專利名稱：用于監(jiān)視集裝箱以維護(hù)其安全性的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視集裝箱的安全性并追蹤其位置的方法和系統(tǒng)，尤其是，但不局限于，涉及用于監(jiān)視整個(gè)供應(yīng)鏈中的聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱的完整性并對(duì)其進(jìn)行追蹤的方法和系統(tǒng)，以阻止或防止這樣的緊急問(wèn)題，例如恐怖主義以及非法移民、盜竊或貨物摻雜，及其他違法行為。
背景技術(shù)：
遍及世界的絕大多數(shù)船運(yùn)貨物都通過(guò)被稱為聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱的裝置來(lái)載運(yùn)。在這里所用的術(shù)語(yǔ)“集裝箱”包括任何一種通常對(duì)射頻信號(hào)不透明的集裝箱(無(wú)論是否附加有輪子)，包括但不限于聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱。然而，期待在將來(lái)集裝箱可以部分地用聚碳酸酯或其它高級(jí)非金屬原料構(gòu)造，其可以對(duì)射頻透明。最普通的聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱被認(rèn)為是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)干燥聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱，意思是它們符合某一特殊的尺寸、機(jī)械結(jié)構(gòu)和其它由ISO發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)鼓勵(lì)兼容標(biāo)準(zhǔn)化集裝箱、處理設(shè)備、遠(yuǎn)洋航行船舶、鐵路設(shè)備和遍及全世界用于貨物水路運(yùn)輸?shù)乃蟹绞降拈L(zhǎng)途運(yùn)輸設(shè)備的發(fā)展和使用來(lái)促進(jìn)全球貿(mào)易。目前有不止1900萬(wàn)個(gè)這樣的集裝箱和許多更專業(yè)的集裝箱，例如攜帶易腐爛商品的冷藏集裝箱在全世界流通。美國(guó)每年單獨(dú)接收約800萬(wàn)個(gè)已裝貨集裝箱，每天約20000個(gè)，接近每年接收的所有貨物的總價(jià)值的一半。
因?yàn)閲?guó)際上船運(yùn)的所有貨物約90％都在集裝箱中傳送，集裝箱運(yùn)輸已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)的支柱。對(duì)全世界運(yùn)輸?shù)慕^對(duì)大量的集裝箱實(shí)施逐個(gè)實(shí)際檢查是不現(xiàn)實(shí)的，事實(shí)上進(jìn)入美國(guó)的集裝箱中僅有2％到4％被實(shí)際檢查過(guò)?？植乐髁x的生物的、輻射的或爆炸性的設(shè)備通過(guò)貨物集裝箱引入的風(fēng)險(xiǎn)很高，并且考慮到集裝箱在世界貿(mào)易中的重要性，這樣的事件對(duì)國(guó)際經(jīng)濟(jì)造成的后果可能是災(zāi)難性的。
即使充足的資源被投入到實(shí)施所有集裝箱的實(shí)際檢查工作中去，這樣的工作仍然會(huì)引起嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果。例如僅僅延誤的時(shí)間就能引起工廠的倒閉以及在給顧客運(yùn)送貨物的過(guò)程中不必要和高代價(jià)的遲延。
目前的集裝箱設(shè)計(jì)未能提供合適的機(jī)制來(lái)建立和監(jiān)視集裝箱的安全性或它們的內(nèi)容。典型的集裝箱包括一個(gè)或多個(gè)門搭扣裝置，其允許插入塑料或金屬的指示“封條”或螺栓柵欄的傳統(tǒng)“封條”來(lái)保護(hù)集裝箱的門。傳統(tǒng)使用的門搭扣機(jī)構(gòu)很容易被破壞，例如，通過(guò)在安裝于門外的搭扣的聯(lián)接螺栓上鉆孔。借助普通的切割工具和用非常簡(jiǎn)單的復(fù)制封條替換，也能相當(dāng)容易的破壞目前使用的傳統(tǒng)的封條。
最近提出的較高級(jí)的解決方案是電子封條(“e-seal”)。這些e-seal等價(jià)于傳統(tǒng)的門封條，并通過(guò)相同的、雖然不牢固的門搭扣裝置，作為集裝箱的附件應(yīng)用于集裝箱，但其包括如無(wú)線電或無(wú)線電反射設(shè)備的這樣可傳輸e-seal序列號(hào)及e-seal安裝后被切割或損壞的信號(hào)的電子設(shè)備。然而，所述e-seal不能與集裝箱的內(nèi)部或內(nèi)容通信，也不能將涉及集裝箱的內(nèi)部或內(nèi)容的信息傳送到其它設(shè)備。因?yàn)閑-seals是集裝箱上的附件，而不是集裝箱的固定部分，例如，當(dāng)e-seal簡(jiǎn)單地被切割和廢棄，其所有用處就輕易消除。這樣，所有數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。
所述e-seal典型地采用低功率無(wú)線電收發(fā)機(jī)或利用無(wú)線電頻率反向散射技術(shù)，以將信息從e-seal標(biāo)簽傳輸?shù)桨惭b在例如終端門上的讀卡器上。無(wú)線電頻率反向散射涉及基于組合雷達(dá)的相對(duì)昂貴的窄帶高功率無(wú)線電技術(shù)和無(wú)線電廣播技術(shù)。無(wú)線電反向散射技術(shù)需要讀卡器發(fā)送具有較高發(fā)射機(jī)功率(也就是，0.5-3W)的無(wú)線電信號(hào)，具有被調(diào)制或編碼的數(shù)據(jù)的信號(hào)從e-seal被反射或向后散射回到讀卡器。
此外，當(dāng)前e-seal的應(yīng)用使用完全開(kāi)放的、未加密的和不安全的空中接口和協(xié)議，允許對(duì)e-seal相對(duì)容易的剽竊和偽造。目前的e-seal也僅在低于1GHz的本地授權(quán)的頻率帶寬上起作用，這是由于目前世界上許多國(guó)家中的國(guó)內(nèi)的無(wú)線電規(guī)則不允許它們的使用，致使它們?nèi)?shí)現(xiàn)涉及聯(lián)合運(yùn)輸集裝箱的全球貿(mào)易是不切實(shí)際的。
此外，所述e-seal從入侵的替換制度的角度或涉及集裝箱內(nèi)容的角度來(lái)監(jiān)視集裝箱的安全性方面是無(wú)效的，因?yàn)榧b箱可以通過(guò)種種方法被破壞或危害，而傳統(tǒng)訪問(wèn)集裝箱內(nèi)部的方法僅是通過(guò)集裝箱的門。例如，生物試劑可通過(guò)集裝箱的標(biāo)準(zhǔn)氣孔灌入集裝箱，或刺穿集裝箱的側(cè)壁以提供通路。盡管傳統(tǒng)的封條和所述e-seal提供了一種安全監(jiān)視集裝箱門的形式，但兩者都可被損壞。傳統(tǒng)的封條和e-seal通常僅僅懸掛在集裝箱的門搭扣上，在集裝箱處理例如輪船裝卸工作時(shí)，則它們都被暴露在物理?yè)p害下。此外，傳統(tǒng)的封條和e-seal都不可監(jiān)視集裝箱的內(nèi)容。
利用多傳感器來(lái)監(jiān)視集裝箱內(nèi)部來(lái)解決多種可能的問(wèn)題和/或威脅狀態(tài)是必要的。例如，集裝箱可被用于航運(yùn)危險(xiǎn)的、輻射的材料，比如炸彈和/或炸彈的組件。在這樣的方案中，為了檢測(cè)這樣嚴(yán)重威脅的存在性，輻射傳感器或爆炸傳感器將是需要的。不幸地是，恐怖主義威脅并不限于威脅的單一種類?；瘜W(xué)和生物武器兩者都已被大量使用并對(duì)公眾產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。因此，兩種類型的檢測(cè)器可能都是需要的，而且在特定情況，輻射、氣體和生物傳感器可以被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)摹Ｈ欢?，使用這種傳感器的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)傳感器置于集裝箱的內(nèi)部時(shí)，這種檢測(cè)的數(shù)據(jù)究竟如何傳輸?shù)酵獠渴澜纭Ｒ驗(yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱是采用對(duì)于無(wú)線電信號(hào)不透明的鋼材制造的，除非數(shù)據(jù)傳輸被編址，否則事實(shí)上不可能擁有一個(gè)可靠的系統(tǒng)用于從完全置于這樣的集裝箱中的傳感器傳輸數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)可以從完全設(shè)置在聯(lián)合運(yùn)輸集裝箱中的傳感器有效地傳輸，就可以監(jiān)視例如溫度、光、易燃?xì)怏w、運(yùn)動(dòng)、無(wú)線電活動(dòng)、生物和其它狀態(tài)和/或安全參數(shù)。這一點(diǎn)在2004年5月17日提交的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/847185中有更充分的闡述，在此引入作為參考。此外，這樣的傳感器的安裝的完整性是關(guān)鍵的并且需要比上述提到的允許插入外部塑料或金屬的指示“封條”或螺栓柵欄的傳統(tǒng)“封條”來(lái)保護(hù)集裝箱門的門搭扣機(jī)制更成熟的監(jiān)視系統(tǒng)。
除上面提到的之外，通過(guò)門移動(dòng)監(jiān)視集裝箱的完整性可能相對(duì)復(fù)雜。盡管集裝箱在結(jié)構(gòu)上合理地構(gòu)造并攜帶很重的負(fù)載，包括單個(gè)集裝箱以及依靠集裝箱相互堆疊，每個(gè)集裝箱還被設(shè)計(jì)成調(diào)節(jié)橫向的負(fù)載來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)應(yīng)力及內(nèi)部移動(dòng)，(尤其是)在海洋運(yùn)輸中，這種應(yīng)力和移動(dòng)在集裝箱的航運(yùn)中常常遇到。目前用于典型的集裝箱的ISO標(biāo)準(zhǔn)由于橫向負(fù)載可以允許縱軸上門板彼此間的移動(dòng)最多為40毫米。因此，基于保持兩個(gè)集裝箱門之間的物理接口的相互緊密關(guān)系的安全方法一般是不可行的。來(lái)自其它堆疊在集裝箱上的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，以及船體運(yùn)動(dòng)等等，將引起集裝箱的扭曲和集裝箱門之間的相對(duì)垂直移動(dòng)。這被稱作“變形”。然而，該相對(duì)垂直移動(dòng)將通常不會(huì)轉(zhuǎn)化為門之間明顯的的水平分離。
因此提供這樣一種方法和系統(tǒng)是有利的，其用于(i)以經(jīng)濟(jì)合算的、始終有效而可靠的方式，監(jiān)視集裝箱的門相對(duì)于另一個(gè)集裝箱區(qū)域的移動(dòng)；(ii)為集裝箱中的其它安全傳感器提供一個(gè)數(shù)據(jù)通路以檢測(cè)其它的侵入方法或潛在的危險(xiǎn)或違法貨物到外界接收器；以及(iii)為了安全和物流效率同時(shí)提供一種用于追蹤集裝箱運(yùn)輸?shù)难b置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于有效及可靠地監(jiān)視集裝箱的完整性以維護(hù)其安全的方法和系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明一方面包括一個(gè)用于監(jiān)視具有至少一個(gè)門的集裝箱完整性的傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)傳感器外殼，緊固在集裝箱中可以監(jiān)視至少一個(gè)門的位置，和一個(gè)傳感器，緊固于外殼內(nèi)用于檢測(cè)集裝箱至少一個(gè)門相對(duì)于另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并提供傳感器數(shù)據(jù)。一個(gè)數(shù)據(jù)解釋設(shè)備設(shè)置在集裝箱內(nèi)部與傳感器相通以解釋傳感器數(shù)據(jù)，并提供一個(gè)發(fā)射機(jī)將檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)郊b箱外部位置。
另一方面，上述傳感器外殼的一個(gè)實(shí)施方式緊固在集裝箱的至少一個(gè)門里。在一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器外殼整體成形設(shè)置在集裝箱的至少一個(gè)門里。
又一方面，上述系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式該集裝箱包括具有與至少一個(gè)門相鄰的第二個(gè)門，緊固在至少一個(gè)門里的傳感器外殼，和緊固在外殼內(nèi)適于檢測(cè)至少一個(gè)門相對(duì)于第二個(gè)門的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以提供傳感器數(shù)據(jù)的傳感器。
還一方面，上述系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式包括對(duì)射頻不透明的且構(gòu)造有孔的集裝箱，此孔用于接收傳感器外殼的一部分，以便安裝時(shí)該外殼的一部分暴露在集裝箱的外部，便于接收和發(fā)送射頻信號(hào)。該系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)緊固在外殼的適當(dāng)位置，通過(guò)孔傳輸相對(duì)于被檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的警報(bào)、警告和/或其它信息到集裝箱外部位置。在該實(shí)施方式中，傳感器外殼可包括一個(gè)墊圈，該墊圈圍繞著孔延伸以用于外殼相對(duì)于孔處的密封。上述系統(tǒng)的更多的實(shí)施方式包括了具有簧片開(kāi)關(guān)的傳感器，霍爾效應(yīng)傳感器，或者另一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感器。在優(yōu)選實(shí)施方式中，利用了與環(huán)形磁鐵結(jié)合的霍爾效應(yīng)傳感器。
但本發(fā)明的另一實(shí)施方式包括緊固在集裝箱的至少一個(gè)門內(nèi)的傳感器外殼，集裝箱的至少一個(gè)門包括在其中形成的孔，該孔適于接收穿過(guò)其中的外殼的一部分，數(shù)據(jù)解釋設(shè)備設(shè)置在外殼內(nèi)部，發(fā)射機(jī)設(shè)置在外殼內(nèi)部通過(guò)形成于其中的孔將信息傳輸?shù)郊b箱的外部位置。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式包括帶有傳感器盤的集裝箱，傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器，傳感器外殼緊固在至少一個(gè)門上，霍爾效應(yīng)傳感器和傳感器盤設(shè)置在集裝箱內(nèi)，在機(jī)能上相互作用以監(jiān)視至少一個(gè)門的位置。
另一方面，本發(fā)明的一實(shí)施方式包括制造集裝箱的方法，該類集裝箱帶有至少一個(gè)能夠監(jiān)視其完整性破口的門。該方法包括提供一個(gè)具有傳感器、傳感器外殼、數(shù)據(jù)解釋設(shè)備和發(fā)射機(jī)的傳感器系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上控制傳感器外殼在監(jiān)視集裝箱內(nèi)某一位置以監(jiān)視至少一個(gè)門的位置。傳感器被緊固在外殼內(nèi)用于檢測(cè)集裝箱的至少一個(gè)門相對(duì)于其另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以提供傳感器數(shù)據(jù)，集裝箱內(nèi)的數(shù)據(jù)解釋設(shè)備與傳感器通信以解釋傳感器數(shù)據(jù)。最后，在集裝箱中提供發(fā)射機(jī)將相對(duì)于檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)郊b箱的外部位置。
另一實(shí)施方式中，該方法還包括霍爾效應(yīng)傳感器的使用，靠近檢測(cè)包括測(cè)量集裝箱的至少一個(gè)門與另一個(gè)區(qū)域之間的霍爾效應(yīng)的步驟。在一實(shí)施方式中，霍爾效應(yīng)傳感器與環(huán)形磁體結(jié)合。
另一實(shí)施方式中，該方法包括緊固傳感器外殼在集裝箱的至少一個(gè)門里，在集裝箱至少一個(gè)門的適當(dāng)位置形成一個(gè)孔以通過(guò)它接收外殼的一部分，緊固數(shù)據(jù)解釋設(shè)備在外殼內(nèi)，且緊固發(fā)射機(jī)在外殼內(nèi)適當(dāng)位置，發(fā)射機(jī)經(jīng)在集裝箱形成的孔將信息傳送到集裝箱的外部位置。
但另一實(shí)施方式中，該方法包括使用霍爾效應(yīng)傳感器，緊固外殼在至少一個(gè)門中，和緊固傳感器盤位于集裝箱內(nèi)使得霍爾效應(yīng)傳感器和傳感器盤機(jī)能上相互作用來(lái)監(jiān)視至少一個(gè)門的位置。
已發(fā)現(xiàn)以下所闡明，示出和描述的這類集裝箱安全設(shè)備可安裝在集裝箱內(nèi)和/或與集裝箱集成構(gòu)造以有效地監(jiān)視集裝箱的完整性和環(huán)境以及它的內(nèi)容。如下面將要詳細(xì)定義的，根據(jù)本發(fā)明原理的設(shè)備被構(gòu)造用于如集裝箱門的集裝箱預(yù)定部分以監(jiān)視門的位置。


參照下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，可更全面地理解本發(fā)明實(shí)施方式，其中圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)元件間進(jìn)行通信的示意圖；圖1B是示例供應(yīng)鏈的示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的示意圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的第一個(gè)透視圖；圖2C是圖2B中設(shè)備結(jié)構(gòu)一個(gè)方面的設(shè)備部分放大透視圖；圖2D是從圖2B所示的相對(duì)面看的設(shè)備的透視圖；圖2E是圖2B中的設(shè)備的底部平面圖；圖2F是圖2B中的設(shè)備的前正視圖；圖2G是從圖2F中的G-G線的設(shè)備提取的側(cè)剖視圖；圖2H是圖2G指定部分的放大的側(cè)剖視圖；圖2I是沿著圖2E中的I-I線的設(shè)備的側(cè)剖視圖；圖2J是圖2I指定的區(qū)域的放大的側(cè)剖視圖；圖3是圖2A中的設(shè)備的拆分的裝配圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理的一個(gè)實(shí)施例，安裝在集裝箱中的在圖2B示出的設(shè)備的透視圖；圖5是示例圖2B的設(shè)備安裝的集裝箱區(qū)域和與傳感器相對(duì)安裝的門閂盤的后透視圖；圖6A是在圖4和5示例的集裝箱一部分的放大的前部示圖；圖6B是沿著圖6A的B-B線的集裝箱部件的側(cè)剖面圖；圖6C是安裝在圖6B指定的集裝箱部分的、圖2B中設(shè)備的放大部分；圖6D是沿著圖6A的D-D線提取的集裝箱部件的頂部剖視圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的讀卡器的示意圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明原理的讀卡器的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1A中系統(tǒng)的第一種應(yīng)用情況；圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1A中系統(tǒng)的第二個(gè)應(yīng)用情況；
圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1A中系統(tǒng)的第三個(gè)應(yīng)用情況；圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1A中系統(tǒng)的第四個(gè)應(yīng)用情況；圖12是示例保護(hù)集裝箱過(guò)程的示意圖；和圖13是示例集裝箱-安全-檢測(cè)過(guò)程的示意圖；具體實(shí)施方式
下面闡述、示出和描述的集裝箱安全裝置可構(gòu)造在集裝箱中以保護(hù)集裝箱，該裝置用于有效監(jiān)視集裝箱和它的完整性、狀況和其內(nèi)容。如以下詳細(xì)敘述的，依照本發(fā)明原理的裝置被構(gòu)造位于集裝箱預(yù)定部分內(nèi)。
圖1A是依照本發(fā)明原理的系統(tǒng)組件之間通信的示意圖。系統(tǒng)包括一個(gè)裝置12，至少一種讀卡器16，一個(gè)服務(wù)器15和一個(gè)軟件中樞17。裝置12保證在集裝箱10被保護(hù)之前集裝箱10未出現(xiàn)未探測(cè)到的破口。讀卡器16保護(hù)和追蹤集裝箱10。每一個(gè)讀卡器16包括軟件或硬件，以與如調(diào)制解調(diào)器之類的服務(wù)器15通信，服務(wù)器通過(guò)例如，GSM或CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，或通過(guò)電纜將數(shù)據(jù)下載到一個(gè)PC上，該P(yáng)C通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器15。將數(shù)據(jù)從讀卡器16發(fā)送到服務(wù)器15的各種常規(guī)方式可在讀卡器16中或作為一個(gè)獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn)。讀卡器16可構(gòu)造為手持讀卡器16(A)，移動(dòng)讀卡器16(B)，或固定讀卡器16(C)。手持讀卡器16(A)可能，例如與移動(dòng)電話，個(gè)人數(shù)字助理或膝上電腦一起操作。移動(dòng)讀卡器16(B)基本上是具有GPS接口的固定讀卡器，典型地在移動(dòng)裝置(如，使用現(xiàn)存GPS，AIS或相似定位系統(tǒng)的卡車，火車或船舶)中使用以與手持讀卡器16(A)相似的方式來(lái)保護(hù)，追蹤和確定集裝箱的完整性。在固定裝置如港口或船碼頭中，固定讀卡器16(C)典型地安裝在起重機(jī)或門上。讀卡器16主要作為設(shè)備12和服務(wù)器15之間的中繼站。
服務(wù)器15保存安全事務(wù)詳細(xì)資料的記錄，資料如門事件(如，安全破口，集裝箱安全檢測(cè)，裝載和卸載集裝箱)，位置以及任何附加的所需傳感器信息(如溫度，移動(dòng)，放射性)。服務(wù)器15與軟件中樞17一起可由經(jīng)授權(quán)的單位操作以確定集裝箱10的最新位置，對(duì)任何一個(gè)集裝箱進(jìn)行完整性詢問(wèn)，或完成其它管理活動(dòng)。
設(shè)備12經(jīng)短距離射頻接口如使用直接序列擴(kuò)頻原理的射頻接口與讀卡器16通信。射頻接口可能使用如藍(lán)牙或任何其它在工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)藥(ISM)行業(yè)中免費(fèi)許可的，運(yùn)行在如2.4GHz左右頻帶的短距離，低功率射頻系統(tǒng)。由于特殊解決方案的需要，可提供相關(guān)射頻距離如高達(dá)100m的射頻距離。
讀卡器16經(jīng)網(wǎng)絡(luò)13，如使用TCP/IP，使用任何合適技術(shù)與服務(wù)器15通信，這些技術(shù)如全球移動(dòng)電訊系統(tǒng)(UMTS)，移動(dòng)通信全球系統(tǒng)(GSM)，碼分多址(CDMA)，時(shí)分多址(TDMA)，太平洋數(shù)字蜂窩系統(tǒng)(PDC)，寬帶局域網(wǎng)(WLAN)，局域網(wǎng)(LAN)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)或Mobitex。服務(wù)器15使用任何合適的有線或無(wú)線技術(shù)與軟件中樞17通信。注意該系統(tǒng)的關(guān)鍵作用是一接收到來(lái)自讀卡器的合適請(qǐng)求就發(fā)布加密的警備密鑰。這些在上面提到的共同未決的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?0/667282中有更詳細(xì)的闡述，圖示及描述，這里引用作為參考。軟件中樞17適于經(jīng)服務(wù)器15，讀卡器16和設(shè)備12支持實(shí)時(shí)監(jiān)視集裝箱的服務(wù)，如追蹤和警報(bào)。服務(wù)器15和/或軟件中樞17適合保存如識(shí)別信息，追蹤信息，門事件和其它通過(guò)設(shè)備12和連接到設(shè)備12的任何附加外圍傳感器發(fā)送的其它數(shù)據(jù)。軟件中樞17可允許獲授權(quán)方經(jīng)由用戶接口如互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
參照附圖1B，示出了從節(jié)點(diǎn)(A)到(I)的一個(gè)示范性供應(yīng)鏈的流程2?，F(xiàn)在首先參照節(jié)點(diǎn)(A)，由托運(yùn)人或其它人將集裝箱10裝滿貨物。在節(jié)點(diǎn)(B)，被裝載的集裝箱經(jīng)過(guò)高速或鐵路運(yùn)輸被運(yùn)到裝載港口。在節(jié)點(diǎn)(C)，集裝箱被運(yùn)送到如海運(yùn)碼頭的裝載港口。
在節(jié)點(diǎn)(D)，集裝箱被裝載到搬運(yùn)器操作的船上。在節(jié)點(diǎn)(E)，集裝箱被搬運(yùn)器運(yùn)送到卸貨港口。在節(jié)點(diǎn)(F)，集裝箱從船上卸下來(lái)。接著在節(jié)點(diǎn)(F)的卸貨，在節(jié)點(diǎn)(G)集裝箱被裝載到卡車上并閘在卸貨港口外面。在節(jié)點(diǎn)(H)，以節(jié)點(diǎn)(B)相似的方式經(jīng)陸地將集裝箱運(yùn)到目標(biāo)地點(diǎn)。在節(jié)點(diǎn)(I)，一到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)，集裝箱就被收件人卸下來(lái)。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，沒(méi)有直觀的或其它常規(guī)檢測(cè)，在流程2的節(jié)點(diǎn)內(nèi)有很多次集裝箱的安全受損。另外，當(dāng)集裝箱的內(nèi)容物被卸下時(shí)直到節(jié)點(diǎn)(H)在流程2中牽涉到的任何一方完全不知道集裝箱內(nèi)容物的狀態(tài)。
圖2A是設(shè)備12的方塊圖。設(shè)備12包括一個(gè)天線20，一個(gè)RF/基帶單元21，微處理器(MCU)22，存儲(chǔ)器24，和傳感器150。設(shè)備12也可包括一個(gè)接口28以用于連接附加的傳感器來(lái)監(jiān)視集裝箱或其內(nèi)容的各種內(nèi)部狀態(tài)，如溫度，震動(dòng)，氣體檢測(cè)和移動(dòng)。設(shè)備12也可包括可選的電源26(如電池)；然而，設(shè)備12也可利用其它可分離或遠(yuǎn)端配置的電源配置。當(dāng)電源26包括一個(gè)電池時(shí)(如這里示出的)，設(shè)備12中電源26可通過(guò)降低由于集箱10內(nèi)部的電源26引起的溫度波動(dòng)的影響而幫助延長(zhǎng)電池壽命。在集裝箱10內(nèi)電源26的存在是有利的，因?yàn)榭蓳p害或破壞電源的能力降低了。設(shè)備12也可選擇性地包括一個(gè)連接器用于直接與讀卡器16連接。例如，連接器可位于集裝箱10的外壁以被讀卡器16訪問(wèn)。讀卡器16經(jīng)電纜或其它直接接口接通連接下載來(lái)自設(shè)備12的信息。
依然參照?qǐng)D2A，可選的傳感器包含在設(shè)備12的制造中。雖然在設(shè)備12的方塊圖中沒(méi)有特別示出，但是如光傳感器或溫度傳感器的可選傳感器可直接裝配在設(shè)備12中。相對(duì)于光傳感器，提供給設(shè)備12以直接檢測(cè)相對(duì)那里的光變化能力的燈管的內(nèi)容將在下面詳細(xì)描述。同樣的，溫度指示器的使用在某些應(yīng)用中被認(rèn)為是有利的，且它也可以直接集成在設(shè)備12中。
依然參照?qǐng)D2A，微處理器22(有內(nèi)部存儲(chǔ)器)分辨來(lái)自傳感器150的事件，包括例如集裝箱警報(bào)或解除警報(bào)指令和集裝箱安全檢測(cè)。分辨出的門事件也包括損害集裝箱10內(nèi)容物的安全破口，如在集裝箱10被保護(hù)之前門打開(kāi)了。事件可能具有時(shí)間標(biāo)記且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中以被發(fā)送給讀卡器16。事件可能會(huì)立刻、周期性地或響應(yīng)來(lái)自讀卡器16的詢問(wèn)而被發(fā)送出去。這里示出的傳感器150屬于那種對(duì)接近較為靈敏的傳感器，雖然它也可能例如是檢測(cè)兩面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的任何其它類型傳感器。因此這里使用的術(shù)語(yǔ)傳感器包括但不局限于這些其它的傳感器種類。
提供天線20與讀卡器16交換數(shù)據(jù)。特別地，可交換如狀態(tài)和控制數(shù)據(jù)的各種信息。微處理器22可采用唯一識(shí)別集裝箱10的碼來(lái)編程。碼可能是如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)集裝箱識(shí)別碼。微處理器22也可存儲(chǔ)如提貨單(B/L)，機(jī)械封條號(hào)，具有時(shí)間戳的讀卡器識(shí)別信息等之類的其它物流數(shù)據(jù)。物流文件生成以使得警報(bào)和追蹤歷史與門和其它傳感器事件一起恢復(fù)。碼也可從設(shè)備12發(fā)送到讀卡器16以進(jìn)行識(shí)別。RF/基帶單元21將微處理器信號(hào)從基帶上變換為射頻以發(fā)送給讀卡器16。
設(shè)備12可通過(guò)天線20接收來(lái)自讀卡器16的完整性詢問(wèn)。響應(yīng)該完整性詢問(wèn)，微處理器22接著訪問(wèn)存儲(chǔ)器來(lái)提取例如門事件，溫度讀數(shù)，安全破口或其它存儲(chǔ)的信息以將提取的信息轉(zhuǎn)發(fā)給讀卡器16。讀卡器16也可將裝備或解除裝備指令發(fā)送給設(shè)備12。當(dāng)集裝箱10由讀卡器16保護(hù)時(shí)，傳感器150檢測(cè)到傳感器被保護(hù)之后的某些運(yùn)動(dòng)和/或其它事件時(shí)，設(shè)備12的MCU22被編程發(fā)出可聽(tīng)或可視的警報(bào)。設(shè)備12也可將安全破口記錄在存儲(chǔ)器24中以發(fā)送給讀卡器16。如果讀卡器16發(fā)送給設(shè)備12一個(gè)解除裝備指令，微處理器22可被編程停止記錄門事件或從傳感器150或其它連接到設(shè)備12的傳感器接收信號(hào)。
微處理器22也可編程在電源26上執(zhí)行能源管理技術(shù)而避免任何不必要的能源消耗。特別地，一個(gè)選擇是對(duì)應(yīng)于設(shè)備12中元件的激活，經(jīng)天線20限定一個(gè)或多個(gè)時(shí)間窗用來(lái)交換數(shù)據(jù)。在限定的時(shí)間窗外面，設(shè)備12可設(shè)定進(jìn)入睡眠方式而避免不必要的能源消耗。這樣一個(gè)睡眠方式可解決設(shè)備操作時(shí)間問(wèn)題，結(jié)果設(shè)備12可在不需要電池替換的情況下運(yùn)行幾年。
特別地，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備12采用“睡眠”模式來(lái)實(shí)現(xiàn)電源26的節(jié)約使用。在睡眠模式，設(shè)備12電路的一部分被關(guān)掉。例如，除了傳感器150和測(cè)量睡眠時(shí)間周期tsleep的時(shí)間測(cè)量單元(如，微處理器22中的計(jì)數(shù)器)之外可能所有電路都關(guān)掉。在典型實(shí)施例中，當(dāng)睡眠時(shí)間周期已期滿或傳感器150檢測(cè)一個(gè)門事件時(shí)，設(shè)備12其余的電路通電。
當(dāng)設(shè)備12從讀卡器16接收信號(hào)時(shí)，只需要設(shè)備12按需保持與讀卡器16通信。如果設(shè)備12沒(méi)有從讀卡器16接收信號(hào)，設(shè)備12將僅保持必要的動(dòng)態(tài)以確認(rèn)在被稱為射頻信號(hào)時(shí)間周期或睡眠“周期”(“tsniff”)內(nèi)沒(méi)有信號(hào)存在。
一旦tsniff到達(dá)，除了時(shí)間測(cè)量單元和傳感器150之外，設(shè)備12再次被斷電，時(shí)間測(cè)量單元和傳感器150可在門事件發(fā)生或另一個(gè)睡眠時(shí)間周期期滿之后再次喚醒設(shè)備12。
在一個(gè)典型實(shí)施例中，讀卡器信號(hào)時(shí)間周期比睡眠時(shí)間周期要短(如，低幾個(gè)數(shù)量級(jí))以使得設(shè)備的壽命相對(duì)于“一直打開(kāi)”的情況而延長(zhǎng)(幾個(gè)數(shù)量級(jí))。
睡眠時(shí)間周期和讀卡器信號(hào)時(shí)間周期(循環(huán)時(shí)間)的和給出了設(shè)備12和讀卡器16必須到達(dá)的最低的時(shí)間限制，從而確保讀卡器16知道設(shè)備12的存在。相關(guān)時(shí)間周期被稱為通過(guò)時(shí)間(“tpass”)。
然而，通過(guò)時(shí)間(“tpass”)通常由特述情況指令。通過(guò)時(shí)間在某些情況可能非常長(zhǎng)(如，當(dāng)正運(yùn)送集裝箱10時(shí)運(yùn)送集裝箱上的設(shè)備12正與的卡車頭或底盤通信時(shí)，多個(gè)小時(shí))或在其它情況非常短(如，當(dāng)集裝箱10上的設(shè)備12正以高速經(jīng)過(guò)固定讀卡器16(C)時(shí)，幾分之一秒)。對(duì)于所有應(yīng)用，典型的是每一個(gè)設(shè)備12都會(huì)在它的壽命期間有時(shí)處于較大通過(guò)時(shí)間和有時(shí)處于較小通過(guò)時(shí)間。
因此睡眠時(shí)間周期通常要被選擇以使得睡眠時(shí)間周期與最小可想象通過(guò)時(shí)間(“tpass，min”)兼容。換句話說(shuō)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的每個(gè)操作情況來(lái)滿足關(guān)系式tsleep≤tpass，min-tsniff。根據(jù)設(shè)備的特殊情況以動(dòng)態(tài)的方式來(lái)分配睡眠時(shí)間周期。
讀卡器16一與設(shè)備12通信，讀卡器16就根據(jù)讀卡器16的位置和功能，來(lái)自設(shè)備12的數(shù)據(jù)，或讀卡器16可獲得的其它信息來(lái)重新編程設(shè)備12的睡眠時(shí)間周期。
例如，如果使用升降機(jī)，跨車或其它合適的工具將備有設(shè)備12的集裝箱10裝載到卡車上，所說(shuō)合適的工具備有讀卡器16，但是卡車和火車沒(méi)有任何讀卡器16。期待卡車以較高速度行使經(jīng)過(guò)港口的出口或集裝箱倉(cāng)庫(kù)的固定讀卡器16(C)。因此，工具上的讀卡器16(C)需要編程設(shè)備12使用短的睡眠時(shí)間周期(如，-0.5秒)。
以上列出的觀點(diǎn)的進(jìn)一個(gè)分支是，根據(jù)那種情況，讀卡器16將睡眠周期序列編排到設(shè)備12。例如，當(dāng)集裝箱10被裝載在船上時(shí)，可能需要在船在海上時(shí)僅僅一個(gè)小時(shí)喚醒一次設(shè)備12就足夠了。然而，一旦船就要到達(dá)目的港口，就需要較短的睡眠周期以確保上載集裝箱10的起重機(jī)上的讀卡器16能與設(shè)備12建立聯(lián)系。在船上上載集裝箱10的起重機(jī)上的讀卡器16可將設(shè)備12編排如下首先，在三天內(nèi)每一個(gè)小時(shí)喚醒一次，接著每十秒喚醒一次。
在另一種情況，讀卡器16和設(shè)備12一起在移動(dòng)，可根據(jù)地理位置來(lái)修改睡眠時(shí)間周期。例如，假定集裝箱10上的設(shè)備12和拖集裝箱的卡車的讀卡器16經(jīng)常在集裝箱被拖動(dòng)時(shí)互相通信。在集裝箱10離它的目的地足夠遠(yuǎn)時(shí)，讀卡器16編程設(shè)備12睡眠延長(zhǎng)間隔(如，一個(gè)小時(shí))。當(dāng)讀卡器16裝備有全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器或其它定位設(shè)備時(shí)，讀卡器可確定集裝箱什么時(shí)間到達(dá)它的目的地。一旦集裝箱到達(dá)它的目的地，讀卡器16可編程設(shè)備12較頻繁喚醒(如，每秒)。
結(jié)合前述對(duì)卡車運(yùn)輸運(yùn)送集裝箱或使用海路，鐵路或空運(yùn)輸其它貨物時(shí)，參照設(shè)備12所解釋的上述能源管理方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解和庫(kù)存管理和供應(yīng)鏈條管理一樣，上述能源管理方法也可被應(yīng)用到例如貨運(yùn)動(dòng)物，識(shí)別公路交通工具收費(fèi)，和偷竊保護(hù)中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2B，示出了設(shè)備12的第一個(gè)透視圖。設(shè)備12包括一個(gè)傳感器外殼25，該傳感器外殼包括數(shù)據(jù)單元100(未示出)和延伸出其外部的天線部分104。外殼25的結(jié)構(gòu)特別適合安裝在集裝箱10的內(nèi)部，集裝箱以下面更詳細(xì)描述的方式進(jìn)行構(gòu)造或修改。圖2B的設(shè)置用于更好地參照說(shuō)明本發(fā)明各種實(shí)施例。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2C，如這里示出的外殼25的特別實(shí)施例包括一個(gè)填充孔126以接收填充材料如純聚亞安酯，來(lái)保障和保護(hù)外殼25內(nèi)包含的所有電子設(shè)備和元件。純聚亞安酯也利于使用集成的光傳感器。同外殼25的實(shí)際形狀一樣，填充孔126的位置當(dāng)然可以變化。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到外殼25中的元件的填充物是為了保護(hù)不受包括在溫度和濕度，鹽水，霧等方面的寬范圍變化的快速聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)境的影響。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2D，示出了從圖2B所示的相對(duì)面看的外殼25的透視圖。在圖2D示出的外殼25示出了D-Sub連接器形式的接口28。示出D-Sub連接器帽子同樣連接到外殼25以在D-Sub連接器不使用時(shí)保護(hù)它。包含了接口28的D-Sub連接器允許連接到集裝箱內(nèi)的其它傳感器。這些傳感器可包括拱形傳感器，雷達(dá)，聲音震動(dòng)傳感器，煙傳感器和水傳感器。水傳感器準(zhǔn)許檢測(cè)在切割鋼鐵中使用的水切割設(shè)備。這里重要的因素是系統(tǒng)保持更新以檢測(cè)常規(guī)集裝箱的所有六個(gè)面的完整性。
依然參照?qǐng)D2D，示出了燈管130的末端，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。結(jié)合本發(fā)明的原理，傳感器外殼部分132被示出延伸出表面134以能夠檢測(cè)選擇移動(dòng)。外殼25的位置和傳感器區(qū)132的方位在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2E，示出了外殼的底部平面圖。示出天線區(qū)104和傳感器區(qū)132延伸到了中央主體區(qū)域136的外部。本發(fā)明實(shí)施例的中央主體區(qū)域136一般是矩形的。天線區(qū)104，傳感器區(qū)132和主體區(qū)域136的形狀，大小和相對(duì)比例當(dāng)然可以根據(jù)本發(fā)明原理變化。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2F，示出了D-Sub帽從那里延伸出去的外殼25的前正視圖。一對(duì)裝配孔138和139被同樣示出，孔適合接收其中有螺紋的緊固件以裝配外殼25，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2G，示出了顯示出其裝配結(jié)構(gòu)的外殼的側(cè)剖面正視圖。外殼25包括電池26，在那里電池26放置在臨近印刷電路版主卡140的地方，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述?？?40的外面是天線區(qū)104，其中配置天線20。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2H，外殼25的天線區(qū)104內(nèi)的天線20的配置被放大且更清晰顯示出來(lái)。示出使用膠帶142將天線20放置在天線區(qū)104中。示出天線鏈144從天線20后部延伸到卡140。
現(xiàn)在返回圖2G，相對(duì)于天線20的外殼25一邊是傳感器區(qū)132。在本發(fā)明中，其中安裝有一個(gè)傳感器軸150A的Hall效應(yīng)傳感器150，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。但是，注意所示Hall效應(yīng)傳感器的使用僅僅是為了說(shuō)明方便，根據(jù)本發(fā)明的原理也可采用其它類型的傳感器。如這里描述的，參照Hall效應(yīng)傳感器為了描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例且不意味著局限在相對(duì)于本發(fā)明的精神和范圍的任何方面。例如，現(xiàn)在有各種工業(yè)上使用的相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感器使用不同技術(shù)來(lái)檢測(cè)目標(biāo)相對(duì)于另一目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如這里所進(jìn)一步引用的。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2I，給出了圖2G示出的外殼25的相對(duì)面的本發(fā)明外殼25的側(cè)剖面正視圖。在本圖例中，電池26同樣放置在天線區(qū)104和傳感器150之間。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2J，示出了圖2I中的傳感器150的放大圖。這個(gè)特殊實(shí)施例中的傳感器150所示包括一個(gè)Hall效應(yīng)傳感器卡152，一個(gè)環(huán)形磁鐵154，鐵核156，傳感器鏈158，鐵片160，和塑料定位部分162。從磁鐵的角度來(lái)說(shuō)，鐵核156優(yōu)選由相同的材料制造。這方面的重要是由于集裝箱尤其是集裝箱門使用的鋼鐵類型有很多。從集裝箱到集裝箱材料是變化的，所以在鐵核156具有一致性時(shí)是有明顯優(yōu)勢(shì)的，可提供傳感器150的一致性和靈敏度。注意，上述鋼核結(jié)合環(huán)形磁鐵154提供一個(gè)通量分布圖，它是相當(dāng)堅(jiān)固的，允許通量分布圖線性，靈敏性和可靠性的更高等級(jí)。這種特殊裝配不僅僅適應(yīng)上述的從集裝箱到集裝箱的材料變化，還適應(yīng)上述集裝箱的堆積。如敘述的，聯(lián)合運(yùn)輸貨物集裝箱經(jīng)常一個(gè)在另一個(gè)上面堆疊以這樣的方式向其傳遞扭應(yīng)力。在裝船期間在集裝箱上面的負(fù)荷和/或運(yùn)輸集裝箱的容器的移動(dòng)下扭動(dòng)的集裝箱會(huì)顯示出可被傳感器150充分辨別出的移動(dòng)。在本發(fā)明中，傳感器150檢測(cè)由一個(gè)集裝箱門到另一個(gè)集裝箱門之間相對(duì)移動(dòng)通量分布圖的變化。使用這樣的裝配不應(yīng)當(dāng)檢測(cè)到由于擠壓門之間產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，移動(dòng)主要顯示在垂直移動(dòng)，相對(duì)而言垂直排列的門之間的任何水平轉(zhuǎn)移是微小的。以這種方式，僅僅是破壞集裝箱完整性的門的移動(dòng)是可檢測(cè)的，使得本發(fā)明的有效性和可靠性最大。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，顯示了圖2B的設(shè)備的拆分裝配圖，其中外殼25由兩個(gè)外殼部分構(gòu)成。在這個(gè)特殊實(shí)施例中，外殼可由塑料構(gòu)成，所示第一個(gè)塑料殼背面201面對(duì)塑料殼門邊202。
仍參照?qǐng)D3，外殼25的相對(duì)半邊201和202在一個(gè)實(shí)施例中各自在上述填充操作之后通過(guò)摩擦焊接或相似方法焊接在一起。填充操作保護(hù)其中各種元件，元件包括與卡140鄰近的由天線帶142保護(hù)的天線20。天線鏈144將天線20與卡140連接在一起。電池26安裝在天線20的相對(duì)一邊，塑料定位部分162和鐵核156相對(duì)于鐵片160和環(huán)形磁鐵154裝配。Hall效應(yīng)傳感器卡同樣與環(huán)形磁鐵154平行放置。燈管130位于套背部201向外延伸以通過(guò)形成于其表面的孔131。燈管130優(yōu)選地使用透明塑料材料制造，其中在卡140處光可傳到光傳感器(如表面放置，未示出)。以這種方式，依照本發(fā)明原理檢測(cè)出集裝箱內(nèi)顯示完整性破口的光的存在。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，示出了包含右門240和左門242的集裝箱10的局部透視圖。示出外殼25沿著右門的上部安裝在右門240中。圖中門240以框圖形式示出提提供其中安裝外殼25的透明圖。具有延伸出到外部的天線區(qū)104的外殼25的安裝可由安裝部件244完成。在本發(fā)明中，安裝部件244由通常采用內(nèi)部形成螺紋孔的U型結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造。在這種方式，螺紋緊固件可通過(guò)外殼25的孔138和139延伸，如圖2F所示用于安全安裝外殼25在集裝箱10中。包括直立的斜槽或柵欄的凸櫞250焊接到延伸出門242的門閂盤上。
凸櫞250用來(lái)保護(hù)外殼25不受嵌入物等的損壞的可能性。進(jìn)一步注意，圖4中的門240的外殼25的特殊安裝僅僅是依照本發(fā)明原理的安裝技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例。然而，這種特殊的安裝技術(shù)易于使用參考以上的Hall效應(yīng)傳感器以確定門240和242或其它金屬表面如門框之間的任何相對(duì)移動(dòng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，示出了圖4中的門240和242的后部透視圖。在圖中示出門閂盤252從門242的后部適當(dāng)?shù)奈恢醚由斐鰜?lái)以覆蓋外殼25。門閂盤252的存在也提供一個(gè)與上述Hall效應(yīng)傳感器150相互作用的表面。在那種情況，如從集裝箱外部看到的，門閂盤252附著在右門240內(nèi)部。門閂盤252的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)以允許它作為一個(gè)桿，使得在不增加門閂盤252和Hall效應(yīng)傳感器之間、可檢測(cè)的移動(dòng)的情況下，不可能同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)門或首先打開(kāi)左門。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6A-6D，示出了本發(fā)明的原理的四個(gè)示圖。圖6A示出了集裝箱10中的門240中外殼25安裝的前正視圖。在門240中示出的位置構(gòu)造孔230以使得外殼25中的天線區(qū)104外露，外露為了天線與集裝箱10外部位置通信。
圖6B是沿著圖6A的線B-B的側(cè)剖面圖，示例了外殼25在其中安全安裝?？煽吹酵鈿?5的位置是在構(gòu)造柱的網(wǎng)絡(luò)區(qū)，其中孔230是在對(duì)于集裝箱沒(méi)有有害構(gòu)造隱含的情況下形成的。在那種情況下，孔230適合外殼25的天線區(qū)104且適合合成橡膠墊圈260，合成橡膠墊圈以密封到那里的方式來(lái)提供附近的安全性。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6C，示出了結(jié)合本發(fā)明原理在天線區(qū)104配置外部的天線20與集裝箱10的外部通信。
現(xiàn)在參照6D，示出了沿圖6A的線D-D的圖6A的集裝箱門240的底平面剖面圖。在這個(gè)圖中，示出外殼25由U型安裝部件244安全安裝。
在運(yùn)轉(zhuǎn)中，上述本發(fā)明的實(shí)施例允許檢測(cè)運(yùn)送集裝箱10的門之間的相對(duì)水平或開(kāi)口移動(dòng)。如上所述，也注意Hall效應(yīng)傳感器150僅僅是依照本發(fā)明原理使用的傳感器中的一種。例如，可結(jié)合另一種模擬磁通量向量(數(shù)量和方向)傳感器。同樣地，期待一個(gè)內(nèi)部磁體和位于門柱的第二個(gè)磁體的Reed開(kāi)關(guān)和平衡系統(tǒng)。如以上所示和所述的，當(dāng)傳感器和被測(cè)物體之間分離，如集裝箱上的門彼此遠(yuǎn)離時(shí)，Hall效應(yīng)傳感器測(cè)量磁向量域變化。磁向量域傳感器可直接從永久磁體中檢測(cè)磁域，它的數(shù)量和方向。被測(cè)量的磁域或通量相對(duì)于鐵材料的距離變化，因此相對(duì)于以上所述的門閂盤252，如這里所述的安裝Hall效應(yīng)傳感器150的方式可提供一種測(cè)量相似值的較可靠的方法。
本發(fā)明的Hall效應(yīng)傳感器采用通量分布圖很強(qiáng)的環(huán)形磁體，允許更高級(jí)別的通量分布圖線性，靈敏性和可靠性。以這種方式，傳感器從物體和磁鐵檢測(cè)組合磁域。在這里，由于以上所述的集裝箱門之間彼此分離使得通量分布圖變化導(dǎo)致電流，電壓或電阻的變化，因此產(chǎn)生移動(dòng)信號(hào)指示。這種分離沿著圖2J和2G的傳感器軸150A發(fā)生。本發(fā)明的傳感器識(shí)別沿著傳感器軸150A的移動(dòng)和箭頭150B顯示的到此的一般運(yùn)動(dòng)。由于正常的集裝箱擠壓或類似的情況發(fā)生在箭頭150B方向上的相對(duì)移動(dòng)且這樣的移動(dòng)一般不顯示破口。基于這個(gè)原因，傳感器150被設(shè)計(jì)用來(lái)檢測(cè)沿著軸150A的移動(dòng)。也可估計(jì)在集裝箱10門的鉸鏈處的非常小的移動(dòng)出現(xiàn)在這里所示的兩個(gè)門的交叉區(qū)域。以這種方式，本發(fā)明的傳感器能檢測(cè)出門的相當(dāng)小的開(kāi)口，因此可比別的可能的方案提供較高級(jí)的可靠性和集裝箱完整性監(jiān)視。也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到結(jié)合鐵核156(圖3)使用環(huán)形磁體通過(guò)傳感器可提供超高和較線性的磁通量來(lái)將傳感器的動(dòng)態(tài)范圍提高，以使本系統(tǒng)更為有效，并且在生產(chǎn)裝配傳感器的過(guò)程中有好的耐性。
雖然上述實(shí)施例被示出作為包括至少一個(gè)傳感器和用于與讀卡器通信的天線20的單個(gè)單元，但是本發(fā)明也可實(shí)現(xiàn)為幾個(gè)單元。例如，光，溫度，放射能等傳感器可位于集裝箱10內(nèi)的任何地方。傳感器提取讀數(shù)并將讀數(shù)經(jīng)藍(lán)牙或任何短距離通信系統(tǒng)發(fā)送到天線單元，天線單元轉(zhuǎn)發(fā)讀數(shù)或其它信息給讀卡器16。傳感器可以在遠(yuǎn)端與天線單元分離。另外，上述實(shí)施例示例了包括確定是否發(fā)生安全破口的傳感器150的設(shè)備12。然而，代替或除傳感器150之外，可采用各種傳感器來(lái)確定安全破口。例如，上述燈管130可檢測(cè)集裝箱10內(nèi)的光的波動(dòng)。如果光超出了預(yù)定的限度，那么就確定發(fā)出安全警告，以指示可能發(fā)生破口。類似的可以采用溫度傳感器，放射能傳感器，可燃?xì)怏w傳感器等。
設(shè)備12也觸發(fā)集裝箱的物理鎖定。例如，當(dāng)讀卡器16經(jīng)安全指令保護(hù)裝船的集裝箱內(nèi)容時(shí)，微處理器22可通過(guò)激勵(lì)電磁門鎖或其它這樣的物理鎖定裝置來(lái)啟動(dòng)集裝箱10的鎖定。一旦經(jīng)安全指令保護(hù)集裝箱，集裝箱10被物理鎖定以阻止偷竊或毀壞。
參考以上，設(shè)備12也可與許多其它配置在集裝箱10中的傳感器相耦合。接著設(shè)備12可用來(lái)接收來(lái)自傳感器的由環(huán)境引起的警告和/或警報(bào)。例如放射能傳感器可根據(jù)檢測(cè)放置在集裝箱10中的放射性材料的存在，而產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)。相似地，一個(gè)或多個(gè)光傳感器可被配置在集裝箱10中，來(lái)檢測(cè)光的存在，光可指示集裝箱一個(gè)表面的物理滲透而允許外面的光滲透到其中，由此指示安全破口。依照本發(fā)明原理，可結(jié)合設(shè)備12采用這些和其它的傳感器。
參考以上說(shuō)明這樣一個(gè)事實(shí)，未來(lái)的集裝箱可能使用非鐵材料制造，由此集裝箱是對(duì)射頻透明的。在這種情況下，除了這里所述的那些以外，可依照本發(fā)明原理采用多種其它類型的傳感器。同樣的，由聚碳酸酯組成的集裝箱不需要使用孔在一個(gè)位置放置天線用來(lái)發(fā)送到集裝箱的外部。具有對(duì)射頻透明的集裝箱的壁，孔一般是不必要的。同樣的，傳感器外殼可被設(shè)計(jì)成各種結(jié)構(gòu)，其中這樣一個(gè)孔與發(fā)射機(jī)部分集成在一起不受尺寸和形狀限制。
如圖7A所示出的，讀卡器16包括短距離天線30，微處理器36，存儲(chǔ)器38和電源40。參照?qǐng)D2A如以上所述的，短距離天線30實(shí)現(xiàn)與設(shè)備12進(jìn)行無(wú)線短距離，低功率通信連接。讀卡器16包括一個(gè)設(shè)備或單獨(dú)附加一個(gè)設(shè)備，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)到遠(yuǎn)端集裝箱監(jiān)視系統(tǒng)(如根據(jù)GSM，CDMA，PDC或DAMPS無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)或使用有線LAN或無(wú)線局域網(wǎng)WLAN，Mobitex，GPRS，UMTS)的鏈接。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解任何這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本發(fā)明是沒(méi)有約束的。且另外可獲得的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)也可應(yīng)用到讀卡器16的長(zhǎng)距離無(wú)線通信中。例如也包括在陸地移動(dòng)通信不可獲取時(shí)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，如Inmarsat，Iridium，Project 21，Odyssey，Globalstar，ECCO，Ellipso，Tritium，Teledesic，Spaceway，Orbcom，AceS，Thuraya或Aries。
讀卡器16可包括或附屬于衛(wèi)星定位單元34，用于定位裝載集裝箱10的交通工具。例如，讀卡器16可能是安裝到卡車，船或鐵路車的移動(dòng)讀卡器16(B)。提供定位單元34在不需要集裝箱追蹤和定位的情況下是可選的或是不必要的。例如，固定讀卡器16(C)是已知的；因此，衛(wèi)星定位信息是不需要的。一個(gè)定位的方法是使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如，GPS，GNSS，or GLONASS)。另一個(gè)方法采用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位讀卡器16。這里，一些定位技術(shù)完全基于移動(dòng)通信網(wǎng)(如，EOTD)以及其他一些依靠基于衛(wèi)星和移動(dòng)通信網(wǎng)組合定位技術(shù)(如，AssistedGPS)。
讀卡器16中的微處理器36和存儲(chǔ)器38與上述遠(yuǎn)端監(jiān)視系統(tǒng)一樣允許讀卡器16和設(shè)備12之間的數(shù)據(jù)交換控制且允許存儲(chǔ)這樣的交換數(shù)據(jù)。讀卡器16的元件運(yùn)行時(shí)的必要能源通過(guò)電源40提供。
圖7B是依照本發(fā)明原理的手持讀卡器16(A)的圖表。所示手持讀卡器16(A)與移動(dòng)電話16(A1)分離。手持讀卡器16(A)經(jīng)例如短距離直接序列擴(kuò)頻無(wú)線電接口與設(shè)備12通信。一旦手持讀卡器16(A)和設(shè)備12彼此處于近距離(如，＜100m)，設(shè)備12和手持讀卡器16(A)可以通信。手持讀卡器16(A)經(jīng)與設(shè)備12通信，被用于電子保障或解除集裝箱的警報(bào)。手持讀卡器16(A)也可用于獲得來(lái)自設(shè)備12的附加信息如來(lái)自集裝箱10內(nèi)的附加傳感器的信息或來(lái)自傳感器150的讀數(shù)。
附圖7B示出的手持讀卡器16(A)適于和示出的移動(dòng)電話16(A1)或PDA連接。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所估計(jì)的，手持讀卡器16(A)可能是一個(gè)獨(dú)立的單元或適合與如個(gè)人數(shù)字助理，掌上或膝上電腦連接。讀卡器16從移動(dòng)電話引出能源并利用藍(lán)牙或其他相似接口與移動(dòng)電話通信。
現(xiàn)在描述設(shè)備12和讀卡器16應(yīng)用的另外的情況。在參照讀卡器16(B)連接和分離為不同的運(yùn)送和被傳送單元的范圍內(nèi)，本發(fā)明覆蓋任何可分辨的連接物(如，磁安裝，使用螺孔，橫桿，吊鉤，焊接，Snap-on的機(jī)械安裝，進(jìn)而任何種電子可完成的連接如電版磁體或可逆化學(xué)固定設(shè)備如膠帶，透明膠帶，膠水，漿糊)。
圖8示出了設(shè)備12和讀卡器16的第一個(gè)應(yīng)用情況。如圖8所示的，涉及公路運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)選擇是將讀卡器16固定到門或運(yùn)輸倉(cāng)庫(kù)或沿著供應(yīng)鏈的任何地方。在這種情況下，當(dāng)卡車駛出海域拖起集裝箱10時(shí)，讀卡器16容易與集裝箱10中的設(shè)備12通信。另一個(gè)選擇是，如上所述讀卡器16是手持讀卡器16(A)，接著當(dāng)卡車離開(kāi)時(shí)掃描設(shè)備12或在監(jiān)視集裝箱10期間在卡車艙中攜帶手持讀卡器。
圖9示出了相關(guān)鐵路運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備12和讀卡器16的第二個(gè)應(yīng)用的情況。特別地，圖9示出了第一個(gè)例子，這里沿著對(duì)應(yīng)于短距離無(wú)線通信的鐵路線將讀卡器16附著固定在這些位于讀卡器16延伸區(qū)域的集裝箱上。接著讀卡器16可與鐵路線上運(yùn)輸?shù)募b箱10中的任何或所有設(shè)備12進(jìn)行近距離通信。
如圖10所示，相同的原理應(yīng)用到對(duì)應(yīng)集裝箱監(jiān)視元件的第三個(gè)應(yīng)用。這里，對(duì)于在海運(yùn)過(guò)程中每一個(gè)被識(shí)別，追蹤或監(jiān)視的集裝箱，必須在與集裝箱10連接的設(shè)備12的范圍內(nèi)提供一個(gè)讀卡器16。第一個(gè)選擇可根據(jù)無(wú)線通信單元的連接方案修訂裝載方案?？蛇x地，在集裝箱船上的讀卡器16分布由根據(jù)其它約束和參數(shù)確定的裝載方案來(lái)確定。此外，監(jiān)視集裝箱所用的讀卡器16的靈活安裝/拆除可避免操作者產(chǎn)生稅收的任何固定資產(chǎn)花費(fèi)。換句話說(shuō)，一旦不再需要集裝箱的監(jiān)視，讀卡器16容易從集裝箱船上拆下來(lái)，且可用在不同的集裝箱或其他任何運(yùn)輸設(shè)備上。讀卡器16也可連接在船運(yùn)容器經(jīng)常使用基于VHF通信的AIS或Inmartsat衛(wèi)星。發(fā)明的監(jiān)視元件的上述應(yīng)用已參照長(zhǎng)距離全球，區(qū)域性的或本地運(yùn)輸而被描述，下面參照?qǐng)D7說(shuō)明受限的區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用。
特別地，在受限區(qū)域內(nèi)短距離和長(zhǎng)距離無(wú)線通信的分離應(yīng)用到所有運(yùn)載工具和設(shè)備12，設(shè)備12在如集裝箱終端，集裝箱港口或者制造點(diǎn)的受限區(qū)域內(nèi)以任何方式處理集裝箱10。受限區(qū)域包括這些終端和任何裝卸工具的進(jìn)門和出門，裝卸工具諸如頂裝載機(jī)，側(cè)裝載機(jī)，堆碼機(jī)，移動(dòng)式集裝箱吊運(yùn)車，拖車，起重機(jī)，叉式搬運(yùn)機(jī)等。
典型地，不能僅僅使用一個(gè)讀卡器16搜索一個(gè)特定的集裝箱；更適當(dāng)?shù)?，多個(gè)讀卡器16分布在終端上，每次集裝箱10被如起重機(jī)或者堆垛機(jī)處理時(shí)，這些讀卡器接收狀態(tài)和控制信息。換句話說(shuō)，當(dāng)集裝箱經(jīng)過(guò)讀卡器16時(shí)，該事件用于更新相關(guān)的狀態(tài)和控制信息。
圖12示出了安全處理的流程圖，如以上引用的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)為10/667,282所闡明的。首先，在步驟800，讀卡器16詢問(wèn)來(lái)自設(shè)備12的識(shí)別信號(hào)。在步驟802，設(shè)備12將識(shí)別信號(hào)發(fā)送給讀卡器16。在步驟804，讀卡器16選擇集裝箱10以進(jìn)行保護(hù)。在步驟806，讀卡器16發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)器15。在步驟808，服務(wù)器15生成一個(gè)安全密鑰并使用加密碼，加密該安全密鑰。在步驟810，加密過(guò)的安全密鑰經(jīng)讀卡器16發(fā)送給設(shè)備12，以保障集裝箱10的安全。在步驟812，安全密鑰被解密并存儲(chǔ)在設(shè)備12中。啟動(dòng)相似的過(guò)程可解除集裝箱10的安全警報(bào)。每次當(dāng)集裝箱10經(jīng)過(guò)讀卡器16的范圍時(shí)，可被自動(dòng)確保安全，或者用戶可確?；蚪獬厥膺x擇的集裝箱10的安全。
圖13示出了安全-檢測(cè)過(guò)程。在步驟900，讀卡器16發(fā)送一個(gè)質(zhì)詢給有疑問(wèn)的集裝箱10。在步驟902，集裝箱10的設(shè)備12使用安全密鑰和加密碼生成一個(gè)響應(yīng)。在步驟904，該響應(yīng)從設(shè)備12被發(fā)送到讀卡器16。在步驟906，讀卡器16也發(fā)送一個(gè)質(zhì)詢給服務(wù)器15。發(fā)往服務(wù)器15和設(shè)備12的競(jìng)爭(zhēng)大概同時(shí)或在間隔點(diǎn)上及時(shí)被發(fā)送出去。在步驟908和910服務(wù)器15分別使用安全密鑰和加密碼生成并發(fā)送一個(gè)響應(yīng)給讀卡器16。在步驟912，讀卡器16確定響應(yīng)是否相同。如果響應(yīng)相等，那么集裝箱10的安全得到保障。如果響應(yīng)不相等，那么集裝箱10的安全破口(如，門事件)發(fā)生。與警報(bào)和解除警報(bào)過(guò)程相似，當(dāng)集裝箱10經(jīng)過(guò)讀卡器16的范圍或用戶在運(yùn)輸過(guò)程中的任何時(shí)間啟動(dòng)安全檢測(cè)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行安全檢測(cè)。
注意，被采用了加密技術(shù)的、本質(zhì)上必需的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的系統(tǒng)的原始結(jié)構(gòu)完全確認(rèn)CSD的正確安全狀態(tài)。使用相同的密鑰確認(rèn)CSD處于警報(bào)或不處于警報(bào)狀態(tài)。在另一個(gè)實(shí)施例中使用PKI(公開(kāi)密鑰基礎(chǔ)設(shè)施)。這里使用一個(gè)公開(kāi)和一個(gè)私密密鑰確認(rèn)CSD和它的狀態(tài)。在不參照是否得到網(wǎng)絡(luò)連接的情況下實(shí)現(xiàn)該功能。對(duì)稱與非對(duì)稱密鑰的方法對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，這里引用作為參考。
雖然本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中被示出且在前述的詳細(xì)說(shuō)明中描述，理解本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，但下面權(quán)利要求所定義的，可在不偏離本發(fā)明的情況下有很多重新排列和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視集裝箱完整性的傳感器系統(tǒng)，集裝箱特別適合于該系統(tǒng)且具有至少一個(gè)門，該系統(tǒng)包括一個(gè)傳感器外殼，固定在集裝箱某一位置中，監(jiān)視至少一個(gè)門的位置；一個(gè)傳感器，固定在外殼內(nèi)用于檢測(cè)集裝箱至少一個(gè)門相對(duì)于另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并提供傳感器數(shù)據(jù)；一個(gè)數(shù)據(jù)解釋設(shè)備，放置在傳感器內(nèi)部，與傳感器相通以解釋傳感器數(shù)據(jù)；和一個(gè)發(fā)射機(jī)，可相互操作性地連接到數(shù)據(jù)解釋設(shè)備，將所檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息傳輸?shù)郊b箱外部位置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼固定在集裝箱的至少一個(gè)門中。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼整體安裝在集裝箱的至少一個(gè)門里。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括與所述至少一個(gè)門相鄰的第二個(gè)門，系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述傳感器外殼固定在所述至少一個(gè)門里；所述傳感器固定在所述外殼里，適于檢測(cè)至少第一個(gè)門相對(duì)于第二個(gè)門的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱帶有一個(gè)孔，適于接收所述傳感器外殼的一部分。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射機(jī)緊固在外殼的適當(dāng)位置，用于通過(guò)所述孔將檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)剿黾b箱外部位置。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼包括一個(gè)墊圈，該墊圈沿著孔的周圍擴(kuò)展，以便于外殼的密封接合。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器進(jìn)一步包括一個(gè)用于附加傳感器的接口。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼固定在集裝箱的至少一個(gè)門內(nèi)，所述集裝箱的至少一個(gè)門包括在其中形成且適于通過(guò)它接收外殼一部分的孔，數(shù)據(jù)解釋設(shè)備設(shè)置在外殼內(nèi)部，發(fā)射機(jī)設(shè)置在外殼內(nèi)部，通過(guò)形成于其中的孔將信息傳輸?shù)郊b箱的外部的一個(gè)位置。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括一個(gè)金屬盤，所述傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器，所述傳感器外殼緊固在所述至少一個(gè)門里，所述霍爾效應(yīng)傳感器和盤設(shè)置在集裝箱內(nèi)，機(jī)能上相互作用的所述霍爾效應(yīng)傳感器和盤來(lái)監(jiān)視至少一個(gè)門的位置。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括一個(gè)與所述至少一個(gè)門相鄰放置的第二個(gè)門，所述傳感器盤包括一個(gè)門閂盤，該門閂盤延伸出第二個(gè)門的某個(gè)位置以與所述傳感器功能上相互作用。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括一個(gè)模擬磁通量向量傳感器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中霍爾效應(yīng)傳感器包括一個(gè)環(huán)形磁體；一個(gè)鐵環(huán)，在環(huán)形磁體內(nèi)同軸置換；一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器卡，相鄰所述鐵環(huán)共軸放置。
15.一種制造集裝箱的方法，該類集裝箱具有至少一個(gè)門，并可監(jiān)視其中的完整性破口，該方法包括提供一個(gè)具有傳感器、傳感器外殼、數(shù)據(jù)解釋設(shè)備和發(fā)射機(jī)的傳感器系統(tǒng)；從結(jié)構(gòu)上設(shè)置傳感器外殼在集裝箱內(nèi)以監(jiān)視至少一個(gè)門的位置；在傳感器外殼里緊固傳感器以檢測(cè)集裝箱的至少一個(gè)門相對(duì)于其另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)提供傳感器數(shù)據(jù)；在集裝箱內(nèi)緊固數(shù)據(jù)解釋設(shè)備以適合與傳感器通信來(lái)解釋傳感器數(shù)據(jù)；在集裝箱中固定發(fā)射機(jī)，以將檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息傳輸?shù)郊b箱的外部位置。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括固定所述傳感器外殼在所述至少一個(gè)門的步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括將所述傳感器外殼一體安裝在集裝箱的所述至少一個(gè)門的步驟。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述集裝箱包括與所述至少一個(gè)門相鄰的一個(gè)第二個(gè)門，所述傳感器外殼被放置在所述至少一個(gè)門中，且進(jìn)一步包括將門閂盤放置在第二個(gè)門某個(gè)位置以與傳感器相互作用。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在集裝箱上構(gòu)造一個(gè)孔，該孔適合在傳感器外殼安裝過(guò)程中所述傳感器外殼通過(guò)該孔延伸一部分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中緊固發(fā)射機(jī)的步驟包括緊固發(fā)射機(jī)在外殼某個(gè)位置，適合經(jīng)過(guò)所述孔將檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)郊b箱外部。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括給所述傳感器外殼提供一個(gè)墊圈，該墊圈圍繞著孔進(jìn)行延伸以用于外殼相對(duì)于孔的結(jié)合處的密封。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器，該方法進(jìn)一步包括檢測(cè)響應(yīng)集裝箱的至少一個(gè)門與另一個(gè)區(qū)域之間的空間關(guān)系的霍爾效應(yīng)的步驟。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括步驟在第二個(gè)門上構(gòu)造一個(gè)門閂盤，適于阻止所述至少一個(gè)門獨(dú)立于所述第二個(gè)門而被打開(kāi)；結(jié)構(gòu)上安裝所述傳感器外殼以限制傳感器軸，用于檢測(cè)門閂盤偏離傳感器的移動(dòng)；在通常與傳感器軸正交的平面里，當(dāng)相對(duì)門閂盤移動(dòng)不敏感時(shí)，沿著傳感器軸檢測(cè)所述門閂盤相對(duì)于傳感器的移動(dòng)。
24.一種監(jiān)視具有至少一個(gè)門的這類集裝箱的完整性破口的方法，方法包括提供一個(gè)具有傳感器、傳感器外殼、數(shù)據(jù)解釋設(shè)備和發(fā)射機(jī)的傳感器系統(tǒng)；從結(jié)構(gòu)上設(shè)置傳感器外殼在集裝箱內(nèi)的某一位置以監(jiān)視至少一個(gè)門的位置；在傳感器外殼里緊固傳感器以檢測(cè)集裝箱的至少一個(gè)門相對(duì)于其另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)提供傳感器數(shù)據(jù)；在集裝箱內(nèi)緊固數(shù)據(jù)解釋設(shè)備以適合與傳感器通信來(lái)解釋傳感器數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)解釋設(shè)備確定是否發(fā)生完整性破口；在集裝箱內(nèi)緊固一個(gè)發(fā)射機(jī)以適合將相對(duì)于檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)郊b箱的外部位置；通過(guò)數(shù)據(jù)解釋設(shè)備確定是否發(fā)生完整性破口；和發(fā)送相對(duì)于所述完整性破口的信息。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括緊固所述傳感器外殼在所述至少一個(gè)門的步驟。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括一體安裝所述傳感器外殼在集裝箱的所述至少一個(gè)門的步驟。
27.一種適于監(jiān)視集裝箱完整性的傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)集裝箱，具有至少一個(gè)門；一個(gè)傳感器外殼，緊固在集裝箱中某一位置以允許監(jiān)視至少一個(gè)門的位置；一個(gè)傳感器，緊固于外殼內(nèi)用于檢測(cè)集裝箱至少一個(gè)門相對(duì)于另一個(gè)區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并提供傳感器數(shù)據(jù)；一個(gè)數(shù)據(jù)解釋設(shè)備，安放在集裝箱內(nèi)部，與傳感器相通以解釋傳感器數(shù)據(jù)；和一個(gè)發(fā)射機(jī)，可相互操作性地連接到數(shù)據(jù)解釋設(shè)備將傳感相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息傳輸?shù)郊b箱外部位置。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼整體放置在集裝箱的至少一個(gè)門里。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括與至少一個(gè)門相鄰的第二個(gè)門，系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述傳感器外殼，緊固在所述至少一個(gè)門里；所述傳感器，緊固在所述外殼里，適于檢測(cè)至少第一個(gè)門相對(duì)于第二個(gè)門的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
30.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱構(gòu)造有一個(gè)孔，適合接收所述傳感器殼體的一部分。
31.如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射機(jī)緊固在外殼的適當(dāng)位置，通過(guò)所述孔將相對(duì)于被檢測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的信息傳輸?shù)剿黾b箱外部位置。
32.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器外殼緊固在集裝箱的至少一個(gè)門內(nèi)，所述集裝箱的至少一個(gè)門包括在其中形成且適于通過(guò)它接收外殼一部分的孔，數(shù)據(jù)解釋設(shè)備設(shè)置在外殼內(nèi)部，發(fā)射機(jī)設(shè)置在外殼內(nèi)部，通過(guò)形成于其中的孔將信息傳輸?shù)郊b箱外部的一個(gè)位置。
33.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括一個(gè)金屬盤，所述傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器，所述傳感器外殼固定在所述至少一個(gè)門里，所述霍爾效應(yīng)傳感器和盤設(shè)置在集裝箱內(nèi)，機(jī)能上相互作用的所述霍爾效應(yīng)傳感器和盤來(lái)監(jiān)視至少一個(gè)門的位置。
34.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述集裝箱包括一個(gè)與所述至少一個(gè)門相鄰放置的第二個(gè)門，所述傳感器盤包括一個(gè)門閂盤，該門閂盤延伸出第二個(gè)門的某個(gè)位置以與所述傳感器功能上相互作用。
35.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括一個(gè)模擬磁通量向量傳感器。
36.權(quán)利要求33的系統(tǒng)，其中所述傳感器包括一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器。
37.一種檢測(cè)集裝箱安全破口的方法，該方法包括步驟將相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感器集成到集裝箱中；所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)兩個(gè)集裝箱區(qū)域的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的變化；基于檢測(cè)到的在相對(duì)運(yùn)動(dòng)上的變化，通過(guò)數(shù)據(jù)單元確定是否發(fā)生了安全破口；數(shù)據(jù)單元將確定步驟的結(jié)果傳輸給與該數(shù)據(jù)單元相互可操作性相連的天線；和通過(guò)天線發(fā)送相對(duì)于傳輸步驟的信息。
38.如權(quán)利要求37的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)讀卡器從天線接收所述信息；通過(guò)讀卡器將所述信息轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。
39.如權(quán)利要求37的方法，其中相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳感器包括一個(gè)模擬磁通量向量傳感器，檢測(cè)步驟包括確定在兩個(gè)集裝箱區(qū)域之間磁通量是否已發(fā)生變化。
40.如權(quán)利要求39的方法，其中傳感器包括一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器，檢測(cè)步驟包括檢測(cè)由于兩個(gè)集裝箱區(qū)域相對(duì)運(yùn)動(dòng)的變化引起的霍爾效應(yīng)變化。
全文摘要
一種用于監(jiān)視集裝箱完整性的方法和系統(tǒng)，該集裝箱特別適合該系統(tǒng)且構(gòu)造有至少一個(gè)門。在該集裝箱中有一個(gè)傳感器，用于檢測(cè)集裝箱的至少一個(gè)門相對(duì)于其另一區(qū)域的近似運(yùn)動(dòng)值以及提供關(guān)于集裝箱的完整性的傳感器數(shù)據(jù)，該傳感器數(shù)據(jù)從集裝箱傳輸。
文檔編號(hào)G08B25/08GK1906643SQ200480039657
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者約翰·貝里曼, 埃里克·松德貝里, 梅爾廷·福格特 申請(qǐng)人:全套海運(yùn)安全公司