮件的运动登记并存储在运行时间测试仪器中以便之后对运输过程进行分析，为此该运行时间测试仪器配备有传感器、GPS接收机以及存储介质，该运行时间测试仪器在其尺寸和特性方面很大程度上对应于要监控的运输货物并且该运行时间测试仪器借助于微处理器根据传感器数据来确定当前的运输类型，其特征在于，能够根据改变的接收条件和/或运输货物的当前运输状态来有针对性地接通和关闭卫星支持的定位系统(GPS)的接收机。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使其中进行运输货物的地理位置的确定的循环时间与对运输货物 而言典型的过程相匹配。
3. 根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，在到运行时间测试仪器的卫星连接中断之后，根据现有数据计算当前位置。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，降落阶段。 、 、 一
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于设置在运行时间测试仪器中的气压传感器来检测飞行阶段。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将在过程链中用于典型运输邮件的运输工具的性质对卫星信号的 接收的影响用作对邮件的定位的质量的指示。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将非常高的借助于加速度传感器所测量的横向加速度用于识别邮 件在信件中心或者分拣中心中的停留。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初始化运行时间测试仪器时将如下数据中的至少一个存储在存 储器中-所有信件中心的地理坐标的列表 -出发地(例如邮箱)的地理坐标-目的地(收件人)的地理坐标 -初始化位置的地理坐标-根据当前运输过程或根据位置的要执行的GPS检测的时间间隔 -测量的估计的持续时间(运行时间目标)。
9. 根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于， 如果运输类型或运输工具并不改变并且运输工具中的接收条件较 长时间保持不变，则在规定次数的尝试之后关闭GPS系统。
10. 根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于， 根据预先规定并且在了解各个运输类型或运输过程的情况下，为了确定邮件的位置而仅仅周期性地分别短时间地接通GPS接收机。
11. 根据权利要求1至IO所述的方法，其特征在于， 存在通过红外遥控或RF遥控实现的事件发生器，所述事件发生器 向运行时间测试仪器通知邮件被投入到邮箱中，这触发GPS接收机的 立即定位。
12. 根据前述权利要求1至11中的一个或多个所述的方法，其特征 在于，在检测到运输飞机的起飞阶段时关闭GPS接收机，并且在检测到降 落阶段之后才再次激活GP S接收机。
13. 根据前述权利要求1至12中的一个或多个所述的方法，其特征在于，在GPS连接中断之后由运行时间测试仪器登记信件中心中的机器通 过的情况下，根据存储在该运行时间测试仪器中的信件中心的坐标来 确定位置。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于， 如果在GPS连接中断之前的最后一次定位的位置处于期望范围之内，则为了定位仅仅考虑处于期望范围内的信件中心。
15. 根据前述权利要求1至14中的一个或多个所述的方法，其特征在于，由运行时间测试4义器检查预先配置的循环时间与用于给该运行时 间测试仪器的部件供电的还存在的能量储备是否彼此对应。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于， 在存在的能量不足以保证直到目的地的测量的情况下，提高循环时间并且减少路点的数目的记录。
17. 根据权利要求15和16所述的方法，其特征在于，由控制器周期性地计算运行时间测试仪器的当前的能量储备。
18. —种用于执行根据权利要求1至17中的一个或多个所述的方法 的运行时间测试仪器，其特征在于数据记录仪，该数据记录仪具有 GPS接收机(15);智能电源(10)，具有对可用能量的监控；传感器， 用于测量物理量、比如加速度和气压，其中微处理器(7)根据所述物 理量识别当前的运输类型并且控制运行时间测试仪器(L);以及事件 发生器(8)、比如红外或RF接收单元，用于启动运行时间测试仪器(L) 的特别程序。
19. 根据权利要求18所述的运行时间测试仪器，其特征在于，为了更好地分布质量并且为了保持运行时间测试仪器(L )的柔性， 设置有多个并联的狭长的蓄电池(10)。
20. 根据权利要求18至19之一所述的运行时间测试仪器，其特征在于，为了避免在信件分拣机的导向辊处损坏运行时间测试仪器(10)而 将所使用的部件构造为柔性的。
21. 根据权利要求18至20之一所述的运行时间测试仪器，其特征在于，GPS天线(la)所需的接地面由柔性电路板(11)构成。
22. 根据权利要求18至21之一所述的运行时间测试仪器，其特征在于，运行时间测试仪器(L)的部件被分布为使得重心位于运行时间测 试仪器(L)的中心。
23. 根据权利要求18至22之一所述的运行时间测试仪器，其特征在于，在可能的邮戳区域(12)中的至少一个中没有安置电子部件。
24. 根据权利要求18至23之一所述的运行时间测试仪器，其特征在于，在单独实施的GPS接收器(2)的情况下，运行时间测试仪器(L) 的各个组件通过刚性与柔性电路板(11, 14)的组合而彼此连接。
全文摘要
本发明涉及用于监控运输货物、尤其是邮件的运行时间的方法和运行时间测试仪器，在所述方法和仪器中将邮件的运动登记并存储在运行时间测试仪器中以便之后对运输过程进行分析，为此该运行时间测试仪器配备有传感器、GPS接收机以及存储介质，该运行时间测试仪器在其尺寸和特性方面很大程度上对应于要监控的运输货物，并且该运行时间测试仪器借助于微处理器根据传感器数据来确定当前的运输类型。为了能够在多天之内监控标准信件和类似邮件的尤其是运行时间和运输路线，提出一种方法和一种运行时间测试仪器，在所述方法和仪器中，能够根据改变的接收条件和/或运输货物的当前运输状态来有针对性地接通和关闭卫星支持的定位系统(GPS)的接收机。
文档编号G06Q10/00GK101663565SQ200880012707
公开日2010年3月3日 申请日期2008年2月27日 优先权日2007年4月19日
发明者B·伯林, H·帕特施, R·库普弗纳格尔 申请人:西门子公司