专利名称：集装箱全供应链实时跟踪监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用于集装箱的通信系统，尤其涉及一种集装箱全供应 链实时跟踪监控系统。
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 输成本低等优点而成为世界各国广泛采用的重要货运手段。面对如此大规模 的、国际性的货运运输流通载体的集装箱，其箱号识别、信息采集、集装箱 的跟踪与管理大都是通过人工或手工完成，造成了集装箱整个供应链数据的 信息传递的延误，大大影响了运输、装卸和管理效率。另外，由于集装箱是 全球流通，集装箱的管理非常复杂，集装箱的全供应链涉及从发货商、第三 方物流服务商、集装箱堆存服务商、港口/码头营运商、陆运承运商、海运承 运商等一系列环节和参与方，而目前集装箱的箱货流信息在全供应链是孤立 的，整体供应链信息流没有形成一个通畅的整体，造成了集装箱全供应链环 境下的物流数据的孤立和失真，极大的影响物流和资产调度管理的效率和效 益。同时，集装箱在各个运输环节的安全防范问题也当今国际海运行业中面 临的极为艰巨的任务。
针对以上问题，国际上许多公司都在研发集装箱的跟踪监管设备，如集
装箱RFID (Radio Frequency Identification)电子标签实现集装箱箱号等信息 的自动识别；集装箱电子封条取代目前实现的机械封条提高安全性和自动识 别的效率等。然而，这些都是针对集装箱在供应链的某些环节上的跟踪监管， 其只有在通过装有读写器的固定地点的时候，才能在读写器信号覆盖的范围 内(一般在5米/无源-200米/有源范围内)被读取到集装箱的具体信息和状 态，不能在集装箱的全供应链上施行实时监管，当集装箱在运输途中发生异 常时，不能实时监测到并实时报告后台监管信息系统。
为实现集装箱全供应链下的实时监管，相关公司研发了带有GPS定位和GPRS及卫星通信功能的智能终端，实现对集装箱的实时监测与跟踪。但因
集装箱无法供应电源，因此只能依靠智能终端自带电池，这样会造成成本非
常高，而且在某些长线集装箱供应环节中一个航次在45-90天时间，就目前 的技术还无法实现在成本许可范围内的自带电池能支持 GPS/GPRS/3G/WiMax/卫星通信能连续工作45-90天。所以，集装箱实时跟 踪监管方案由于电源供应的瓶颈问题难以实现和应用。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种集装箱全供应链实时跟踪监控 系统，其能实现集装箱在全供应链下的实施监测与跟踪。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种集装箱全供应链实时跟踪
监控系统，包括设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装 箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台 监控系统，所述集装箱供应链各个环节的读写设备与所述集装箱电子设备以
无线的方式连接并进行数据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与 所述集装箱供应链各个环节的GPS模块以有线或无线的方式连接并进行数 据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与后台监控系统以有线或无 限的方式连接并进行数据通讯。
所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其中，设于集装箱供应链各 个环节的读写设备包括设于运输工具上的运输工具读写设备、设于集装箱 存放环境中的堆场读写设备以及设于收发货检查点或闸口的数据采集点读写 设备，所述运输工具读写设备通过其自备的无线通讯模块与所述后台监控系 统通讯；所述堆场读写设备以及所述数据采集点读写设备通过互联网或无线 通讯模块与所述后台监控系统通讯。
所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其中，还包括有安装在集装 箱运输工具、集装箱存放场合或集装箱检査点的集成终端设备，该集成终端 设备与运输工具电子模块、堆场电子模块、数据采集点读写设备和后台监控 系统以有线或无线的方式连接。
所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其中，所述运输工具通讯模 块为GPS、 GPRS、 CDMA、 3G或WiMax卫星通信模块。所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其中，集装箱电子模块包括 集装箱内部环境检测模块、集装箱门开关状态检测模块和/或集装箱壳体完整 性检测模块。
本实用新型的有益技术效果在于在集装箱全供应链的各个环节上都设 有读取集装箱电子模块数据的读取设备或电子模块，实现了集装箱在全供应 链上的实时数据采集，并在各个环节上都配置有线或无线网络将采集到的信 息实时发送至后台监控系统，实现了集装箱在全供应链下的实时跟踪与监管。
另外，在集装箱供应链最薄弱的环节一运输途中，将支持GPS 、 GPRS 、 CDMA、 3G或WiMax等卫星通信功能的大功耗通讯模块设于运输工具上，通过运输 工具给卫星通信模块供电，避免了集装箱电子模块携带大电池的麻烦，解决 了传统集装箱实时跟踪监管方案中电源供应的瓶颈问题。
图1是本实用新型集装箱全供应链实时跟踪监控系统的结构框图2是本实用新型集装箱全供应链实时跟踪监控系统部分环节的结构框 图3为集装箱陆路运输途中实时跟踪监控系统示意图； 图4为集装箱铁路运输途中实时跟踪监控系统示意图； 图5为集装箱水路运输途中实时跟踪监控系统示意图； 图6为集装箱存放环境实时跟踪监控系统示意图； 图7为集装箱全供应链的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图l，该集装箱全供应链实时跟踪监控系统包括:集装箱电子设备1、
设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块22、以及后台监控系统5。
设于集装箱供应链各个环节的读写设备包括设在运输途中的运输工具上的
运输工具读写设备2、设在集装箱存放环境中的堆场读写设备3以及设在各 收发货检査点或闸口的数据采集点读写设备4。
集装箱电子设备1设于集装箱上，其可安装在集装箱的箱门楣位置，也
5可安装在集装箱通风口位置，包括集装箱内部环境检测模块、集装箱箱门 开关状态检测模块、集装箱壳体完整性检测模块或集装箱上冷机设备检测模 块等，其用于对集装箱箱号、集装箱内部的环境(如温湿度、气体浓度、压 力、液位等)、开关门状态、集装箱壳体完整性、集装箱上冷机设备、集装箱 内部存放货品属性(如仓单号、货品类别，货品内容等)、集装箱本身状态(如 速度、加速度、倾角等)等信息中的部分或者全部进行监测，并记录集装箱 箱门施封事件、激活事件、查询事件、解封事件、注销事件以及非法开关箱 门事件。集装箱电子设备1可以是有源(如集装箱智能监测终端、集装箱黑 匣子、集装箱安全设备、集装箱物流电子标签、集装箱电子封条/电子封志、 集装箱电子封锁等)或者无源(如集装箱身份电子标签)方式。
参阅图1、图3-5以及图7，运输工具读写设备2设于运输工具S上，其 包括运输工具电子模块21和无线通讯模块，运输工具电子模块21可分布式 安装在集装箱运输工具S的底座或侧面位置，也可以安装在集装箱运输工具 S驾驶室后部面向集装箱A位置或驾驶室内，其与集装箱电子设备1之间以 无线的方式连接，保证集装箱无论哪种方向放置、无论是40尺还是20尺都 可以采集到集装箱电子设备1的数据。运输工具电子模块21用于对集装箱电 子设备1进行数据获取和采集，并在要求情况下向集装箱智能电子模块1下 发操作指令。无线通信模块可安装在集装箱运输工具S的驾驶室内，也可安 装在集装箱运输工具S的驾驶室外，其与运输工具电子模块21以有线或者 无线的方式连接，其可为GPRS、 CDMA、 3G或WiMax等无线通信模块。 运输工具读写设备2通过无线通信模块与无线通讯基站221或通讯卫星223 通讯，将集装箱电子设备l的数据以及GPS位置信息、实时时钟等实时传输 至后台监控系统5，实现对集装箱监测数据的实时远程传输和实时监控以及 定位。同时，无线通信模块也接收后台监控系统5的指令数据，并通过运输 工具读写设备21向集装箱电子设备1下发操作指令。
参阅图6，堆场读写设备3设于集装箱存放环境(堆场)中，其可安装 在集装箱存放堆场的进出口、存放堆场内部、集装箱运输路径上等，其用于 对堆场中的集装箱上的集装箱电子设备1进行数据获取和采集。该堆场读写 设备3包括堆场电子模块31与堆场配备的网络设备(如GPRS、 CDMA、 3G 或WiMax等无线通信模块或互联网等)，堆场电子模块31与堆场的网络设备通过有线或者无线的方式连接，并通过堆场的网络设备将集装箱数据实时
传输至后台监控系统5，实现对集装箱监测数据的远程传输和实施监控及定位。
数据采集点读写设备4设于集装箱闸口或各收发货检査点，其包括数
据采集点电子模块41与数据采集点配备的网络设备(如GPRS、 CDMA、 3G 或WiMax等无线通信模块或互联网等)，采集点电子模块41与闸口或各收 发货检查点的网络设备通过有线或者无线的方式连接，数据采集点电子模块 41用于对经过各数据采集点的集装箱上的集装箱电子设备1进行读写操作，， 并通过互联网或其自备的无线通讯模块传输至后台监控系统5。
参阅图3-5以及图7， GPS模块22设于集装箱供应链的各个环节中，当 集装箱在运输工具上时，通过安装在运输工具上的GPS模块22与GPS卫星 222通讯，获取GPS位置信息、实时时钟等信息，并通过运输工具通讯模块 23将集装箱的当前位置实时传输到后台监控系统5;当集装箱安放在堆场中 时，通过安装在堆场的GPS模块22与GPS卫星222通讯，获取GPS位置信 息、实时时钟等信息，并通过堆场的网络设备将集装箱的当前位置实时传输 到后台监控系统5;当集装箱经过闸口或各收发货检査点时，通过安装在闸 口或各收发货检査点的GPS模块22与GPS卫星222通讯，获取GPS位置信 息、实时时钟等信息，并通过闸口或各收发货检査点的网络设备将集装箱的 当前位置实时传输到后台监控系统5。
如图2所示，该集装箱电子设备1与运输工具读写设备2、堆场读写设 备3、数据采集点读写设备4之间可以采用有线连接形式，包括但不限于 RS232、 RS485、 CAN总线、ProfiBus、 Link总线、ControlNet、 DeviveNet、 WorldFIP、 InterBus等，也可以采用无线连接形式，包括但不限于WLAN网 络、ZigBee网络、WiMax等网络以及利用带地址信号或不带地址信号的 433MHz、 860MHz、 915MHZ、 2.4GHZ等不同频段的无线传输信号等实现无 线通信。集装箱智能电子模块1之间，以及运输工具读写设备2、堆场读写 设备3、数据采集点读写设备4之间也可利用以上有线或无线方式组成数据 通讯网络。
在本实用新型的其他实施例中，如图3-6所示，该集装箱全供应链实时 跟踪监控系统还可包括一集成终端设备7，其安装在集装箱的运输工具、集装箱存放场合或集装箱检查点，并与运输工具读写设备2、堆场读写设备3、 数据采集点读写设备4和后台监控系统5以有线或无线的方式连接(如图1 所示)，统一采集和调控分布式的运输工具读写设备2、堆场读写设备3或数 据采集点读写设备4的数据信息，并应后台监控系统5请求将某些有用的数 据信息传递到后台监控系统5。在集装箱陆路或铁路运输时，集成终端设备7 可安装在驾驶室内或驾驶室外，也可安装在运输工具其他位置；在集装箱水 路运输时，集成终端设备7可安装在驾驶室内或驾驶室外，也可安装在水路 运输工具其他位置；在集装箱存放场合和集装箱检查点场合，集成终端设备 7可安装在存放堆场进出口、存放堆场内部、集装箱运输路径上、集装箱监 测点等位置。
后台监控系统5即集装箱全供应链实时跟踪监控系统的后台数据中心， 其通过通讯卫星233或无线通讯基站221与运输工具读写设备2通讯、通过 堆场的网络设备与堆场读写设备3通讯、通过数据采集点的网络设备与数据 采集点读写设备4通讯，并以有线或无线的方式与集成终端设备7连接实现 与集成终端设备7的数据通讯，它接收集成终端设备7、运输工具读写设备2、 堆场读写设备3、数据采集点读写设备4上发的监测数据或通讯卫星转发的 数据，并向终端用户6实时提供监测的数据。
参阅图7,集装箱在全供应链下经过封箱发货，集装箱堆场存放，集装 箱陆路运输，集装箱过海关/港口/码头等闸口，港口码头存放，海关等政府 部门抽检査验，集装箱吊装上船，集装箱水路运输，集装箱卸装下船，港口 码头存放，海关等政府部门抽检査验，集装箱过海关/港口/码头闸口，集装 箱陆路运输，集装箱堆场存放，开箱验货等过程。带有集装箱电子设备1的 集装箱在集装箱供应链的各个环节中通过GPS卫星222定位，通过GPS模 块22与GPS卫星222通信，实时获知集装箱的当前位置信息，并通过集装 箱供应链各个环节的无线通讯模块或网络设备将GPS信息发送到后台监控 系统5。同时，集装箱放置在运输工具上可通过人工设置或者自动组网的方 式实现与运输工具读写设备2组网，运输工具读写设备2读取集装箱的状态 信息，并将集装箱的状态信息通过无线通讯模块与无线通讯基站221或通讯 卫星223联系，将集装箱的状态信息发送给后台监控系统5;带有集装箱电 子设备l的集装箱在堆场、码头或物流园时，通过人工设置或者自动组网的方式实现与堆场读写设备3组网，堆场读写设备3读取集装箱的状态信息， 并将集装箱的状态信息通过堆场的网络设备3 (无线网络或因特网、局域网
等)发送到后台监控系统5;带有集装箱电子设备l的集装箱在经过闸口或
收发货检査点等集装箱检査点时，可通过人工设置或者自动组网的方式实现
与数据采集点读写设备4组网并进行数据交互，数据采集点读写设备4读取 集装箱的状态信息，并通过闸口或收发货检查点的网络设备(无线网络或因 特网、局域网等)与后台监控系统5通讯，将集装箱的状态信息发送到后台 监控系统5。从而有效搭接起集装箱在全供应链下各监管段的数据衔接，实 现全供应链下的实时跟踪监管。
该集装箱全供应链下的跟踪监控系统的控制工作过程详述如下 当集装箱在运输途中并装载于运输工具时，集装箱电子设备1通过人工 设置或者自动组网的方式与设于运输工具上的运输工具读写设备2快速组网
并进行数据交互。该阶段的工作过程为设于运输工具上的运输工具读写设
备2以有线或无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备1发送操作命 令；根据所述运输工具读写设备2发送的操作命令，所述集装箱电子设备1 进行相应处理(包括监测集装箱内部的环境、开关门状态、集装箱壳体完整 性以及集装箱上冷机设备等以及记录集装箱箱门施封事件、激活事件、査询 事件、解封事件、注销事件以及非法开关箱门事件等)，并以有线或无线传输 方式向所述运输工具读写设备2发送对应的响应数据；所述运输工具读写设 备2以有线或无线传输方式向设于运输工具上的GPS模块22发送操作命令; 根据所述运输工具读写设备2发送的操作命令，所述设于运输工具上的GPS 模块22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述运输工具读写设备2 发送对应的响应数据；所述运输工具读写设备2通过其自备的无线通讯模块 将所述集装箱电子设备1和所述设于运输工具上的GPS模块22发来的响应 数据以无线传输方式发送到后台监控系统5。
当集装箱放置于堆场时，集装箱电子设备1通过人工设置或者自动组网 的方式与设于堆场中的堆场读写设备3快速组网并进行数据交互。该阶段的 工作过程为设于堆场的堆场读写设备3以有线或无线传输方式向设于集装 箱上的集装箱电子设备1发送操作命令；根据所述堆场读写设备3发送的操 作命令，所述集装箱电子设备1进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述堆场读写设备3发送对应的响应数据；所述堆场读写设备3以有线或无 线传输方式向设于集装箱存放环境中的GPS模块22发送操作命令；根据所
述堆场读写设备3发送的操作命令，所述设于集装箱存放环境中的GPS模块 22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述堆场读写设备3发送对应 的响应数据；所述堆场读写设备3通过互联网或其自备的无线通讯模块(即 堆场的网路设备)将所述集装箱电子设备1和所述设于集装箱存放环境中的 GPS模块22发来的响应数据以有线或无线传输方式发送到后台监控系统5。
当集装箱经过闸口或各收发货检查点时，集装箱电子设备1通过人工设 置或者自动组网的方式与收发货检查点的数据采集点读写设备4快速组网并 进行数据交互。该阶段的工作过程为设于收发货检査点或闸口的数据采集 点读写设备4以有线或无线传输方式向设于集装箱上的集装箱电子设备1发 送操作命令；根据所述数据采集点读写设备4发送的操作命令，所述集装箱 电子设备1进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述数据采集点读写 设备4发送对应的响应数据；所述数据采集点读写设备4以有线或无线传输 方式向设于收发货检查点或闸口中的GPS模块22发送操作命令；根据所述 数据采集点读写设备发送的操作命令，所述设于收发货检査点或闸口中的 GPS模块22进行相应处理，并以有线或无线传输方式向所述数据采集点读 写设备4发送对应的响应数据；所述数据采集点读写设备4通过互联网或其 自备的无线通讯模块(即收发货检査点或闸口的网络设备)将所述集装箱电 子设备和所述设于收发货检査点或闸口中的GPS模块22发来的响应数据以 有线或无线传输方式发送到后台监控系统5。
值得一提的是，本系统中所述跟踪监控系统包括但不限于集装箱的全供 应链跟踪监控，也可适应于其它类似的资产如托盘、半挂车等的跟踪与管理。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保 护范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均 包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，包括设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台监控系统，所述集装箱供应链各个环节的读写设备与所述集装箱电子设备以无线的方式连接并进行数据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与所述集装箱供应链各个环节的GPS模块以有线或无线的方式连接并进行数据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与后台监控系统以有线或无限的方式连接并进行数据通讯。
2、 如权利要求1所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于， 设于集装箱供应链各个环节的读写设备包括设于运输工具上的运输工具读 写设备、设于集装箱存放环境中的堆场读写设备以及设于收发货检查点或闸 口的数据采集点读写设备，所述运输工具读写设备通过其自备的无线通讯模 块与所述后台监控系统通讯；所述堆场读写设备以及所述数据采集点读写设 备通过互联网或无线通讯模块与所述后台监控系统通讯。
3、 如权利要求1所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于， 还包括有安装在集装箱运输工具、集装箱存放场合或集装箱检査点的集成终 端设备，该集成终端设备与运输工具电子模块、堆场电子模块、数据采集点 读写设备和后台监控系统以有线或无线的方式连接。
4、 如权利要求1所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于， 所述运输工具通讯模块为GPS、 GPRS、 CDMA、 3G或WiMax卫星通信模 块。
5、 如权利要求1-4中任意一项所述的集装箱全供应链实时跟踪监控系 统，其特征在于，集装箱电子模块包括集装箱内部环境检测模块、集装箱门 开关状态检测模块和/或集装箱壳体完整性检测模块。
专利摘要一种集装箱全供应链实时跟踪监控系统，其特征在于，包括设于集装箱上并对集装箱进行实时状态检测和记录的集装箱电子设备、设于集装箱供应链各个环节的读写设备和GPS模块、以及后台监控系统，所述集装箱供应链各个环节的读写设备与所述集装箱电子设备以无线的方式连接并进行数据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与所述集装箱供应链各个环节的GPS模块以有线或无线的方式连接并进行数据通讯；所述集装箱供应链各个环节的读写设备与后台监控系统以有线或无线的方式连接并进行数据通讯，其实现了集装箱在全供应链下的实施监测与跟踪，提高了物流和资产调度管理的效率和效益。
文档编号G07C11/00GK201311674SQ200820137130
公开日2009年9月16日 申请日期2008年9月19日 优先权日2008年9月19日
发明者吴发沛, 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