專利名稱：箱門狀態(tài)感應裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種運輸箱體的箱門安全裝置，特別涉及一種通過感應箱門結構相對位移探測箱門開關狀態(tài)的裝置。
背景技術：
集裝箱、箱式貨車、箱式半掛車等是目前主要的物流運輸工具，在物流運輸途中，絕大部分的貨物偷盜都是從箱體門端侵入。為了解箱體的安全狀態(tài)，在出現(xiàn)箱體被非法侵入時及時采取措施，提高貨物運輸安全，出現(xiàn)了許多技術方案，來實時監(jiān)測箱門的開關狀態(tài)。例如美國專利US5615247公開了如下技術方案采用與電子安全裝置連接的電纜穿過兩扇箱門，當電纜連通，并對電子安全裝置輸入密碼，電子安全裝置即被啟動，當非授權人非法打開箱門時，電纜被拉斷，觸發(fā)電子安全裝置通過移動電話網絡向用戶終端發(fā)送報警信號，實現(xiàn)適時報警。
但是，絕大多數(shù)的普通貨物集裝箱無電源供應，而電子安全裝置因電源供給的保證，需要經常更換電池，在實際的集裝箱使用管理上將帶來極大不便。而且，現(xiàn)有的方案并未考慮到集裝箱特殊的應用環(huán)境對低功耗和免維護的要求，難以滿足電池維持裝置多年正常運行的要求，使用時須經常拆卸和安裝，容易丟失，給使用和管理帶來很大麻煩。
綜上所述，上述現(xiàn)有的箱門安全裝置，在實際使用上，顯然存在不便與缺陷，有必要加以改善。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種降低功耗，采用休眠/工作模式，滿足在運輸箱體上使用的低功耗和免維護要求的箱門狀態(tài)感應裝置。
為了達到上述的目的，本發(fā)明的技術方案如下
一種箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于至少包括一傳感器單元；一電位器；一報警單元；一中央控制單元，與該傳感器單元、電位器和報警單元連接，該中央控制單元執(zhí)行信號處理，將傳感器單元輸出的電壓信號與電位器設定的電壓閾值進行比較，當其從該傳感器單元處獲取的電壓信號超過該電位器設定的電壓閾值范圍時，觸發(fā)該報警單元發(fā)出報警信號；一電源管理單元，與該單片機連接，提供電源并進行用電管理。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元執(zhí)行信號獲取和預處理，對箱門構件的相對位移進行感應獲取非授權的或非法的開門信號，位移的變化對應并轉換成電壓的變化輸出。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的中央控制單元可以是單片機等。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元輸出的為1.5-2.75V范圍的電壓。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元采用霍爾元件。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元感應的是箱門間距或轉角的變化。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元和單片機之間連接有一濾波單元，傳感器單元輸出的電壓信號經過低通濾波后輸入單片機。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的報警單元包括直接發(fā)出報警信號的本地報警單元和通過無線通訊的遠程報警單元，均與中央控制單元連接。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的報警單元可以是直接發(fā)出報警信號的本地報警單元或通過無線通訊的遠程報警單元，上述報警單元與中央控制單元連接。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的本地報警單元包括蜂鳴器和指示燈。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的本地報警單元包括蜂鳴器或指示燈。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的遠程報警單元包括射頻發(fā)送/接收單元和與之連接的天線。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的遠程報警單元包括GPRS發(fā)送/接收單元和與之連接的天線。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的天線裝設在箱門內側正對門縫處。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的天線裝設在箱門內側正對門縫處。
所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其中，所述的傳感器單元與所述的中央控制單元采用總線技術連接，傳感器單元可基于總線方式進行擴展。
由于采用上述的技術方案，模擬輸入轉換為開關量的設定通過硬件實現(xiàn)，通過硬件設置閾值，模擬量在閾值范圍內波動時，設備和工作電路不動作，只有在波動超出閾值，設備和電路才動作，采用休眠/工作模式，避免了一旦模擬量波動就要進行一次數(shù)據(jù)采集的問題，從而大大降低設備的功耗。感應準確，功耗低，直流電源如電池可保持裝置多年工作。
把天線裝設在集裝箱內部，利用門縫達到信號傳出的效果，從而使得除本地報警單元設置在箱門外側，其他元器都可設置在箱門內側，保證感應裝置本身在使用過程中的安全和可靠性。
下面結合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其他有益效果顯而易見。
圖1為本發(fā)明的箱門狀態(tài)感應裝置的電路原理框圖；圖2為本發(fā)明的箱門狀態(tài)探測裝置安裝在箱門上的示意圖，圖中示出的為箱門的正面；圖3為圖2中A-A剖視圖，圖中示出了箱門狀態(tài)感應裝置安裝在箱門上的一種實施方式。
具體實施例方式
為更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
圖1示出了本發(fā)明的基本電路原理框圖。
箱門狀態(tài)感應裝置實現(xiàn)對門開關狀態(tài)的監(jiān)測，當門間間距達到一定程度時報警，目前報警有兩種方式，本地報警和遠程報警。本地報警通過指示燈和蜂鳴器的方式實現(xiàn)，遠程報警通過射頻單元和GPRS單元實現(xiàn)。
傳感器單元執(zhí)行信號獲取和預處理，通過感知箱門構件的相對位移，如門頁的相對位移或鎖桿的相對轉動，來獲取非授權的或非法的開門信號，位移的變化對應并轉換成電壓的變化輸出，傳感器單元采用霍爾元件S49E，輸出的為1.5-2.75V范圍的電壓；傳感器單元輸出的電壓信號經過濾波單元的低通濾波后輸入單片機，濾波處理的作用是提高霍爾傳感器的抗干擾能力；與單片機連接的精密電位器調節(jié)對應于箱門構件位移危險閾值的電壓閾值的設定，設定的閾值需滿足箱體在正常運輸和操作過程中產生的變形不引起裝置誤報；單片機LPC935與傳感器單元、電位器和報警單元連接，單片機執(zhí)行信號處理，將傳感器單元輸出的電壓信號與電位器設定的電壓閾值進行比較，電壓信號發(fā)生改變到一定程度，即超越閾值時，就會觸發(fā)報警單元；電位器的作用是在調試時靈活的設定閾值；電源管理單元與單片機連接，包括供電電池和電源分配管理電路，提供4.5至24V的直流電源并進行用電管理；報警單元包括直接發(fā)出報警信號的本地報警單元和通過無線通訊的遠程報警單元，均與單片機連接；本地報警單元包括蜂鳴器和指示燈；遠程報警單元包括射頻發(fā)送/接收單元和與之連接的天線；遠程報警單元還包括GPRS發(fā)送/接收單元和與之連接的天線；如圖2至圖3天線1裝設在箱門2內側正對門縫處，把天線11裝設在集裝箱內部，利用門縫達到信號傳出的效果，從而使得除本地報警單元設置在箱門2外側，其他元器件1都可設置在箱門2內側，保證感應裝置1本身在使用過程中的安全和可靠性。本地報警實現(xiàn)簡單，通過單片機引腳上接入指示燈和蜂鳴器就可以實現(xiàn)。遠程報警將依賴于射頻模塊和GPRS模塊，也可采用無線通訊芯片與單片機芯片的集成芯片，通過外部中繼裝置和GPS衛(wèi)星通信，傳給計算機終端(本地監(jiān)控中心或手持終端)，傳送給上位機，在遠程監(jiān)控中心可以實時觀察到報警信號。使用者可及時獲得箱門被非法打開的信息，及時采取安全措施。
使用者還可使用手持讀寫設備，通過信號發(fā)送與接收單元對本箱門狀態(tài)探測裝置進行信息讀寫和加密、解密操作，保證數(shù)據(jù)的安全性。寫入的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)存取單元。
傳感器單元與所述的單片機還可采用總線技術連接，傳感器單元可基于總線方式進行擴展，如增加數(shù)字式溫度傳感器如DS18B20，單總線模擬濕度傳感器如IH3605等，實現(xiàn)對箱體內環(huán)境條件的監(jiān)測。。
就功耗本身來說主要基于以下幾點來解決采用低功耗的芯片；采用低功耗的傳感器；采用低功耗的中繼報警模塊；單片機程序簡短以壓縮命令執(zhí)行周期；采用休眠/工作模式?？偩€技術可以滿足箱門狀態(tài)感應裝置的感應功能要求，同時又能實現(xiàn)低功耗。
由技術常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內或在等同于本發(fā)明的范圍內的改變均被本發(fā)明包含。
權利要求
1.一種箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于至少包括一傳感器單元；一電位器；一報警單元；一中央控制單元，與該傳感器單元、電位器和報警單元連接，該中央控制單元執(zhí)行信號處理，將傳感器單元輸出的電壓信號與電位器設定的電壓閾值進行比較，當其從該傳感器單元處獲取的電壓信號超過該電位器設定的電壓閾值范圍時，觸發(fā)該報警單元發(fā)出報警信號；一電源管理單元，與該單片機連接，提供電源并進行用電管理。
2.根據(jù)權利要求1所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元執(zhí)行信號獲取和預處理，對箱門構件的相對位移進行感應獲取非授權的或非法的開門信號，位移的變化對應并轉換成電壓的變化輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的中央控制單元可以是單片機等。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元輸出的為1.5-2.75V范圍的電壓。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元采用霍爾元件。
6.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元感應的是箱門間距或轉角的變化。
7.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元和單片機之間連接有—濾波單元，傳感器單元輸出的電壓信號經過低通濾波后輸入單片機。
8.根據(jù)權利要求1所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的報警單元包括直接發(fā)出報警信號的本地報警單元和通過無線通訊的遠程報警單元，均與中央控制單元連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的報警單元可以是直接發(fā)出報警信號的本地報警單元或通過無線通訊的遠程報警單元，上述報警單元與中央控制單元連接。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的本地報警單元包括蜂鳴器和指示燈。
11.根據(jù)權利要求8或9所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的本地報警單元包括蜂鳴器或指示燈。
12.根據(jù)權利要求8或9所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的遠程報警單元包括射頻發(fā)送/接收單元和與之連接的天線。
13.根據(jù)權利要求8或9所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的遠程報警單元包括GPRS發(fā)送/接收單元和與之連接的天線。
14.根據(jù)權利要求12所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的天線裝設在箱門內側正對門縫處。
15.根據(jù)權利要求13所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的天線裝設在箱門內側正對門縫處。
16.根據(jù)權利要求1所述的箱門狀態(tài)感應裝置，其特征在于，所述的傳感器單元與所述的中央控制單元采用總線技術連接，傳感器單元可基于總線方式進行擴展。
全文摘要
一種箱門狀態(tài)感應裝置，模擬輸入轉換為開關量的設定通過硬件實現(xiàn)，通過硬件設置閾值，模擬量在閾值范圍內波動時，設備和工作電路不動作，只有在波動超出閾值，設備和電路才動作，采用休眠/工作模式，避免了一旦模擬量波動就要進行一次數(shù)據(jù)采集的問題，從而大大降低設備的功耗。感應準確，功耗低，直流電源如電池可保持裝置多年工作。
文檔編號H04M11/04GK1797010SQ200410082328
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權日2004年12月30日
發(fā)明者周受欽, 董玖豐, 王石生, 王峰, 周浩, 葉學忠 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司