专利名称：一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统及监管方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆监管系统及监管方法，更具体地，涉及一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统及监管方法。
背景技术：
海关监管车是专门用于运输海关监管货物的封关车，用于将海关的监管货物从一个海关监管区运输到另一个监管区。如货物从国外运到口岸，货物入境时并没有清关，需要运输到货物目的地的海关清关，就需要这种海关监管车。海关监管车需要向海关申请，在海关注册备案后，才能承运海关监管货物，装运货物后，由海关关员施关锁，将货车们锁上； 到目的地后，由当地海关检查封志无误后解关锁，卸货清关。
近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术和ZigBee技术得到了较迅速的发展。无线传感器网络由大量传感器节点组成，传感器节点被密集地放置于测量环境当中，大量的传感器节点以自组织的方式组成网络，节点对探测到的信息进行初步处理后，以多跳中继的方式将信息传送至汇聚节点，然后通过互联网等途径到达用户终端所在的管理节点，而用户终端也可以通过管理节点对无线传感器网络进行管理。
为了满足小型低成本设备的无线联网要求，2000年IEEE成立IEEE 802. 15. 4工作组，研究开发了 ZigBee技术，即一种低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。ZigBee技术利用无线数传模块形成一个无线数传网络平台，各个无线数传模块之间可以相互通信。基于ZigBee技术的无线传感器网络，使数据的自动采集、分析处理，以及网络组建和数据传输变得更加容易。
基于ZigBee技术的无线传感器网络能够适用于不需要很高的数据吞吐量和连续状态更新的工业应用，并且具有低功耗和低成本的优势。
目前，在海关监管车运输海关货物的时候，车辆需要由海关关员在车门上施封志， 在到达目的海关监管区后，再由海关关员核查封志无误后解封。所以，添加封志和检查封志的过程需要人为干预，而随着海关监管车辆的增多、运输量增长，需要海关部门投入大量的人力以对海关监管车施封与检查封志。
同时，海关监管车在长途的运输中有可能被非正常的改变运输路线或非正常途径的开启。现有技术中，采用的机械挂锁、一次性使用的“封签”或一般的电子数码锁等已不能有效地阻止此类事件的发生，所以如何提高海关监管力度、防止类似事件的发生、降低人力成本，是目前海关工作中的一项重要任务。
因此，迫切地需要一种能够实现信号无线传输、海关监管车实时定位、货柜柜门开闭状态实时监测、控制精确、成本低的海关监管车监管系统及监管方法。发明内容
本发明提供了一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统及监管方法，自动控制锁具的开/闭，并结合ZigBee传输协议和无线网络传输协议实现海关监管车辆运输途中的位置及车门的开/关状态的实时监测，便于精确控制，节约人力成本。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，包括控制平台，包括接收/发送无线信号的无线通讯及控制模块，接收海关监管车辆的出/入关信息，并发出加/解锁指令；通过无线网络传输协议与所述控制平台连接的车载控制终端，包括带有无线通讯接口的主控制模块，接收所述加/解锁指令，并发出加/解锁控制信号；与所述主控制模块相连的ZigBee通讯模块，接收并传递所述加/解锁控制信号；设于车门上用于封闭该车门的锁具，包括通过ZigBee传输协议与所述 ZigBee通讯模块连接的ZigBee通讯及控制模块，,按照ZigBee传输协议接收所述加/ 解锁控制信号，控制所述锁具的加/解锁。
上述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统还包括固设于海关监管车辆上、通过ZigBee传输协议与车载控制终端连接的车门监测模块，实时监测车门的开/关状态，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出车门的开/关状态信号;所述ZigBee通讯模块接收所述车门的开/关状态信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车门的开/关状态信息。
上述技术方案中，所述车载控制终端还包括与带有无线通讯接口的主控制模块连接的GPS卫星定位模块，实时获取海关监管车辆的定位信息，并将该定位信息输入至所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车辆的位置信肩、O
上述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统还包括固设于海关监管车辆上不同位置的、通过ZigBee传输协议与车载控制终端连接的复数个安全监测模块，实时监测距监管车辆一定距离内的物体，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的 ZigBee通讯模块发出危险信号；所述ZigBee通讯模块接收所述危险信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出危险信息。
进一步的技术方案，所述控制平台的无线通讯及控制模块接收到所述车门的开状态信号、不同于预设的位置信息、危险信息时发出警示指令；所述控制平台包括报警模块，接收所述警示指令，并发出警示信号。
优选的，所述锁具为电子数码锁，还包括电源管理模块、电子锁具模块、内置天线，所述ZigBee通讯及控制模块与内置天线、电子锁具模块分别相连。
上述技术方案中，所述车载控制终端还包括电源管理模块、GPS内置天线、ZigBee内置天线、GSM内置天线，所述GPS内置天线与GPS卫星定位模块相连，所述 ZigBee内置天线通过ZigBee通讯模块与带有无线通讯接口的主控制模块相连；所述主控制模块为带有GSM通讯接口的主控制模块，所述GSM内置天线与主控制模块相连。上述技术方案中，所述无线网络为GSM无线网络、CDMA无线网络中的一种。优选的，所述车门监测模块和安全监测模块均为传感器。一种上述基于Zig Bee的海关监管车辆监管系统的监管方法，包括如下步骤
(1)出闸登记，发出海关监管车辆出关信息给控制平台；
(2)控制平台接收海关监管车辆出关信息，其无线通讯及控制模块发出加 锁指令；
(3)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输协
议接收加锁指令，主控制模块发出加锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递该加锁控制信号；
(4)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述加锁控 制信号，控制所述锁具的闭锁，车辆进入施封状态；
(5)运输途中，所述GPS卫星定位模块实时获取海关监管车辆的定位信息，
并将该定位信息输入至所述带有无线通讯接口的主控制模块；主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车辆的位置信息，便于监控；
(6)运输途中，所述车门监测模块实时监测车门的开/关状态信号，并按
照ZigBee传输协议向车载控制终端的ZigBee通讯模块发出所述车门的开/关状态信
号;
所述ZigBee通讯模块接收所述车门的开/关状态信号并传递给所述带有无 线通讯接口的主控制模块；
所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车门的开/关 状态信号，便于监控；
(7)运输途中，所述安全监测模块实时监测距监管车辆一定距离内的物体，
并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出危险信号；
所述ZigBee通讯模块接收所述危险信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模
块；
所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出危险信息，便
于警示。(8)海关监管车辆行至目的地，入闸登记，发出海关监管车辆入关信息给 控制平台；
(9)控制平台接收海关监管车辆入关信息，其无线通讯及控制模块发出解 锁指令；
(10)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输
协议接收所述解锁指令，主控制模块发出解锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递该解锁控制信号；
(11)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述解锁控制信号,控制所述锁具的解锁，车辆进入解封状态，完成海关监管车辆的监管。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
I.本发明基于ZigBee传输协议和无线网络传输协议自动控制电子数码锁的加/解锁，控制精确、快速，节约人力成本。
2.本发明结合ZigBee传输协议和无线网络传输协议实现海关监管车辆运输途中的位置及车门的开/关状态的实时监测，确保运输过程中物品的安全性。
3.本发明的锁具能够远程无线监控，远程无线控制加/解锁具。锁具和车载控制终端通过ZigBee传输协议通信，功耗低、成本低、扩展性好。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图I本发明实施例的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
图I是本发明实施例的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统的结构示意图。如图所示，一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，包括控制平台1，包括接收/发送无线信号的无线通讯及控制模块10，与无线通讯及控制模块10相连的报警模块11。
通过GSM无线网络传输协议与所述控制平台I连接的车载控制终端2，包括 电源管理模块、带有无线通讯接口的主控制模块20、GPS内置天线、GPS卫星定位模块22、ZigBee内置天线、ZigBee通讯模块21、GSM内置天线，本实施例中，所述主控制模块20 为带有GSM通讯接口的主控制模块；所述GSM内置天线与主控制模块20相连，所述GPS内置天线与GPS卫星定位模块相连，GPS卫星定位模块的定位信息输入至带有GSM通讯接口的主控制模块；所述ZigBee内置天线通过ZigBee通讯模块与带有GSM通讯接口的主控制模块相连。
设于车门上用于封闭该车门的锁具3为电子数码锁，包括电源管理模块、电子锁具模块、内置天线、与电子锁具模块、内置天线分别相连的ZigBee通讯及控制模块30,所述ZigBee通讯及控制模块30按照ZigBee传输协议接收所述加/解锁控制信号，控制所述锁具3的加/解锁。
本实施例的锁具加/解锁的控制原理如下所述所述控制平台I的无线通讯及控制模块10，接收海关监管车辆的出/入关信息，并发出加/解锁指令；所述车载控制终端2的带有GSM通讯接口的主控制模块20接收所述加/解锁指令，并发出加/解锁控制信号；与所述主控制模块20相连的ZigBee通讯模块21接收并传递所述加/解锁控制信号；所述锁具3的ZigBee通讯及控制模块30，按照ZigBee传输协议接收所述加/解锁控制信号，控制所述锁具3的加/解锁。
本实施例的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统还包括固设于海关监管车辆上、通过ZigBee传输协议与车载控制终端2连接的车门监测模块4，实时监测车门的开/关8状态，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端2的ZigBee通讯模块21发出车门的开
/关状态信号。固设于海关监管车辆上不同位置的、通过ZigBee传输协议与车载控制终端 2连接的复数个安全监测模块5，实时监测距监管车辆一定距离内的物体，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端2的ZigBee通讯模块21发出危险信号。所述车载控制终端2的ZigBee通讯模块21接收所述车门的开/关状态信号和所述危险信号，并传递给所述带有GSM通讯接口的主控制模块20 ;所述主控制模块20按照无线网络传输协议向所述控制平台I发出车门的开/关状态信息和危险信息。所述车载控制终端2的GPS卫星定位模块22实时获取海关监管车辆的定位 信息，并将该定位信息输入至所述带有GSM通讯接口的主控制模块20 ;所述主控制模
块20按照无线网络传输协议向所述控制平台I发出车辆的位置信息，实现海关监管车辆运输途中的位置及车门的开/关状态的实时监测，确保运输过程中物品的安全性。运输过程中，当所述控制平台I的无线通讯及控制模块10接收到所述车门的开状态信号、不同于预设的位置信息、危险信息时发出警示指令；所述报警模块11接收所述警示指令，并发出警示信号。本实施例中，所述车门监测模块4为传感器，可选用位置传感器，安装于 海关监管车辆两扇车门结合处附近的车厢内壁上，当监测到车门距传感器的距离大于
车门关闭时的理论距离时，发出车门的开状态信号。所述安全监测模块5为传感器，可选用位置传感器，海关监管车辆的除底
面和前面的4个侧面均安装一个安全监测模块，当任何一个安全监测模块监测到距海关监管车辆一定距离内有物体时，发出危险信号。本实施例的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统监管方法，包括如下步骤
(1)出闸登记，发出海关监管车辆出关信息给控制平台；
(2)控制平台接收海关监管车辆出关信息，其无线通讯及控制模块发出加 锁指令；
(3)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输协 议接收加锁指令，主控制模块发出加锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递 该加锁控制信号；
(4)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述加锁控 制信号，控制所述锁具的闭锁，车辆进入施封状态；
(5)运输途中，所述GPS卫星定位模块实时获取海关监管车辆的定位信息，
并将该定位信息输入至所述带有无线通讯接口的主控制模块；主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车辆的位置信息，便于监控；
(6)运输途中，所述车门监测模块实时监测车门的开/关状态信号，并按
照ZigBee传输协议向车载控制终端的ZigBee通讯模块发出所述车门的开/关状态信
号;
所述ZigBee通讯模块接收所述车门的开/关状态信号并传递给所述带有无 线通讯接口的主控制模块；
所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车门的开/关状态信号，便于监控；(7)运输途中，所述安全监测模块实时监测距监管车辆一定距离内的物体，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出危险信号；所述ZigBee通讯模块接收所述危险信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出危险信息，便于警示。
(8)海关监管车辆行至目的地，入闸登记，发出海关监管车辆入关信息给控制平台；(9)控制平台接收海关监管车辆入关信息，其无线通讯及控制模块发出解锁指令；(10)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输协议接收所述解锁指令，主控制模块发出解锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递该解锁控制信号；(11)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述解锁控制信号，控制所述锁具的解锁，车辆进入解封状态，完成海关监管车辆的监管。
以上所述，仅为发明的具体实施方式
。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为
权利要求
1.一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，包括控制平台，包括接收/发送无线信号的无线通讯及控制模块，接收海关监管车辆的出/入关信息，并发出加/解锁指令；通过无线网络传输协议与所述控制平台连接的车载控制终端，包括带有无线通讯接口的主控制模块，接收所述加/解锁指令，并发出加/解锁控制信号；与所述主控制模块相连的ZigBee通讯模块，接收并传递所述加/解锁控制信号；设于车门上用于封闭该车门的锁具，包括通过ZigBee传输协议与所述 ZigBee通讯模块连接的ZigBee通讯及控制模块,按照ZigBee传输协议接收所述加/ 解锁控制信号，控制所述锁具的加/解锁。
2.根据权利要求I所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，还包括 固设于海关监管车辆上、通过ZigBee传输协议与车载控制终端连接的车门监测模块，实时监测车门的开/关状态，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出车门的开/关状态信号；所述ZigBee通讯模块接收所述车门的开/关状态信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车门的开/关状态信息。
3.根据权利要求I所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述车载控制终端还包括与带有无线通讯接口的主控制模块连接的GPS卫星定位模块，实时获取海关监管车辆的定位信息，并将该定位信息输入至所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车辆的位置信肩、O
4.根据权利要求I所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，还包括固设于海关监管车辆上不同位置的、通过ZigBee传输协议与车载控制终端连接的复数个安全监测模块，实时监测距监管车辆一定距离内的物体,并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出危险信号；所述ZigBee通讯模块接收所述危险信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出危险信息。
5.根据权利要求2、3或4中任一项所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述控制平台的无线通讯及控制模块接收到所述车门的开状态信号、不同于预设的位置信息、危险信息时发出警示指令；所述控制平台包括报警模块，接收所述警示指令，并发出警示信号。
6.根据权利要求I所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述锁具为电子数码锁，还包括电源管理模块、电子锁具模块、内置天线，所述 ZigBee通讯及控制模块与内置天线、电子锁具模块分别相连。
7.根据权利要求1、2或3中任一项所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述车载控制终端还包括电源管理模块、GPS内置天线、ZigBee 内置天线、GSM内置天线，所述GPS内置天线与GPS卫星定位模块相连，所述ZigBee内置天线通过ZigBee通讯模块与带有无线通讯接口的主控制模块相连；所述主控制模块为带有GSM通讯接口的主控制模块，所述GSM内置天线与主控制模块相连。
8.根据权利要求I至4中任一项所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述无线网络为GSM无线网络、CDMA无线网络中的一种。
9.根据权利要求2或4所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统，其特征在于，所述车门监测模块和安全监测模块均为传感器。
10.一种权利要求I至4中任一项所述的基于ZigBee的海关监管车辆监管系统的监管方法，其特征在于，包括如下步骤(1)出闸登记，发出海关监管车辆出关信息给控制平台；(2)控制平台接收海关监管车辆出关信息，其无线通讯及控制模块发出加锁指令；(3)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输协议接收加锁指令，主控制模块发出加锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递该加锁控制信号；(4)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述加锁控制信号，控制所述锁具的闭锁，车辆进入施封状态；(5)运输途中，所述GPS卫星定位模块实时获取海关监管车辆的定位信息，并将该定位信息输入至所述带有无线通讯接口的主控制模块；主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车辆的位置信息，便于监控；(6)运输途中，所述车门监测模块实时监测车门的开/关状态信号，并按照ZigBee传输协议向车载控制终端的ZigBee通讯模块发出所述车门的开/关状态信号;所述ZigBee通讯模块接收所述车门的开/关状态信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出车门的开/关状态信号，便于监控；(7)运输途中，所述安全监测模块实时监测距监管车辆一定距离内的物体，并按照ZigBee传输协议向所述车载控制终端的ZigBee通讯模块发出危险信号；所述ZigBee通讯模块接收所述危险信号并传递给所述带有无线通讯接口的主控制模块；所述主控制模块按照无线网络传输协议向所述控制平台发出危险信息，便于警示；(8)海关监管车辆行至目的地，入闸登记，发出海关监管车辆入关信息给控制平台；(9 )控制平台接收海关监管车辆入关信息，其无线通讯及控制模块发出解锁指令；(10)车载控制终端的带有无线通讯接口的主控制模块按照无线网络传输协议接收所述解锁指令，主控制模块发出解锁控制信号，通过ZigBee通讯模块传递该解锁控制信号；(11)锁具的ZigBee通讯及控制模块按照ZigBee传输协议接收所述解锁控制信号，控制所述锁具的解锁，车辆进入解封状态，完成海关监管车辆的监管。
全文摘要
本发明提供了一种基于ZigBee的海关监管车辆监管系统及监管方法，监管系统包括控制平台，包括接收海关监管车辆的出/入关信息、并发出加/解锁指令的无线通讯及控制模块；通过无线网络传输协议与所述控制平台连接的车载控制终端，包括带有无线通讯接口的主控制模块，接收所述加/解锁指令，并发出加/解锁控制信号；与所述主控制模块相连的ZigBee通讯模块，接收并传递所述加/解锁控制信号；设于车门上用于封闭该车门的锁具，包括ZigBee通讯及控制模块，按照ZigBee传输协议接收所述加/解锁控制信号，控制所述锁具的加/解锁。本发明基于ZigBee传输协议和无线网络传输协议自动控制电子数码锁的加/解锁，控制精确、快速，节约人力成本。
文档编号G05B19/418GK102945022SQ20121039303
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者唐小冬, 辛克瑜, 史梦华, 杨静 申请人:苏州天泽信息科技有限公司