一种用于集装箱远程监控的智能通风器的制作方法

本实用新型是一种智能通风器，特别涉及一种用于集装箱远程监控的智能通风器。

背景技术：

集装箱在海陆联运过程中，加快了货物运送的速度，降低了运输成本，在物流系统中起到关键作用。然而，由于装箱不按规范操作，大小不一的货品混装，再加上运输装卸过程中的震荡颠簸，当出现货品破碎、损毁的现象，追责纠纷很难溯源。

在集装箱箱体外部的波纹板凹槽内，一般安装了通风器。通风器的主要作用是均压和通风，消除隐匿进水，存在通风空间。由于集装箱一般采用具有一定强度、刚度的金属材料，箱内采集信号、定位信号的发射容易被屏蔽，数据回传采用GPRS或WiFi形式，容易受电池功耗和距离的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种用于集装箱远程监控的智能通风器，在保留传统通风器均压和通风的前提下，可远程监测集装箱倾斜、振动情况，当倾斜角和振动值超过预设门限值时，上传报警信号至服务器；通风器定时上传定位及颠簸信息，保证集装箱全程可追踪，为货品损毁提供追责依据。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于集装箱远程监控的智能通风器，包括壳体和主控板，壳体主要作用是使智能通风器仍保持传统通风器均压和透气的功能，所述主控板使用环氧树脂硬胶密封安装于壳体内部腔体中，用以采集集装箱的颠簸、震动信息和定位信息，远程发送数据至服务器。

所述壳体由ABS塑料制成，包括上安装孔、挡板、通风孔、疏水通道、下安装孔。

所述上安装孔和下安装孔用于将智能通风器安装于集装箱箱体外壁的波纹板凹槽内。

所述挡板用以避免集装箱外部水汽透过通风孔直通箱内，消除隐匿进水。

所述通风孔用于导出箱内溢出气体，保持箱体内外均压和透气，开孔尺寸在3mm-5mm之间，防止外部异物塞入。

所述疏水通道用于导出壳体内部凝结的水珠。

所述主控板使用环氧树脂硬胶密封安装于壳体内部腔体中，占用一部分腔体，且与挡板保持一定距离，从而不影响壳体均压透气的作用，包括电源模块、10轴姿态传感器模块、定位模块、通讯模块、红绿指示灯、MCU。

进一步地，所述主控板使用环氧树脂硬胶密封，使得智能通风器可满足各种恶劣工作环境。

所述电源模块采用锂电池供电，为主控板各部件提供工作电源。

所述10轴姿态传感器模块内置MEMS传感器，集成三轴加速度计、三轴角速度计、三轴磁场计，用以测量被监测物的倾斜角和振动值，与所述MCU双向通信。

进一步地，所述三轴磁场计可与定位模块配合获得更精确的定位信息。

进一步地，所述10轴姿态传感器还内置气压传感器，用以采集气压和高度信息。

进一步地，可通过所述MCU设置所述10轴姿态传感器模块的门限值。

所述定位模块内置全球导航卫星系统（GNSS）定位芯片，可接收和跟踪GPS、GLONASS、GALILEO、BeiDou等多GNSS信号，这比只用GPS要更快速地获得定位数据。

优选地，所述定位芯片选择NEO-M8N。

所述通讯模块与所述MCU连接，采用低功耗长距离无线通讯模块，通过网关直接与云服务器连接，所述MCU控制所述通迅模块上传采集数据及报警信息。

优选地，所述低功耗长距离无线通讯模块采用LoRa模块。

所述红绿指示灯用于指示主控板的工作状态，与所述MCU连接。

所述MCU用以接收所述10轴姿态传感器采集的倾斜振动值以及定位模块的时间信息和定位信息，当倾斜角和振动值超过设定门限值时，形成报警信息并经由通讯模块以无线方式传送到云服务器。

进一步地，所述MCU可通过其内部周期定时器预设上报周期，定时唤醒主控板，发送上报消息。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）利用通风器的通风空间，在保证传统通风器透气均压的功能下，以10轴姿态传感器模块及定位模块采集集装箱颠簸、定位信息，实现集装箱全程可视化定位追踪，为货品损毁提供追责依据。

（2）通迅模块采用低功耗长距离无线通讯模块，用于上传报警信息及周期采集数据信息，通过网关直接与云服务器连接，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗问题。

（3）智能通风器结构简单，无复杂机械机构及电气控制元件，功耗低，基于ABS壳体，可稳定适用集装箱各种恶劣运输环境。

附图说明

图1是智能通风器结构图。

图2是智能通风器俯视图。

图3是智能通风器主控板结构示意图。

图4是10轴姿态传感器模块电路图。

图5是定位模块电路图。

图6是通讯模块电路图。

图7是MCU及其外围电路电路图。

图8是报警消息存储流程图。

图9是定时上报消息流程图。

附图标记说明：壳体1；上安装孔11；挡板12；通风孔13；疏水通道14；下安装孔15；主控板2。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，一种用于集装箱远程监控的智能通风器，包括壳体1和主控板2，壳体1主要作用是使得智能通风器仍保持传统通风器均压和透气的功能，所述主控板2使用环氧树脂硬胶密封安装于壳体1内部腔体中，用以采集集装箱的颠簸、震动信息，远程发送数据至服务器。

如图1和图2所示，所述壳体1由ABS塑料制成，包括上安装孔11、挡板12、通风孔13、疏水通道14、下安装孔15。

所述上安装孔11和下安装孔15用于将智能通风器固定安装于集装箱箱体外壁的波纹板凹槽内。

所述挡板12用以避免集装箱外部水汽透过通风孔直通箱内，消除隐匿进水。

所述通风孔13用于导出箱内溢出气体，保持箱体内外均压和透气，开孔尺寸在3mm-5mm之间，防止外部异物塞入。

所述疏水通道14用于导出壳体1内部凝结的水珠。

如图1和图3所示，所述主控板2使用环氧树脂硬胶密封安装于壳体内部腔体中，占用一部分腔体，且与挡板12保持一定距离，从而不影响壳体1均压透气的作用，包括电源模块、10轴姿态传感器模块、定位模块、通讯模块、红绿指示灯、MCU。

进一步地，所述主控板2使用环氧树脂硬胶密封，使得智能通风器可满足各种恶劣工作环境。

所述电源模块采用锂电池供电，为主控板2各部件提供工作电源。

如图4所示，所述10轴姿态传感器模块内置MEMS传感器，集成三轴加速度计、三轴角速度计、三轴磁场计，用以测量被监测物的倾斜角和振动值，与所述MCU双向通信。

进一步地，所述三轴磁场计可与定位模块配合获得更精确的定位信息。

进一步地，所述10轴姿态传感器还内置气压传感器，用以采集气压和高度信息。

进一步地，可通过所述MCU设置所述10轴姿态传感器模块的门限值。

所述定位模块内置全球导航卫星系统（GNSS）定位芯片，可接收和跟踪GPS、GLONASS、GALILEO、BeiDou等多GNSS信号，这比只用GPS要更快速地获得定位数据。

如图5所示，优选的，所述定位芯片选择NEO-M8N。

如图8所示，MCU报警消息存储流程如下：

Step1：所述10轴姿态传感器监测到集装箱倾斜振动值超过MCU预设的域值时，唤醒主控板，MCU接受来自10轴姿态传感器模块采集的倾斜振动值以及定位模块的时间、定位信息，形成报警消息，消息进入消息队列，进入Step2；

Step2：主控板进入休眠状态，Step1形成的报警消息在MCU下次上报周期时与定时上报消息一起上传。

所述通讯模块与所述MCU连接，采用低功耗长距离无线通讯模块，通过网关直接与云服务器连接，所述MCU控制所述通迅模块上传采集数据及报警信息。

如图6所述，优选地，所述低功耗长距离无线通讯模块采用LoRa模块。

所述红绿指示灯用于指示主控板的工作状态，与所述MCU连接。

如图7所示，所述MCU用以接收所述10轴姿态传感器采集的倾斜振动值以及定位芯片的时间信息和定位信息，当倾斜角和振动值超过设定门限值时，形成报警信息并经由通讯模块以无线方式传送到云服务器。

进一步地，所述MCU可通过其内部周期定时器预设上报周期。

如图9所示，所述MCU定时上报消息流程如下：

Step1：当MCU内部周期上报定时器时间等于上报周期时，唤醒主控板，MCU接受来自10轴姿态传感器模块的倾斜振动值以及定位模块的时间、定位信息，形成定时上报消息，消息进入消息队列；

Step2：MCU经过通讯模块自动联网；

Step3：发送消息队列中的消息至云服务器；

Step4：MCU收到服务器应答表示发送成功，没有收到服务器应答表示发送失败，若发送成功，进入Step5，若发送失败，跳转至Step6；

Step5：查询消息队列长度，若长度为0，进入Step6，若长度不为0，跳转至Step3；

Step6：主控板进入休眠状态。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。