一种海关货物智能监控装置的制作方法

1.本实用新型属于电子技术领域，涉及一种海关货物智能监控装置。


背景技术：

2.海关货物运送安全是目前海关货物监控的一个重大问题，目前海关的货物运送的重要途径依然是车载集装箱运送，而在运送过程中很容易出现集装箱门被打开的现象，这就需要一种能全称监控集装箱的开门状况。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种海关货物智能监控装置，解决了监控车载集装箱开门状态的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种海关货物智能监控装置，包括开门传感器模块和通信模块，开门传感器模块包括电池单元、方波发生单元、驱动单元和红外发射管d1，通信模块包括mcu、gps模块、数据上传模块、电源模块、摄像头、can模块、逻辑报警电路、感光驱动电路、光敏电阻rt1、检波单元、频率确定单元和光电二极管d2；
6.电池单元为方波发生单元和驱动单元供电，方波发生单元发出的方波信号通过驱动单元驱动红外发射管d1；
7.光电二极管d2接收红外发射管d1发出的光信号，并转化成电信号；
8.光电二极管d2与频率确定单元连接，频率确定单元连接检波单元，检波单元连接逻辑报警电路；
9.感光驱动电路连接光敏电阻rt1，感光驱动电路还连接逻辑报警电路；
10.逻辑报警电路连接mcu的一个io口；
11.gps模块、数据上传模块、摄像头和can模块均与mcu电连接；
12.电源模块为mcu、gps模块、数据上传模块、摄像头、can模块、逻辑报警电路、感光驱动电路、光敏电阻、检波单元、频率确定单元和光电二极管d2供电。
13.优选的，所述电池单元包括锂电池组b1、开关j1、负电压稳压器 ic1和正电压稳压器ic2，锂电池组b1的负极输出第一地线、正极通过开关j1输出bat电源，负电压稳压器ic1的输入端连接bat电源、输出端输出一个负6v电源，正电压稳压器ic1的输入端连接bat电源、输出端输出一个正6v电源。
14.优选的，所述方波发生单元包括振荡器ic4、电位器r3、电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2，振荡器ic4的5脚通过电阻r1连接所述正6v电源、8脚连接所述正6v电源，7脚通过电容c1连接所述负 6v电源、1脚连接所述负6v电源、6脚通过电位器r3连接所述正6v 电源、3脚连接电容c1的一端；
15.振荡器ic4的5脚还通过电阻r2连接所述负6v电源；
16.所述驱动单元包括放大器ic5、电阻r6、电位器r4、电阻r5、电阻r7、电位器r13、场
效应管a1、电阻r8和电阻r9，放大器ic5的负输入端通过电位器r4连接所述电容c1的另一端，放大器ic5的负输入端还通过电阻r6连接放大器ic5的的输出端；
17.放大器ic5的正输入端通过串联连接的电阻r5和电位器r13连接所述负6v电源，电阻r5和电位器r13的连接节点还通过电阻r7连接所述正6v电源，放大器ic5的输出端连接场效应管a1的g极，场效应管a1的d极连接所述正6v电源、s极通过串联连接的电阻r8 和电阻r9连接第一地线，所述红外发射管d1的正极连接电阻r8和电阻r9的连接节点、负极连接第一地线。
18.优选的，所述频率确定单元包括电阻r10、电阻r14、电阻r15、电容c6、电容c7、电阻r11、放大器ic6和电阻r12，光电二极管 d2的一端通过电阻r10连接5v电源、另一端通过电阻r14连接第二地线，光电二极管d2与电阻r10连接节点还通过电容c6连接放大器 ic6的负输入端，放大器ic6的负输入端还通过电阻r11连接放大器 ic6的输出端，放大器ic6的正输入端连接第二地线，电阻r15的一端连接放大器ic6的负输入端、另一端通过电容c6连接放大器ic6 的正输入端，电容c7的一端通过电容c6连接放大器ic6的负输入端、另一端连接放大器ic6的输出端；
19.检波单元包括振荡器ic8、三极管q1、电阻r18、电容c8、电容 c9、电阻r19、电阻r20和反相器u1a，放大器ic6的输出端通过电阻r12连接振荡器ic8的2脚，振荡器ic8的2脚还连接三极管q1 的基极，三极管q1的发射极连接振荡器ic8的6脚、发射极连接第二地线，振荡器ic8的7脚通过串联连接的电阻r18和电容c8连接第二地线，振荡器ic8的5脚通过电容c9连接第二地线、1脚连接第二地线、4脚和8脚均连接5v电源、3脚通过电阻r19连接电阻 r18和电容c8的连接节点；
20.振荡器ic8的3脚还通过电阻r20连接反相器u1a的输入端。
21.优选的，所述感光驱动电路包括电阻r16、电阻r17、电阻r21和比较器ic7，电阻r16和电阻r17构成了比较器ic7的参考电压电路，电阻r12的一端连接5v电源、另一端通过光敏电阻rt1连接第二地线。
22.优选的，所述逻辑报警电路包括与非门u2a，与非门u2a的一个输入端连接所述反相器u1a的输出端、另一个输入端连接比较器ic7 的输出端，与非门u2a的输出端连接所述mcu的一个io口。
23.优选的，所述电源模块包括三端稳压器ic3，三端稳压器ic3的输入端连接外部车载电源或电池组、输出端输出所述5v电源、地线端输出所述第二地线。
24.本实用新型所述的一种海关货物智能监控装置，解决了监控车载集装箱开门状态的技术问题，本实用新型采用方波脉冲的形式来驱动一个光电对射传感器，可以可靠的检测出集装箱的门是否被打开，并且方波脉冲很难被模仿，增加了一定的保密性，本实用新型采用两个传感器采集开门信号，一个是方波驱动的光电对射传感器，一个是光敏电阻，杜绝了开门误报的事件的发生。
附图说明
25.图1为本实用新型的原理图方框图；
26.图2是本实用新型的开门传感器模块的电路图；
27.图3是本发明的逻辑报警电路、感光驱动电路、光敏电阻rt1、检波单元、频率确定
单元和光电二极管d2的电路图；
28.图4是本发明的电池单元和电源模块的电路图。
具体实施方式
29.如图1
‑
图4所示的一种海关货物智能监控装置，包括开门传感器模块和通信模块，开门传感器模块包括电池单元、方波发生单元、驱动单元和红外发射管d1，通信模块包括mcu、gps模块、数据上传模块、电源模块、摄像头、can模块、逻辑报警电路、感光驱动电路、光敏电阻rt1、检波单元、频率确定单元和光电二极管d2；
30.电池单元为方波发生单元和驱动单元供电，方波发生单元发出的方波信号通过驱动单元驱动红外发射管d1；
31.光电二极管d2接收红外发射管d1发出的光信号，并转化成电信号；
32.光电二极管d2与频率确定单元连接，频率确定单元连接检波单元，检波单元连接逻辑报警电路；
33.感光驱动电路连接光敏电阻rt1，感光驱动电路还连接逻辑报警电路；
34.逻辑报警电路连接mcu的一个io口；
35.gps模块、数据上传模块、摄像头和can模块均与mcu电连接；
36.电源模块为mcu、gps模块、数据上传模块、摄像头、can模块、逻辑报警电路、感光驱动电路、光敏电阻、检波单元、频率确定单元和光电二极管d2供电。
37.优选的，所述电池单元包括锂电池组b1、开关j1、负电压稳压器 ic1和正电压稳压器ic2，锂电池组b1的负极输出第一地线、正极通过开关j1输出bat电源，负电压稳压器ic1的输入端连接bat电源、输出端输出一个负6v电源，正电压稳压器ic1的输入端连接bat电源、输出端输出一个正6v电源。
38.本实用新型中，负电压稳压器ic1和正电压稳压器ic2的型号分别为lm7806和lm7906。
39.优选的，所述方波发生单元包括振荡器ic4、电位器r3、电阻r1、电阻r2、电容c1和电容c2，振荡器ic4的5脚通过电阻r1连接所述正6v电源、8脚连接所述正6v电源，7脚通过电容c1连接所述负6v电源、1脚连接所述负6v电源、6脚通过电位器r3连接所述正6v 电源、3脚连接电容c1的一端；
40.振荡器ic4的5脚还通过电阻r2连接所述负6v电源；
41.所述驱动单元包括放大器ic5、电阻r6、电位器r4、电阻r5、电阻r7、电位器r13、场效应管a1、电阻r8和电阻r9，放大器ic5的负输入端通过电位器r4连接所述电容c1的另一端，放大器ic5的负输入端还通过电阻r6连接放大器ic5的的输出端；
42.放大器ic5的正输入端通过串联连接的电阻r5和电位器r13连接所述负6v电源，电阻r5和电位器r13的连接节点还通过电阻r7连接所述正6v电源，放大器ic5的输出端连接场效应管a1的g极，场效应管a1的d极连接所述正6v电源、s极通过串联连接的电阻r8 和电阻r9连接第一地线，所述红外发射管d1的正极连接电阻r8和电阻r9的连接节点、负极连接第一地线。
43.振荡器ic4的型号为ne566，放大器ic5的型号为ne531，通过调节r13来实现调零，通过调节r4来调节增益，振荡器ic4产生一个方波信号，通过调节r3来调节其方波的频率，
方波信号被红外发射管d1以光形式发出，本实用新型在出厂时，对r3进行调节，使其工作在一个特定的频率之下，从而使使用者不能模仿开门传感器模块，极大的提高了其工作时的保密性。
44.本实用新型改善了传统的红外对射管只能检测光路是否本遮挡的不足，使红外发射管d1本身就发射一种方波信号，其频率为出厂前设置频率，通过频率的保密性，使其很难被模仿，极大的增加了保密性和可靠性。
45.优选的，所述频率确定单元包括电阻r10、电阻r14、电阻r15、电容c6、电容c7、电阻r11、放大器ic6和电阻r12，光电二极管 d2的一端通过电阻r10连接5v电源、另一端通过电阻r14连接第二地线，光电二极管d2与电阻r10连接节点还通过电容c6连接放大器 ic6的负输入端，放大器ic6的负输入端还通过电阻r11连接放大器 ic6的输出端，放大器ic6的正输入端连接第二地线，电阻r15的一端连接放大器ic6的负输入端、另一端通过电容c6连接放大器ic6 的正输入端，电容c7的一端通过电容c6连接放大器ic6的负输入端、另一端连接放大器ic6的输出端；
46.放大器ic6的型号为lm318，其构成了一个带通滤波器，只能通过特定频率的信号，当光电二极管d2接收到红外发射管d1发射的方波光信号后，将其转化成电信号，并通过放大器ic6构成的带通滤波器进行滤波后，才送入检波单元进行进一步处理，本实用新型通过带通滤波器检测出正确频率的方波信号，杜绝其他频率的方波信号，增加了保密性。
47.检波单元包括振荡器ic8、三极管q1、电阻r18、电容c8、电容 c9、电阻r19、电阻r20和反相器u1a，放大器ic6的输出端通过电阻r12连接振荡器ic8的2脚，振荡器ic8的2脚还连接三极管q1 的基极，三极管q1的发射极连接振荡器ic8的6脚、发射极连接第二地线，振荡器ic8的7脚通过串联连接的电阻r18和电容c8连接第二地线，振荡器ic8的5脚通过电容c9连接第二地线、1脚连接第二地线、4脚和8脚均连接5v电源、3脚通过电阻r19连接电阻 r18和电容c8的连接节点；
48.振荡器ic8的型号为ne555，反相器u1a的型号为74f04。
49.振荡器ic8构成了一个遗漏脉冲检测电路，当光电二极管d2的信号为正常的方波时，即，此时为关门状态，振荡器ic8输出为一个高电平信号，当光电二极管d2的信号为缺少一个周期或长时间无方波信号时，即，此时为开门状态，振荡器ic8输出一个低电平信号，再进过反相器反向后，送入逻辑报警电路进行进一步识别。
50.振荡器ic8的3脚还通过电阻r20连接反相器u1a的输入端。
51.本实用新型采用的光电二极管d2的型号为bpw34。
52.优选的，所述感光驱动电路包括电阻r16、电阻r17、电阻r21和比较器ic7，电阻r16和电阻r17构成了比较器ic7的参考电压电路，电阻r12的一端连接5v电源、另一端通过光敏电阻rt1连接第二地线。
53.本实用新型采用的光敏电阻rt1的型号为lxd6516，该光敏电阻会随着光线的加强而增加自身的阻值，本实用新型通过比较器ic7来判断是否光线加强，当门被打开后，其光线进入集装箱内部，光线变强，光敏电阻rt1电阻变大，当其分压值达到比较器ic7的参考电压值时，比较器ic7输出一个高电平信号，该高电平信号送入逻辑报警电路进行进一步处理。
54.优选的，所述逻辑报警电路包括与非门u2a，与非门u2a的一个输入端连接所述反
相器u1a的输出端、另一个输入端连接比较器ic7 的输出端，与非门u2a的输出端连接所述mcu的一个io口。
55.本实用新型通过与非门u2a来对光敏电阻rt1和光电二极管d2的信号进行处理，只有二者都表示开门时，才通过与非门u2a输出一个 bj信号，即报警信号，该bj信号被送入mcu的一个io，mcu将这个 io口的状态直接通过数据上传模块上传给上位机做进一步处理。
56.优选的，所述电源模块包括三端稳压器ic3，三端稳压器ic3的输入端连接外部车载电源或电池组、输出端输出所述5v电源、地线端输出所述第二地线。
57.使用时，将开门传感器模块和通信模块分别固定设置在集装箱的内壁上，开门传感器模块固定在集装箱的门上，通信模块固定在集装箱的门旁边的内壁上，当门被关闭后使红外发射管d1发出的红外光信号可以被光电二极管d2接收到，当门被打开时，由于开门传感器模块随着门移动开，红外发射管d1发出的红外光信号不再被光电二极管d2接收到，从而产生开门报警信号。
58.由于集装箱的密闭性，其内部在关门后为一个黑暗的环境，光敏电阻rt1检测可见光光线的强弱，当开门时，由于光线变强，光敏电阻rt1的电阻变大，从而也会产生一个报警信号。
59.只有光电二极管d2和光敏电阻rt1同时产生报警信号时，本实用新型的逻辑报警电路才判断此时门被打开，并向mcu输出一个bj电平，mcu通过检测该电平来判断是否门被打开，本实用新型mcu还通过can模块与车载电脑实现数据通信，并通过数据上传模块将gps模块的数据、摄像头拍摄的图片数据上传到上位机上进行进一步处理。
60.本实用新型中，数据上传模块采用m35移动通信gprs模块、gps 模块、摄像头和can模块均为现有技术，故不详细叙述。
61.本实用新型所述的一种海关货物智能监控装置，解决了监控车载集装箱开门状态的技术问题，本实用新型采用方波脉冲的形式来驱动一个光电对射传感器，可以可靠的检测出集装箱的门是否被打开，并且方波脉冲很难被模仿，增加了一定的保密性，本实用新型采用两个传感器采集开门信号，一个是方波驱动的光电对射传感器，一个是光敏电阻，杜绝了开门误报的事件的发生。