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1、(10)申请公布号 CN 102521625 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102521625 A *CN102521625A* (21)申请号 201110372352.6 (22)申请日 2011.11.22 G06K 17/00(2006.01) G06K 19/067(2006.01) (71)申请人 中国人民解放军总后勤部军事交通 运输研究所 地址 300161 天津市河东区万东路 20 号 申请人 北京烽火联拓科技有限公司 (72)发明人 罗五明 曹超奇 马文刚 吕丰训 张革军 (74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 代理人 仝林叶。
2、 (54) 发明名称 集装箱内数据采集传输方法及集装箱顶夹式 传感标签装置 (57) 摘要 本发明公开了一种集装箱内数据采集传输方 法及装置。本发明通过安装在集装箱内的传感器 模块或集成电路采集集装箱内部数据， 以有线方 式传输给安装在集装箱外的无线通信模块， 并由 无线通信模块传输给集装箱外部无线接收装置。 本发明集装箱顶夹式传感标签装置， 包括门开关、 传感器集成模块、 无线通信模块和 U 型支撑结构。 本发明应用于 ： 集装箱内物品状态 （温湿度、 振 动、 门开关等） 监控。对于集装箱内物品的状态监 控， 有广泛的应用需求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 。
3、附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种集装箱内数据信息采集传输方法， 其特征是， 所述方法通过安装在集装箱内的 传感器模块或集成电路采集集装箱内部数据， 以有线方式传输给安装在集装箱外的无线通 信模块， 并由无线通信模块传输给集装箱外部无线接收装置。 2. 一种实现权利要求 1 所述方法的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 包括门开 关、 传感器集成模块、 无线通信模块和 U 型支撑结构， 所述 U 型支撑结构外侧壁分别固定传 感器集成模块和无线通信模块， 传感器集成模块与无线通。
4、信模块通过有线连接 ； 所述门开 关包括连杆、 轴和触头， 轴固定于 U 型支撑结构外侧壁， 连杆一端与传感器集成模块的霍尔 传感器相邻， 连杆另一端通过弹簧与触头连接， 所述 U 型支撑结构内壁固定磁铁。 3. 根据权利要求 2 所述的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 所述传感器模块包 括温度传感器、 湿度传感器和光敏传感器。 4. 根据权利要求 2 所述的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 所述门开关触头为 弧形。 5. 根据权利要求 2 所述的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 所述门开关触头与 连杆采用弹簧缓冲联接。 6. 根据权利要求 2 所述的集装箱顶夹式传感标签装置。
5、， 其特征是， 集装箱内外电路采 用 U 型支撑结构物理连接， 其底部尺寸与集装箱门楣宽度相同。 7. 根据权利要求 2 所述的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 无线通信模块采用 在里面螺丝固定的防拆卸设计。 8.根据权利要求2所述的集装箱顶夹式传感标签装置， 其特征是， 支撑U型结构安装于 集装箱右侧门上方的门楣上。 权 利 要 求 书 CN 102521625 A 2 1/4 页 3 集装箱内数据采集传输方法及集装箱顶夹式传感标签装置 技术领域 0001 本发明涉及集装箱内物资状态监控及集装箱物资信息射频识别领域， 更具体的 是， 涉及一种集装箱内数据采集传输方法及集装箱的顶夹式传感。
6、标签装置。 技术背景 0002 目前用于集装箱的射频标签主要是集装箱电子封条和集装箱电子标签， 集装箱电 子封条主要是安装在集装箱门外侧的锁栓上， 除了具有集装箱机械锁的功能外， 还具有射 频识别标签的功能， 记录集装箱内物资属性信息和集装箱门开关电子锁的功能 ； 集装箱电 子标签主要是记录集装箱唯一识别号和 / 或集装箱内物资属性信息， 多安装在集装箱外侧 壁上。 由于这两类射频标签主要是安装在集装箱的外面， 不采集集装箱箱内环境状态数据， 因而射频标签天线与读写器天线进行通信时不存在金属箱体对无线信号的屏蔽问题。 0003 另外， 射频标签在集装箱上的安装也是一个问题。通常射频标签的安装有。
7、三种方 式， 射频标签可作为一种集装箱封条， 作为物理锁进行安装 ； 也可在射频标签内放置一块强 力磁铁， 吸附在集装箱的金属表面上， 但是振动掉下或者人可以自由取下 ； 还有一种是在集 装箱上钻孔， 采用螺丝将射频标签安装紧固在集装箱上， 这会破坏集装箱的物理结构。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是， 提供一种集成了多种传感器的射频识别标签， 同 时解决了集装箱的物资属性信息的快速采集和集装箱箱内环境的监控问题。 0005 本发明一种集装箱内数据采集传输方法， 所述方法通过安装在集装箱内的传感器 模块或集成电路采集集装箱内部数据， 以有线方式传输给安装在集装箱外的无线通信模 块。
8、， 并由无线通信模块传输给集装箱外部无线接收装置 本发明集装箱顶夹式传感标签装置， 通过下述技术方案予以实现， 包括门开关、 传感器 集成模块、 无线通信模块和U型支撑结构， 所述U型支撑结构外侧壁分别固定传感器集成模 块和无线通信模块， 传感器集成模块无线通信模块通过数据线连接 ； 所述门开关包括连杆、 轴和触头， 轴固定于 U 型支撑结构外侧壁， 连杆一端与传感器集成模块中的传感器相邻， 连 杆另一端通过弹簧与触头连接， 所述 U 型支撑结构内壁固定磁铁。 0006 所述传感器集成模块包括温度传感器、 湿度传感器和光敏传感器等多种传感器， 根据需要选配。 0007 所述门开关触头为弧形。所。
9、述门开关触头与连杆采用弹簧缓冲联接。集装箱内外 电路采用 U 型支撑结构物理连接， 其底部尺寸与集装箱门楣宽度相同。无线通信模块采用 在里面螺丝固定的防拆卸设计。所述 U 型支撑结构安装于集装箱右侧门上方的门楣上。 0008 本发明应用于 ： 集装箱内物品状态 （温湿度、 振动、 门开关等） 监控。对于集装箱内 物品的状态监控， 有广泛的应用需求。 用人工方法开启集装箱门去监控箱内环境数据， 是不 方便和不经济的。该设备实现监控实现方法是 ： 传感器集成模块内传感器采集集装箱箱内 的物品状态信息后， 通过无线通信模块 （传感射频识别标签） 内嵌的射频识别天线传输到固 说 明 书 CN 1025。
10、21625 A 3 2/4 页 4 定或手持式读写器， 读写器将相关数据传输到后台信息系统进行处理。该设备完成了集装 箱内物资信息和状态信息采集和发送。 0009 普通射频识别标签， 能够预先写入集装箱识别号或者物资的品种数量等属性信 息， 通过读写器或者手持机进行读写。 但是无法对集装箱内的环境进行监控， 无法实现防盗 报警等功能。 本发明集成了多种传感器的射频识别设备， 既可对物资信息进行识别， 又可实 现监控物资的环境状态。 0010 如果在集装箱内部署传感器节点， 由于集装箱是金属外壳， 对信号具有屏蔽作用， 所以存在数据如何对外传送的难题。 本发明通过有线方式将箱内传感器采样数据传送。
11、给箱 外的射频标签， 来实现对外信息传输。 0011 本发明的机械结构在满足环境数据采集和数据对外传输、 射频标签信息读写等功 能的前提下， 通过 U 型结构， 可牢靠的在集装箱门楣上进行无损安装。不需在集装箱进行打 孔等破坏性操作。 附图说明 0012 图 1 是本发明整体机械结构示意图 ； 图 2 是本发明传感器集成模块的开关门结构示意图 ； 图 3 是本发明安装示意图。 具体实施方式 0013 下面结合附图对本发明做进一步描述。 0014 集装箱内数据采集传输方法， 通过安装在集装箱箱内的传感器集成模块或集成电 路采集集装箱箱内部数据， 以有线方式传输给安装在集装箱箱外的无线通信模块， 。
12、并由无 线通信模块传输给集装箱外部无线接收装置。 0015 实现上述集装箱内数据采集传输方法， 采用集装箱顶夹式传感标签装置， 如图 1 和 2 所示， 包括门开关 2、 传感器集成模块 1、 无线通信模块 4 和 U 型支撑结构 3， 所述 U 型支 撑结构外侧壁分别固定传感器集成模块和无线通信模块， 传感器集成模块与无线通信模块 通过有线连接 ； 无线通信模块可以采用射频识别模块 ； 所述门开关包括连杆、 回旋弹簧、 轴 和触头， 轴固定于 U 型支撑结构外侧壁， 连杆一端与传感器集成模块的霍尔传感器相邻， 连 杆另一端通过弹簧与触头连接， 所述 U 型支撑结构内壁固定磁铁。装置的电源开关。
13、 5 用于 开启或关闭设备电源 ； 图中透气孔 6 ： 用于使环境中的空气进入传感器模块 ； 霍尔传感器用 于感知门的开关动作 ； 强力磁铁通过其吸附在集装箱金属门楣上以达到固定设备的目的。 0016 传感器集成模块用于采集、 记录、 处理集装箱内的环境状态信息 （温度、 湿度、 光、 门开关等） 。 0017 门开关结构 ： 用于感知门的开关动作。 0018 射频识别模块 （无线通信模块） 用于记录集装箱 ID 号， 集装箱内物资品名、 数量等 静态信息， 射频识别模块 （无线通信模块） 可以将上述信息和传感器模块通过数据线传输到 射频识别模块 （无线通信模块） 的传感信息发送给固定读写器或。
14、者手持读写器 （无线接收模 块） 。 0019 U 型支撑结构， 主要用来连接射频识别模块 （无线通信模块） 和传感器模块， 用于将 说 明 书 CN 102521625 A 4 3/4 页 5 设备固定于集装箱门楣之上。通过 U 型开口加持在集装箱门顶部的门楣处， 两门闭合后， 传 感器集成模块在集装箱内部， 射频识别标签 （无线通信模块） 在集装箱外部。 0020 电源指示灯 ： 用于显示电源的开关状态 （当打开电源开关时， 该电源会闪烁一下 ； 当关闭电源开关时， 电源灯不闪烁） 。 0021 图3中 ： 传感射频标签20 ； 集装箱门楣21 ； 集装箱左侧门22 ； 集装箱右侧门23。。
15、 该 设备安装在集装箱门楣的具体步骤如下 ： 1、 按下设备的电源开关， 此时， 电源指示灯闪一下后熄灭， 表示设备已经通电。 0022 2、 将设备的 U 型口， 对准集装箱右侧门上方的门楣， 然后向上安装， 此时该设备在 磁铁的吸引力下固定在集装箱门楣之上。 0023 3、 关闭集装箱左侧门。 0024 4、 关闭集装箱右侧门。 0025 5、 当集装箱两门完全关闭时， 集装箱门和门楣将夹紧该设备的支撑结构， 该设备 得到坚固的固定。 0026 6、 当集装箱两门完全关闭的同时， 门开关结构开始发生一些转动和变化 ： 在门未关闭时候， 参见图2， 门开关的连杆16在绕在轴15上的弹簧的作用。
16、下是翘起的， 产生一个开关量信号， 在集装箱门关闭的同时， 门开关的触头 13 在集装箱门的作用下， 开 始向集装箱里面的方向运动， 连杆另一端移动， 产生开关量信号。由于触头 13 和连杆 16 采 用弹簧 14 柔性连接， 所以即使在集装箱门关门很猛， 行程较大的情况下， 也能保护霍尔传 感器 17 免受连杆 16 的过度挤压破坏。 0027 7、 其他传感器 （包括温度、 湿度、 光敏等等） 开始进入工作状态， 按照程序设定的时 间频率对集装箱内部环境信息进行采集、 处理并将信息传送给射频标签。 0028 8、 射频标签记录传感器模块发送的各种信息， 并将信息发送给集装箱外部的射频 读写。
17、器。 0029 本发明具有如下技术效果 ： 1. 集成了智能传感器和射频标签的功能， 是集成了智能传感器的射频识别标签， 该设 计， 实现了物流过程中既对集装箱物资的基本信息进行识别和处理， 同时可以监控箱内物 资的状态 （环境状态、 是否被非法开启等等） 的功能。 0030 2. 钳式结构 （U 型） 易于安装， 只需打开集装箱门， 将该设备夹于集装箱顶部门楣 即可 ； 便于固定， 当集装箱门关闭后， 该设备在集装箱门的夹合下非常牢固， 无需其他固定 手段 ； 同时不需在集装箱进行打孔或安装螺丝， 避免破坏集装箱。 该设备适于安装在集装箱 门的上梁处， 安装在该处可以有效减少金属的集装箱门对。
18、射频信号的屏蔽作用， 同时减少 了金属集装箱门对射频信号的衍射干扰。保障通讯信号的良好。 0031 3. 集装箱内安装传感器集成模块、 集装箱外为射频识别标签模块。在内部的传感 器集成模块可以实现对集装箱内部状态的采集。 集装箱外部的射频标签可以避免金属的集 装箱对信号的屏蔽作用， 有效实现对外部的通讯。 0032 4. 该设备安装在集装箱门顶部， 夹在集装箱右侧门上门楣处。安装在集装箱门楣 上可以有效减少金属的集装箱门对射频信号的屏蔽作用， 同时减少了金属集装箱门对射频 信号的衍射干扰。保障通讯信号的良好。 0033 5. 裸露在集装箱外部的射频识别标签模块采用防拆卸设计 ： 螺丝均从内侧安。
19、装， 说 明 书 CN 102521625 A 5 4/4 页 6 外部无裸露的螺丝。无法从外侧进行拆卸。 0034 6. 门开关采用弹簧缓冲保护， 防止集装箱门关闭时， 行程过度造成对门开关及传 感器模块的损坏。 0035 7. 门开关的触头为弧形设计， 放置集装箱门在关闭时候过度摩擦， 对门开关和集 装箱门进行有效保护。 说 明 书 CN 102521625 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102521625 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102521625 A 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102521625 A 9 。