用于物流車輛的集成網絡監控系統與方法
【專利摘要】一種用于物流車輛的集成網絡監控系統與方法，該集成網絡監控系統包括：遠距離無線通訊模塊、定位模塊、報警模塊、觸摸屏、總線接口、協調器節點和網關設備，總線接口用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接；協調器節點用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將車載監控設備以無線的方式與所述網關設備相連；網關設備分別與遠距離無線通訊模塊、定位模塊、報警模塊、觸摸屏、總線接口和協調器節點相連，以將車載定位系統、遠距離通訊網絡、總線網絡和ZigBee網絡集成在一起，充分發揮有線和無線的優點，增強物流運輸車輛監控的靈活性和可靠性。
【專利說明】用于物流車輛的集成網絡監控系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監控技術，尤其涉及應用在大型集裝箱物流車輛上的監控系統。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的增長，人民生活水平的提高，負擔著物流運輸的車輛產業得到了突飛猛進的發展。為了實時監控車輛的狀態，了解物流各個環節的信息，現在的物流車輛上通常都安裝有電子監控設備，然而現有物流車輛上的電子監控設備主要存在如下兩個缺點:第一，現有車輛上的電子設備之間的互聯主要通過總線技術，使用總線技術的優點自不必說，但不能忽略的一點是，總線技術的使用需要布線，由于大多數物流運輸車輛車身較長，如果布設較長的線，不但比較麻煩而且增加了線路電纜被切斷的可能性，反而降低了線路的可靠性，如倒車雷達的車身較長；在一些不能布線的地方還要進行必要的監測的時候，總線技術就沒有用武之地，如對胎壓胎溫的監測；在多點環境監測而且監測節點會根據所監測對象而進行變化類型和位置的場合，布線操作也是一件很頭疼的事情，如車廂貨物環境的多點監測。第二，集成化程度低，現今物流運輸車輛上的汽車電子系統功能比較單一，在有車載電子鎖系統的地方可能就沒有車載導航系統、倒車雷達系統和胎壓監測系統等，在有總線網絡的地方可能就沒有WIFI網絡，在有RFID射頻識別的地方就沒有娛樂攝像等功能。
[0003]而現如今人們對物流運輸車輛監控系統的需求是高的集成化程度、較多的監測點數、高的無線化監控程度。充分利用無線技術、總線技術、網絡技術的優點，使其相互彌補成為物流運輸車輛監控系統的新的發展方向。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術存在的不足，而提出一種用于物流車輛的集成網絡監控系統和方法，以充分發揮有限網絡和無線網絡的優點，增強物流運輸車輛監控的靈活性和可靠性。
[0005]為解決上述技術問題，本發明還提出一種用于物流車輛的集成網絡監控系統，包括:遠距離無線通訊模塊、定位模塊、報警模塊、觸摸屏、總線接口、協調器節點和網關設備，遠距離無線通訊模塊用來實現本地與外部的無線通信；定位模塊用來探測物流車輛的位置信息；報警模塊用來實現本地報警；觸摸屏用來作為本地人機對話的接口，實現本地信息顯示和本地數據錄入；總線接口用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接；協調器節點用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將車載監控設備以無線的方式與所述網關設備相連；網關設備分別與所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線接口和所述協調器節點相連，以將車載定位系統、遠距離通訊網絡、總線網絡和ZigBee網絡集成在一起，所述網關設備通過所述總線網絡和所述ZigBee網絡采集物流車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，所述網關設備把采集到的數據定時通過遠距離無線通訊模塊向外發送，對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的網絡節點，所述網關設備一方面通過觸摸屏顯示報警信息并將報警信息發送給報警模塊進行報警，另一方面也通過遠距離無線通訊模塊將報警信息向外發送。
[0006]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述集成網絡監控系統還包括WIFI模塊，所述WIFI模塊一方面用于安裝WIFI攝像頭，另一方面用以供操作人員利用具有WIFI功能的手持設備來進行上網和車輛附近的移動式監控。
[0007]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述車載監控設備包括閱讀器節點，所述閱讀器節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述閱讀器節點包括:手持閱讀器和/或固定閱讀器；所述手持閱讀器包括:顯示及按鍵模塊、手持閱讀器信號調理電路、手持閱讀器接口、處理器、手持閱讀器射頻收發模塊以及手持閱讀器電源管理模塊，所述顯示及按鍵模塊與所述手持閱讀器信號調理電路相連，所述手持閱讀器接口、所述手持閱讀器信號調理電路和所述射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述手持閱讀器信號調理電路用作所述顯示及按鍵模塊和所述處理器的接口電路，所述手持閱讀器接口用以作為手持閱讀器的編程、調試和通訊的接口，所述手持閱讀器電源管理模塊為手持閱讀器的各部分提供電源；所述固定閱讀器包括:狀態指示燈、固定閱讀器接口、處理器、固定閱讀器射頻收發模塊以及固定閱讀器電源管理模塊，所述狀態指示燈、所述固定閱讀器接口和所述固定閱讀器射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述狀態指示燈用來指示所述固定閱讀器的工作狀態，所述固定閱讀器接口用以作為固定閱讀器的編程、調試和通訊的接口，所述固定閱讀器電源管理模塊用于給固定閱讀器各部分供電。
[0008]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述車載監控設備包括電子鎖節點，所述電子鎖節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述電子鎖節點包括:鎖工作狀態指示燈、電子鎖開關控制模塊、鎖控信號調理電路、電子鎖開關狀態監測模塊、鎖狀態信號調理電路、電子鎖接口、電子鎖射頻收發模塊、鎖電源管理模塊以及處理器，所述鎖控信號調理電路分別與所述電子鎖開關控制模塊和所述處理器相連，所述鎖狀態信號調理電路分別與所述電子鎖開關狀態監測模塊和所述處理器相連，所述鎖工作狀態指示燈、所述電子鎖接口以及所述電子鎖射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述鎖控信號調理電路用來驅動電子鎖微型步進電機運轉的驅動電路部分，所述鎖狀態信號調理電路是所述電子鎖開關狀態監測模塊和所述處理器之間的接口，所述電子鎖接口用以作為電子鎖的編程、調試和通訊的接口，所述電源管理模塊用以給電子鎖節點的各組成部分供電；所述電子鎖節點具有休眠和喚醒機制，其接收所述協調器節點發來的開關指令并執行相應操作。
[0009]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述車載監控設備包括內置于輪胎中的胎壓胎溫監測節點，所述胎壓胎溫監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述胎壓胎溫監測節點包括:胎壓胎溫監測傳感器、胎壓胎溫信號調理電路、胎壓胎溫監測接口、胎壓胎溫射頻收發模塊、處理器以及胎壓胎溫電源管理模塊；所述胎壓胎溫監測傳感器與所述胎壓胎溫信號調理電路相連接；所述胎壓胎溫信號調理電路、所述胎壓胎溫監測接口、所述胎壓胎溫射頻收發模塊均與所述處理器相連接；所述胎壓胎溫信號調理電路用作所述胎壓胎溫監測傳感器與所述處理器的接口電路；所述胎壓胎溫監測接口用以作為胎壓胎溫監測節點的編程、調試和通訊的接口，所述胎壓胎溫電源管理模塊用于給所述胎壓胎溫監測節點的各模塊供電；所述胎壓胎溫監測傳感器用于測量胎壓和胎溫，并把測得的數據通過處理器進行融合計算出當前輪胎處于危險狀態、安全狀態或高度危險狀態，并把胎壓數據、胎溫數據、融合計算出的數據和輪胎ID通過所述胎壓胎溫監測接口發送到所述協調器節點；所述胎壓胎溫監測節點具有休眠喚醒機制，其供電采用振動供電和/或熱供電，并且具有電池用來儲存電能來達到不間斷供電的目的。
[0010]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述車載監控設備包括車廂環境監測節點，所述車廂環境監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述車廂環境監測節點包括:車廂環境監測傳感器、車廂環境信號調理電路、車廂環境監測接口、車廂環境射頻收發模塊、處理器以及車廂環境電源管理模塊，所述車廂環境監測傳感器與所述車廂環境信號調理電路相連接，所述車廂環境信號調理電路、所述車廂環境監測接口和所述車廂環境射頻收發模塊均與所述處理器相連接，所述車廂環境監測接口用以作為車廂環境監測節點的編程、調試和通訊接口，所述車廂環境電源管理模塊給車廂環境監測節點各部分供電；所述車廂環境監測節點具有休眠喚醒機制，所述車廂環境信號調理電路用作所述車廂環境監測傳感器和所述處理器的接口電路。
[0011]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述車載監控設備包括倒車雷達監測節點，所述倒車雷達監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述倒車雷達監測節點包括:超聲波收發器、超聲波信號調理電路，人體紅外感應模塊、人體紅外信號調理電路、超聲波聲光報警模塊、超聲波接口、超聲波射頻收發模塊、處理器以及倒車雷達電源管理模塊，所述超聲波收發器與所述超聲波信號調理電路相連，所述人體紅外感應模塊與所述人體紅外信號調理電路相連，所述超聲波信號調理電路、所述人體紅外信號調理電路、所述超聲波聲光報警模塊、所述超聲波接口和所述超聲波射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述超聲波接口用作倒車雷達監測節點的編程、調試和通訊接口，所述倒車雷達電源管理模塊為所述倒車雷達監測節點各組成部分提供電源，所述超聲波信號調理電路用作所述超聲波收發器和所述處理器連接的接口電路，所述人體紅外信號調理電路用作所述人體紅外感應模塊和所述處理器的接口電路，所述倒車雷達監測節點通過所述超聲波收發器來發射接收超聲波，并利用人體紅外感應模塊來測量車位設定距離范圍內是否有生命物出現，并把測得的數據發送到協調器節點。
[0012]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述協調器節點包括:協調器節點接口、處理器、協調器射頻收發模塊以及以協調器電源管理模塊，所述協調器節點接口和所述協調器射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述協調器節點接口用以作為所述協調器節點的編程、調試和通訊的接口，所述協調器電源管理模塊用于為所述協調器節點的各部分提供電源。
[0013]所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其中，所述遠距離無線通訊模塊為CDMA、GPRS、3G或4G模塊；所述定位模塊為北斗BD2或GPS雙模模塊；所述報警模塊為聲光報警模塊，其聲音報警功能選擇ISD2560的語音芯片及其接口電路來實現；所述網關設備的處理器采用ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530或TI的C0RTEX-M3，并開發相應的管理監控應用軟件；所述WIFI模塊采用Marvell 88w8686芯片。
[0014]為解決上述技術問題，本發明還提供一種用于物流車輛的集成網絡監控方法，包括:設置遠距離無線通訊模塊，用來實現本地與外部的無線通信；設置定位模塊，用來探測物流車輛的位置信息；設置報警模塊，用來實現本地報警；設置觸摸屏，用來作為本地人機對話的接口，實現本地信息顯示和本地數據錄入；設置總線接口，用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接；設置協調器節點，用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將探測車內環境的傳感器或探測器以無線的方式與所述網關設備相連；以及，設置網關設備，使其分別與所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線接口和所述協調器節點相連，以將車載定位系統、遠距離通訊網絡、總線網絡和ZigBee網絡集成在一起,所述網關設備通過所述總線網絡和所述ZigBee網絡采集物流車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，所述網關設備把采集到的數據定時通過遠距離無線通訊模塊向外發送，對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的網絡節點，所述網關設備一方面通過觸摸屏顯示報警信息并將報警信息發送給報警模塊進行聲音和/或燈光報警，另一方面也通過遠距離無線通訊模塊將報警信息向外發送。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明通過網關設備把車載定位系統、遠距離通訊網絡、WiFi網絡、車載總線網絡和無線傳感網(ZigBee網絡)集成在一起，并增加了車載監測控制設備監測的點數和安裝更改的靈活性，充分發揮了有線和無線的優點，增強的物流運輸車輛監控的靈活性、可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明用于物流車輛的集成網絡監控系統的結構框圖。
[0016]圖2為手持閱讀器節點的結構框圖。
[0017]圖3為固定式閱讀器節點的結構框圖。
[0018]圖4為電子鎖節點的結構框圖。
[0019]圖5為胎壓胎溫監測節點的結構框圖。
[0020]圖6為車廂環境監測節點的結構框圖。
[0021]圖7為倒車雷達監測節點的結構框圖。
[0022]圖8為協調器節點的結構框圖。
【具體實施方式】
[0023]為了進一步說明本發明的原理和結構，現結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。
[0024]參閱圖1，本發明用于物流車輛的集成網絡監控系統包括:網關設備1、遠距離無線通訊模塊2、定位模塊3、報警模塊4、觸摸屏5、WIFI模塊6、總線接口 7以及協調器節點
8。所述總線接口 7用以連接車載總線網絡70，所述協調器節點8用以連接ZigBee網絡80并通過ZigBee網絡80連接車載監測控制設備。車載監測控制設備主要包括:閱讀器節點
81、電子鎖節點82、胎壓胎溫監測節點83、車廂環境監測節點84和倒車雷達監測節點85。
[0025]網關設備I分別與遠距離無線通訊模塊2、定位模塊3、報警模塊4、觸摸屏5、WIFI模塊6、總線接口 7和協調器節點8相連，并優選采用有線連接；車載總線網絡70通過總線接口 7與網關設備I相連接；ZigBee網絡80中的各節點與協調器節點8構成星形拓撲網絡，采用無線連接；車載總線網絡70與ZigBee網絡80構成車載監測控制網絡，充分發揮了總線通信和無線通信的優點，集有線監控和無線監控于一體，豐富了汽車電子在車輛上的應用。網關設備I采用資源多、處理功能強的處理器，可選擇ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530和C0TERX-M3之一，基于硬件結構移植適合的操作系統，如:LINUX、WINCE、ANDROID、UCOS-1I之一，并開發相應的管理監控應用軟件。網關設備I及其外圍有線連接模塊采用車載電源供電，并具有自身的電源以備不時之需，電源管理模塊在具有車載電源的情況下優先選擇車載供電，異常情況下選擇電池供電，并且電源管理模塊具有檢測自身電源電量多少的功能，當檢測到電量不足或電量未充滿時，同時進入自身供電和系統工作供電模式。網關設備I通過總線網絡70和ZigBee網絡80采集物流運輸車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，其把采集到的數據定時通過遠距離無線通訊模塊2發送到后臺監控平臺和智能手機并記錄儲存；對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的節點，網關在接收到相應信息后立即進行本地和遠程報警。
[0026]遠距離無線通訊模塊2用來實現本地與外部的無線通信，主要是外部監控中心的無線通信。遠距離無線通訊模塊2可選擇CDMA、GPRS、3G、4G模塊，外部監控中心可以是基于B/S或C/S架構的監控平臺，或裝有操作系統和相應應用軟件的智能手機。
[0027]定位模塊3用來探測物流車輛的位置信息，可選用北斗BD2或GPS雙模模塊。
[0028]報警模塊4和觸摸屏5用來作為車載系統與操作人員進行人機對話的人機接口。報警模塊4優選采用聲光報警，在異常報警時，不但進行聲光報警并且還在觸摸屏5上顯示相應的報警信息來提醒操作人員進行相應的操作，其聲音報警功能可選擇ISD2560的語音芯片及其接口電路來實現。觸摸屏5可用于本地數據錄入，進行控制參數的修改。
[0029]WIFI模塊6可采用當今廣泛使用的Marvell 88w8686，該模塊支持SPI和SD1連接，本系統采用SPI接口來連接網關；所述WIFI模塊6主要有兩個用途，第一用來實現操作人員利用具有wifi功能的手持設備來進行上網、娛樂、車輛附近移動式監控，第二用于安裝WIFI攝像頭。
[0030]總線接口 7與車載總線網絡70相連接，用來實現車載總線網絡70上的車載電子產品能通過網關設備I監控并處理車載總線上的信息，總線接口 7的類型根據車輛上的具體需求而定，車載總線網絡70可以是車輛上現有總線網絡也可以是系統設計實施者自己根據需求安裝的總線網絡，以增強本申請的靈活通用性。
[0031]協調器節點8用以連接ZigBee網絡80并通過ZigBee網絡80將閱讀器節點、電子鎖節點、胎壓胎溫監測節點、車廂環境監測節點以及倒車雷達監測節點等車載監測控制設備以無線的方式與網關設備I相連。
[0032]閱讀器節點81通過ZigBee網絡80與協調器節點8相連。閱讀器節點81包括:手持閱讀器811和/或固定閱讀器812。
[0033]參閱圖2，手持閱讀器811包括:顯示及按鍵模塊8111、手持閱讀器信號調理電路8112、手持閱讀器接口 8113、處理器8114、手持閱讀器射頻收發模塊8115以及手持閱讀器電源管理模塊8116。顯示及按鍵模塊8111與手持閱讀器信號調理電路8112相連，手持閱讀器接口 8113、手持閱讀器信號調理電路8112和射頻收發模塊8115均與處理器8114相連。手持閱讀器信號調理電路8112用作顯示及按鍵模塊8111和處理器8114的接口電路；手持閱讀器接口 8112用以作為手持閱讀器811的編程、調試和通訊的接口 ；手持閱讀器電源管理模塊8116為手持閱讀器811的各部分提供電源；顯示及按鍵模塊8111中的顯示部分優選采用IXD顯示，并優選擇LCM2864芯片。
[0034]參閱圖3，固定閱讀器812包括:狀態指示燈8121、固定閱讀器接口 8122、處理器8123、固定閱讀器射頻收發模塊8124以及固定閱讀器電源管理模塊8125。狀態指示燈8121、固定閱讀器接口 8122和固定閱讀器射頻收發模塊8124均與處理器8123相連；狀態指示燈8121用來指示固定閱讀器812的工作狀態，固定閱讀器接口 8122用以作為固定閱讀器812的編程、調試和通訊的接口，固定閱讀器電源管理模塊8125用于給固定閱讀器812各部分供電。固定閱讀器812安裝在車輛進出口處，通過固定閱讀器接口 8122與車輛進出口管理部門的管理服務平臺連接，方便進出口管理單位對車輛檢測與控制，并且通過與固定閱讀器接口 8122相連的車輛進出口管理部門的管理服務平臺可以進行固定閱讀器程序的修改和調試。
[0035]參閱圖4，電子鎖節點82包括:鎖工作狀態指示燈821、電子鎖開關控制模塊822、鎖控信號調理電路824、電子鎖開關狀態監測模塊823、鎖狀態信號調理電路825、電子鎖接口 826、電子鎖射頻收發模塊827、鎖電源管理模塊828以及處理器829。鎖控信號調理電路824分別與電子鎖開關控制模塊822和處理器829相連；鎖狀態信號調理電路825分別與電子鎖開關狀態監測模塊823和處理器829相連；鎖工作狀態指示燈821、電子鎖接口 826以及電子鎖射頻收發模塊827均與處理器829相連。鎖控信號調理電路824用來驅動電子鎖微型步進電機運轉的驅動電路部分，鎖狀態信號調理電路824是電子鎖開關狀態監測模塊823和處理器829之間的接口，電子鎖接口 826用以作為電子鎖的編程、調試和通訊的接口，電源管理模塊828用以給電子鎖節點82的各組成部分供電。電子鎖用于安裝在物流運輸車輛的箱門上，可以是便于移動的掛鎖，也可以是內置式電子鎖，采用PCB天線；電子鎖節點采用移動掛鎖時使用電池供電，采用內置式電子鎖時采用太陽能供電。且電子鎖節點82具有休眠和喚醒機制，其接收協調器節點8發來的開關指令并執行相應操作，并把自己的狀態信息實時發送到協調器節點8，當有異常開關鎖信息時把異常報警信息發送到協調器節點8。
[0036]參閱圖5，胎壓胎溫監測節點83包括:胎壓胎溫監測傳感器831、胎壓胎溫信號調理電路832、胎壓胎溫監測接口 833、胎壓胎溫射頻收發模塊834、處理器835以及胎壓胎溫電源管理模塊836。胎壓胎溫監測傳感器831與胎壓胎溫信號調理電路832相連接；胎壓胎溫信號調理電路832、胎壓胎溫監測接口 833、胎壓胎溫射頻收發模塊834均與處理器835相連接；胎壓胎溫信號調理電路832用作胎壓胎溫監測傳感器831與處理器835的接口電路；胎壓胎溫監測接口 833用以作為胎壓胎溫監測節點的編程、調試和通訊的接口 ；胎壓胎溫電源管理模塊836用于給胎壓胎溫監測節點83的各部分供電。胎壓胎溫監測傳感器831用于測量胎壓和胎溫，并把測得的數據通過處理器835進行融合計算出當前輪胎處于危險狀態、安全狀態或高度危險狀態，并把胎壓數據、胎溫數據、融合計算出的數據和輪胎ID通過胎壓胎溫監測接口 833發送到協調器節點；胎壓胎溫監測節點具有休眠喚醒機制，其供電采用振動供電和/或熱供電，并且具有電池用來儲存電能來達到不間斷供電的目的。胎壓胎溫監測節點83內置于輪胎中，胎壓監測節點83的個數根據物流運輸車輛要測量的輪胎的個數相應增加或者減少。
[0037]參閱圖6，車廂環境監測節點84包括:車廂環境監測傳感器841、環境信號調理電路842、車廂環境監測接口 843、車廂環境射頻收發模塊844、處理器845以及車廂環境電源管理模塊846。車廂環境監測傳感器841與車廂環境信號調理電路842相連接；車廂環境信號調理電路842、車廂環境監測接口 843和車廂環境射頻收發模塊844均與處理器845相連接。車廂環境監測接口 843用以作為車廂環境監測節點的編程、調試和通訊接口，車廂環境電源管理模塊846給車廂環境監測節點各部分供電。車廂環境監測節點具有休眠喚醒機制；車廂環境信號調理電路842用作車廂環境監測傳感器841和處理器845的接口電路。車廂環境檢測傳感器841可以根據車廂內貨物要求而改變，其類型可以是溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器和特種氣體濃度傳感器等。車廂檢測節點84的個數根據車廂的大小、車廂測量的要求而定。
[0038]參閱圖7，倒車雷達監測節點85包括:超聲波收發器851、超聲波信號調理電路852，人體紅外感應模塊853、人體紅外信號調理電路854、超聲波聲光報警模塊855、超聲波接口 856、超聲波射頻收發模塊857、處理器858以及倒車雷達電源管理模塊859。超聲波收發器851與超聲波信號調理電路852相連，人體紅外感應模塊853與人體紅外信號調理電路854相連，超聲波信號調理電路852、人體紅外信號調理電路854、超聲波聲光報警模塊855、超聲波接口 856和超聲波射頻收發模塊857均與處理器858相連。超聲波接口 856用作倒車雷達監測節點85的編程、調試和通訊接口，倒車雷達電源管理模塊859為倒車雷達監測節點85各組成部分提供電源，超聲波信號調理電路852用作超聲波收發器851和處理器858連接的接口電路，人體紅外信號調理電路854用作人體紅外感應模塊853和處理器858的接口電路，倒車雷達監測節點85通過超聲波收發器851來發射接收超聲波，并利用人體紅外感應模塊853來測量車位設定距離范圍內是否有生命物出現，并把測得的數據發送到協調器節點85。倒車雷達監測節點85的測距具有溫度補償功能。
[0039]上述ZigBee網絡中各節點的處理器和各節點的射頻收發模塊有三種組成方式可選:第一種:ZigBee RF+MCU,例如:TI 的 CC2500+MSP430、FREESCLAE 的 MC13XX+GT60、MICROCHIP的MJ2440+PIC MCU ;第二種:單片集成的S0C，內核可以分為C8051內核和ARM內核，如:TI 的 CC2430/CC2431 (8051 內核)、FREESCALE 的 MC1321X, MC13224(ARM 內核)、EM250 ;第三種:單片內置ZigBee協議棧+外掛控制芯片，如JENNIC的S0C+EEPR0M、EMBER的 260+MCU、TI 的 CC2480+MCU。
[0040]參閱圖8，協調器節點8包括:協調器節點接口 801、處理器802、協調器射頻收發模塊803以及以協調器電源管理模塊804，協調器節點接口 801和協調器射頻收發模塊803均與處理器802相連，協調器節點接口 801用以作為協調器節點8的編程、調試和通訊的接口，協調器電源管理模塊804用于為協調器節點8的各部分提供電源。協調器節點8與網關設備I采用有線連接被安裝在物流車輛的駕駛室內，閱讀器節點81、電子鎖節點82、胎壓胎溫監測節點83、車廂環境監測節點84和倒車雷達監測節點85等車載監測控制設備安裝在車輛的各個所需位置，并通過ZigBee網絡與協調器節點8相連，解決了車載監控設備數量多，接線不變，安裝更改麻煩的難題，增強了物流車輛監測的靈活性。
[0041]參閱圖1，該物流車輛的集成網絡監控系統的工作流程如下:系統開啟后，網關設備I通過總線網絡70和ZigBee網絡80喚醒車載網絡上的各節點(即:閱讀器節點81、電子鎖節點82、胎壓胎溫監測節點83、車廂環境監測節點84和倒車雷達監測節點85)，并接收各節點發送來的數據，進行處理后通過觸摸屏5顯示，并定時通過定位模塊3采集位置信息并把位置信息和各節點傳送來的信息通過遠距離無線通訊模塊2發送到后臺服務平臺和智能手機；用戶可以通過觸摸屏5、后臺服務平臺和智能手機監測車輛各節點的數據和位置信息，并且可以通過觸摸屏5、后臺服務平臺和智能手機進行系統和節點的控制參數修改，當某節點采集到信息過限，節點自身一方面進行相應的控制，另一方面把過限信息發送到協調器節點8，協調器節點8把該信息發送到網關設備11，網關設備11進行本地和遠程報警。
[0042]需要說明的是，ZigBee網絡80中的各節點類型不限于閱讀器節點81、電子鎖節點
82、胎壓胎溫監測節點83、車廂環境監測節點84和倒車雷達監測節點85等，可以根據車輛上具體監測、控制需求增加節點或減少節點，也可以把車載總線網絡70上的節點單元換成ZigBee節點。凡是依據本車載總線網絡70和ZigBee網絡80增加、減少或改變個別節點數量或類型，或者，改變有線或者無線連接方式而形成的車載網絡監控系統都屬于本專利的保護范圍內。
[0043]由上述物流車輛的集成網絡監控系統，本申請還得到一種物流車輛的集成網絡監控方法。該監控方法包括:
設置遠距離無線通訊模塊，用來實現本地與外部的無線通信；
設置定位模塊，用來探測物流車輛的位置信息；
設置報警模塊，用來實現本地報警；
設置觸摸屏，用來作為本地人機對話的接口，實現本地信息顯示和本地數據錄入；設置總線接口，用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接；設置協調器節點，用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將探測車內環境的傳感器或探測器以無線的方式與所述網關設備相連；
設置網關設備，使其分別與所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線接口和所述協調器節點相連，以將所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線網絡和所述ZigBee網絡集成在一起，所述網關設備通過所述總線網絡和所述ZigBee網絡采集物流車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，所述網關設備把采集到的數據定時通過遠距離無線通訊模塊向外發送到后臺服務平臺和智能手機，對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的網絡節點，所述網關設備一方面通過觸摸屏顯示報警信息并將報警信息發送給報警模塊進行聲音和/或燈光報警，另一方面也通過遠距離無線通訊模塊將報警信息向外發送到后臺服務平臺和智能手機。
[0044]以上僅為本發明的較佳可行實施例，并非限制本發明的保護范圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作出的等效結構變化，均包含在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，包括: 遠距離無線通訊模塊，用來實現本地與外部的無線通信； 定位模塊，用來探測物流車輛的位置信息； 報警模塊，用來實現本地報警； 觸摸屏，用來作為本地人機對話的接口，實現本地信息顯示和本地數據錄入； 總線接口，用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接； 協調器節點，用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將車載監控設備以無線的方式與所述網關設備相連；以及， 網關設備，其分別與所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線接口和所述協調器節點相連，以將車載定位系統、遠距離通訊網絡、總線網絡和ZigBee網絡集成在一起，所述網關設備通過所述總線網絡和所述ZigBee網絡采集物流車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，所述網關設備把采集到的數據定時通過所述遠距離無線通訊模塊向外發送，對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的網絡節點，所述網關設備一方面通過觸摸屏顯示報警信息并將報警信息發送給報警模塊進行報警，另一方面也通過遠距離無線通訊模塊將報警信息向外發送。
2.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述集成網絡監控系統還包括WIFI模塊，所述WIFI模塊一方面用于安裝WIFI攝像頭，另一方面用以供操作人員利用具有WIFI功能的手持設備來進行上網和車輛附近的移動式監控。
3.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述車載監控設備包括閱讀器節點，所述閱讀器節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述閱讀器節點包括:手持閱讀器和/或固定閱讀器；所述手持閱讀器包括:顯示及按鍵模塊、手持閱讀器信號調理電路、手持閱讀器接口、處理器、手持閱讀器射頻收發模塊以及手持閱讀器電源管理模塊，所述顯示及按鍵模塊與所述手持閱讀器信號調理電路相連，所述手持閱讀器接口、所述手持閱讀器信號調理電路和所述手持閱讀器射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述手持閱讀器信號調理電路用作所述顯示及按鍵模塊和所述處理器的接口電路，所述手持閱讀器接口用以作為手持閱讀器的編程、調試和通訊的接口，所述手持閱讀器電源管理模塊為手持閱讀器的各部分提供電源；所述固定閱讀器包括:狀態指示燈、固定閱讀器接口、處理器、固定閱讀器射頻收發模塊以及固定閱讀器電源管理模塊，所述狀態指示燈、所述固定閱讀器接口和所述固定閱讀器射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述狀態指示燈用來指示所述固定閱讀器的工作狀態，所述固定閱讀器接口用以作為固定閱讀器的編程、調試和通訊的接口，所述固定閱讀器電源管理模塊用于給固定閱讀器各部分供電。
4.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述車載監控設備包括電子鎖節點，所述電子鎖節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述電子鎖節點包括:鎖工作狀態指示燈、電子鎖開關控制模塊、鎖控信號調理電路、電子鎖開關狀態監測模塊、鎖狀態信號調理電路、電子鎖接口、電子鎖射頻收發模塊、鎖電源管理模塊以及處理器，所述鎖控信號調理電路分別與所述電子鎖開關控制模塊和所述處理器相連，所述鎖狀態信號調理電路分別與所述電子鎖開關狀態監測模塊和所述處理器相連，所述鎖工作狀態指示燈、所述電子鎖接口以及所述電子鎖射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述鎖控信號調理電路用來驅動電子鎖的微型步進電機運轉的驅動電路部分，所述鎖狀態信號調理電路是所述電子鎖開關狀態監測模塊和所述處理器之間的接口，所述電子鎖接口用以作為電子鎖的編程、調試和通訊的接口，所述電源管理模塊用以給電子鎖節點的各組成部分供電；所述電子鎖節點具有休眠和喚醒機制，其接收所述協調器節點發來的開關指令并執行相應操作。
5.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述車載監控設備包括內置于輪胎中的胎壓胎溫監測節點，所述胎壓胎溫監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述胎壓胎溫監測節點包括:胎壓胎溫監測傳感器、胎壓胎溫信號調理電路、胎壓胎溫監測接口、胎壓胎溫射頻收發模塊、處理器以及胎壓胎溫電源管理模塊；所述胎壓胎溫監測傳感器與所述胎壓胎溫信號調理電路相連接；所述胎壓胎溫信號調理電路、所述胎壓胎溫監測接口、所述胎壓胎溫射頻收發模塊均與所述處理器相連接；所述胎壓胎溫信號調理電路用作所述胎壓胎溫監測傳感器與所述處理器的接口電路；所述胎壓胎溫監測接口用以作為胎壓胎溫監測節點的編程、調試和通訊的接口，所述胎壓胎溫電源管理模塊用于給所述胎壓胎溫監測節點的各模塊供電；所述胎壓胎溫監測傳感器用于測量輪胎的胎壓和胎溫，并把測得的數據通過處理器進行融合計算出當前輪胎處于危險狀態、安全狀態或高度危險狀態，并把胎壓數據、胎溫數據、融合計算出的數據和輪胎ID通過所述胎壓胎溫監測接口發送到所述協調器節點；所述胎壓胎溫監測節點具有休眠喚醒機制，其供電采用振動供電和/或熱供電，并且具有電池用來儲存電能來達到不間斷供電的目的。
6.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述車載監控設備包括車廂環境監測節點，所述車廂環境監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述車廂環境監測節點包括:車廂環境監測傳感器、車廂環境信號調理電路、車廂環境監測接口、車廂環境射頻收發模塊、處理器以及車廂環境電源管理模塊，所述車廂環境監測傳感器與所述車廂環境信號調理電路相連接，所述車廂環境信號調理電路、所述車廂環境監測接口和所述車廂環境射頻收發模塊均與所述處理器相連接，所述車廂環境監測接口用以作為車廂環境監測節點的編程、調試和通訊接口，所述車廂環境電源管理模塊給車廂環境監測節點各部分供電；所述車廂環境監測節點具有休眠喚醒機制，所述車廂環境信號調理電路用作所述車廂環境監測傳感器和所述處理器的接口電路。
7.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述車載監控設備包括倒車雷達監測節點，所述倒車雷達監測節點通過ZigBee網絡與所述協調器節點相連，所述倒車雷達監測節點包括:超聲波收發器、超聲波信號調理電路，人體紅外感應模塊、人體紅外信號調理電路、超聲波聲光報警模塊、超聲波接口、超聲波射頻收發模塊、處理器以及倒車雷達電源管理模塊，所述超聲波收發器與所述超聲波信號調理電路相連，所述人體紅外感應模塊與所述人體紅外信號調理電路相連，所述超聲波信號調理電路、所述人體紅外信號調理電路、所述超聲波聲光報警模塊、所述超聲波接口和所述超聲波射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述超聲波接口用作倒車雷達監測節點的編程、調試和通訊接口，所述倒車雷達電源管理模塊為所述倒車雷達監測節點各組成部分提供電源，所述超聲波信號調理電路用作所述超聲波收發器和所述處理器連接的接口電路，所述人體紅外信號調理電路用作所述人體紅外感應模塊和所述處理器的接口電路，所述倒車雷達監測節點通過所述超聲波收發器來發射接收超聲波，并利用人體紅外感應模塊來測量車位設定距離范圍內是否有生命物出現，并把測得的數據發送到協調器節點。
8.如權利要求1所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述協調器節點包括:協調器節點接口、處理器、協調器射頻收發模塊以及以協調器電源管理模塊，所述協調器節點接口和所述協調器射頻收發模塊均與所述處理器相連，所述協調器節點接口用以作為所述協調器節點的編程、調試和通訊的接口，所述協調器電源管理模塊用于為所述協調器節點的各部分提供電源。
9.如權利要求2所述的用于物流車輛的集成網絡監控系統，其特征在于，所述遠距離無線通訊模塊為CDMA、GPRS、3G或4G模塊；所述定位模塊為北斗BD2或GPS雙模模塊；所述報警模塊為聲光報警模塊，其聲音報警功能選擇ISD2560的語音芯片及其接口電路來實現；所述網關設備的處理器采用ARM9的S3C2410、TI的0MAP3530或TI的C0RTEX-M3 ;所述WIFI 模塊采用 Marvell 88w8686 芯片。
10.一種用于物流車輛的集成網絡監控方法，其特征在于，包括: 設置遠距離無線通訊模塊，用來實現本地與外部的無線通信； 設置定位模塊，用來探測物流車輛的位置信息； 設置報警模塊，用來實現本地報警； 設置觸摸屏，用來作為本地人機對話的接口，實現本地信息顯示和本地數據錄入；設置總線接口，用以連接車載總線網絡并通過車載總線網絡與車載電子產品相連接；設置協調器節點，用以連接ZigBee網絡并通過ZigBee網絡將探測車內環境的傳感器或探測器以無線的方式與所述網關設備相連；以及 設置網關設備，使其分別與所述遠距離無線通訊模塊、所述定位模塊、所述報警模塊、所述觸摸屏、所述總線接口和所述協調器節點相連，以將車載定位系統、遠距離通訊網絡、總線網絡和ZigBee網絡集成在一起，所述網關設備通過所述總線網絡和所述ZigBee網絡采集物流車輛上的信息并對其進行處理，對于正常工作的網絡節點，所述網關設備把采集到的數據定時通過遠距離無線通訊模塊向外發送，對于異常工作的網絡節點或者是出現報警信號的網絡節點，所述網關設備一方面通過觸摸屏顯示報警信息并將報警信息發送給報警模塊進行聲音和/或燈光報警，另一方面也通過遠距離無線通訊模塊將報警信息向外發送。
【文檔編號】G05B19/418GK104166379SQ201310187411
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月20日 優先權日:2013年5月20日
【發明者】周受欽, 呂潔印, 張保祥, 謝恒星, 曹廣忠 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 深圳中集智能科技有限公司