一种基于位置管控的危险品运输监测设备以及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于位置管控的危险品运输监测设备以及监测方法，包括MCU、GPS/北斗模块、OBD模块、CSS室内测距模块、视频监控模块、轮胎检测模块、温湿度、振动传感器模块、NB‑IOT通信模块，后端上位机管理系统。所述GPS/北斗模块通过UART接口与MCU连接；OBD模块通过SPI总线与MCU连接；CSS室内测距模块通过SPI总线与MCU连接；视频监控模块通过RJ45与MCU连接；轮胎检测模块通过SPI总线与MCU连接，用于监测运输车的轮胎压力和温度数据；温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块通过SPI总线与MCU连接；NB‑IOT通信模块通过USB与MCU连接。

【技术实现步骤摘要】
一种基于位置管控的危险品运输监测设备以及监测方法
本专利技术属于基于物联网的危化品运输车车载监控管理定位技术，具体涉及一种基于位置管控的危险品运输监测设备以及监测方法。
技术介绍
随着我国经济建设的迅速发展，危险化学品的需求量以及物流运输量都在不断增长。据统计，目前国内80％的危化品需要通过高速公路运输，每年通过公路运输危险货物总量达3亿吨。全国现有道路危险货物运输企业1万多家，运输车辆超过35.3万辆，从业人员达120多万人。危险品使用的范围越来越广，危险品运输行业也得到了快速的发展。随之产生的危险品运输车辆侧翻、碰撞、泄漏和爆炸等安全事故频发，带来了一系列社会问题和环境问题，严重危及公共安全和人民群众的生命财产安全。构建有效的危险品运输智能监测系统，对于保障运输安全、加强危险品运输管理、事故预警及救援具有十分重要的意义。但当前基于位置信息的监控并不能完全实现整个危化品物流过程的全方位监管，预警能力也较弱，缺乏有效的针对运输车辆、货物和驾驶员的实时跟踪监管，缺乏针对危险品运输事故的实时主动报警，缺乏相应的综合应急管理信息服务平台。本专利技术提供的一种基于位置管控的危险品运输监测设备工作方法，实现了危险品运输过程监控的全程位置监控，并对运输过程对危险品进行实时监测，同时后端上位机管理系统基于危险品运输管理在使用运营过程中还能收集到整个危化品物流管理的所有数据，便于后续利用大数据技术对数据进行筛选、特征提取、分析和预测，对构建有效的危险品运输智能监测系统，对于保障运输安全、加强危险品运输管理、事故预警及救援具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对当前危险品运输监测管理问题，采用物联网和移动互联网相结合的技术来解决运输车辆的实时定位、后端数据分析。其具体技术方案如下：一种基于位置管控的危险品运输监测设备，包括：MCU、GPS/北斗模块、OBD模块、CSS测距模块、视频监控模块、轮胎检测模块、温湿度、振动传感器模块、NB-IOT通信模块，后端上位机管理系统；所述GPS/北斗模块采用GB1612双系统高性能双模定位GNSS模块，支持BDS/GPS双系统联合定位和单系统独立定位模式，通过UART接口与MCU连接；所述OBD模块接入危化品运输车自身的电控系统中，利用CAN总线协议和ISO015765标准解析其中的发动机转速、车速等数据，通过CAN总线与MCU连接；所述CSS测距模块采用Nanotron公司的nanoPAN5375射频模块，通过SPI总线与MCU连接，采用基于SDS-TWR进行测距；视频监控模块通过RJ45与MCU连接,采用雄迈视频板，利用BNC接口连接摄像头，当主控设备判断运输车存在泄漏等异常情况时，采集车辆的视频图像信息；所述轮胎检测模块通过SPI总线与MCU连接，用于检测危化品运输车的轮胎压力和温度数据，避免轮胎压力出现过压或者欠压以及温度异常等情况；所述温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块通过SPI总线与MCU连接，用于判断危险品及载体状态是否正常,是否发出预警或报警指令；所述NB-IOT通信模块采用BC95模块，通过USB与MCU连接，用于传输位置坐标信息、胎压情况、发动机转速、车速和泄漏情况图片、危险品的参数信息。进一步的，使用CSS测距模块进行定位时，周围安装有有用于定位的CSS微基站，保证监测设备在运行过程中能与至少三个微基站进行通信，用于提供监测设备相对于微基站坐标的参考位置信息。进一步的车辆运行路线安装NB-IOT基站，将NB-IOT通信模块的通信数据传输至后端上位机管理系统。一种基于位置管控的危险品运输监测方法，包括如下步骤：危险品在装车出库前通过后端上位机管理系统完成运输人员信息、危化品重量和种类等信息、运输车及客户相关信息的登陆维护，然后根据客户需求在管理系统中申请运输订单，管理系统分配相应的运输车辆进行装车出库，同时运输车要求安装所述基于位置管控的危险品运输监测设备；在运输车运行途中，监测设备利用GPS/北斗模块收集车辆的位置和及原始坐标信息，利用OBD接口通过CAN总线获取车辆发动机转速和车速等数据信息，通过数据总线和接口传输汇集到主控设备，由主控设备利用卡尔曼滤波算法进行数据融合得出车辆实时位置坐标信息；或是在隧道、停车厂等GNSS信号拒止情况下，主控设备通过CSS测距模块获取室内环境下的位置坐标信息，并与OBD接口获取的发动机转速和车速信息利用卡尔曼滤波算法进行数据融合得出车辆实时位置坐标信息；监测设备利用胎压传感器实时检测前两个轮胎的胎压胎温情况通过数据总线传输到MCU；利用温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块对危险品的情况进行监测并传输数据到MCU主控模块；MCU将上述所有信息通过NB-IOT通信模块定期发送至后端上位机管理系统进行处理判断和存储，并维护成行车日志，便于相关管理人员在远程网页或者移动终端进行实时查询和后期统计。在危险品运输车辆到达目的后进行卸车入库操作时，由收货方进行确认，并通知发货方在后端上位机管理系统进行操作和结算处理，完成订单信息的处理。进一步的，若在运输途中危险品传感器检测出危化品泄漏等重大异常情况时，后端上位机管理系统进收到相关信息，则向司机以及相关管理人员发出警报，处理过程利用视频监控模块进行实时录像，通过NB-IOT通信模块上传至后端上位机管理系统。有益效果本专利技术的基于位置管控的危险品运输监测设备以及监测方法，采用GPS/北斗模块、CSS模块分别与OBD模块组合定位来实现危险品运输车的室内外全程监控，监控危险品的数据信息，以及后端的数据分析，并采用NB-IOT无线技术进行通信，解决了当前危险品运输不能实现全方位监管，预警能力较弱的问题，具有监测设备布置简易，方便移动，不易损坏，对于保障运输安全、加强危险品运输管理、事故预警及各类资源优化整合调配，都具有极大的价值和远景。附图说明图1是本专利技术的基于位置管控的危险品运输监测设备示意图。具体实施方式现结合附图详细说明本专利技术的结构和功能特点。如图1所示，本专利技术的基于位置管控的危险品运输监测设备，包括GPS/北斗模块、OBD模块、CSS室内测距模块、视频监控模块、轮胎检测模块、温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块、NB-IOT通信模块，MCU，后端上位机管理系统。GPS/北斗模块通过UART接口与MCU连接,用于获取当前车辆的车速以及原始坐标信息；OBD模块通过CAN总线与MCU连接，通过0BD接口读取运输车诊断系统的各项参数，输出车速及转向角信息；CSS室内测距模块用于在GPS/北斗信号缺失情况下输出位置坐标信息并通过SPI总线与MCU连接；视频监控模块通过RJ45与MCU连接，用于当运输车存在泄漏等异常情况时，采集车辆当前视频图像信息；轮胎检测模块通过SPI总线与MCU连接，用于监测运输车的轮胎压力和温度数据；温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块通过SPI总线与MCU连接，用于判断危险品及载体状态是否正常,是否发出预警或报警指令；NB-IOT通信模块通过USB与MCU连接，用于运输车MCU处理数据后与后端上位机管理系统的数据通信。所述MCU根据接收到GPS/北斗的车速、原始坐标信息或者CSS的测距信息，与OBD车速、转向角信息利用卡尔曼滤波算法进行数据融合得出车辆实时位置坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于位置管控的危险品运输监测设备，包括：MCU、GPS/北斗模块、OBD模块、CSS测距模块、视频监控模块、轮胎检测模块、温湿度、振动传感器模块、NB‑IOT通信模块，后端上位机管理系统；其特征在于：所述 GPS/北斗模块采用GB1612双系统高性能双模定位GNSS模块，支持BDS/GPS双系统联合定位和单系统独立定位模式，通过UART接口与MCU连接；所述OBD模块接入危化品运输车自身的电控系统中，利用CAN总线协议和ISO015765标准解析其中的发动机转速、车速等数据，通过CAN总线与MCU连接；所述CSS测距模块采用Nanotron 公司的nanoPAN5375射频模块，通过SPI总线与MCU连接，采用基于SDS‑TWR进行测距；视频监控模块通过RJ45与MCU连接, 采用雄迈视频板，利用BNC接口连接摄像头，当主控设备判断运输车存在泄漏等异常情况时，采集车辆的视频图像信息；所述轮胎检测模块通过SPI总线与MCU连接，用于检测危化品运输车的轮胎压力和温度数据，避免轮胎压力出现过压或者欠压以及温度异常等情况；所述温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块通过SPI总线与MCU连接，用于判断危险品及载体状态是否正常,是否发出预警或报警指令；所述NB‑IOT通信模块采用BC95模块，通过USB与MCU连接，用于传输位置坐标信息、胎压情况、发动机转速、车速和泄漏情况图片、危险品的参数信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于位置管控的危险品运输监测设备，包括：MCU、GPS/北斗模块、OBD模块、CSS测距模块、视频监控模块、轮胎检测模块、温湿度、振动传感器模块、NB-IOT通信模块，后端上位机管理系统；其特征在于：所述GPS/北斗模块采用GB1612双系统高性能双模定位GNSS模块，支持BDS/GPS双系统联合定位和单系统独立定位模式，通过UART接口与MCU连接；所述OBD模块接入危化品运输车自身的电控系统中，利用CAN总线协议和ISO015765标准解析其中的发动机转速、车速等数据，通过CAN总线与MCU连接；所述CSS测距模块采用Nanotron公司的nanoPAN5375射频模块，通过SPI总线与MCU连接，采用基于SDS-TWR进行测距；视频监控模块通过RJ45与MCU连接,采用雄迈视频板，利用BNC接口连接摄像头，当主控设备判断运输车存在泄漏等异常情况时，采集车辆的视频图像信息；所述轮胎检测模块通过SPI总线与MCU连接，用于检测危化品运输车的轮胎压力和温度数据，避免轮胎压力出现过压或者欠压以及温度异常等情况；所述温湿度、振动、烟雾、气体浓度传感器模块通过SPI总线与MCU连接，用于判断危险品及载体状态是否正常,是否发出预警或报警指令；所述NB-IOT通信模块采用BC95模块，通过USB与MCU连接，用于传输位置坐标信息、胎压情况、发动机转速、车速和泄漏情况图片、危险品的参数信息。2.如权利要求1所述基于位置管控的危险品运输监测设备，其特征在于：使用CSS测距模块进行定位时，周围安装有有用于定位的CSS微基站，保证监测设备在运行过程中能与至少三个微基站进行通信，用于提供监测设备相对于微基站坐标的参考位置信息。3.如权利要求1所述基于位置管控的危险品运输监测设备，其特征在于：车辆运行路线安装NB-IOT基站，将NB-IOT通信模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳克强，李凤阳，孟凯露，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33