利用多传感器监视集装箱安全性、内容物和状态的方法及系统的制作方法

专利名称：利用多传感器监视集装箱安全性、内容物和状态的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用多传感器监视集装箱的内部环境的状态的方法和系统。尤其是， 但不局限于，利用多传感器监视贯穿供应链中的联合运输货物集装箱的内部环境的状态的 方法和系统。
背景技术：
遍及世界的绝大多数船运货物都通过称为联合运输货物集装箱的东西船运。在这 里所用的术语“集装箱”包括任何一种对无线电频率信号不透明的集装箱(不论是否附加 了轮子)，包括但不局限于联合运输货物集装箱。最普通的联合运输货物集装箱被认为是国 际标准化组织(ISO)干燥联合运输集装箱，意思是它们符合特殊的尺寸的、机械和其它由 ISO发布的标准，通过鼓励兼容标准的集装箱、处理设备、远洋船舶、铁路设备和遍及全世界 用于货物水路传输的所有方式的长途运输设备的发展和使用来促进全球贸易。目前有多于 1200万个这样的集装箱和许多更专业的集装箱，例如携带易腐烂商品的冷藏集装箱在全世 界流通。美国每年单独接收大约600万个已装货集装箱，差不多每天17000个，接近每年接 收的所有货物的总价值的一半。因为国际上船运的所有货物的将近90%都在集装箱中传送，集装箱运输已经成为 世界经济的脊梁。全世界运输的集装箱的绝对量要实施逐个实际检查是不现实的，事实上进入美国 的集装箱中仅有2%到3%被实际检查过。恐怖分子生物的、辐射的或爆炸性的设备通过货 物集装箱引入的风险是很高的，考虑到集装箱在世界贸易中的重要性，这样的事件对国际 经济造成的后果可能是灾难性的。即使充足的资源被投入到实施所有集装箱的实际检查工作中去，这样的任务还是 会引起严重的经济后果。例如光是耽搁的时间就能够引起工厂的倒闭以及在给顾客运送货物的过程中不 必要和高代价的耽搁。目前的集装箱设计未能提供合适的机制来建立和监视集装箱的安全性或它们的内容物。典型的集装箱包括一个或多个门搭扣机制，其允许插入塑料或金属的指示“封条” 或螺栓栅栏的传统“封条”来保护集装箱的门。传统使用的门搭扣机制很容易被破坏，例如， 通过在安装于门外的搭扣的联接螺栓上钻孔。通过使用普通的切割工具和非常简单的复制 封条的替换，目前使用的传统的封条也很容易被破坏。最近提出的更高级的解决方案是电子封条(“e-seal”)。这些e-seal等价于传 统的门封并通过相同的、虽然不牢固的门搭扣机制，作为集装箱的附件应用于集装箱，但这 些e-seal还包括诸如无线电或无线电反射设备等可以传输e-seal序列号的电子设备，以 及e-seal安装后被切割或损坏的信号。然而，所述e-seal不能与集装箱的内部或内容物 通信，也不能将涉及集装箱的内部或内容物的信息传送到其它设备。所述e-seal典型的采用低功率无线电收发机或利用无线电频率反向散射技术， 把信息从e-seal标签传输到安装在例如终端门上的读卡器上。无线电频率反向散射涉及 基于组合雷达的相对昂贵的窄带高功率无线电技术和无线电广播技术。无线电反向散射技 术需要读卡器传输具有较高发射机功率(也就是，0.5-3W)的无线电信号，具有被调制或编 码的数据的信号从e-seal被反射 或向后散射回到读卡器。此外，当前e-seal的应用使用完全开放的、未加密的和不安全的空中接口和协 议，允许e-seal相对容易的剽窃和伪造。目前的e-seal也仅在低于IGHz的本地授权的频 率带宽上起作用，由于目前世界上的许多国家中其无线电规则不允许它们的使用，使得很 难在全球贸易涉及联合运输集装箱时实现。此外，e-seal从入侵的可替换形式的角度或涉及集装箱内容物的角度来监视集装 箱的安全性方面是无效的，因为集装箱可以通过种种方法被破坏或危害，而传统访问集装 箱内部的方法仅是通过集装箱的门。例如，生物制剂可以通过集装箱的标准气孔被插入到 集装箱中，或集装箱的侧壁可以被刺穿来提供通路。尽管传统的封条和e-seal提供了安全 监视集装箱的门一种形式，但两者都可被损坏。传统的封条和e-seal通常仅仅悬挂在集装 箱的门搭扣上，在集装箱处理例如轮船装卸工作时，它们都被暴露在物理损害下。此外，传 统的封条和e-seal都不可监视集装箱的内容物。利用多传感器来监视集装箱内部物来覆盖多种可能的问题和/或威险状态是必 要的。例如，集装箱可以被用于航运危险的、辐射的材料，比如炸弹。在这样的方案中，为了 检测这样严重的威险的存在，无线传感器将是需要的。不幸地是，恐怖分子威胁并不限于威 胁的单个种类。化学和生物武器两者都已经被大量使用并对公众产生严重的威胁。因此， 两种类型的检测器可能都是需要的，而且特定情况、辐射、气体和生物传感器可以被认为是 适当的。这种传感器的使用的一个问题是，当传感器置于集装箱的内部时，这种检测的数据 究竟如何传输到外部世界。因为标准的联合运输集装箱是采用对于无线电信号不透明的钢 材制造的，除非数据传输被编址否则事实上不可能拥有一个可靠的系统用于从完全置于这 样的集装箱中的传感器传输数据。如果数据可以从完全部署在联合运输集装箱中的传感器 有效地传输，例如温度、光、易燃气体、蛋白质(生物测定传感器)运动、无线电活动、生物和 其它状态的状态和/或安全参数可以被监视。此外，这样的传感器的安装的完整性是关键 的并且需要比上述提到的允许插入塑料或金属的指示“封条”或螺栓栅栏的传统“封条”来 保护集装箱门的门搭扣机制更成熟的监视系统。除上面提到的之外，集装箱的完整性的监视通过门运动可能相对复杂。尽管集装箱结构合理地构造并携带很重的负载，包括单个集装箱以及依靠集装箱相互层叠，每个集 装箱还被设计成调节横向的负载来调节(尤其是)海洋传输固有的动态应力和移动，并且 这种应力和移动在集装箱的航运中常常遇到。目前用于典型的集装箱的ISO标准可以允许 由于横向负载相对于其它集装箱的垂直轴上的运动最多为40毫米。因此，基于保持两个集 装箱门之间的物理接口的紧密关系的安全方法一般是不实际的。因此，提供一种以经济的成本、永久可行而且可靠的方式来监视集装箱门相对于 集装箱结构的运动的方法和系统是有优势的。同样，提供一种数据路径或网关，其用于放置 在集装箱内的，多个传感器来检测入侵的替代方式或危险的存在或非法内容物并传送到外 部的接收机。

发明内容
上述这些以及其它的缺点被本发明的具体方案所克服，本发明提供了利用多个传 感器有效并可靠地监视集装箱及其内容物的方法和系统。特别地，本发明的一个方面包括 可以容纳多个传感器和与多个传感器通信的设备，这些传感器用于监视集装箱的内部状 况。该设备包括容纳多个传感器的容器，这些传感器适合检测至少一种集装箱的状态，以及 用于把传感器相关的信息传输到集装箱外部位置的装置。来自传感器的通信可以包括涉及 所检测的运动、辐射、化学品、生物制剂、热量、气体等等的数据或者是满足或超过了预定的 一个或多个条件的阈值的警报。在另一方面，本发明涉及用多个传感器监视集装箱的状态的设备，该类型的集装 箱具有至少一个枢轴地安装在其上的门。该设备包括用于检测集装箱门的运动的装置，用 于传输检测到的集装箱门的运动相关信息的装置，用于容纳多个传感器的使用的容器，以 及用于维持邻近门的集装箱内部容器与检测运动的装置之间通信的装置。用于传输的装置 被部署在相关集装箱来传输检测的门运动到集装箱外部。在另一方面，本发明涉及用多个传感器检测集装箱及其内容物的状态的方法。该 方法包括以下步骤提供安装到集装箱内的容器，该容器适合传感器的容纳和保护，放置多 个传感器在该容器里面，连接传感器，通过置于集装箱内部的数据单元监视传感器，基于传 感器所检测到的数值的变化由数据单元来确定状态是否变化，根据确定步骤的结果，通过 数据单元与天线通信，该天线可相互操作地连接到数据单元并位于集装箱的相应位置用于 传输数据到集装箱外部位置，并通过天线传输关于通信步长的信息。在另一方面，本发明涉及用于容纳至少一个传感器单元的传感器容器。该传感器 容器包括至少一个从传感器容器延伸的与集装箱的垂直梁邻接的突出体，用于容纳至少一 个传感器单元的管道，用于连接至少一个传感器单元的至少一个连接器。通过至少一个保 护装置和通过靠着垂直梁的集装箱的门被关闭所产生的压力，该至少一个突出体保护了传 感器容器。在另一方面，本发明涉及用于监视集装箱多个状态的系统。该系统包括至少一个 用于监视集装箱状态的传感器、用于从与货物特殊部分关联的标签上检测信息的无线电频 率ID读卡器，和用于容纳至少一个传感器的传感器容器。附图简述对本发明的具体实施方式
的更完整的理解将结合以下附图并参考随后的具体实施方式
来实现，其中图IA是图示根据本发明实施例的系统元件之间的通信的图表；图IB是图示一个典型的供应链的图表；图2A是结合本发明实施例使用的设备的示意图；图2B是结合本发明实施例使用的设备的俯视图；图2C是结合本发明实施例使用的设备的侧视图；图2D是结合本发明实施例使用的设备的第一切除透视图；图2E是结合本发明实施例使用的设备的第二切除透视图；图2F是结合本发明实施例使用的设备的主视图；图2G是结合本发明实施例使用的设备的后视图；图2H是结合本发明实施例使用的设备的仰视图；图21是结合本发明实施例使用的设备的俯视图；图2J是装在集装箱上的图2F的设备的主视图；图2K是根据本发明实施例的传感器容器的透视图；图2L是图2K的传感器容器的侧视图；图2M是图2K的传感器容器的顶部平面视图；图2N是根据本发明实施例的传感器的透视图；图2P是图2N的传感器的侧视图；图2Q是图2N的传感器的顶部平面图；图2R是图2N到2Q的传感器的框图；图2S是描述根据本发明实施例的传感器容器和传感器的安装的示意性图表；图2T是安装在集装箱上的图2F的设备的透视图；图3A是结合本发明实施例使用的读卡器的示意图；图3B是结合本发明实施例使用的读卡器图；图4是根据本发明实施例的图IA的系统的第一应用方案；图5是根据本发明实施例的图IA的系统的第二应用方案；图6是根据本发明实施例的图IA的系统的第三应用方案；图7是根据本发明实施例的图IA的系统的第四应用方案；图8是图示结合本发明实施例使用的集装箱保护程序的图表；图9是图示结合本发明实施例使用的集装箱安全性检查程序的图表；图IOA是图示结合本发明实施例使用的门传感器校准程序的流程图；图IOB用于是估计干扰情况的流程图；

图11是图示根据本发明实施例的传感器检查程序的流程图；图12是图示根据本发明的另一个实施例的传感器检查程序的流程图；图13是图示根据本发明的另一个实施例的传感器检查程序的流程图。
具体实施例方式已经发现下面阐述、显示和描述的这一类型的集装箱安全设备，可以定位在集装 箱中而且对集装箱是可靠的，以用于对其完整性、状态以及内容物的有效检测。正如下面将要详细说明的，根据本发明原理的设备定位在集装箱的预定的结构部分内，以用于显示最 小的结构上的移动。所述移动产生于该集装箱由于常规装载、处理和通过沿着传统的集装 箱框架和门之间接口的延伸。弹性垫圈通常围绕所述门放置并通过接口区域延伸，以保证 该集装箱是防水的而且保护商品不受气候影响。该设备适于(a)简单的无工具安装；(b) 自供电间歇性信号传输；(c)传感相对于弹性门密封件的压力，以传输用于指示集装箱门 的移动的偏差，其中包括入侵。图IA是说明根据本发明原理的系统元件之间的通信的图表。该系统包括设备12、 至少一种读卡器16、服务器15以及软件中枢17。设备12保证在集装箱10被保护之后该 集装箱不被破坏。集装箱10由读卡器16保护和跟踪。每个读卡器16可以包括用于与服 务器15通信的硬件或软件，例如用于通过GSM、CDMA等传输数据的调制解调器或用于下载 数据到PC的电缆，该PC通过网络传输数据到服务器15。各种用于从读卡器16到服务器 15传输数据的装置可以被应用到读卡器16中或成为一个单独的设备。该读卡器16可以被 配置成一个手持读卡器16 (A)、移动读卡器16 (B)或固定读卡器16 (C)。手持读卡器16 (A) 可以例如结合移动电话、个人数字助理或便携式电脑。移动读卡器16(B)基本上是一个带 有GPS接口的固定读卡器，典型的使用在移动装置中(例如使用现有的GPS、AIS或类似的 定位系统的卡车、火车或轮船)以类似于手持读卡器16 (A) 的方式来保护、跟踪和确定集装 箱的完整性。在固定装置中，例如在港口或航运码头，固定读卡器16(C)典型的安装在起重 机或门上。该读卡器16主要地作为设备12和服务器15之间的中继站服务。服务器15存 储安全事项细节的记录，例如门事件(例如安全性破坏、集装箱安全性检查、保护集装箱和 卸载集装箱)、位置以及任何附加的想要的外围传感器信息(例如温度、移动、辐射)。该服 务器15结合软件中枢17，对授权用户是可存取的，以便确定集装箱10的最后已知位置、对 任意数量的集装箱作出完整性查询或执行其它管理操作。设备12通过使用诸如直接序列扩频原理的无线接口的短距离无线接口与读卡器 16通信。该无线接口可以使用例如蓝牙或任何其它短距离、低功率的系统，该系统在无需登 记的工业、科学和医学(ISM)频带内操作，例如在大概2. 4GHz内操作。取决于对特殊解决 方案的需要，对应的无线电射程被提供，例如大于IOOm的无线电射程。读卡器16可以通过例如使用TCP/IP的网络13与服务器15通信，通过任何合适 的技术，例如通用移动电信系统(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、时分 多址(TDMA)、局域网(LAN)、卫星通信系统、自动识别系统(AIS)或Mobitex。服务器15可 以通过任何适当的有线或无线技术与软件中枢17通信。该软件中枢17适于支持实时的监 视服务，例如通过服务器15、读卡器16和设备12跟踪和保护集装箱10。服务器15和/或 软件中枢17适于存储信息，例如识别信息、跟踪信息、门事件以及其它由设备12和与设备 12共同操作相连的附加外围传感器传输的数据。该软件中枢也允许通过用户接口为授权用 户访问已存储信息，该接口可以通过例如网络访问。现在参考图1B，示出了从节点㈧到(I)的一个典型的供应链的流程2。首先参 考节点(A)，集装箱10由托运人等装入了货物。在节点(B)，装载好的集装箱通过高速公路 或铁路运输运到港口。在节点(C)，该集装箱在诸如航运码头的装载港口入关(gate in)。在节点(D)，集装箱装载到由运输商操作的轮船上。在节点(E)，集装箱被运输商 运送到卸货的港口。在节点(F)，集装箱从轮船上卸货。在节点(F)卸货之后，在节点(G)集装箱被装货到卡车上并从卸货的港口出关(gateout)。在节点(H)，集装箱以与该节点 (B)类似的方式通过陆地运输到期望地点。在节点(I)，在到达期望地点的基础上，集装箱 由收货人卸载。对于本领域内普通技术人员而言显而易见的是，缺少可见的或其它传统的检测， 在流程2的节点内会有许多次集装箱的安全性可能遭受危害。此外，集装箱的内容物的状 态对于涉及流程2中的任何人都是完全未知的，直到节点(H)当集装箱的内容物被卸载。图2A是设备12的框图。所述设备12包括天线20、RF/基带单元21、微处理器 (MCU) 22、存储器24和门传感器29。该设备12还可以包括接口 28，用于附加传感器的连接 以监视集装箱的各种内部状态，例如温度、振动、辐射、毒气检测和移动。该设备12还可以 包括可选电源26(例如电池)；然而，其它可拆卸和远程电源也可以被设备12使用。当电 源26包括电池时(如图所示)，在设备12中的电源26的包含物能帮助延长电池寿命，因为 电源处于集装箱10的内部可以让电源26处于较小的温度波动。电源存在于集装箱中有利 于减小对电源26的损坏或破坏能力。该设备12还可选的包括用于直接与读卡器16接口 的连接器。例如，连接器可以位于集装箱10的外壁，用于读卡器16的访问。然后该读卡器 16可以通过电缆或其它直接接口连接到从设备12下载的信息。
微处理器22 (配备了内部存储器)从门传感器29识别门事件，包括，例如，集装箱 安全性请求、集装箱卸载请求和集装箱安全性检查。被识别的门事件也包括可能危害集装 箱10的内容物的安全性破坏，诸如在集装箱10关闭之后又打开门。该门事件可以加入时 间戳并存储在存储器24中用于传输到读卡器16。该门事件可以立即或周期性传输，或响应 来自读卡器16的询问而传输。这里显示的门传感器属于压力传感器类型，但它也可以是， 例如，可替换的接触传感器、接近传感器或检测两个表面的相对运动的任何其它合适类型 的传感器。这里用到的压力传感器的术语包括但不局限于这些其它传感器类型。天线20用于与读卡器16进行数据交换。特别是各种信息，例如状态和控制数据， 可以进行交换。微处理器22可以由唯一标识集装箱10的编码来编程。该编码可以是，例 如，国际标准化组织(ISO)集装箱识别码。所述微处理器22还可以存储其它逻辑数据，诸 如提货单(B/L)、机械封条号、带有时间戳的读卡器识别等。可以生成一个特别的日志文件， 使得历史记录以及门事件可以恢复。该编码也可以为了识别的目的从设备12传输到读卡 器16。该RF/基带单元21从基带信号上变频微处理器信号到RF信号，用于传输到读卡器 16。设备12可以通过天线20接收来自读卡器16的完整性询问。响应该完整性询问， 微处理器22然后可以访问存储器来提取，例如，门事件、温度读取、安全性破坏、传感器报 警或其它存储的信息，以便传递提取的信息到读卡器16。读卡器16也可以发送一个安全性 或解除请求到设备12。当集装箱10由读卡器16保护后，在传感器29检测到集装箱受保护 之后的一个压力上的物理变化时，设备12的MCU22可以编程为发出一个能听见或能看见的 警报。设备12还可以记录安全性破坏到存储器24中，用于传输到读卡器16。如果读卡器 16发送一个解除请求给设备12，该微处理器22可以编程为从记录的门事件中分离，或从门 传感器29或其它与设备12交互性连接的传感器接收信号中分离。微处理器22还可以编程为实现功率控制技术，用于使电源26避免不必要的功率 消耗。尤其是，可选的为一个或多个时间窗口通过天线20被指定，用于设备12中元件的激活以交换数据。在定义的时间窗口之外，设备12可以设置为进入睡眠模式以避免不必要的 功率流失。这样的睡眠模式可以得出设备操作时间的有效部分，因此该设备12可以操作多 年而不需要更换电池。尤其是，根据本发明，设备12利用“睡眠”模式来达到电源26的经济利用。在睡 眠模式中，设备12的电路部分是关闭的。例如，除传感器29和用于测量睡眠时间周期tslrap 的时间测量单元(例如微处理器22内的计数器)之外的所有电路都关闭。在一个典型的 实施例中，当已经过了睡眠时间周期或当门传感器检测到一个门事件，设备12的保留电路供电当设备12接收来自读卡器16的信号，该设备12保持激活以便在被 请求的情况下 与读卡器16通信。如果设备12没有接收来自读卡器16的请求，该设备12将只在需要保 证在称之为无线信号时间周期或呼吸(sniff) “周期”(“tsniff”)的时间周期内没有信号 存情况下保持激活。在tsniff到达时，设备12再次断电，除非时间测量单元和门传感器29，在发生一个 门事件或经历了另一个睡眠时间周期之后再次激活设备12。在一个典型的实施例中，读卡器信号时间周期远远短于(例如在若干数量级上小 于)睡眠时间周期，以使得设备的寿命相应的相对于“持续启动”方案得到延长(例如在若 干数量级上)。睡眠时间周期和读卡器时间周期(循环时间)之和得到一个时间上的低限，设备 12和读卡器16必须到达这个限制以保证读卡器16知道设备12的存在。所涉及的时间周 期将被称为经过时间(“tpass”)。然而经过时间(“tpass”)通常受特定情况控制。该经过时间在某些情况下可以很 长(例如在货运集装箱上的设备12正在与运送集装箱10的卡车前部或底盘的读卡器16 通信的好几个小时)，或在另一些情况下可以很短(例如当在集装箱10上的设备12高速经 过固定读卡器16(C)的零点几秒)。典型的对于所有应用，每个设备12将在其寿命内，有些 情况有较大的经过时间而有些情况有较小的经过时间。因此所述睡眠时间周期通常这样来选择，该睡眠时间周期与最短可能经过时间一 致(“tpass,min”)。即，关系式<formula>formula see original document page 10</formula>可以根据设备的各种操作状态来实现。睡眠时间周期以取决于设备的特定情况的 动态方式分配给设备(例如，在生命周期内)。读卡器16与设备12通信时，该读卡器16根据读卡器16的位置和功能，来自设备 12的数据或其它在读卡器16中可获取的信息来重新编程，改变设备12的睡眠时间周期。 例如，如果装有设备12的集装箱10通过起重机或拖车定装载于卡车、或其它合适的交通工 具上，该合适的交通工具装有读卡器16，而卡车和拖车没有装配任何读卡器16。期望卡车 以相对高的速度行驶经过位于港口出口或集装箱卸载站的固定读卡器16(C)。因此，在交通 工具上的读卡器16 (C)需要编程设备12为短的睡眠时间周期(例如 0. 5秒)。上面描述的总体思想的一个分支可以是，根据情况，读卡器16可以编程睡眠周期 序列到设备12中。例如，当集装箱10装载到轮船上，对于设备12来说当在海上行驶时每 小时唤醒一次就足够了。然而，一旦轮船预计要接近目的港口了，可能就要求较短的睡眠周期以保证卸载集装箱10的起重机上的读卡器16能够与设备12建立连接。在轮船上用于 装载集装箱10的起重机上的读卡器16可以这样编程设备12 首先，持续3天每小时唤醒 一次，然后每10秒唤醒一次。在另一个方案中，读卡器16与设备12移到一起而且可以根据物理位置修改睡眠时间周期。例如，可以假设集装箱10上的设备12和用于拉集装箱10的卡车的读卡器16 可以在拉集装箱的过程中相互持续不断的通信。只要集装箱10离目的地足够的远，读卡器 16可以编程设备12在延长的时间间隔(例如一个小时)内睡眠。当读卡器16装有全球定 位系统(GPS)接收机或其它定位设备时，该读卡器就可以确定什么时候该集装箱10接近其 目的地。一旦集装箱接近其目的地，读卡器16可以编程设备12更频繁的(例如每秒)唤 醒。上面描述的电源管理方法已经参考通过海运、公路、铁路或航空等运输方式的货 运集装箱或其它货物的运输情况中的设备12进行了解释，本领域内技术人员可以理解以 上描述的电源管理方法，也可以应用到例如动物运输、公路收费机机动车识别和防盗，以及 贮备管理和供应链管理。现在参考图2B，示出了设备12的第一透视图。该设备12包括包含数据单元 100(未示出)的外壳25、从外壳延伸的支撑臂102，以及有一个角度关系从支撑臂向外延伸 的天线臂104。如下所述，外壳25的大小、支撑臂102的长度和天线臂104的配置是仔细挑 选出来与通用集装箱兼容的。外壳25、支撑臂102和天线臂104典型的模铸在聚氨酯材料 23或类似物中以保护其不受环境影响。仍然参考图2B，支撑臂102的材料23的一部分被切除以示出其中至少一个磁体 27和其上至少一个门传感器29的布局。磁体27允许如下将要描述的集装箱中设备12的 增强的稳定性，同时门传感器29检测沿着如下将要描述的集装箱的密封垫圈的压力的变 化。设备12的第二透视图如图2C所示，进一步示出了支撑臂102中的磁体27的布局。 磁体27位于在支撑臂102中形成的相应的孔27A中，而且以利于设备12的安装的方式粘 贴到其上。现在参考图2D，设备12的俯视图在任何模铸材料23被应用之前被示出。用这种 方法，电源26、数据单元100、天线20的位置显示得更加清楚。设备12包括数据单元100 和电源26、微处理器22 (未示出)、存储器24 (未示出)和可选接口 28 (未示出)。支撑臂 102从数据单元100延伸出来而且包括孔27A来容纳至少一个磁体27以及支撑表面，门传 感器29附加在该表面上。从支撑臂102延伸的是天线臂104，用于支撑天线20。现在参考图2E，设备12的侧视图在任何模铸材料23被应用之前被示出。如图所 示，支撑臂102从数据单元100向上和向外延伸。该支撑臂102是相对薄的而且是完全水 平的，尽管其它的配置也是可行的。如图2E中更加清晰的示出，天线104从支撑臂102成 角度的延伸出来。现在参考图2F，设备12的侧视图在模铸材料23应用之后被示出。该设备12与形 成封装设备12的外壳25的模铸材料23 —起被示出。该模铸材料23从天线臂104穿过支 撑臂102并沿着数据单元100延伸。这里示出的特殊形状和配置是设备12的一个实施例 但不局限于这里建议的设备12的精确形状。
现在参考图2G，示出了根据图IA的设备12的后视图。天线臂104的角度配置同 样以更简单的形式示出，为了在图2H和21中图示的目的，这两幅图呈现了设备12的仰视 和俯视图。图2J示出了安装在集装箱10上的设备12的主视图。该集装箱10示出了打开位 置的集装箱10的门202，以更详细的显示设备12的方位。该设备12安装在与集装箱10的 门202相邻的区域。该设备12可以通过磁连接(如前所述)、胶连接和其它合适的连接安 装到集装箱10的垂直梁204上。如图2J所示，设备12这样安装以便当门202关闭时，天 线臂104位于集装箱10的内部，门传感器29位于支撑臂102中直接与门202相邻，而且数 据单元100位于集装箱10的内部。设备12可以通过门传感器29检测压力的偏离，以确定 是否出现门事件(例如相对的或绝对的压力变化)。该设备12可以通过天线20传输对应 于门202的状态的数据到前面描述的服务器15。另外，接口 28可以连接到任何数量的传感 器单元208以捕捉对应于集装箱10的内部环境的信息，而且通过传感器单元208获得的信 息被传输到服务器15。还是图2J，设备12定向在集装箱10中以便数据单元100放置在一个通常为C形 状的凹槽或通道206中。该支撑臂102包括门传感器29，延伸穿过位于其中间的垂直梁204 以及门202的一部分。当门202关闭时，压力保持在门传感器29。当门202打开时，压力被 释放，从而警告微处理器22门事件发生了。存储在存储器24中的电子安全密钥将被擦除 或改变以表示“破坏”封条或篡改事件。例如，当传感器29或任何其它连接到集装箱安全 设备12的内部或外部传感器检测到一个数值在预定的阈值之外，则电子安全性密钥可能 被擦除而且该密钥不能被重建。在这种情况下，当读卡器发送一个请求到集装箱安全设备 12，该集装箱安全设备12将不能以正确的电子安全性密钥响应，从而通知读卡器和适合的 当局集装箱处于报警或警告状态。图2K-2M示出了用于容纳外部传感器单元208的传感器容器220的各种视图。该 容器220包括至少一个，在本实施例中为两个，突起222a、222b，用于对集装箱的垂直梁(未 示出)的保护。该突起222a和222b可以以类似于上面提到的传感器安全设备12的方法 保护，诸如通过磁体和紧固件。突起222a和222b也可以通过当门处于关闭状态时压到凸 起222a和222b上从而压到集装箱的垂直梁上的压力提供额外的保护。该传感器容器220 包括用于容纳传感器单元208的导管224。导管224这样定向，该导管224处于集装箱的 C-通道(未示出)中。该传感器单元208在原地搭扣而没有进一步的保护装置，然后在本 发明的可替换的实施例中，传感器208可以由附加保护装置来保护。传感器容器220的长 度可以有所不同以容纳不同数量和类型的传感器单元208。例如，有些传感器容器220的长 度可以允许放置两个传感器单元208而另一些传感器容器220的长度可以允许放置例如五 个或更多传感器单元208。尽管优选的实施例中示出了一个特定的长度，但是可以应用各种 大小而不脱离上面提到的本发明的实施例。传感器容器220还包括沿着导管224的后通道226的多个连接器230和接口 228，用于与集装箱安全设备12的接口 28连接和接口。连接器230连接传感器单元208到串行 总线(未示出)，诸如基于I2C和/或RS485标准的总线。该连接器230、串行总线和接口 28,228允许任何附加传感器单元208和集装箱安全设备12之间的信息和/或电量的交换。 例如，附加传感器单元208，诸如辐射传感器单元，可以检测通过连接器230和接口 28、228传递到集装箱安全设备12的辐射级别。集装箱安全设备12传输辐射级别或与其相关的数 据到读卡器。可替换的或附加的，辐射级别可以由集装箱安全设备12接收然后设备12确 定是否辐射级别超出预定的安全范围。如果是，则集装箱安全性装置12可以除了发送辐射 级别数据之外，或替代辐射级别数据，还发送一个报警。在可替换的实施例中，传感器单元 208可以是无线设备(例如利用RFID/蓝牙/Zigbee/超宽带)激活使用集装箱安全性装置 12作为接入网关的内部无线传感器网络。在本发明的可替换实施例中，传感器容器220可以包括至少一个附加端口延伸出集装箱外部，用于员工接入传感器、下载数据、检查报警、复位阈值等。该附加端口可以在连 接集装箱安全设备12的接口 228之外，或取代接口 228，被使用。图2N-2Q示出了用于安置在传感器容器220中的附加传感器单元208的各种视 图。在示出的实施例中，每个传感器单元208基本上是与位于传感器208上端的凹口 252 成直角的。凹口 252允许在传感器容器220中传感器单元208的简单移动和放置。尽管传 感器单元208示出为通常为矩形，但是其它形状的传感器同样可应用到本发明中。例如，有 些传感器单元208可以是正方形的或者可以在上端没有凹口 252。而且，传感器单元208可 以是沙漏状的以允许传感器单元208的放置和移动，在这种情况下，凹口 252可以是不必要 的。传感器单元208还可以包括沿着其后侧256的凹槽254。凹槽254可以偏移中心 以防止传感器单元208错误的安装。在凹槽254中是接口 258，诸如D-sub连接器。接口 258耦合到传感器容器220的连接器230。该凹槽也引导传感器单元208到适当的位置并 对准接口 258与传感器容器的连接器230。现在参考图2R，示出了一个典型的传感器单元208的框图。每个传感器单元208 包括传感器270、微处理器272、存储器274、通信协议单元276、接口 258和可选的电源278。 如前所述，传感器270可以检测任何数量的特征，诸如辐射、湿度、撞击、振动、温度、光线、 氨、易燃气体等。微处理272和存储器274相互结合工作来确定可接受的阈值并确定什么时 候传感器270检测到超出可接受的阈值的特征。该存储器还可以存储各种从传感器270读 出的或其它信息。通信协议单元276允许传感器单元208通过接口 258在传感器容器220 的串行总线上通信。传感器单元208可以提供关于如上所述的集装箱的内容物或状态的许多数据。各 种传感器可以由颜色、国际符号和/或其它识别装置来识别，以方便各种环境中各种类型 的员工安装。另外，其中一个传感器单元208可以构成为附加电池组，用于提供电源给一个 或多个附加传感器单元208和/或集装箱安全设备12。可替换的，每个传感器208可以有 一个如可选电源278提供的内部电池。其中一个传感器单元208还可以是射频识别(RFID) 读卡器或RFID读卡器网关。该RFID读卡器可以检测货物上的RFID标签，该货物是从各个 集装箱装载或卸载的而无论集装箱是否封装或拆封。RFID标签可以放在单独的物品条目、 货盘等上面。用这种方法，货物装运可以被检测以确定哪个货物被放入或移开集装箱。进 一步的，一个或多个传感器单元208可以被装配为用于集装箱内部的无线通信，通过蓝牙、 红外或其它无线通信技术。用这种方法，传感器单元208可以安装在集装箱的内壁或内顶 上远离集装箱安全设备12和传感器容器220。然后远程的传感器单元208可以传输数据到 传感器容器220中的传感器单元208。诸如任何产生的报警和/或检测到的数据本身的信息可以随后传递到集装箱安全设备12和/或读卡器。例如，传感器单元208可以检测到一 个特征(例如光线、气体、辐射等)超出预定的阈值。然后传感器单元208可以发送警告或 报警，该警告或报警在集装箱外部由集装箱安全设备12传输。然后该集装箱可以被标记用 于检查或隔离。类似于集装箱安全设备12，在一些实施例中，传感器单元208还可以使用一 个唯一的安全密钥，当检测到的特征超出预定的阈值该密钥从集装箱安全设备12的存储 器24擦除(后面将参考图IOB进一步详细描述，其使用不同的传感器作为步骤1054、1070 和1084的输入)。图2S示出了多个方框，用于说明在集装箱的C-通道206内安装传感器容器220 和附加传感器单元208。集装箱的门202是打开的以示出位于集装箱内部的垂直梁204和 C-通道206。如前面提到的，集装箱安全设备12可以放置成一部分在C-通道206内而另一 部分穿过垂直梁204。带有导管224的传感器容器220也放置在C-通道206和突起222a、 222b内穿过垂直梁204。传感器单元208可以放置在导管224内并连接到接口 228，用于传 输信息到集装箱安全设备12。该集装箱安全设备12可以接收来自传感器单元208的信息 并传传输信息给读卡器。
图2T是安装在集装箱10上面的图2D的设备12的透视图。该设备12已经示出 附着在垂直梁204上，这样支撑臂102内的门传感器29 (未示出)就紧接着垂直梁204，天 线臂104位于集装箱10的铰链通道(hinge channel)内部。数据单元100位于集装箱10 的C-通道206内部。这里更清楚的显示出，天线臂104从支撑臂102突伸出来到基本上接 近集装箱10的铰链部分的区域，这样当门202关闭时其还保留在集装箱10的外部。通过放置数据单元100到集装箱10内部，破坏和/或损坏设备12的机会就减小 了。因为数据单元100放置在C-通道206中，尽管集装箱10的内容物可以在传输期间上 升，但是该内容物不太可能冲击或损坏设备12。尽管上面的实施例示出，作为用于与读卡器16通信的包括至少一个传感器和天 线20的单个单元，本发明也可以实施为多个单元。例如，光线、温度、辐射等可以放置在集 装箱10内部的任何位置。传感器读出其读数并通过蓝牙或任何短距离通信系统传输到天 线单元，该天线单元中继该读数或其它信息到读卡器16。该传感器可以是远程的并独立于 天线单元。另外，以上实施例示出了设备12包括用于确定是否有安全性破坏存在的门传感 器29。但是，不受限制的种类的传感器可以被应用来取代或与门传感器29 —起确定安全 状态。例如，光线传感器可以检测集装箱10内的光的波动。如果光线超出或低于预定的阈 值，则确定存在安全性破坏。温度传感器、辐射传感器、易燃气体传感器等可以以相同的方 式被应用。设备12还可以触发集装箱10的物理锁定。例如，当读卡器16通过一个安全性请 求用于保护船运集装箱10的内容物，微处理器22可以通过激活电子门锁或其它这样的物 理锁定机制来启动集装箱10的锁定。一旦集装箱通过安全性请求来保护，该集装箱就被物 理锁定以防止被盗或破坏。如图3A所示，读卡器16包括短距离天线30、微处理器36、存储器38和电源40。 短距离天线30实现与前面参考图2A描述的设备12的无线短距离、低功率通信。该读卡器 16可以包括或单独连接到远程集装箱监控系统(例如根据GSM、CDMA、PDC或DAMP无线通 信标准或使用有线LAN或无线局域网WLAN、MobiteX、GPRS、UMTS)的设备。本领域技术人员将会理解任何这样的标准对本发明是无约束的，而且附加可行的无线通信标准也可以应用 到读卡器16的长距离无线通信。其例子包括卫星数据通信标准，诸如Inmarsat、Iridium、 Project 21>Odyssey>Globalstar>ECCO>Ellipso>Tritium>Te1edesic>Spaceway>Orbcom> Obsidian、ACeS、Thuraya或Aries，在陆地移动通信系统不可用的情况下使用。读卡器16可以包括或附加到用于定位装载集装箱10的交通工具的卫星定位单元 34。例如，读卡器16可以是附加到卡车、轮船或铁路车辆上的移动读卡器16(B)。定位单元 34的提供是可选的，而且在不需要跟踪和定位集装箱10的情况下可以忽略。例如，固定读 卡器16(C)的位置可以是已知的；因此，卫星定位信息是不需要的。一种定位的方法可以是 使用卫星定位系统(例如GPS、GNSS和GL0NASS)。另一种方法是可以利用移动通信系统的 读卡器16的定位。在这里，一些定位技术可以完全基于移动通信网络(例如E0TD)而另一 些依赖于基于卫星和移动通信网络的组合的定位技术(例如辅助GPS)。读卡器16中的微处理器36和存储器38允许读卡器16和设备12以及上面描述 的远程监控系统之间的数据交换控制，还允许存储这些交换信息。用于读卡器16的元件操 作的必要电源通过电源40提供。图3B是根据本发明的原理的手持读卡器16(A)的框图。手持读卡器16(A)示为 从移动电话16 (Al)分离出来。该手持读卡器16(A)通过诸如短距离直接序列扩频无线接 口与设备12通信(如前所述)。一旦读卡器16㈧与设备12在相互很近的范围内(例如 < 100m)，该设备12和手持读卡器16(A)就可以相互通信了。该手持读卡器16(A)可以通 过与设备12的通信用于电子保护或卸载集装箱。该手持读卡器16(A)还可以用于从设备 12获取附加信息，例如来自集装箱10内的附加传感器的信息或来自门传感器29的读数。图3B所示的手持读卡器16㈧适合与16(A1)所示的移动电话或PDA相接。但是 本领域技术人员可以理解的是，读卡器16(A)可以是独立的单元或者也可以适合与诸如个 人数字助理或手持或膝上电脑相接。读卡器16吸取来自移动电话的电源并利用蓝牙或其 它类似的接口与移动电话通信。设备12和读卡器16的附加应用方案将参考图4-8描述。至于读卡器16(B)相 对于不同的运输和被运输单元的安装和拆卸，任何可用的安装都很好的覆盖在本发明内 (例如磁体固定，和通过螺丝、横杆、挂钩、球状物、搭扣安装的物理固定，进一步包括任何类 型的电子可实现的安装，例如电磁体，或进一步为可逆化学固定物，诸如胶带、透明胶带、胶 水、浆糊带)。图4展示了设备12和读卡器16的第一个应用方案。如图4所示，一个涉及公路 运输的选择是将读卡器16固定到门上或者航运仓库或者在供应链中的任意地方。在这样 的状况下，当集装箱10由卡车牵引退出航运区域时，读卡器16可以很容易地与集装箱10 的设备12进行通信。另一个选择是将读卡器16作为上述的手持读卡器16(A)来供应，当 卡车离开该区域时不是扫描设备12就是在集装箱10的监视过程中在卡车舱里携带手持读 卡器16 (A)。图5展示了设备12和读卡器16涉及铁路运输的第二个应用方案。图5展示了第 一个例子，其中读卡器16被沿着铁路线依附固定，用于与到达读卡器16可及范围内的那些 集装箱进行短距离无线通信。读卡器16可以实现与任何或所有在铁路上运输的集装箱10 的设备12进行短距离无线通信。
相同的原理应用于集装箱监视部分的第三个应用方案，如图6所示。此处，对于每 一个在海洋运输过程中被识别、跟踪、或监视的集装箱，都必须在设备12的可及范围内把 读卡器16放到集装箱10中。第一个选择将会是依据无线通信单元的附件方案而修改加载 方案。换句话说，读卡器16在集装箱船舱上的分布是依据加载方案确定的，而加载方案又 是由其它的限制和参数确定的。此外，用于集装箱监视的读卡器16的灵活的依附和分离可 以避免任何固定资产给操作员带来的税收。换句话说，一旦集装箱的监视不再需要，读卡器 16可以很容易地从集装箱的船舱和被使用的不同的集装箱的船舱或任何其它的传输设备 中分离出来。读卡器16也可以被连接到AIS，该AIS基于VHF通信，或国际海事卫星，这两 者常常被用于海运交通工具。
上述涉及长距离的全球、区域或本地运输的本发明的监视部分已被描述，依据图 7,关于限制区域的应用将会在下面进行阐述。实际上，关于限制区域的短距离和长距离的无线通信的分离被应用于所有的交通 工具和具有限定区域，例如集装箱终端、集装箱港口或任何制造地点的操作集装箱10的设 备12。这些限定的区域包括这种终端的输入门和输出门、任何种类的处理机器、例如顶层装 载机、侧面装载机、延伸堆垛机、运输拖车、拖车、起重机、跨车等等。特殊的集装箱并不是仅指典型的使用单个读卡器16来搜索；而是，每次集装箱10 通过，例如，起重机和堆垛机处理时，多个读卡器16遍布终端并且接收状态和控制信息。换 句话说，当集装箱经过读卡器16时，该事件被用于更新相关的状态和控制信息。图8阐述了依据本发明具体实施的保护过程的流程图。首先，在步骤800，设备12 通过读卡器16请求标识。在步骤802，设备102传输示识到读卡器16，并且在步骤804，读 卡器16选择容器10来保护。在步骤806，一个请求从读卡器16被传送到服务器15。在步 骤808，服务器15产生安全密钥并用加密编码给安全密钥加密。在步骤810，加密的安全密 钥通过读卡器16被传送到设备12用于保护集装箱10。在步骤812，安全密钥被解密并被 存储在设备12中。一个相似的过程可以被启动用于解除集装箱10。当集装箱10经过读卡 器16的范围时，它可以被自动保护，或每次用户可以保护或解除所选的特殊的集装箱10。图9阐述了依据本发明具体实施的安全检查过程。在步骤900，读卡器16向集装 箱10发送一个询问。在步骤902，集装箱10的设备12利用安全密钥和加密编码产生一个 应答。在步骤904，应答从设备12被发送到读卡器16。在步骤906，读卡器16也向服务器 15发送一个询问。对服务器15和设备12的询问实际上可以被同时或及时交替地传输。在 步骤908和910，服务器15分别利用安全密钥和加密编码产生并发送应答给读卡器16。在 步骤912，读卡器16确定应答是否相等。如果应答相等，那么集装箱10仍然被安全地保护。换句话说，如果应答不相等，集 装箱10的安全破坏(也就是，门事件)已经发生。与保护和解除过程类似，当集装箱10经 过读卡器16的范围时，安全检查可以被自动执行，或用户可以在运输的任何时间启动安全 检查。图10是用以说明门传感器29的校准和滤波过程的流程图1000。在步骤1002，门 传感器29被激活来每隔0. 5秒检测当前的压力值，尽管其它时间增量也可以实现。在步骤 1004，当前的压力值从门传感器29中被读取。在步骤1006，取每个读数的时间间距30微 秒，多个读数(X)被累积用来在步骤1008计算平均压力值。在步骤1010，门是否开启被确定下来。如果平均值超出在先前迭代步骤1022到1024计算出的开启阈值，则门被认为开 启了。如果门开启了，那么流程转到步骤1012，在该步骤，不需要任何附属的压力(上限参 考)，平均压力值被添加到慢低通滤波器(slow low pass filter)来获取传感器的值。如 果在步骤1010确定门被关闭，那么流程转到步骤1014，在该步骤确定设备12当前是否处 于待命状态(也就是，集装箱10是否已被保护)。如果设备12没有待命，那么门状态被更 新到步骤1016。如果设备12正在待命，那么在步骤1018确定设备12是否是先前待命的。 如果设备12不是先前待命的，那么在步骤1020，待命的有限参考被设置为步骤1008中的 当前的平均压力值。在步骤1022，开启、关闭和干预阈值是使用来自步骤1012中的上限参 考和来自步骤1020中的待命限制参考计算的。开启、关闭和干预阈值被用于确定在步骤 1010和1026，门是否被开启或关闭。在步骤1026，确定当前压力值是否超过开启或干预限 制。在某些具体实施中，干预评估可以涉及确定来自步骤1008中的均值是否超过了开启或 干预限制。如果均值超过开启或干预限制，那么当安全破坏发生时，干预警报可以给系统和 /或用户报警。如果均值没有超过开启或干预限制，那么没有警报会产生。图IOB是阐述干预评估子程序1050的流程图，该子程序可以作为图IOA的步骤 1026的干预评估使用。在子程序1050，使用三对等级和时间限制。然而，任何其它的适当 的等级和时间对也可被使用。干预评估子程序在步骤1052被启动。在步骤1054，决定门的 sw值，或任何其它的传感器的值是否大于第一个值。如果，在步骤1054，确定门的sw值不 大于第一个值，那么执行转到步骤1056。在步骤1056，计数器1、计数器2和计数器3均被 清空。在步骤1058，新的门的sw值作为待命限制参考值被添加到滤波器中。在步骤1060， 执行结束。如果，在步骤1054，确定门sw值大于第一个值，执行转到步骤1062。在步骤1062， 计数器1被增加。在步骤1064，确定计数器1是否大于时间1。如果它在步骤1064被确定 下来，执行转到步骤1066。在步骤1066，它确定事件是干预事件。在步骤1068，执行结束。如果，在步骤1064，没能确定计数器1大于时间1，执行转到步骤1070。在步骤 1070，确定门sw值是否大于第二个值。在步骤1070，如果它是确定的，执行转向步骤1072。 在步骤1072，计数器2被增加。在步骤1074，确定计数器2是否大于时间2。如果它是确定 的，执行转向步骤1076，在该步骤确定事件是干预事件。在步骤1078，执行结束。如果，在步骤1070，门sw值被发现不大于第二个值，执行转向步骤1080。在步骤 1080，计数器2和计数器3均被清空。在步骤1082，执行结束。如果，在步骤1074，不确定计数器2大于时间2，执行转向步骤1084。在步骤1084， 确定门sw值是否大于第三个值。如果它是确定的，执行转向步骤1086。在步骤1086，计数 器3被增加。在步骤1088，确定计数器3是否大于时间3。如果它是确定的，执行转向步骤 1090，在该步骤确定事件是干预事件。在步骤1092，执行结束。如果，在步骤1088，确定计 数器3不大于时间3，那么执行在步骤1094结束。如果，在步骤1084，确定门sw值不大于第三个值，那么计数器3在步骤1096被清空。在步骤1098，执行结束。图11阐述了用于从传感器单元208请求数据的流程图。在步骤1100，程序从，例 如，读卡器开始。在步骤1102，“从传感器获取数据”的命令被发送到集装箱安全设备12， 该设备转发此命令到传感器270。在步骤1104，集装箱安全设备12等待“从传感器获取数据”的应答。该应答可以包括来自传感器270的原始数据或其它有关的信息，例如时戳，阈值等等。在步骤1106，确定停止标记是否被接收。如果停止标记没有被接收，那么程序从步 骤1102开始。如果停止标记已经被接收，那么程序在步骤1108结束。图12阐述了用于发送数据到传感器单元208的流程图。例如，数据可以被发送到 传感器单元208用于配置传感器单元208或产生命令给传感器单元208。传感器单元208 可以被配置，例如，对可接受的检测的数据具有特殊允许的阈值。在步骤1200，程序以类似 图11中的方式开始。在步骤1202，“发送数据到传感器”的命令被发送到集装箱安全设备 12。在步骤1204，集装箱安全设备12等待“发送数据到传感器”的应答。应答可以是一个 确认，确认阈值被正确地设置或产生基于发送到传感器单元208的数据类型的其它类型的 应答。在步骤1206，确定停止标记是否被发送。如果停止标记没有被发送，那么程序从步骤 1202开始。如果停止标记已经被接收，那么程序在步骤1208结束。图13阐述了对传感器270执行唤醒程序的流程图。在步骤1300，程序从例如，读 卡器或用户应用开始。在步骤1302，“传感器唤醒命令”被发送到传感器270。在步骤1304， “从传感器获取数据”的命令以类似于图11和12中的方式被发送到传感器来接收从传感器 270来的数据。在步骤1306，确定应答是否从传感器270被接收。如果应答没有被接收，程 序从步骤1302开始。如果应答已经被接收，那么在步骤1308，数据从传感器270被发送到 集装箱安全设备12。在步骤1310，程序结束。尽管本发明的具体实施已经在附图和前面的详述中得到阐述，应注意的是本发明 并不局限于该公开的具体实施，还包括以下权利要求所定义的不脱离本发明的各种重新组 合、修改和替代。
权利要求
一种用于保护集装箱的装置，包括带有外壳的数据单元；从数据单元延伸出来并与数据单元相连的支撑臂，其中支撑臂被配置固定到在集装箱的垂直梁和门的铰链部分之间的集装箱的垂直梁上；和与支撑臂相连并以一角度关系从支撑臂向外延伸的天线臂，其中，天线臂被配置成位于集装箱的外部，支撑臂被配置成与集装箱的门部分相邻，数据单元被配置成当门打开时位于集装箱的内部。
2.根据权利要求1所述的装置，其中支撑臂具有一支撑表面，该表面包括一被配置用 来容纳磁体的孔。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述磁体位于所述孔内。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括 位于数据单元的外壳内的处理器。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括位于支撑臂的支撑表面并与处理器相连的压力传感器。
6.根据权利要求4所述的装置，还包括 位于天线臂上并与处理器相连的天线。
7.根据权利要求4所述的装置，还包括 位于数据单元的外壳内并与处理器相连的接口，其中，该接口被配置来与外部传感器单元相连，该外部传感器被配置来捕获与集装箱 的内部条件相关的信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述外部传感器单元是光传感器、运动传感器、辐 射传感器、温度传感器、近程传感器、生物测定传感器、氨传感器、冲击传感器、振动传感器、 二氧化碳传感器、烟传感器、噪音传感器、湿度传感器、图像传感器和易燃气体传感器中的 至少一个。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括 封装所述装置的模铸材料。
10.根据权利要求6所述的装置，其中处理器被配置来通过天线向远程服务器传输与 门的状态有关的数据。
11.一种用于保护集装箱的装置，包括 带有外壳的数据单元；从数据单元延伸出来并与数据单元相连的支撑臂，其中支撑臂被配置固定到在集装箱 的垂直梁和门的铰链部分之间的集装箱的垂直梁上；和 与支撑臂相结合的磁体； 位于数据单元的外壳内的处理器； 与支撑臂的支撑表面相连并与处理器相连的压力传感器； 与支撑臂相连并以一角度关系从支撑臂向外延伸的天线臂；和 位于天线臂上并与处理器相连的天线。
12.根据权利要求11所述的装置，其中支撑臂的支撑表面包括一被配置来容纳磁体的孔。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括 封装所述装置的模铸材料。
14.根据权利要求11所述的装置，还包括 位于数据单元的外壳内并与处理器相连的接口，其中，该接口被配置来与外部传感器单元相连，该外部传感器被配置来捕获与集装箱 的内部条件相关的信息。
15.根据权利要求14所述的装置，其中外部传感器单元是光传感器、运动传感器、辐射 传感器、温度传感器、近程传感器、生物测定传感器、氨传感器、冲击传感器、振动传感器、二 氧化碳传感器、烟传感器、噪音传感器、湿度传感器、图像传感器和易燃气体传感器中的至 少一个。
16.根据权利要求11所述的装置，其中，天线臂被配置成位于集装箱的外部，支撑臂被 配置成与门部分相邻，数据单元被配置成当门打开时位于集装箱的内部。
全文摘要
集装箱和内容物监视系统，包括设备、读卡器、服务器、软件中枢和容纳多个传感器的容器。所述设备与多个传感器和读卡器通信以便确定集装箱的状态和它的内容物。所述读卡器从设备向服务器传输信息。所述设备基于集装箱上或集装箱内的至少一个传感器来确定集装箱的状态。
文档编号G06Q10/00GK101813703SQ20101012801
公开日2010年8月25日 申请日期2004年5月17日 优先权日2003年5月15日
发明者G·R·莫顿森, 卡尔·博曼, 汉斯·波曼 申请人:全套海运安全公司