专利名称：集装箱无线监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对集装箱状态信息进行无线监控的装置，尤其是能更精细化的实时感知集装箱状态信息的集装箱无线监控装置。
背景技术：
目前，集装箱运输是国际运输的重要手段 之一；但是，集装箱里面状态缺乏有效的监控措施，货物偷窃、丢失、着火等现象时有发生，目前船上，主要还是通过船员每隔一段时间去观察现场，包括部分集装箱安装的机械表，解决部分问题，这就容易导致漏判，对货运公司造成经济损失，同时失去信誉，丢失客户。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出了一种集装箱无线监控装置，其不仅能够实现对集装箱打开关闭的监控，而且能够定位集装箱位置、监控内部状态信息，从而实现了远程对集装箱各种信息的精细化感知的目的，方便了货运公司对各种异常情况的监控并实时处理，减少损失。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是集装箱无线监控装置，其特征在于包括Zigbee终端模块下位机和船载终端上位机两个部分，所述的Zigbee终端模块下位机主要由单片机A、电源电路、传感器和信号放大与调理电路组成；单片机A分别与电源电路和信号放大与调理电路相连，信号放大与调理电路和传感器相连，所述的传感器包括有可燃气体传感器和温湿度传感器，电源电路用以给单片机A供电；信号放大与调理电路用以接收可燃气体传感器输出模拟电压信号，并转化为OV到3. 3V之间的模拟信号，再被单片机A采样和转化为数字信号；单片机A通过单总线协议获取温湿度传感器采集的数据；单片机A能够用以对电子锁进行开关控制，最后，单片机A把采集的集装箱数据通过Zigbee终端模块发送给船载终端上位机。按上述方案，所述的船载终端上位机主要由单片机B，ARMll处理器、GPS模块和GPRS模块组成；单片机B与ARMll处理器相连，ARMll处理器分别与GPS模块和GPRS模块相连，所述的单片机B用以接收来自多个Zigbee终端模块下位机发送过来的集装箱数据，然后用串口传输给ARMll处理器；ARM11处理器接收来自GPS模块通过串口发送过来的经纬度信息；然后再把接收到的各种信息进行数据分析，然后通过GPRS模块，打包，本地保存到SD卡上或发送到服务器。按上述方案，所述的单片机A和单片机B均为单片机CC2430。本实用新型的有益效果是可以更精细化的感知集装箱的状态信息的同时，由于采用双向无线通信技术，方便装置的布线和安装。
图I为Zigbee终端模块下位机原理框图；[0009]图2为船载监控上位机原理框图；图3为单片机CC2430最小系统电路图；图4为电子锁驱动电路图；图5为单片机主程序流程图；图6为操作系统任务流程图；图7为上位机流程图。
具体实施方式
集装箱无线监控装置，其特征在于包括Zigbee终端模块下位机和船载终端上位机两个部分，所述的Zigbee终端模块下位机主要由单片机A、电源电路、传感器和信号放大与调理电路组成；单片机A分别与电源电路和信号放大与调理电路相连，信号放大与调理电路和传感器相连，所述的传感器包括有可燃气体传感器和温湿度传感器，电源电路用以给单片机A和其它电路供电；信号放大与调理电路用以接收可燃气体传感器输出模拟电压信号，并转化为OV到3. 3V之间的模拟信号，再被单片机A采样和转化为数字信号；单片机A通过单总线协议获取温湿度传感器采集的数据；单片机A能够用以对电子锁进行开关控制，最后，单片机A把采集的集装箱数据通过Zigbee终端模块发送给船载终端上位机。按上述方案，所述的船载终端上位机主要由单片机B，ARMll处理器、GPS模块和GPRS模块组成；单片机B与ARMll处理器相连，ARMll处理器分别与GPS模块和GPRS模块相连，所述的单片机B用以接收来自多个Zigbee终端模块下位机发送过来的集装箱数据，然后用串口传输给ARMl I处理器；ARM11处理器接收来自GPS模块通过串口发送过来的经纬度信息；然后再把接收到的各种信息进行数据分析，然后通过GPRS模块，打包，本地保存到SD卡上或发送到服务器。按上述方案，所述的单片机A和单片机B均为单片机CC2430。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图I Zigbee终端模块下位机原理框图，Zigbee终端模块下位机包括有传感器、可燃气体传感器信号放大电路、电源电路、天线、单片机CC2430最小系统电路和电子锁驱动电路；在图2中，船载监控上位机原理框图包括有单片机CC2430协调器、ARMll处理器、SD卡、GPS模块、GPRS模块；其中，GPS模块，型号为REB3571 ；GPRS模块，型号为SM300。在图3中，天线接到单片机的射频接口，负责数据的发送和接收；按键和指示灯，分别接到单片机的普通引脚上，用于程序可靠性测试；电源电路采用芯片7805产生5伏电压，给单片机及其它电路供电；采用AMSl117-3. 3产生3. 3伏电压，给单片机下载程序接口电路供电；RS232通信电路，采用电平转换芯片RS232，接收来自集装箱送出来的信号，实现可兼容性；如图4，是电子锁驱动电路图，由光耦TLP521和三极管0805组成，单片机输出的控制信号经过光耦隔离，转换为OV或者24V信号，然后输出给三极管，从而来开关电子锁。如图5-6为主程序流程图和操作系统任务流程图，操作系统是采用TI公司的Zstack系统；传感器信号的采集任务、电子锁的开关任务和数据的处理分析任务，在函数SAPI_ProcessEvent ()中执行；数据传输和接收事件是在函数HAL_ProcessEvent ()中执行。如图5所示，单片机主程序流程图在main函数中，第一步是关闭所有中断，然后初始化单片机片上资源，包括IO 口初始化、串口初始化、定时器初始化等，再初始化操作系统，主要包括初始化存储器、消息队列、初始化系统的任务等，然后就可以开中断，运行操作系统；如图6所示，操作系统任务流程图依次是初始化链路层(MAC)任务、网络层(NWK)任务、硬件层(HAL)任务、设备对象(ZDO)事件、应用层(SAPI)初始化；链路层(MAC)任务，主要是负责产生网络信号和同步信号；网络层(NWK)任务，负责加入或者离开网络；硬件层(HAL)任务，负责数据的发送和接收；电子锁的开关事件、数据采集和存储、串口的接收和发送事情，都是在应用层中用户自己定义的；上位机电路，包括ARM最小系统电路图、ARMll供电电路、三路串口电路图、SD卡电路；ARM11供电电路产生5伏和3. 3伏，给其它部分供电；三路串口电路图，有三路信号输出，一路是与Zigbee协调器进行通信，ARMll接收传输过来的传感器信号和电子锁信号，第·二路是，接收GPS传送过来的地理位置信号，即经纬度信息，第三路是，与GPRS进行通信，发送数据到岸端服务器和接收服务器发送过来的控制信号。如图7所示,上位机流程图启动Linux系统,全局变量初始化,然后从Flash中读出参数并配置全局变量，再启动GPS模块，GPRS模块、SD卡，如果启动成功，再进行与Zigbee协调器建立连接，然后进入主循环；进入主循环后，首先是接收温湿度和烟雾传感器信息，进行处理，删除不必要的数据，然后接收电子锁开关状态；如果传感器信息出现异常或者电子锁被异常打开，就启动报警；再通过另外一个串口接收集装箱的经纬度，最后一起打包发送到服务器上，供用户查询。
权利要求1.集装箱无线监控装置，其特征在于包括Zigbee终端模块下位机和船载终端上位机两个部分，所述的Zigbee终端模块下位机主要由单片机A、电源电路、传感器和信号放大与调理电路组成；单片机A分别与电源电路和信号放大与调理电路相连，信号放大与调理电路和传感器相连，所述的传感器包括有可燃气体传感器和温湿度传感器，电源电路用以给单片机A供电；信号放大与调理电路用以接收可燃气体传感器输出模拟电压信号，并转化为OV到3. 3V之间的模拟信号，再被单片机A采样和转化为数字信号；单片机A通过单总线协议获取温湿度传感器采集的数据；单片机A能够用以对电子锁进行开关控制，最后，单片机A把采集的集装箱数据通过Zigbee终端模块发送给船载终端上位机。
2.按权利要求I所述的集装箱无线监控装置，其特征在于所述的船载终端上位机主要由单片机B，ARMl I处理器、GPS模块和GPRS模块组成；单片机B与ARMl I处理器相连，ARMl I处理器分别与GPS模块和GPRS模块相连，所述的单片机B用以接收来自多个Zigbee终端模块下位机发送过来的集装箱数据，然后用串口传输给ARMll处理器；ARM11处理器接收来自GPS模块通过串口发送过来的经纬度信息；然后再把接收到的各种信息进行数据分析，然后通过GPRS模块，打包，本地保存到SD卡上或发送到服务器。
3.按权利要求2所述的集装箱无线监控装置，其特征在于所述的单片机A和单片机B均为单片机CC2430。
专利摘要本实用新型涉及一种集装箱无线监控装置，包括Zigbee终端模块下位机和船载终端上位机两个部分，所述的Zigbee终端模块下位机主要由单片机A、电源电路、传感器和信号放大与调理电路组成；单片机A分别与电源电路和信号放大与调理电路相连，信号放大与调理电路和传感器相连，所述的传感器包括有可燃气体传感器和温湿度传感器，所述的船载终端上位机主要由单片机B，ARM11处理器、GPS模块和GPRS模块组成；单片机B与ARM11处理器相连，ARM11处理器分别与GPS模块和GPRS模块相连。本实用新型的有益效果是可以更精细化的感知集装箱的状态信息的同时，由于采用双向无线通信技术，方便装置的布线和安装。
文档编号G08C17/02GK202522890SQ201120553818
公开日2012年11月7日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者倪琳轩, 刘克中, 刘湘, 占真, 吕植勇, 彭小玓, 易俊威, 查章鹏, 王龙青, 罗广 申请人:武汉理工大学