专利名称：连续反馈集装箱安全系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于集装箱和其内装有的运输货物的一种新型连续反馈安全系统。更具体地说，本发明与能够安装到集装箱上的安全设备有关，并且为监视装置提供实时反馈。
背景技术：
在过去三十年左右里，用集装箱运送货物而不是以分立单元运送货物已成传统。这些装载货物的集装箱具有标准化尺寸并且在货船和拖拉机拖车上用起重机和其他适合的设备装卸这些装载货物的集装箱。
集装箱在航运业方面的使用如此之广泛，全世界就有超过二千万台开锁式运货集装箱。由于集装箱是开锁式的，因此在世界各地就有从开锁式集装箱偷盗贵重物品的强烈诱惑力。国际秘密拍卖集团已经形成。它们专注于偷盗和在市场上买卖昂贵赃物。实际上，仅仅在北美在所报导集装箱的损失方面每年超过一百亿美元，被盗问题如此之严重。在世界各地大部分非法毒品是用运货集装箱运输的。用集装箱偷渡非法移民也更盛行。每月几千辆拖运集装箱的拖拉机拖车被盗。集装箱失窃不仅代价高而且在交付货物上造成漫长的延误。损失如此之大，以致许多保险公司拒绝保集装箱的失窃险，于是迫使一些集装箱公司自筹集装箱和集装箱里面货物的失窃保险。
发明内容
本发明提供一种与监视装置同时使用的安全设备，安全设备包括外壳；安装在外壳外面、为安装到防护件上而配置和包括开关的安装支架，开关配置成在安装支架安装到被防护件上时产生第一指示而在安装支架卸离被防护件时产生第二指示；设置在外壳里面的电源；设置在外壳里面并且与电源连接的收发机，为与监视装置通讯而配置收发机；以及设置在外壳里面并且与电源、收发机和安装支架中的开关连接的电子电路，电子电路编程成在开关产生第一指示时进入戒备状态而且编程成在呈戒备状态时如果没有发生多个报警事件中的至少一个报警事件则使收发机能够周期地把OK信号发送到监视装置，这些报警事件包括安装支架中的开关产生第二指示、收发机的功率损耗和电子电路的功率损耗。
安全设备可以进一步包括设置在外壳里面并且与电源和电子电路连接的振动传感器，振动传感器配置成只要以预定方式移动安全设备就产生振动信号，这些报警事件进一步包括产生振动信号和振动传感器的功率损耗。
安全设备可以进一步包括设置在外壳里面并且与电源连接的GPS传感器，GPS传感器配置成向电子电路提供位置信号。
可以把电子电路设计成使位置信号与初始位置信号作比较并且设计成只要位置信号与初始位置信号相差预定量就产生位移信号，初始位置信号包括在产生第一指示时由GPS传感器提供的位置信号，并且其中这些报警事件进一步包括产生位移信号和GPS传感器的功率损耗。
安全设备可以进一步包括设置在外壳里面并且与电源和电子电路连接的声传感器。声传感器配置成只要在安全设备附近发出一定的声响就产生声信号，这些报警事件进一步包括产生声信号和声传感器的功率损耗。
安装支架可以包括配置成按扣在锁定杆上的夹子。安全设备可以进一步包括连接臂和安装到第二锁定杆上的夹子。安全设备可以进一步包括为了把一些夹子其中一个夹子选择性地锁紧在安装所述其中一个夹子的锁定杆上而安装到所述其中一个夹子上的锁紧机械装置。
本发明还提供一种安全系统，安全系统包括安全设备，为用在其上含开关的安装支架安装到集装箱的锁定杆上而配置安全设备，安全设备包括第一电源、第一电子电路和第一收发机，开关配置成向电子电路提供在把安装支架安装到锁定杆上时的第一指示和在安装支架撤离锁定杆时的第二指示；以及监视装置，监视装置包括第二电源、第二电子电路和第二收发机，其中，在从开关接收第一指示时第一电子电路使第一收发机能够周期地把OK信号播送到第二收发机，并且其中把第一电子电路设计成使第一收发机能够在从开关接收第二指示、从第二收发机接收报警信号、从第一电源接收降低功率指示、检测出安全设备的振动和检测出安全设备超过预定距离的位移中的至少一种情况时至少播送报警信号，而且其中把第二电子电路设计成使第二收发机能够中断在预定时间周期内从第一收发机接收OK信号，从第一收发机接收报警信号和从第二电源接收降低功率指示中的至少一种情况时播送报警信号。
本发明也提供防止干预具有至少一条锁定杆的集装箱的一种方法，方法包括把安全设备安装到锁定杆上，安全设备包括振动传感器、位置传感器、电源、收发机和电子电路，安全设备配置成在安装到锁定杆时进入戒备状态，在呈戒备状态时从收发机播送OK信号，与监视装置同时接收OK信号，监视装置配置成只要监视装置中断在预定时间周期内接收任何OK信号就播送报警信号以及在发生多个报警事件中的至少一件报警事件时中断从安全设备播送OK信号，这些报警事件包括安全设备从锁定杆卸离、安全设备振动和安全设备位移超过离安全设备进入戒备状态的位置的预定距离，以及振动传感器、位置传感器、收发机和电子电路中间无论哪一个的损耗功率。
方法可以进一步包括在接收每个OK信号时从监视装置播送确认领带并且由收发机接收确认信号的步骤，而且其中这些报警事件进一步包括为了用收发机播送各个OK信号而中断收发机接收确认信号。
在举例说明一些本发明非限制性实施方式的附图中图1举例说明根据本发明具体实施方式
的一种安全系统，用安装在锁定杆上的安全设备的部件分解侧视图表示监视装置和安全设备；图2表示图1中安全设备的细部前视图；图3表示图1中安全设备的细部后视图；图4表示图1中安全设备的剖面图，说明安全设备的构件；图5表示图1中监视装置的细部前视图；图6表示图1中监视装置的剖面图，说明监视单元的构件；图7绘出根据本发明监视装置具体实施方式
的电路图；图8绘出根据本发明振动传感器具体实施方式
的电路图；和图9举例说明根据本发明另一种实施方式为安装到两条锁定杆上而配置的安全设备。
具体实施例方式
下面通篇描述是为了提供对本发明更充分的理解而列举具体的细节。然而，在没有这些细节的情况下可以实施本发明。在另一些情形下，为了避免不必要地使本发明模糊不清而不表示出或者不详细地描述众所周知的元件。因此，将在举例说明的意义上而不是在限制的意义上来考虑详细说明和附图。
图1表示根据本发明具体实施方式
的安全设备10。设备10包括具有与其固定的安装支架14的外壳12。安装支架安装到集装箱18后面的一条锁定杆16上。设备10配置成与监视装置20用无线信号21通讯，只要它们是在大致1.5英里相互的最大距离内。设备10和监视装置20之间交换的无线信号21优选的是一些射频(RF)信号，而更优选的是跳频式扩频(FHSS)信号。FHSS信号因为它们的便于使用和对窃听和干扰低的敏感度所以是优选的。
优选的是，为了通过通讯网络(未表示出)与移动安全站通讯也配置安全设备10和监视装置20。一旦设备10进入戒备状态，任何一种报警事件的发生就会使设备10和监视装置20能够向移动安全站播送报警信号。安全人员在安全站会收到报警信号因而能够相应地作出反应。另一种方法是，可以把报警信号直接播送到放置集装箱区域的当地警方。
参阅图2到4，设备10优选包括全都设置在外壳12内的收发机24、电子电路26和电源28。收发机24可以包括天线30。电子电路26可以包括许多电路板32。电源28优选包括一个电池或电池组。在外壳12内为了保护电子电路26免受从电源28可能出乎意外的放电而在电源28和电子电路26之间可以设置屏蔽36。邻接电源12的外壳末端优选包括插入式末端接插头40，以便于拆卸和更换电源28。充电插头38优选放在末端接插头40内并且与电源28电接触，以便用外壳12壁内的导电体(未表示出)向收发机24和电子电路26供电。电源28优选包括C蓄电池电池组。
安装支架14优选包括配置成按扣在锁定杆16上的部分圆柱形的夹子。把开关22放在安装支架14的内侧上，以致当把安装支架14安装到锁定杆16时压下开关22。开关22与电子电路26联接，因此当通过安装支架14安装到锁定杆16而压下开关22时电子电路进入戒备状态。一旦电子电路进入戒备状态，它将保持戒备状态直到报警事件发生为止，或者直到收发机24收到解除信号为止。如果从锁定杆16拆下安装支架14，则不再压下开关22。从锁定杆16拆下安装支架14包括报警事件。
在呈戒备状态时，电子电路26配置成使收发机24能够优选以使用者可以选择的预定速度连续地把OK信号(优选的是FHSS信号)播送到监视装置20。设备10还可以包括与电子电路26连接的发光二极管(LED)42，因此电子电路26处于戒备状态时LED 42闪烁。
参阅图5和6，监视装置20可以包括大小与使用者衣袋相适合的寻呼机。根据图5和6，监视装置20优选包括收发机44、电子电路46、电源48和显示器50。显示器50可以包括许多发光二极管(未表示出)，以便指出监视装置20和安全设备10的状态，用于或是监视装置20或是安全设备10的例如OK状态；报警事件；信号衰减；和电池不足状况。电源48优选包括可以用机动车辆的卷烟打火机再充电的电池。收发机44可以包括天线52。图7绘出监视装置20具体实施万式的电路图。
一旦收发机44从设备10收到OK信号，电子电路46就进入戒备状态。电子电路46保持戒备状态直到发生报警事件为止，或者直到使监视装置取消戒备为止。当呈戒备状态时，电子电路46监测用于接收从设备10播送OK信号的收发机44。电子电路46可以配置成使收发机44能够根据接收的每个OK信号把确认信号播送到收发机24。收发机44中断在预定时间周期内从收发机24接收OK信号包括报警事件。预定时间周期优选的是约5秒钟。在收发机44播送确认信号的实施方式中，收发机24在播送每个OK信号以后中断从收发机44接收确认信号包括报警事件。
电子电路46优选配置成把关于监视装置20的信息输出到显示器50。显示器50的信息输出可以包含电源28、48的状态和安全设备10是否在监视装置20的最大距离内的指示。
监视装置20优选包括电源开关54。当监视装置20在使用时电源开关54处于ON位置。把电源开关54移动到OFF位置使电子电路46能够进入解除监视装置20戒备的取消戒备状态。监视装置20解除戒备使收发机44能够在关闭收发机44和电子电路46的电源以前把取消戒备信号发送到收发机24。当收发机24从收发机44接收取消戒备信号时电子电路26进入取消戒备状态。
任何报警事件的发生就使电子电路24、26能够进入报警状态。当呈报警状态时电子电路26、46配置成分别使收发机24、44能够优选通过卫星通讯网络把报警信号(优选的是FHSS信号)播送到偏僻地区的安全站。用另一种方法是，可以把报警信号直接播送到放置集装箱18的区域内的当地警方。优选的是连续播送报警信号。当电子电路26、46处于报警方式时播送NO OK信号。报警信号优选包括像用于设备10和监视装置20的独特标识码以及设备10和监视装置20的位置之类关于设备10和监视装置20的实时信息。
设备10还可以包括与电子电路26联接像警报汽笛之类的噪声发生器(未表示出)并且可以配置成在电子电路26呈报警状态时将发出声音。同样，监视装置20可以包括与电子电路46联接像蜂鸣器之类的噪声发生器(未表示出)并且可以配置成在电子电路46呈报警状态时会发出声音。
设备10中的电子电路26可以包含振动传感器。图8绘出振动传感器实施方式的电路图。振动传感器优选配置成只要设备10振动就产生振动信号。振动传感器也可以配置成只要设备10摆动超过预定角度就产生振动信号。振动传感器还优选包含使用者能够调整传感器灵敏度的软件，因此较小的振动和/或摆动不会产生振动信号。这在运输集装箱期间当安全设备10进入戒备状态时是特别有用的、振动信号的产生包括报警事件。
设备10中的电子电路26还可以选择包含声传感器。声传感器优选配置成只要在设备10的附近出现钻孔或其他有特殊噪声的工作就产生声信号。声信号的产生包括报警事件。
电子电路26还可以包含全球定位系统(GPS)传感器。GPS传感器70配置成给电子电路26提供位置信号。在电子电路26进入戒备状态时，电子电路26从GPS传感器读出初始位置信号并且测定设备10的进入戒备状态位置。电子电路26按时检查来自GPS传感器的位置信号，并且只要来自GPS传感器的信号显示设备10移动了大于优选离进入戒备状态位置约200英尺的预定距离就会产生位移信号。位移信号可以包括关于设备10的位置和速度的信息。位移信号的产生包括报警事件。
图9举例说明配置成安装到集装箱14的两条锁定杆16上的安全装备10的一种变换实施方式。图9中的设备10除了图9设备进一步包括连接臂15、第二安装支架14A和第二开关22以外是与图1到4所示的实施方式一样的。第二开关完全像开关22一样联接到电子电路26，因此安装支架14、14A二者或二者中任何一个的卸离包括报警事件。图9实施方式因为集装箱中货物的物主可以备有监视装置20，以便接收关于集装箱位置以及或是驾驶员或是其他人企图打开集装箱的实时信息，所以对保持在运输中集装箱的安全来说具有特殊用途。
图9还举例说明安装到安装支架14A上的锁紧机械装置17。应当理解，在或是图9实施方式或是图2到4的实施方式中也能够把锁紧机械装置17安装到安装支架14上。锁紧机械装置17包括在销子19与支架14A内表面齐平的打开位置和销子19从支架14A内表面向内伸到锁定杆16(未表示出)内相同形状孔中的锁紧位置之间可移动的销子19。优选的是通过转动钥匙(未表示出)来完成销子19的移动。
根据以上的公开内容，在本发明的实施中可以作许多替换和变换而没有脱离本发明的精神或范围，这对熟练的技术人员来说将是显而易见的，因此，将把根据由下面的权利要求书确定的物体认作本发明的范围。
权利要求
1.一种与监视装置同时使用的安全设备，该安全设备包括(a)外壳；(b)安装在外壳外面的安装支架，该安装支架构成为用于安装到被防护件上并且包括一个开关，该开关构成为在安装支架安装到被防护件上时产生第一指示而在安装支架撤离被防护件时产生第二指示；(c)设置在外壳里面的电源；(d)设置在外壳里面并且与电源连接的收发机，该收发机构成为与监视装置通讯；和(e)设置在外壳里面并且与电源、收发机和安装支架的开关连接的电子电路，电子电路编程成在开关产生第一指示时进入戒备状态而且编程成在呈戒备状态时如果没有发生多个报警事件中的至少一个报警事件则使收发机周期地把OK信号发送到监视装置，多个报警事件包括(i)所述安装支架的所述开关产生第二指示；(ii)收发机增加功率损耗；和(iii)电子电路增加功率损耗。
2.根据权利要求1所述的安全设备进一步包括设置在外壳里面并且与电源和电子电路连接的振动传感器，该振动传感器构成为如果以预定方式移动安全设备就产生振动信号，这些报警事件进一步包括(i)产生振动信号；和(ii)振动传感器增加功率损耗。
3.根据权利要求1所述的安全设备，其中安装支架包括构成为按扣在锁定杆上的夹子。
4.根据权利要求1所述的安全设备进一步包括设置在外壳里面并且与电源连接的GPS传感器，GPS传感器构成为向电子电路提供位置信号。
5.根据权利要求4所述的安全设备，其中把电子电路编程成使位置信号与初始位置信号作比较并且编程成如果位置信号与初始位置信号相差预定量就产生位移信号，初始位置信号包括在产生第一指示时由GPS传感器提供的位置信号，并且其中这些报警事件进一步包括(i)位移信号产生；和(ii)GPS传感器增加功率损耗。
6.根据权利要求1所述的安全设备进一步包括设置在外壳里面并且与电源和电子电路连接的声传感器，声传感器构成为如果在安全设备附近发出预定的声响就产生声信号，这些报警事件进一步包括(i)声信号产生；和(ii)声传感器增加功率损耗
7.根据权利要求3所述的安全设备进一步包括连接臂和用于安装到第二锁定杆上的第二夹子。
8.根据权利要求7所述的安全设备进一步包括锁紧机械装置，与夹子之中的一个夹子接触，用于将该一个夹子选择性地锁紧在该一个夹子所接触安装的锁定杆上。
9.根据权利要求3所述的安全设备进一步包括用于把夹子选择性地锁紧在锁定杆上而安装到夹子上的锁紧机械装置。
10.一种安全系统，包括(a)安全设备，该安全设备构成为通过其上具有开关的安装支架而安装到集装箱的锁定杆上，安全设备包括第一电源、第一电子电路和第一收发机，开关配置成向电子电路提供在把安装支架安装到锁定杆上时的第一指示和在安装支架卸离锁定杆时的第二指示；以及(b)监视装置，监视装置包括第二电源、第二电子电路和第二收发机；其中，在从开关接收第一指示时第一电子电路使第一收发机周期地把OK信号发送到第二收发机，并且其中把第一电子电路编程成使第一收发机在下列的至少一种情况时播送报警信号(i)从开关接收到第二指示；(ii)从第二收发机接收到报警信号；(iii)从第一电源接收到降低功率指示；(iv)检测出安全设备的振动；和(v)检测出安全设备超过预定距离的位移；而且其中把第二电子电路编程成使第二收发机在下列的至少一种情况时播送报警信号(vi)在预定时间周期内没有从第一收发机接收到OK信号；(vii)从第一收发机接收到报警信号；和(viii)从第二电源接收到降低功率指示。
11.一种防止干预具有至少一条锁定杆的集装箱的方法，方法包括(a)把安全设备安装到锁定杆上，安全设备包括振动传感器、位置传感器、电源、收发机和电子电路，安全设备构成为在安装到锁定杆时进入戒备状态；(b)在呈戒备状态时从收发机播送OK信号；(c)由监视装置接收OK信号，监视装置构成为如果监视装置在预定时间周期内没有接收到任何OK信号就播送报警信号；以及(d)发生多个报警事件中的至少一件报警事件时停止从安全设备播送OK信号，这些报警事件包括(i)安全设备从锁定杆卸离；(ii)安全设备振动；和(iii)安全设备位移超过距安全设备进入戒备状态的位置的预定距离；以及(iv)振动传感器、位置传感器、收发机和电子电路中任一个增加损耗功率。
12.根据权利要求11的方法进一步包括在接收每个OK信号时从监视装置播送确认信号并且由收发机接收确认信号的步骤，而且其中这些报警事件进一步包括收发机没有接收到用收发机播送每个OK信号的确认信号。
全文摘要
一种安全系统包括提供实时安全信息的安全设备和监视装置。安全设备包括外壳和在外壳上为安装到被防护件上而配置并且包括开关的安装支架。开关配置成在安装支架安装到被防护件时产生第一指示而在安装支架卸离被防护件时产生第二指示。设置在外壳里面的电源、收发机和电子电路相互连接而电源与安装支架中的开关连接。收发机配置成与监视装置通讯。在产生第一指示时电子电路进入戒备状态并且如果没有发生许多报警事件其中至少一个报警事件那么能够使收发机向监视装置周期性地播送OK信号。
文档编号G08B13/14GK1768359SQ200480008731
公开日2006年5月3日 申请日期2004年4月5日 优先权日2003年4月7日
发明者约翰·M.·库克博恩, 克莱夫·A.·罗斯 申请人:布尔多格科技(Bc)公司