專利名稱：閥門開關探測器及使用該探測器的監測跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可監測罐式運輸工具和罐式容器閥門開關情況的閥門開 關探測器，以及使用該探測器的遠程監測與跟蹤系統。
背景技術：
隨著我國工業化進程的加快，能源和化工原料的生產、運輸量急劇增加， 我國已成為世界上能源和化工原料運輸量最大的國家。這些能源與化工原料的 內陸運輸絕大部分通過罐式運輸工具來承載。由于各種能源(如汽油、柴油等) 的高價值，在運輸過程中一直存在嚴重的偷盜情況，如何及時發現和防止偷盜 情況的發生也成為了運輸行業迫切希望解決的問題。目前的罐式工具進出物料 閥門處大都采用機械關封施封閥門或者通過氣動壓桿壓住閥門口來阻止偷盜 的發生，這些結構本身存在一些缺陷，如用機械關封的方式用簡單的方法就可 破壞并復原。上述現有技術，在使用時產生麻煩與不便，實有待改善。 發明內容本發明要解決的技術問題在于針對罐式容器閥門現有防盜技術的缺陷，提 供一種罐式工具非法開關容器閥門的報警器及其監測跟蹤系統，保證在運輸過 程中的安全。為實現本發明的目的，本發明采用以下的技術一種閥門開關探測器，其中，包括一檢測閥門開關的探測器，設在各個閥門處，該探測器包括 一閥門開關狀態探測的探測頭一主控板，該主控板與探測頭相連，該主控板包括一個根據所述探 測頭探測的數據判斷閥門開關狀態的的信號處理模塊，該信號處理模塊對閥門開關情況進行判斷和記錄，并對非法開關閥門發出報警信號。所述閥門開關探測裝置，其中，所述探測頭的感應方式包括磁力傳感器方式、行程開關方式及紅外傳感器方式。所述的所述閥門開關探測裝置，其中，所述主控板還集成有加速度傳感器、傾角傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器。一種閥門開關監測跟蹤系統，其中，該探測監測系統包括 一檢測閥門開關的探測器，設在各個閥門處，該探測器包括 一閥門開關狀態探測的探測頭；一主控板，該主控板與探測頭相連，該主控板包括一個根據所述探測頭探 測的數據判斷閥門開關狀態的的信號處理模塊，該信號處理模塊對閥門開關情況進行判斷和記錄，并對非法開關閥門發出報警信號；一通訊定位模塊，與該探測器相連，接受探測器發出的各種信號；一監測中心，與通訊定位模塊和探測器相連接，并接受通訊定位模塊的各 種信號以及探測器的各種信號。所述的閥門開關監測跟蹤系統，其中，所述主控板還包括一個用于采集標 準時間的實時時鐘模塊，實時時鐘模塊采集的時間信號隨同報警信號通過通訊 定位模塊發送到監測中心。所述的閥門開關監測跟蹤系統，其中，所述的通訊定位模塊包括有連接到GPS系統以實時獲取運輸工具位置信息的GPS模塊、用于收發信號的數據傳 輸模塊，所述數據傳輸模塊與監測中心無線連接。所述的閥門開關監測跟蹤系統，其中，所述的監測中心包括有根據各運輸 車通訊定位模塊發送信號監測各運輸車狀態的監測模塊和提示危險狀況的告 警模塊。所述的閥門開關監測跟蹤系統，其中，所述的告警模塊的以告警界面或手 機短信方式告警。采用上面的技術，本發明的監測跟蹤系統及對應的報警裝置，通過探測報 警器和通訊定位模塊，實現了罐式運輸工具的遠程監測，從而可有在監測到閥 門非法打開時及時采取措施，避免或減少由此帶來的損失。
圖1是本發明探測報警器的工作原理結構框圖；圖2a-圖2c是圖1中開關探測器的電路原理圖；圖3是本發明罐式容器閥門磁力探測報警裝置的結構圖；圖4a-圖4g是圖1中主控板的電路原理圖；圖5是本發明監測跟蹤系統的工作原理結構框圖；圖6a-圖6c是圖5中開關探測器電路原理圖；圖7a-圖7h是圖5中主控制器的電路原理圖；圖8是圖5中監控中心的結構框圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明實施例1如圖1所示為探測報警器的工作原理結構框圖。該探測報警器包括開關探 測器和主控板，其中開關探測器與主控板連接。開關探測器安裝于閥門處。但是，罐式運輸車輛的容器閥門按進出料分為 進料口閥門及出料口閥門，根據容器罐腔室的數量分為單室或者在容器內用隔 板分隔成多個腔室，每個腔室均有獨立的進出料閥門。 一般進料口設在罐式容 器頂端，出料口設在容器底部側面。進料口一般與人孔檢査孔同為一個孔洞， 其結構設計以利于灌裝原則及方便檢修人員出入為準，出料口則設計成操作便 利的結構，兩者結構上很大的不同，且不同的廠家生產出來的進出口閥門結構 均有所不同。所以，開關探測器根據不同工具罐式容器閥門結構的不同采用不 同的開關感應方式，可以采用磁力傳感器、行程開關及紅外傳感器等方式來實 現。如圖2a至圖2c所示電路，開關探測器包括開關感應傳感器接口、數據采 集模塊、數據接口模塊。如圖2a所示電路的傳感器數據接口，主要用于連接磁力傳感器、行程開 關、紅外感應傳感器或其它方式的感應傳感器的信號接入。如圖2c所示電路的數據采集模塊有一簡易微型CPU構成，主要用于采集 開關感應傳感器的數據，并通過數據接口將采集到的數據實時傳送到主控板。如圖3所示為一種內含磁力傳感器的開關探測器1。該開關探測器1設在 在閥門2的閥門蓋21處，該開關探測器1包括一磁動開關檢測裝置3。，當 閥門蓋21蓋住或者揭離閥門1時，動作裝置(本例為由彈簧裝置)產生壓縮 或復位動作，使得裝置里面的磁鐵位置發生變化，從而引起磁鐵與處理單元4 相連接的磁力傳感器之間的磁場強度發生變化，處理單元根據這些情況便可以 判別閥門的打開與關閉。開關探測器1還與主控板4接，該主控板4收并判斷 開關探測器1采集的各類數據，從而對閥門開關的狀態判斷。主控板4可與開 關探測器1一起安裝于閥門處，或者單獨安裝在工具駕駛室或其他任意位置。如圖4a至圖4f所示，為主控板電路圖。該主控板電路包括信號處理模塊、 實時時鐘模塊，電源模塊、數據接口、通訊接口、報警模塊等電路模塊等。圖4a電路所示的信號處理模塊有一低功耗CPU構成，主要完成計算、算 法實現，其具體用于接受開關探測器傳來的傳感器的數據，記錄并分析當前的 狀態，并在判斷閥門開啟時通過報警模塊生成報警信號。此外，信號處理模塊 還可通過通訊接口實現報警信號上傳、通訊加密控制、數據本地存儲等。圖4b電路所示的實時時鐘模塊與CPU—起構成實時時鐘部分，主要用于 獲取精確的標準時間，其可通過通訊接口自動校準。圖4c電路所示的電源模塊主要通過電源轉換IC完成外部電源接入、對其 它各模塊的電源控制、系統電量檢測以及系統低電量報警。圖4d電路所示的數據接口主要是用于接收開關探測器傳遞過來的門開關 狀態數據。圖4e電路所示的通訊接口是一RS232串行接口，主要是實現系統升級、 報警信號上傳、通訊加密控制、數據本地存儲等。圖4f電路所示的報警模塊主要是一個蜂鳴器和指示燈結合構成，實現系 統的閥門非法打開、系統低電壓等報警。圖4g電路所示是復位模塊，由一復位IC構成，增強系統在惡劣的工作環 境下的抗干擾能力。這樣在閥門被非法打開，開關探測器檢測到門開關狀態的變化，把這些變 化信號傳送到主控板，主控板通過信號處理模塊的處理，記錄并分析當前的狀 態，并在判斷閥門開啟時生成報警信號。這樣使用者就知道閥門被非法打開， 起到探測報警的作用。實施例2如圖5所示，是使用本閥門開關探測器的監測跟蹤系統的結構框圖。在本 實施例中，本實用新型的系統包括門開關探測器、主控制器和監控中心，門開 關探測器安裝于罐式運輸工具的閥門上，主控制器安裝于運輸載體如車頭上， 門開關探測器與主控制器通過短距離無線傳輸方式連接，主控制器通過GPRS 或衛星通訊方式將門開關狀態、GPS定位信息等數據發送到監控中心。開關探測報警器用于探測罐式容器閥門的開關狀態，并將非法打開時產生 的信號發送到主控制器。主控制器通過GPS定位終端模塊獲取當前的位置信息(經緯度)，并將 所述開關探測器的報警信號、運輸工具身份信號及位置信號發送到所述監測中 心。運輸工具身份標識可存儲于主控制器內，也可存儲于開關探測器內。監測中心位于遠端，分析和處理安裝于各運輸工具的主控器上傳的所有數 據，實現對運輸工具和門開關狀態的遠程監控。如圖6a至圖6c所示，是圖5中所述的開關探測器的電路原理圖，該電路 包括電源供電模塊、傳感器接口、數據采集與無線傳輸模塊。圖6a電路所示的電源供電模塊主要是用一大容量的小型電池以及濾波電 容構成，用于對開關探測器其它部分的系統供電。圖6b電路所示的傳感器接口主要用于連接磁力傳感器、行程開關、紅外 感應傳感器或其它方式的感應傳感器的信號接入。圖6c電路所示的數據采集及無線傳輸模塊采用的是一帶有無線傳輸功能 低功耗CPU，主要用于開關探測傳感器的信號采集以及開關信號的無線傳輸。 該無線傳輸模塊的通訊頻率是433 MHZ，通訊距離可達15m以上。如圖7a至圖7e所示，是圖5所述的主控制器的電路原理圖，該電路包括 中央處理器、電源管理、實時時鐘外圍電路、本地報警顯示終端、無線數據傳 輸和GPS定位終端模塊、GPRS/衛星通訊模塊等部分。圖7a電路所示的中央處理器采用的是集成了實時時鐘和數據存儲器等模 塊的低功耗ARM體系結構的32位CPU,主要用于處理無線模塊傳輸過來的 門開關狀態信息，記錄并分析門開關狀態，并通過顯示報警終端產生本地報警 信息；同時也通過GPS定位模塊采集運輸工具當前的位置信息，最終將門開 關的報警信息、GPS位置信息、實時時鐘信息等狀態信息通過GPRS/衛星通訊模塊發送到監控中心。圖7b電路所示的電源管理模塊主要通過電源轉換IC完成外部電源接入、 對其它各模塊的電源控制、系統電量檢測以及系統低電量報警。圖7c電路所示的實時時鐘外圍電路主要通過一后備電池和相關電子器件 與CPU—起構成系統實時時鐘。用于提供門開關報警的具體時間。圖7d電路所示的本地顯示報警終端主要包括一液晶顯示器接口用于連接 液晶顯示模塊，包括一蜂鳴器和LED指示等。該部分通過CPU的控制實現門 開關狀態的本地顯示報警和聲光報警。圖7e電路所示的無線數據傳輸模塊電路采用的是集成無線傳輸模塊的無 線CPU，通訊頻率是433MHZ，通訊距離15M以上，主要用于接收門開關探 測器無線發送過來的門開關狀態數據，并將接收的數據傳送給中央處理器。圖7f電路所示的GPS定位終端模塊使用的是標準的GPS模塊，GPS模塊 的位置信息通過GPS接口傳送到中央處理器。圖7g電路所示的GPRS/衛星通訊模塊使用的是標準的通訊模塊，中央處 理器通過GPRS/衛星通訊模塊接口將需要傳送的數據發給GPRS/衛星通訊模 塊，再發給后臺的監控中心。圖7h復位模塊，由一復位IC構成，增強系統在惡劣的工作環境下的抗 干擾能力。如圖8所示，是圖5中監測中心的結構框圖。監測數據中心安裝在遠程的 公司機房內，并接入互聯網，可與各運輸工具上的主控制器實現數據交互，實 現對門開關狀態和運輸工具狀態的實時監控。圖8所示監測中心包括防火墻、接口/應用服務器、 一個或多個終端(圖 中僅示出兩個)以及數據庫。其中接口/應用服務器經由防火墻連接到外部網 絡，終端和數據庫分別通過內部網絡連接到接口/應用服務器。圖8所示的防火墻用以防止外來非法侵入，檢驗外來數據的可靠性、安全 性，以保證內部網絡的安全運行。圖8所示的接口/應用服務器用以接收、處理和判斷來自運輸工具的所有 數據，提供可視化操作界面，通過后臺軟件支持，完成所有監視、控制、管理 功能。圖8所示的數據庫用于保存接收到的歷史數據，以便日后查驗和統計。圖8所示的終端用于提供操作界面，實現門開關及運輸工具報警界面、手 機短信提示等功能，工作人員也可通過終端系統完成數據査詢處理等人工操 作。以上所述，僅是本發明較佳可行的實施例而已，不能因此即局限本發明的 權利范圍，對熟悉本領域的普通技術人員來說，舉凡運用本發明的技術方案和 技術構思做出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬在本 發明權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種閥門開關探測器，其特征在于，包括一檢測閥門開關的探測器，設在各個閥門處，該探測器包括一閥門開關狀態探測的探測頭一主控板，該主控板與探測頭相連，該主控板包括一個根據所述探測頭探測的數據判斷閥門開關狀態的的信號處理模塊，該信號處理模塊對閥門開關情況進行判斷和記錄，并對非法開關閥門發出報警信號。
2、 根據權利要求1所述閥門開關探測裝置，其特征在于，所述探測頭的 感應方式包括磁力傳感器方式、行程開關方式及紅外傳感器方式。
3、 根據權利要求1所述的所述閥門開關探測裝置，其特征在于，所述主 控板還集成有加速度傳感器、傾角傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、液位傳 感器、溫度傳感器、濕度傳感器。
4、 一種闊門開關監測跟蹤系統，其特征在于，該探測監測系統包括一檢測閥門開關的探測器，設在各個閥門處，該探測器包括 一閥門開關狀態探測的探測頭；一主控板，該主控板與探測頭相連，該主控板包括一個根據所述探測頭探 測的數據判斷閥門開關狀態的的信號處理模塊，該信號處理模塊對閥門開關情況進行判斷和記錄，并對非法開關閥門發出報警信號；一通訊定位模塊，與該探測器相連，接受探測器發出的各種信號； 一監測中心，與通訊定位模塊和探測器相連接，并接受通訊定位模塊的各種信號以及探測器的各種信號。
5、 根據權利要求4所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述主 控板還包括一個用于采集標準時間的實時時鐘模塊，實時時鐘模塊采集的時間 信號隨同報警信號通過通訊定位模塊發送到監測中心。
6、 根據權利要求4所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述通訊定位模塊包括有連接到GPS系統以實時獲取運輸工具位置信息的GPS模 塊、用于收發信號的數據傳輸模塊，所述數據傳輸模塊與監測中心無線連接。
7、 根據權利要求4所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述的監測中心包括有根據各運輸車通訊定位模塊發送信號監測各運輸車狀態的監 測模塊和提示危險狀況的告警模塊。
8、 根據權利要求7所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述的 告警模塊的告警方式為告警界面方式或手機短信方式。
9、 根據權利要求4所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述的 監測中心包括一接收、處理、判斷來自運輸工具的所有數據接口/應用服務器， 至少一個提供操作界面的終端以及一保存接收所有歷史數據的數據庫，該接口 /應用服務器經連接到外部網絡，終端和數據庫分別通過內部網絡連接到接口/ 應用服務器。
10、 根據權利要求4所述的閥門開關監測跟蹤系統，其特征在于，所述的 監測中心包括一防止外來非法侵入的防火墻，其設在接口/應用服務器和外部 網絡之間。
全文摘要
一種閥門開關探測器及使用該探測器的監測跟蹤系統。該探測器包括一檢測閥門開關的探測器，設在各個閥門處，該探測器包括一閥門開關狀態探測的探測頭；一主控板，該主控板與探測頭相連，該主控板包括一個根據所述探測頭探測的數據判斷閥門開關狀態的信號處理模塊，該信號處理模塊對閥門開關情況進行判斷和記錄，并對非法開關閥門發出報警信號。該探測器發現非法打開閥門并發出報警。本發明中使用該探測器的監測跟蹤系統，該系統通過探測器和通訊定位模塊，實現了罐式運輸工具的遠程監測，從而可有在監測到閥門非法打開時及時采取措施，避免或減少由此帶來的損失。
文檔編號G01M3/00GK101246076SQ200710084878
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月14日 優先權日2007年2月14日
發明者周受欽, 濤 彭, 段戰歸 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司