油罐车电子锁监控系统及其监控方法.pdf

本发明涉及一种油罐车电子锁监控系统及监控方法，包括设于油罐车油箱上的防爆装置以及防爆装置连接的监控中心，防爆装置包括主控单元、油口锁控制单元、施解封控制单元以及无线通信单元；所述施解封控制单元设有键盘锁控电路，用于连接键盘板装置并获取、检测施解封信息后传输至主控单元。本发明的监控系统还通过射频卡和键盘键入密码这两种开锁机制来进行施解封操作，键盘开锁机制适用于网络关联断开和丢失射频卡等特殊情况，从而在各种恶劣环境下操作都能远程和本地施解封控制；该系统设计多种报警触发条件，全方位监控车辆运行过程；而主控单元、键盘锁、射频卡读卡器及相关模块、连接导线均设置在一个防爆箱体内，具有强大的防爆保护能力。

权利要求书
1.  一种油罐车电子锁监控系统，其特征在于，包括设于油罐车油箱上的防爆装 置以及与防爆装置连接的监控中心，所述防爆装置包括：
主控单元，用于预设及存储信息、对各模块信息进行检测、信息转换、报 警、执行命令以及上传相关信息至监控中心；
油口锁控制单元，与所述主控单元电连接进行油口锁状态信息的反馈以及 开启或关闭油口锁的执行指令的下达；
施解封控制单元，与所述主控单元连接，所述施解封控制单元设有键盘锁 控电路，用于连接键盘板装置并获取、检测施解封信息后传输至主控单元；
无线通信单元，与所述主控单元连接，用于主控单元和监控中心的信息交 互；
所述监控中心，为系统的远程服务器，用于远程监控油罐车运行环境、路 线、油口状态以及控制主控单元执行指令。

2.  如权利要求1所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述施解封控制 单元还设有射频卡锁控电路，用于连接射频卡读卡器并获取、检测施解封信息 后传输至主控单元。

3.  如权利要求1所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述主控单元连 接有GPS单元，用于获取传输油罐车所在地理位置信息；
所述主控单元连接有信号采集单元，所述信号采集单元连接有安装在油口 球阀处的光栅传感器，用于采集油口锁的球阀状态并传输至主控单元。

4.  如权利要求1所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述主控单元还 连接有状态显示单元，所述状态显示单元对主控单元获取的油口状态、故障报 警、网络及GPS状态、电源状态以及定时的显示电池电压、实时时间的运行状 态进行显示。

5.  如权利要求4所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述防 爆装置由一端开口的壳体(10)以及设于壳体(10)开口处的前端盖(11)密 封连接构成；所述防爆箱体(1)内设有键盘板、射频卡读卡器、主控板及连接 导线；
所述键盘板安装于所述前端盖(11)上，且其信息输出端与所述主控板连 接；所述主控单元、油口锁控制单元、无线通信单元、GPS单元、信号采集单元 以及状态显示单元集成在所述主控板上；
所述前端盖(11)上还设有与所述状态显示单元连接的指示灯(4)和显示 屏(5)。

6.  如权利要求5所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述壳体(10) 的壁面由防爆面一体成型，所述前端盖(11)与所述壳体(10)的结合面为防爆 面，所述防爆面的宽度为12.5～25mm，均选用阻隔防爆材料制备而成。

7.  如权利要求6所述的油罐车电子锁监控系统，其特征在于，所述前端盖(11) 的内侧周边设有矩形边构造的凹槽(12)，所述壳体(10)的开口端设有凸块(13)； 所述凸块(13)与凹槽(12)配合密闭固定；所述凸块(13)前端的外边缘与 凹槽(12)外侧端之间通过螺栓组件(16)固定，且内边缘设有槽沟；所述槽 沟内设有密封胶圈(14)，所述螺栓组件(16)与槽沟之间的距离为12.5～25mm。

8.  一种油罐车电子锁监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101:装油后，转动球阀关闭油口，使用射频卡刷卡使油罐车上锁，致使球阀 不能转动；
S102:运输过程中，被监控车辆的监控系统实时实地检测并上传监控数据至监 控中心；当车辆监控检测异常时，按照步骤S201或S301进行处理；
S201:若监控数据出现异常时，主控单元发出报警信息并连同异常数据上传至 监控中心；
S202:监控人员接收报警信息并消除危险后，监控中心向主控单元发送消除报 警信息指令，接收消除报警信息后，主控单元状态复位；
S301:若网络关联断开或射频卡丢失，通过在键盘板直接输入施解密码，密码 匹配即解锁，可转动球阀进行开启或关闭油口；
S401:到达目的地，使用射频卡进行刷卡解锁，转动球阀打开油口卸油。

9.  如权利要求8所述的油罐车电子锁监控方法，其特征在于，所述步骤S301 还包括：键盘按键键入数字密码，当密码与施解封控制单元预设的键盘密码相 匹配，油口锁解锁；当密码与预设的键盘密码不匹配，主控单元发出错误提示 信息，当输入三次均提示错误，施解封控制单元下达自动封锁指令，此时需通 过监控中心下达解锁指令方可恢复正常。

10.  如权利要求8所述的油罐车电子锁监控方法，其特征在于，所述步骤S201 中监控数据出现异常具体为：由各监控终端实时上传监控信息至主控单元，所 述主控单元判断监控信息是否与在预设的数据范围内，如不是，则发出报警信 息并连同异常数据上传至监控中心。

说明书油罐车电子锁监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及油品运输监控系统领域，特别是涉及一种油罐车电子 锁监控系统及其监控方法。
背景技术
油罐车用于将油品从油库到运输到加油站等地，由于其具有的移动特性， 使得如何保证油罐车内的油品安全，成为一个无法回避的问题。国内现有运用 普遍的油罐车电子铅封系统，电子铅封系统是针对油罐车在油品运输过程中实 现全程监控，对油品的非正常损耗实现有效地全程管控。
专利号为CN201600831U的专利文件公开了一种电子铅封，包括可编程控制 器，通过可编程控制器的主机里存储有拨码器发来的锁定底阀的原始设定值， 对油罐车的工作状态进行监控，如对车辆油口的操作时间、次数进行限制和追 踪；以防止司乘人员违规操作。但是该电子铅封系统面临着网络传输不稳定， 施解封操作可靠性差，安全性差，特别是在被司乘人员破解的同时由于其锁控 执行机构不能及时对该电子铅封实现自动管制，导致在油品运输过程中容易出 现偷盗油现象。国外的电子铅封技术研发较为先进，但其功能仅限于输入、输 出油口的自动报警，不能实现对油口的锁控管制，依旧不能完全杜绝油品运输 过程中的偷盗油行为。
显然，现有的电子铅封系统显然存在不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。 申请人针对现有技术的缺陷，自主研发出在报警、管控、油口锁控等方面全面 的整体系统，以达到实时对油罐车油口的锁控管制的目的。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明目的在于提供一种油罐车电子锁监控 系统及其监控方法，通过独特的网络传输技术及大数据的开发支持，在 油罐车油品运输过程中实现作业远程监控和地图展现，各种环境下都能 有效管控油口，并对异常情况及时报警。
为实现上述技术方案，本发明一种油罐车电子锁监控系统，包括设于油 罐车油箱上的防爆装置以及与防爆装置连接的监控中心，所述防爆装置包括：
主控单元，用于预设及存储信息、对各模块信息进行检测、信息转换、报 警、执行命令以及上传相关信息至监控中心；
油口锁控制单元，与所述主控单元电连接进行油口锁状态信息的反馈以及 开启或关闭油口锁的执行指令的下达；
施解封控制单元，与所述主控单元连接，所述施解封控制单元设有键盘锁 控电路，用于连接键盘板装置并获取、检测施解封信息后传输至主控单元；
无线通信单元，与所述主控单元连接，用于主控单元和监控中心的信息交 互；
监控中心，用于远程监控油罐车运行环境、路线、油口状态以及控制主控 单元执行指令。
进一步地，所述施解封控制单元还设有射频卡锁控电路，用于连接射频卡 读卡器并获取、检测施解封信息后传输至主控单元。
进一步地，所述主控单元连接有GPS单元，用于获取传输油罐车所在地理 位置信息；
主控单元连接有信号采集单元，信号采集单元连接有光栅传感器，用于采 集油口锁的球阀状态并传输至主控单元。
更进一步地，主控单元还连接有状态显示单元，状态显示单元用于将主控 单元获取的油口状态、故障报警、网络及GPS状态、电源状态以及定时的显示 电池电压、实时时间的运行状态进行显示。
进一步地，本发明的防爆装置的具体实现方式是，所述防爆装置由一端开 口的壳体以及设于壳体开口处的前端盖密封连接构成；所述防爆箱体内设有键 盘板、射频卡读卡器、主控板及连接导线；
键盘板安装于所述前端盖上，且其信息输出端与所述主控板连接；所述主 控单元、油口锁控制单元、无线通信单元、GPS单元、信号采集单元以及状态显 示单元集成在所述主控板上；
前端盖上还设有与所述状态显示单元连接的指示灯和显示屏。
更进一步地，壳体的壁面由防爆面一体成型，前端盖与壳体的结合面为防 爆面，特别是有效结合面为防爆面，所述防爆面的宽度为12.5～25mm，均选用阻 隔防爆材料制备而成。
具体为使整个防爆箱体具有绝对的防水防爆性能，前端盖的内侧周边设有 矩形边构造的凹槽，且壳体开口端设有凸块；凸块与凹槽配合密闭固定；凸块 前端的外边缘与凹槽外侧端之间通过螺栓组件固定，内边缘设有槽沟；槽沟内 设有密封胶圈，螺栓组件与槽沟之间的距离为12.5～25mm。该长度的密封性可确 保防爆箱体内部爆炸力不扩张，从而保证键盘锁电路使用的安全性。
本发明还提供了一种油罐车电子锁监控方法，该方法包括以下步骤：
S101:装油后，转动球阀关闭油口，使用射频卡刷卡使油罐车上锁，致使球 阀不能转动；
S102:运输过程中，被监控车辆的监控系统实时实地检测并上传监控数据至 监控中心；当车辆监控检测异常时，按照步骤S201或S301进行处理；
S201:若监控数据出现异常时，主控单元发出报警信息并连同异常数据上传 至监控中心；
S202:监控人员接收报警信息并消除危险后，监控中心向主控单元发送消除 报警信息指令，接收消除报警信息后，主控单元状态复位；
S301:若网络关联断开或射频卡丢失，通过在键盘板直接输入施解密码，密 码匹配即解锁，可转动球阀进行开启或关闭油口；
S401:到达目的地，使用射频卡进行刷卡解锁，转动球阀打开油口卸油。
进一步地，步骤S301具体地还包括：键盘按键键入数字密码，当密码与施 解封控制单元预设的键盘密码相匹配，油口锁解锁；当密码与预设的键盘密码 不匹配，主控单元发出错误提示信息，当输入三次均提示错误，施解封控制单 元下达自动封锁指令，此时需通过监控中心下达解锁指令方可恢复正常。
进一步地，步骤S201中监控数据出现异常具体为：由各监控终端根据设定 的周期定时上传监控信息至主控单元，所述主控单元判断监控信息是否与在预 设的数据范围内，如不是，则发出报警信息并连同异常数据上传至监控中心。
本发明的油罐车电子锁监控系统和监控方法与现有技术相比，具有 如下优点：
1.能远程和本地施解封控制，各种恶劣环境下操作都稳定可靠；主 控单元和监控中心间数据加密传输，主控单元和各监控终端间的通讯经 过多重校验；设计了多种报警触发条件，全方位监控车辆运行过程；密 码键盘开锁，为国内首创技术；
2.主控单元、键盘板、射频卡读卡器等及其相关模块、连接导线均 设置在一个防爆箱体内，具有强大的自我保护能力：防爆、防水、防破 坏设计，断电保护、低压保护、过压保护、过流自恢复；
3.数据展现程序：该监控系统支持各种地图软件；能支撑大容量高 并发数据(10亿条数据)。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说 明。
图1是本发明油罐车电子锁监控系统的结构示意图；
图2是本发明油罐车电子锁监控系统的流程图；
图3是本发明油罐车电子锁监控方法的流程示意图；
图4是本发明防爆箱体的结构示意图；
图5是本发明壳体和前端盖连接位置的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明监控系统采用了先进的RFID、GPRS传输技术和LBS位置服务完成与 下位机的交互和数据的分析，保证了数据交互的安全和可靠性，监控中心的客 户端采用互联网流行的技术springmvc和互联网地图技术搭建而成的，这样用 户可以用浏览器就能很方便直观的监控到数据，达到便利直观高效的目的。
图1和图2所示，本发明监控系统包括包括设于油罐车油箱上的防爆装置 以及与防爆装置连接的监控中心，所述防爆装置包括：主控单元、油口锁控制 单元、无线通信单元、GPS单元、信号采集单元以及状态显示单元。
主控单元，用于预设及存储信息、对各模块信息进行检测、信息转换、报 警、执行命令以及上传相关信息至监控中心。
油口锁控制单元，与主控单元电连接进行油口锁状态信息的反馈以及开启 或关闭油口锁的执行指令的下达。
施解封控制单元，与所述主控单元连接，所述施解封控制单元设有键盘锁 控电路和射频卡锁控电路，分别用于连接键盘板和射频卡读卡器并获取、检测 施解封信息后传输至主控单元；
无线通信单元，与所述主控单元连接，用于主控单元和监控中心的信息交 互。
监控中心，用于远程监控油罐车运行环境、路线、油口状态以及控制主控 单元执行指令。
GPS单元、信号采集单元和状态显示单元分别连接主控单元，其中GPS单 元用于获取传输油罐车所在地理位置信息；信号采集单元连接有安装在油口球 阀处的光栅传感器，用于采集油口锁的球阀状态并传输至主控单元；状态显示 单元用于将主控单元获取的油口状态、故障报警、网络及GPS状态、电源状态 以及定时的显示电池电压、实时时间的运行状态进行显示。
图4所示，防爆装置由一端开口的壳体10以及设于壳体10开口处的前端 盖11密封连接构成；防爆箱体1内设有键盘板、射频卡读卡器、主控板及连接 导线；键盘板安装于所述前端盖11上，且其信息输出端与所述主控板连接。主 控单元、油口锁控制单元、无线通信单元、GPS单元、信号采集单元以及状态 显示单元集成在所述主控板上。键盘板包括键盘按钮2，键盘按钮2穿插在所述 前端盖11并外露；所述射频卡读卡器包括刷卡区3，所述刷卡区3设于前端盖 11上。
主控单元连接有提示灯和显示屏，该提示灯和显示屏设于防爆箱体表面。 其中，提示灯用于将主控单元获取的油口状态、故障报警、网络及GPS状态以 及电源状态显示；显示屏用于在输入密码的时显示密码数字，以及定时的显示 电池电压、实时时间的运行状态。
壳体10的壁面由防爆面一体成型，前端盖11为防爆面，所述防爆 面的宽度为12.5～25mm，均选用阻隔防爆材料制备而成。图5所示，前 端盖11的内侧周边设有矩形边构造的凹槽12，壳体10的外侧端设有凸块13； 凸块13与凹槽12的外侧端配合密闭固定；凸块13前端的外边缘与凹槽12外 侧端之间通过螺栓组件16固定，内边缘设有槽沟；槽沟内设有密封胶圈14，所 述螺栓组件16与槽沟之间的距离为12.5～25mm。
本发明的防爆箱体和仪表设计一个足够坚固的壳体，人为地将可能出现的 爆炸限制在一个有限的局部范围内，使该范围内的爆炸不至于引起更大范围的 爆炸。本发明的防爆箱体通过理论计算和试验，确定了箱体可用的铸铝材料或 硬铝材料，厚度结构等，同时加工工序应满足各个隔爆面的平面度要求。该发 明通过了《中海油天津化工研究设计院防爆电器产品检验实验室》的安全审核 验收。
在本实施例提供的油罐车电子锁监控方法中，在原有电子铅封系统监控流 程中再增加一个键盘开锁机制，通过两种开锁机制来进行施解封操作，适用于 各种恶劣环境下操作，提高整体方案的稳定性和安全性，给用户带来便捷的操 作。
图3为本发明油罐车电子锁监控方法的实施例流程图，具体包括如下步骤：
S101，油罐车在装载油品后，转动球阀关闭油口，再使用射频卡将电子锁 上锁。
关闭油口后，在油罐车的射频刷卡板进行刷卡操作，主控单元读取刷卡信 息并与预设信息核对保存，信息匹配后发出指令，该指令使油罐车的电子锁上 锁致使球阀不能转动。施解封采用射频识别技术，当射频卡进入刷卡板的磁场 后，接收发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的 产品信息，射频刷卡板读取信息并解码进行施解封；施解封操作成功后，球阀 上锁。
S102，运输过程中，被监控车辆的监控终端实时实地检测并上传监控数据 至主控单元，主控单元将数据打包以无线通信方式上传至监控中心保存；
主控单元连接GPS定位模块、无线通信模块、键盘按键、射频刷卡板以及 光栅检测模块等，对应地，监控的数据包括GPS定位跟踪、运行路线、运行测 距、球阀轴状态以及电子锁监控状态；主控单元将各监控信息按照预设的周期 检测，一并打包通过无线通信方式传输至监控中心核实并保存，监控人员可以 随时随地查看油罐车的各种监控参数和状况。
主控单元与监控中心的交互为数据加密传输；所述主控单元与监控终端之 间的交互需要经过多重校验。
当车辆监控检测异常时，按照如下步骤S201或S301进行处理：
S201：若监控数据出现异常时，主控单元发出报警信息并连同异常数据上 传至监控中心；
监控终端根据设定的周期定时上传监控信息至主控单元，所述主控单元判 断监控信息是否与在预设的数据范围内；其中，监控数据异常包括车辆运行偏 离预设路线、电子锁被开启以及球阀发生转动等状态，主控单元探测到所述异 常数据，主控单元发出报警信息提示司乘人员，同时将检测数据传输至监控中 心及向监控中心发出警报。
主控单元在发出报警信息后，判断报警状态是否在预设范围内，如是，则 按照对应的预设执行指令下达执行动作；所述预设执行指令包括断电保护、低 压保护、过压保护和过流自恢复等。
S202:消除危险后，在监控中心以无线通信方式向主控单元发送消除报警信 息指令，接收报警信息后，主控单元状态复位。
当油罐车在特殊环境(如网络关联中断)和突发意外情况(如事故)时， 监控系统按照如下方法处理：
S301:网络关联断开或射频卡丢失，通过电子锁中的键盘按键直接输入施解 密码，密码匹配即解锁，可转动球阀进行开启或关闭油口。
键盘按键键入数字密码，如密码与主控单元预设的键盘密码相匹配，电子 锁解锁；当密码与主控单元预设的键盘密码不匹配，主控单元发出错误提示信 息，当输入三次均提示错误，主控单元下达封锁指令，此时需通过监控中心解 锁方可恢复正常。
本发明的监控方法和系统从研发方向上充分考虑了成品油公路运输业务的 特点，以及各种可能的油品损耗环节，实现了油罐车的远程全程监控和安全实 施解封管理，保证了油品公路运输过程状态的可控性，为油品安全运输提供了 确实的保障。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对 本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域 普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入 本发明的权利要求书确定的保护范围内。