专利名称：：一种智能集装箱系统及其通讯方法
技术领域：
：本发明属于集装箱运输监控领域，尤其涉及一种智能集装箱系统及其通讯方法。
背景技术：
：随着国际贸易的不断发展和扩大，集装箱运输因其具有货运能力大、运输成本低等优点而已成为世界各国所广泛采用的重要货运手段。但是近年来，由于世界各国普遍提高了防范风险、防范恐怖活动的安全意识。各国对于集装箱在运输过程中的安全要求越来越高，其中较为重要的一项要求是对集装箱在全球范围内全供应链过程进行全程的跟踪监管，实现集装箱从发货封箱到到达目的地交付开箱的全过程监管，确保集装箱货运运输过程的全程安全，防止全供应链过程中的任何非法开启。
发明内容本发明的目的在于提供一种智能集装箱系统，旨在解决现有的集装箱的全供应链范围内安全性差的问题。本发明是这样实现的，一种智能集装箱系统，所述系统包括智能集装箱安全设备、一个或多个读写设备、主控设备和后台监控系统，所述智能集装箱安全设备实时监测集装箱的状态，记录集装箱的操作事件，并应答所述读写设备，向所述读写设备发送数据；所述读写设备与所述智能集装箱安全设备通过双频无线方式通讯，并与所述主控设备通过有线或无线方式通讯；所述主控设备与所述读写设备通过有线或无线方式通讯，向所述读写设备下发操作指令，同时接收并上传所述读写设备的数据；所述后台监控系统与所述主控设备通过有线或者无线方式通讯，接收所述主控设备上传的数据。本发明的另一目的在于提供一种智能集装箱系统的通讯方法，所述方法包括下述步骤主控设备采用有线或者无线方式向读写设备发送操作指令；读写设备采用低频或高频无线方式将所述操作指令发送至智能集装箱安全设备；接收到读写设备发送的操作指令的智能集装箱安全设备响应所述操作指令，并向读写i殳备返回响应数据；读写设备将监听到的响应数据采用有线或者无线方式发送至主控设备；主控设备将所述响应数据上传至后台监控系统。在本发明实施例中，采用智能集装箱安全设备、读写设备、主控设备以及后台监控系统构建智能集装箱系统，通过具有特殊数据格式的通讯协议实现智能集装箱安全设备与读写设备之间的双频无线通讯，以及读写设备与主控设备之间的有线或者无线通讯，从而实现在全供应链范围内对被监控的集装箱的状态和对被监控的集装箱进行的操作事件进行监控，确保集装箱货运安全和资产便捷管理。图1是本发明实施例提供的智能集装箱系统的结构框图；图2是本发明实施例提供的图l所示的智能集装箱系统的通讯方法的实现流程图。具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明实施例中，采用智能集装箱安全设备、读写设备、主控设备以及后台监控系统构建智能集装箱系统，通过具有特殊数据格式和多种授权管理模式的通讯协议实现智能集装箱安全设备与读写设备之间的双频无线通讯，以及读写设备与主控设备之间的有线或者无线通讯，从而实现在全供应链范围内对被监控的集装箱的物流和安全状态信息透明化、确保集装箱货运安全和资产便捷管理。图1示出了本发明实施例提供的智能集装箱系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该智能集装箱系统包括智能集装箱安全设备(IntelligentContainerSecurityDevice,ICSD)ll、与智能集装箱安全设备11通过双频无线方式通讯的一个或多个读写设备12、与读写设备12通过有线或者无线方式通讯的主控设备13、以及与主控设备13通过有线或者无线方式通讯的后台监控系统14。其中主控设备13可以为个人台式电脑、笔记本电脑。掌上电脑等。在本发明另一实施例中，该主控设备13也可以集成在读写设备12中。在本发明另一实施例中，该智能集装箱系统还包括与后台监控系统12连接的查询终端15。其中读写设备12与智能集装箱安全设备11之间的双频无线通讯方式包括从读写设备12到智能集装箱安全设备11的单向低频无线通讯方式，以及读写设备12与智能集装箱安全设备11之间的双向高频无线通讯方式。从读写设备12到智能集装箱安全设备11的单向低频无线通讯方式可以采用125K、134KHz等低频频段的无线信号，读写设备12与智能集装箱安全设备11之间的双向高频无线通讯方式可以采用433MHz、915MHz、2.4GHz等高频频段的无线信号。读写设备12与主控设备13之间的无线通讯方式包括但不限于GPRS、CDMA、3G、WLAN、WiMax等无线通讯方式，读写设备12与主控设备13之间的有线通讯方式包括但不限于RS232、RS485、I2C-bus、USB-bus、CAN-bus、TCP/IP等有线通讯方式。主控设备13和后台监控系统14之间的无线通讯方式包括但不限于GPRS、CDMA、3G、WLAN、WiMax等无线通讯方式，主控设备13和后台监控系统14之间的有线通讯方式包括但不限于TCP丌P、RS232、RS485等有线通讯方式。其中智能集装箱安全设备11实时监测和记录集装箱的状态和对集装箱的操作事件。该智能集装箱安全设备ll包括中央处理模块111、与中央处理模块111分别连接的集装箱状态监测模块112和信息存储模块113。其中集装箱状态监测模块112包括多个用于监测集装箱各种部件状态的模块，如箱门状态监测模块、集装箱内部环境监测模块、集装箱壳体完整性监测模块、集装箱冷机设备监测模块等。在本发明实施例中，当还需要对集装箱的其他组成部分进行监测时，还可以根据监测的需要，对集装箱状态监测模块112进行扩充。其中箱门状态监测模块实时监测集装箱的箱门状态，并实时记录对集装箱的电子施封事件、查询事件、电子解封事件以及非法开关箱门等事件。集装箱内部环境监测模块实时监测并记录集装箱的内部环境。集装箱壳体完整性监测模块实时监测并记录集装箱壳体的完整性。集装箱冷机设备监测模块实时监测并记录集装箱冷机设备的状态。信息存储模块113存储智能集装箱安全设备的基本信息、被监控的集装箱的物流信息以及集装箱状态监测模块112记录的集装箱的状态和对集装箱的操作事件。其中智能集装箱安全设备的基本信息包括但不限于智能集装箱安全设备的类型、智能集装箱安全设备的版本号、智能集装箱安全设备的产品参数、智能集装箱安全设备的制造商ID、智能集装箱安全设备的标签ID等其他用于描述智能集装箱安全设备的信息。中央处理模块111与集装箱状态监测模块112、以及信息存储模块113连接，并与外部的读写设备12通讯。读写设备12响应主控设备13，并通过与智能集装箱安全设备11之间的双频无线通讯对智能集装箱安全设备11进行数据读写、数据采集等操作。主控设备13向读写设备12下发操作指令，并将读写设备12读取或采集到的数据上传至后台监控系统14。在本发明实施例中，主控设备13通过为操作人员提供人机交互界面，以使操作人员通过该人机交互界面对读写设备12和智能集装箱安全设备ll进行各种操作，如用户登录、密码修改、启动或停止低频扫描操作、电子施封操作、电子解封操作、查询事件操作、上传事件数据操作、识别读写设备ID操作、以及其他对读写设备和智能集装箱安全设备的各种功能操作。查询终端15登录后台监测系统14，从后台监控系统14中查询集装箱的状态和集装箱的操作事件。在本发明实施例提供的智能集装箱系统中，采用通讯协议实现智能集装箱安全设备11与读写设备12之间、读写设备12与主控设备13之间的双向数据通讯，该通讯协议可用于多种不同的数据传输方式，包括有线数据传输方式或各种频率的无线数据传输方式。该通讯协议包括多种数据格式和多种授权管理模式。其中数据格式包括从主控设备13经读写设备12到智能集装箱安全设备11的通讯数据格式；从智能集装箱安全设备11经读写设备12到主控设备13的通讯数据格式；从主控设备13到读写设备12的通讯数据格式；从读写设备12到主控设备13的通讯数据格式；以及从读写设备12下发到智能集装箱安全设备11的低频通讯数据格式。授权管理模式包括用户授权管理模式和读写设备授权管理模式，其中用户授权管理模式包括但不限于普通用户权限、关键操作用户权限、特殊授权用户权限(如海关政府部门)、设备生产商调试设备权限四类。读写设备授权管理模式也包括但不限于普通用户权限、关键操作用户权限、特殊授权用户权限(如海关政府部门)、设备生产商调试设备权限。在本发明实施例中，可以根据对智能集装箱系统的管理的需要，任意的扩展授权管理模式。其中从主控设备13经读写设备12到智能集装箱安全设备11，以及从主控设备13到读写设备12的通讯数据格式如表1.1所示:表1.1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从智能集装箱安全设备11经读写设备12到主控设备13，以及从读写设备12到主控设备13的通讯数据格式如表1.2所示表1.2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从读写设备12下发到智能集装箱安全设备11的低频通讯数据格式如表1.3所示表1.3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>其中帧头和帧尾用于标识该条指令的起始和终止。同步帧头和同步帧尾用于标识读写设备到智能集装箱安全设备的低频指令的起始和终止。协议ID用于标识通讯协议的版本。数据包选项用于指定该条指令是主控设备到读写设备的指令，还是主控设备通过读写设备到智能集装箱安全设备的指令，还用于指定该条指令是广播指令还是点到点指令，同时用于指定该条指令是否有最大或最小指令持续时间等通讯参数。智能集装箱安全设备ID用于唯一标识智能集装箱安全设备，其包括智能集装箱安全设备制造商标识(ICSD制造商ID)和智能集装箱安全设备标签标识(ICSD标签ID)。读写设备ID用于唯一标识读写设备，其包括读写设备制造商标识(读写设备制造商ID)和读写设备标签标识(读写设备标签ID)。操作用户信息是指对集装箱进行操作的用户的信息，其包括操作用户名和公司代码等用于描述对集装箱进行操作的用户的信息。指令代码用于标识该条指令的指令类型。在本发明实施例中，指令类型分为两类，一类是从主控设备到读写设备的指令类型，另一类是从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的指令类型。其中从主控设备到读写设备的指令类型包括但不限于主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限等。从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的指令类型包括但不限于读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备识别智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录(如收集智能集装箱安全设备事件记录总数等信息)、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟(Real-TimeClock,RTC)、智能集装箱安全设备待机、清除智能集装箱安全设备的报警记录、读取无线数据传输参数(该无线数据传输参数包括波特率和无线数据频段)、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录(如读取智能集装箱安全设备指定序号的事件数据)、读机械铅封号、读装箱单号、普通用户电子施封、普通用户电子解封、海关用户电子解封、海关用户电子施封、读写设备到智能集装箱安全设备生产商调试指令类型代码。其中表1.1中的指令代码与表1.2中的指令代码相关联，即当主控设备通过表1.1所示的数据格式经读写设备向智能集装箱安全设备发送一条指令，智能集装箱安全设备通过表1.2所示的数据格式响应该条指令时，表1.2中的指令代码表示该条指令是针对表1.1中的指令代码的响应。指令参数用于说明该条指令的属性，其附带有该条指令的一些参数，包括但不限于最大或者最小指令持续时间、指令变量长度、指令变量内容。在本发明实施例中，该指令参数数据为明文数据或者加密数据。12CRC校验码是该条指令数据的循环冗余校验码(CyclicRedundancyCheck,CRC)。智能集装箱安全设备状态用于标识智能集装箱安全设备的状态。其中智能集装箱安全设备的状态包括但不限于智能集装箱安全设备指令数据模式域、智能集装箱安全设备箱门开关状态、智能集装箱安全设备电子施封和电子解封状态、智能集装箱安全设备电子施封和电子解封用户类型、ACK应答位、智能集装箱安全设备类型、电子施封报警状态位、海关查验位、电源状态位等。上述标识智能集装箱安全设备11的状态及其描述如表1.4所示表1.4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>便携式类型、固定式类型和可扩展类型模式选项用于指定低频指令的低频周期扫描模式。在本发明实施例中，低频周期扫描模式包括第一低频周期扫描模式、第二低频周期扫描模式和第三低频周期扫描模式。其中第一低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数据。第二低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时自动周期发送高频收集指令，并监听高频数据。第三低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数。第三低频周期扫描模式时，该模式选项还指定了智能集装箱安全设备自动周期高频响应读写设备的周期。在本发明实施例中，可以通过主控设备向读写设备下发的主控电脑启动或停止读写设备低频周期扫描指令来设置并启动读写设备的低频扫描周期和多种低频周期扫描模式或停止低频扫描。在本发明实施例中，为了实时的对智能集装箱安全设备进行监控，可在集装箱流通的各环节设置读写设备，读写设备可以通过表1.3所示的低频通讯数据格式向智能集装箱安全设备下发低频周期扫描指令数据，用以唤醒处于休眠状态的智能集装箱安全设备，并读取和采集智能集装箱安全设备的状态信息以及监测的集装箱物流信息。当智能集装箱安全设备接收到读写设备下发的读写设备低频周期扫描指令数据时，根据该读写设备低频周期扫描指令中的模式选项指定的低频周期扫描模式，采用对应的响应方式响应该低频周期扫描指令。当模式选项指定的低频周期扫描模式为第一周期扫描模式时，智能集装箱安全设备从休眠状态下唤醒，进入激活状态，高频应答读写设备低频周期扫描指令一次。当模式选项指定的低频周期扫描模式为第二周期扫描模式时，智能集装箱安全设备从休眠状态下唤醒，进入激活状态，高频应答读写设备低频周期扫描指令一次，并应答接收到的收集指令。当模式选项指定的低频周期扫描模式为第三周期扫描模式时，智能集装箱安全设备以模式选项中指定的高频响应周期参数周期高频响应读写设备。在本发明另一实施例中，当智能集装箱安全设备监测到集装箱发生报警事件后，以表1.2所示的数据格式自动周期高频发送广播形式的报警数据，以使附近读写设备监听到该高频数据。其中报警事件可以为非法开关箱门事件、智能集装箱安全设备电源电量报警事件等。读写设备采用有线或无线的方式通过表1.2所示的数据格式将监听到的报警事件传输至主控设备。主控设备根据读写设备读取或采集的智能集装箱安全设备的状态信息以及集装箱物流信息，判斯集装箱的风险程度，如当主控设备接收到读写设备监听到的报警事件时，即判定集装箱处于高风险状态，否则判定集装箱处于低风险程度。该通讯协议包括的普通用户权限、关键操作用户权限、特殊授权用户权限、设备生产商调试设备权限的具体定义如下关键操作用户权限包括从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的如下指令类型普通用户电子施封、普通用户电子解封，读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备识别智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟、智能集装箱安全设备待机、清除智能集装箱安全设备的报警记录、读取无线数据传输参数、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录、读机械铅封号、读装箱单号等；也包括从主控设备到读写设备的如下指令类型主控设备识別读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限等。特殊授权用户权限包括从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的如下指令类型海关用户电子解封、海关用户电子施封、读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备识别智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟、智能集装箱安全设备待机、清除智能集装箱安全设备15的报警记录、读取无线数据传输参数、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录、读机械铅封号、读装箱单号等；也包括从主控设备到读写设备的如下指令类型主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限等。设备生产商调试设备权限包括读写设备到智能集装箱安全设备生产商调试指令。普通用户权限包括以下操作指令类型的一部分或全部，从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的如下指令类型读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备识别智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟、智能集装箱安全设备待机、读取无线数据传输参数、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录、读机械铅封号、读装箱单号等；也包括从主控设备到读写设备的如下指令类型主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限等。主控设备根据用户的上述权限为用户提供权限范围内的对读写设备和智能集装箱安全设备的各种操作。同时读写设备根据其自身的权限，拦截其权限范围外的主控设备下发的操作指令，将其权限范围内的主控设备下发的操作指令转发至智能集装箱安全设备。该智能集装箱系统通过采用上述具有多种数据格式和多种授权管理模式的通讯协议进行通讯，从而保证该智能集装箱系统在恶劣工况下可准确无误的进行安全可靠的数据传输，同时方便了通讯设备双方进行数据打包和解析。智能集装箱系统采用上述通讯协议进行通讯的过程如下操作用户使用用户名和密码登陆主控设备的人机交互软件，主控设备的人机交互软件识别与主控设备进行通讯或者与主控设备连接的读写设备ID信息，并将操作用户的用户名和密码以及读写设备ID信息发送至后台监控系统，以向后台监控系统请求登录。后台监控系统根据操作用户的用户名和密码以及读写设备ID信息进行登录处理，并向主控设备的人机交互软件返回登录状态信息和权限信息。其中权限信息包括用户权限信息和读写设备权限信息。主控设备的用户可以通过该人机交互界面对智能集装箱安全设备或者读写设备进行各种权限内操作，如低频扫描操作、电子施封操作、电子解封操作、查询事件操作、上传事件数据操作、识别读写设备ID操作等。其中用户通过主控设备的人机交互软件提供的人机交互界面对智能集装箱安全设备进行操作的过程如下用户登陆主控设备的人机交互软件后，设置读写设备低频周期扫描参数，通过表1.1所示的数据格式向读写设备发送主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令，启动读写设备低频扫描指令。读写设备接收到该指令后，按照设定的参数启动低频周期扫描，通过表1.3所示的数据格式向周围空间发送低频周期扫描指令。智能集装箱安全设备接收到低频周期扫描指令数据后，提取低频周期扫描指令中的读写设备ID和模式选项，从休眠状态下唤醒，进入激活状态，并依据模式选项采用表1.2所示的数据格式高频应答读写设备。智能集装箱安全设备进入激活状态后，用户可按照表1.1所示的数据格式通过主控设备对智能集装箱安全设备进行各种指令操作，智能集装箱安全设备接收到该指令数据后，按照表1.2所示的数据格式通过读写设备高频应答主控设备。智能集装箱安全设备进入激活状态后，若未接收到任何高频指令数据，智能集装箱安全设备在保持一定时间长度激活状态后进入休眠状态。智能集装箱安全设备进入激活状态后，若接收到高频指令数据，则提取指令参数中延时时间参数，并在保持该指定延时时间激活状态后再次进入休眠状态。若处于激活状态的智能集装箱安全设备接收到多次高频指令数据，智能集装箱安全设备激活状态延时时间由最近一次接收的高频指令参数决定。在上述过程中，读写设备和智能集装箱安全设备只对符合上述通讯协议和17操作流程的指令做出响应，且读写设备根据其自身的权限对符合上述通讯协议的操作指令进行过滤，将其权限范围内的操作指令转发至智能集装箱安全设备,并拦截其权限范围外的操作指令，并向主控设备返回操作失败的响应信息，如具有普通用户权限的读写设备拦截关键操作用户权限和特殊授权用户权限的指令数据，具有关键操作用户权限的读写设备拦截特殊授权用户权限的指令数据，具有特殊授权用户权限的读写设备拦截关键操作用户权限的指令数据。从而实现在全供应链范围内对所监控的集装箱的箱门开关、电子施封、查询、电子解封等操作事件的自动记录、识别和对非法开启箱门事件进行记录和报警，并在海关和堆场进出关管理等场合可实现集装箱的全自动绿色通过检查，实现全供应链范围内的集装箱物流和安全状态信息透明化、确保集装箱货运安全和资产便捷管理。作的过程如下主控设备采用有线或者无线方式通过表1.1所示的数据格式向读写设备发送操作指令，该控制指令包括但不限于主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限。读写设备响应上述操作指令后，采用有线或者无线方式通过表1.2所示的数据格式向主控设备返回相应的响应信息。读写设备也可以向智能集装箱安全设备下发低频周期扫描指令，智能集装箱安全设备接收到读写设备下发的读写设备低频周期扫描指令时，根据该读写设备低频周期扫描指令中的模式选项，采用对应的响应方式高频响应读写设备，通过表1.2所示的数据格式将数据发送至读写设备，读写设备将该数据转发至主控设备，主控设备将该数据上传至后台监控系统。另外智能集装箱安全设备在监测到集装箱的报警事件时，以表1.2所示的数据格式自动周期高频发送广播形式的报警数据，以使附近读写设备监听到该高频数据。图2示出了本发明实施例4是供的图1所示的智能集装箱系统的通讯方法，详述如下在步骤S201中，主控设备采用有线或者无线方式向读写设备发送操作指令。在本发明实施例中，主控设备采用有线或者无线方式向读写设备发送的操作指令包括协议ID，数据包选项、智能集装箱安全设备ID、读写设备ID、操作用户信息、指令代码、指令参数等信息，为了表示该条指令的开始和终止，该操作指令还包括帧头和帧尾，为了保证该操作指令的安全，该操作指令还包括CRC校验码，该操作指令的数据格式如表1.1所示。为了为该智能集装箱系统的通讯提供多种授权管理模式，在本发明另一实施例中，在主控设备采用有线或者无线方式向读写设备发送操作指令之前，该方法还包括下述步骤主控设备识别与其通讯或连接的读写设备ID信息，并接收用户输入的登录信息，将所述读写设备ID信息以及登录信息发送至后台监控系统；后台监控系统根据所述读写设备ID信息和登录信息进行登录处理，向主控设备返回登录状态信息、用户权限信息和读写设备权限信息；主控设备根据用户权限信息为用户提供权限范围内的操作。在步骤S202中，读写设备判断接收的操作指令是对其自身的搡作指令，还是对智能集装箱安全设备的操作指令，如果是对其自身的操作指令，执行步骤S203，否则，执行步骤S204。在本发明实施例中，在该操作指令的数据包选项中已指定该条指令是主控设备到读写设备的操作指令，还是主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的操作指令，因此，读写设备根据接收的操作指令中的数据包选项即可判断该条操作指令是对其自身的操作指令还是需要转发至智能集装箱安全设备的操作指令。当该条操作指令是主控设备到读写设备的操作指令时，指令代码标识的指令类型包括但不限于主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限等。当该条操作指令是主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的操作指令时，指令代码标识的指令类型包括但不限于读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备识别智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录(如收集智能集装箱安全设备事件记录总数等信息)、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟(Real-TimeClock,RTC)、智能集装箱安全设备待机、清除智能集装箱安全设备的报警记录、读取无线数据传输参数(该无线数据传输参数包括波特率和无线数据频段)、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录(如读取智能集装箱安全设备指定序号的事件数据)、读机械铅封号、读装箱单号、普通用户电子施封、普通用户电子解封、海关用户电子解封、海关用户电子施封、读写设备到智能集装箱安全设备生产商调试指令类型代码。在步骤S203中，读写设备响应主控设备发送的操作指令，并采用有线或者无线的方式将响应数据返回至主控设备。当该操作指令为主控设备识别读写设备ID时，读写设备响应该操作指令，并将其ID返回主控设备；当该操作指令为主控设备读取读写设备当前电量时，读写设备响应该操作指令，并将其当前电量信息返回至主控设备；当该操作指令为主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令时，读写设备响应该操作指令，并向主控设备返回响应数据；当该操作指令为主控设备读取读写设备权限时，读写设备响应该操作指令，并向主控设备返回响应数据。在本发明实施例中，当该」操作指令为主控i殳备启动读写设备低频周期扫描指令时，读写设备响应主控设备发送的操作指令，并采用有线或者无线的方式将响应数据返回至主控设备的步骤具体为a、读写设备根据该主控设备启动读写设备低频周期扫描指令，设置其低频20扫描周期和低频周期扫描^t式选项。其中低频周期扫描模式包括第一低频周期扫描模式、第二低频周期扫描模式和第三低频周期扫描模式。第一低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数据。第二低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时自动周期发送高频收集指令，并监听高频数据。第三低频周期扫描模式是指读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数据，同时该模式选项中还指定了智能集装箱安全设备高频响应读写设备周期参数。b、读写设备以设置的低频扫描周期和低频扫描模式向周围空间发送带有低频扫描模式参数、读写设备ID和协议ID的低频周期扫描指令数据。在本发明实施例中，读写设备向周围空间发送低频周期扫描指令的数据格式如表1.3所示，其中模式选项中指定了该低频周期扫描指令的低频周期扫描模式。当模式选项中指定的低频周期扫描模式为第三低频周期扫描模式时，该模式选项中还指定了智能集装箱安全设备高频响应读写设备周期参数。C、接收到低频周期扫描指令数据的智能集装箱安全设备提取该指令数据中读写设备ID、低频模式等信息后，采用对应的响应方式按照表1.2所示数据格式高频响应该读写i殳备。在本发明实施例中，当模式选项指定的低频周期扫描模式为第一周期扫描模式时，智能集装箱安全设备高频应答读写设备低频周期扫描指令一次。当模式选项指定的低频周期扫描才莫式为第二低频周期扫描才莫式时，智能集装箱安全设备高频应答读写设备低频周期扫描指令一次，并应答接收到的收集指令。当模式选项指定的低频周期扫描模式为第三低频周期扫描模式时，智能集装箱安全设备以模式选项中指定的高频响应读写设备周期参数周期高频响应读写设备。智能集装箱安全设备通过表1.2所示的数据格式采用高频无线方式向读写设备返回响应凄t据。在步骤S204中，读写设备采用高频无线方式将该操作指令发送至智能集装箱安全设备。为了保证智能集装箱系统的安全，在读写设备注册时，为不同的读写设备设置了不同的权限，以通过读写设备对集装箱进行权限管理，此时该方法还包括下述步骤读写设备根据其自身的权限判断其是否有权限将接收的操作指令发送至智能集装箱安全设备，如果是，则发送，否则拦截该操作指令，并向主控设备返回操作失败。在步骤S205中，接收到读写设备发送的操作指令的智能集装箱安全设备响应该操作指令，并向读写设备返回响应数据。其中智能集装箱安全设备通过表1.2所示的数据格式向读写设备返回响应数据。由于智能集装箱安全设备响应该操作指令的具体过程属于本领域的常用技术手段，因此，此处不在赘述。在步骤S206中，读写设备将监听到的响应数据采用有线或者无线方式发送至主控设备。在步骤S207中，主控设备采用有线或者无线的方式将接收的数据上传至后台监控系统。从而实现在全供应链范围内对被监控的集装箱的状态和对被监控的集装箱进行的操作事件进行监控，确保集装箱货运安全和资产便捷管理。在本发明另一实施例中，为了使用户及时了解智能集装箱安全设备监测的集装箱的状态，该方法还包括下述步骤在步骤S208中，用户通过查询终端登录后台监控系统，查询智能集装箱安全设备监测的集装箱的数据。在本发明另一实施例中，当智能集装箱安全设备监测到集装箱发生报警事件时，为了及时的将该报警事件上传至主控设备或者后台监控系统，该方法还包括下述步骤智能集装箱安全设备在监测到集装箱发生报警事件时，自动周期高频发送广播形式的报警数据，以使读写设备可以监听到该报警数据。当读写设备监听到该报警数据时，读写设备采用有线或者无线方式将报警数据发送至主控设备，主控设备采用有线或者无线方式将报警数据上传至后台监控系统，以使用户可以及时的发现集装箱的报警事件。在本发明实施例中，采用智能集装箱安全设备、读写设备、主控设备以及后台监控系统构建智能集装箱系统，通过具有特殊数据格式和多种授权管理模式的通讯协议实现智能集装箱安全设备与读写设备之间的双频无线通讯，以及读写设备与主控设备之间的有线或者无线通讯，从而实现在全供应链范围内对被监控的集装箱的状态和对被监控的集装箱进行的操作事件进行监控，确保集装箱货运安全和资产便捷管理。同时通过主控设备与读写设备、读写设备与智能集装箱安全设备之间的通讯，实现在全供应链范围内对被监控的集装箱的身份、托运装箱单号、托运公司、箱门状态信息、不同用户对集装箱箱门开关、施封、查询、解封等操作事件的自动记录、识别和对非法开启箱门事件进行记录和报警，在海关和堆场进出关管理等场合实现集装箱的全自动绿色通关检查，使全供应链范围内的集装箱的物流和安全状态信息的透明化，保证了集装箱的安全。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1、一种智能集装箱系统，其特征在于，所述系统包括智能集装箱安全设备、一个或多个读写设备、主控设备和后台监控系统，所述智能集装箱安全设备实时监测集装箱的状态，记录集装箱的操作事件，并应答所述读写设备，向所述读写设备发送数据；所述读写设备与所述智能集装箱安全设备通过双频无线方式通讯，并与所述主控设备通过有线或无线方式通讯；所述主控设备与所述读写设备通过有线或无线方式通讯，向所述读写设备下发操作指令，同时接收并上传所述读写设备的数据；所述后台监控系统与所述主控设备通过有线或者无线方式通讯，接收所述主控设备上传的数据。2、如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述系统还包括查询终端，用于登录所述后台监控系统，从所述后台监控系统中查询集装箱的状态和集装箱的操作事件。3、如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述读写设备与所述智能集装箱安全设备之间的双频无线方式包括高频无线方式和低频无线方式。4、如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主控设备通过有线或无线方式向所述读写设备下发操作指令，所述读写设备通过无线方式将所述操作指令下发至所述智能集装箱安全设备。5、如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控设备通过有线或无线方式向所述读写设备下发的主控设备到读写设备操作指令数据格式，以及所述主控设备经所述读写设备向智能集装箱安全设备下发的从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备操作指令数据格式包括帧头、协议ID、数据包选项、智能集装箱安全设备ID、读写设备ID、操作用户信息、指令代码、指令参数、CRC校验码和帧尾。6、如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述智能集装箱安全设备通过高频无线方式向所述读写设备应答或发送数据，所述读写设备通过有线或无线的方式将所述数据发送至所述主控设备。7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智能集装箱安全设备通过有线或无线的方式将所述应答或发送数据转发至所述主控设备的数据格式，以及所述读写设备应答所述主控设备下发的主控设备到读写设备操作指令的数据格式包括帧头、协议ID、智能集装箱安全设备状态、智能集装箱安全设备ID、读写设备ID、指令代码、指令参数、CRC校验码和帧尾。8、如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述读写设备与所述智能集装箱安全设备之间的低频通讯方式的数据格式包括同步帧头、协议ID、模式选项、读写设备ID、CRC校验码和同步帧尾。9、一种智能集装箱系统的通讯方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤主控设备采用有线或者无线方式向读写设备发送操作指令；读写设备采用低频或高频无线方式将所述操作指令发送至智能集装箱安全设备；接收到读写设备发送的操作指令的智能集装箱安全设备响应所述操作指令，并向读写i殳备返回响应数据；读写设备将监听到的响应数据采用有线或者无线方式发送至主控设备；主控设备将所述响应数据上传至后台监控系统。10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述操作指令为从主控设备到读写设备的操作指令，或者从指控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的操作指令。11、如权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述从主控设备经读写设备到智能集装箱安全设备的操作指令的类型包括读智能集装箱安全设备版本号、读智能集装箱安全设备的产品模型ID、读写设备收集智能集装箱安全设备、收集智能集装箱安全设备事件记录、智能集装箱安全设备休眠、除指定智能集装箱安全设备外其他智能集装箱安全设备进入休眠、读写设备读智能集装箱安全设备实时时钟、智能集装箱安全设备待机、清除智能集装箱安全设备的报警记录、读取无线数据传输参数、读智能集装箱安全设备产品参数、读事件记录、读机械铅封号、读装箱单号、普通用户电子施封、普通用户电子解封、海关用户电子解封、海关用户电子施封、读写设备到智能集装箱安全设备生产商调试指令类型代码。12、如权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述从主控设备到读写设备的操作指令的类型包括主控设备识别读写设备ID、主控设备读取读写设备当前电量、主控设备启动或停止读写设备低频周期扫描指令、主控设备读取读写设备权限。13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述操作指令为从主控设备到读写设备的操作指令时，读写设备响应所述操作指令，并釆用有线或者无线的方式将响应数据返回至主控设备。14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，当所述操作指令为主控设备启动读写设备低频周期扫描指令时，所述读写设备响应所述操作指令，并采用有线或者无线的方式将响应数据返回至主控设备的步骤具体为读写设备根据主控设备启动低频周期扫描指令参数，设置读写设备自身的低频扫描周期和低频周期扫描模式；读写设备以设置的低频扫描周期和低频扫描模式向周围空间发送带有低频扫描模式参数、模式选项、读写设备ID和协议ID的低频周期扫描指令数据；接收到低频周期扫描指令数据的智能集装箱安全设备根据所述低频周期扫描模式，采用对应的响应方式高频响应读写设备，向读写设备返回响应数据。15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述低频周期扫描模式包括第一低频周期扫描才莫式、第二低频周期扫描模式和第三低频周期扫描模式，所述第一低频周期扫描模式为读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数据；所述第二低频周期扫描模式为读写设备自动低频周期扫描，同时自动周期发送高频读写设备收集智能集装箱安全设备指令，并监听高频数据；第三低频周期扫描模式为读写设备自动低频周期扫描，同时监听并接收高频数据。16、如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述智能集装箱安全设备根据所述低频周期扫描模式，采用对应的响应方式响应读写设备的步骤具体为当所述低频周期扫描指令为第一低频周期扫描^f莫式时，智能集装箱安全设备接收到所述低频周期扫描指令数据后，从休眠状态下唤醒，进入激活状态，高频应答读写设备低频周期扫描指令一次；当所述低频周期扫描指令为第二低频周期扫描才莫式时，智能集装箱安全设备接收到所述低频周期扫描指令数据后，从休眠状态下唤醒，进入激活状态，高频应答读写设备低频周期扫描指令一次，并应答接收到的读写设备收集智能集装箱安全设备指令；当所述低频周期扫描指令为第三低频周期扫描模式时，智能集装箱安全设备接收到所述低频周期扫描指令数据后，从休眠状态下唤醒，进入激活状态，以模式选项中指定的周期参数周期高频响应读写设备。17、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤主控设备识别读写设备ID信息，接收用户输入的登录信息，将所述读写设备ID信息以及登录信息发送至后台监控系统；后台监控系统根据所述读写设备ID信息和登录信息进行登录处理，向主控设备返回登录状态信息、用户权限信息和读写设备权限信息；主控设备根据用户权限信息为用户提供权限范围内的操作。18、如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤读写设备采用低频或高频无线方式将所述操作指令发送至智能集装箱安全设备之前，所述方法还包括下述步骤读写设备根据其自身的权限，将接收的属于其权限范围内的操作指令发送至智能集装箱安全设备，并拦截其权限范围外的操作指令。全文摘要本发明适用于集装箱运输监控领域，提供了一种智能集装箱系统及其通讯方法，该系统包括智能集装箱安全设备、一个或多个读写设备、主控设备和后台监控系统，智能集装箱安全设备实时监测集装箱的状态，记录集装箱的操作事件，并应答读写设备，向读写设备发送数据；读写设备与智能集装箱安全设备通过双频无线方式通讯，并与主控设备通过有线或无线方式通讯；主控设备与读写设备通过有线或无线方式通讯，向读写设备下发操作指令，同时接收并上传读写设备的数据；后台监控系统与主控设备通过有线或者无线方式通讯，接收主控设备上传的数据。该智能集装箱系统可以在全供应链范围内监测集装箱的状态和各种操作事件，确保集装箱货运安全和资产便捷管理。文档编号G07C9/00GK101482985SQ200810241950公开日2009年7月15日申请日期2008年12月26日优先权日2008年12月26日发明者周受钦,王元聪申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司;深圳中集智能科技有限公司