监测集装箱以维护其安全性的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及监测集装箱以维护其安全性的方法和系统。一种集装箱和内容物监测系统包括设备、读出器、服务器和软件中枢。该设备与读出器通信以便确定集装箱的安全性和／或位置，该设备附着到该集装箱上。读出器把来自设备的信息发射给服务器。该设备基于位于集装箱上或集装箱中的至少一个传感器来确定是否发生了安全性状况。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监测集装箱安全性并跟踪它的位置的方法和系统，尤其是涉及但 不限于一种监测联运货物集装箱的安全性并在整个供应链上都跟踪它以阻止或防止比如 恐怖主义这样的紧急问题，还有非法移民、货物盗窃或掺假、以及其他的不正当行为。
技术介绍
运送到全世界的大规模货物用称作联运货物集装箱的东西来运送。如在此所用 的，“集装箱”这个词包括任何射频信号不能透过的容器(不管是否附装轮子)，包括但不 限于联运货物集装箱。已知最普通的联运货物集装箱为国际标准化组织(ISO)干货联运集 装箱，意味着它们满足由ISO颁发的某个特定的尺寸、机械或其他标准，在全世界对于所有 的货物水陆运输模式都推广兼容性标准化的集装箱、搬运装备、远洋船舶、铁路装备和公路 装备的开发和使用以促进全球贸易。目前有超过一千二百万个这样的集装箱在全世界实际 流通，还有许多更专用的集装箱，比如装易腐商品的冷藏集装箱。光美国就每年接收大概 六百万个已载货集装箱，或者每天大概17，000个，差不多是每年接收的所有货物总价值的 一半。既然所有国际运送货物的大概90 %都装在集装箱里挪动，所以集装箱运输已经成 为世界经济的骨干。在世界范围运输的集装箱的纯数量使个体实查不切实际，进入美国的集装箱实际 上只有大概2%到3%被实体检查。恐怖分子的生物、放射性或爆炸设备经由货物集装箱引 入的风险很高，就集装箱在世界贸易中的重要性来说，这种事件给国际经济带来的后果可 能是灾难性的。即使投入充足的资源努力进行所有集装箱的实查，但这样做会造成严重的经济后 果。光时间延误就可能例如导致工厂倒闭和货物向顾客运送中不期望和费钱的延迟。目前集装箱的设计无法提供可以胜任建立和监测集装箱或其内容物安全性的机 构。典型的集装箱包括一个或多个箱门搭扣机构，允许插入塑料或金属的指示性“封条”或 螺栓栏传统的“封条”以保护集装箱的门。传统上使用的箱门搭扣机构非常容易失效，例如 在从附装着搭扣的门出来的搭扣联接门栓上钻孔。使用普通刀具并且用相当容易复制的封 条替换从而目前使用着的传统封条本身也很容易失效。近来提出的更高级的解决方案是一种电子封条(“e封条”)。这些e封条相当于惯常用的箱门封条并经由同样的箱门搭扣机构作为集装箱的附件应用到集装箱上，虽然这 种箱门搭扣机构不牢固，但它们包括一种电子设备，比如无线电或无线电反射设备，可以发 射e封条的序列号和e封条被安装后是否凿坏或损坏的信号。然而，e封条不能与集装箱 的内部或内容物通信，不向另一个设备发射与集装箱的内部或内容物有关的信息。该e封条典型地或是采用低功率无线电收发机或是使用射频反向散射技术从e封 条金属箍向读出器传送信息，读出器安装在例如中转站(terminal)闸门上。射频反向散射 涉及到使用把雷达和无线电广播技术结合起来的比较昂贵的窄带高功率无线电技术。无线 电反向散射技术要求读出器发送一个有相对校高发射功率(即0. 5-3W)的无线电信号，该 信号和来自e封条的调制或编码数据一起被反射或反向散射到读出器上。此外，e封条目前使用完全开放、未加密并且不安全的空中接口和协议容许比较容 易对e封条进行黑客攻击和伪造e封条。目前的e封条还只运作在本地授权的低于IGHz 的频段上，既然在全世界的国家无线电规则目前不允许它们在许多国家中使用，这就使它 们在涉及联运集装箱的全球贸易中的实施变得不切实际。进一步讲，既然访问集装箱内部仅有的传统方式是通过集装箱的门，既然集装箱 会被用各种各样的办法打破或造成危险，出于入侵的变换形式或对集装箱内容物关心的立 场e封条在监测集装箱安全性上是无效的。例如，生物制剂可能通过集装箱的标准通气孔 注入集装箱，也可能集装箱的侧壁被凿通给人访问。虽然传统封条和e封条提供一种监测 集装箱门的保护形式，但是两者都易受到破坏。传统封条和e封条典型地只悬挂在集装箱 的箱门搭扣上，在这里它们在集装箱搬运比如运送装载和卸载期间暴露于实体损害之下。 不仅如此，传统封条和e封条不能监测集装箱的内容物而且不能与来自其他传感器的数据 对接(既然集装箱由无线电信号不能透过的钢铁制造)也不能向外界发射该数据，该传感 器可以放在集装箱内部，譬如温度、光、易燃气体、移动或放射性传感器(无需修改集装箱 门或壁)。除上述以外，经由箱门运动来监测集装箱的完整性比较复杂。虽然集装箱被构造 得结构合理，既在各个集装箱内又依靠集装箱互相堆叠来装运沉重载货，但是每个集装箱 还被设计成容纳横向负载以容纳(尤其是)远洋运输中固有的动态应力和运动，这些是在 集装箱运送期间典型遇到的。目前的ISO标准对于典型集装箱允许相互之间由横向负载引 起的垂直轴上的运动量为40毫米。因此，以保持两个集装箱门之间物理接口之间紧固的相 互关系为基础的保护措施一般是不切实际的。因此，提供一种用于如下功能的方法和系统是有利的⑴以节省成本的、总是可 以用的还可靠的形式来监测集装箱门相对集装箱结构的运动；(ii)给其他安全性传感器 规定一个到达外界接收机的数据路径，该传感器放在集装箱内检测危险或非法的货物入侵 或出现的变换方式；(iii)同时还为了安全性和物流效率的原因提供一种跟踪集装箱运输 运动的装置。
技术实现思路
这些和其他缺点被本专利技术的实施例所克服，本专利技术提供一种有效可靠地监测集装 箱和它的内容物以及跟踪集装箱以保持其安全性的方法和系统。更具体地，专利技术的一方面 包括一种监测集装箱状况的设备。该设备包括感应集装箱至少一种状况的装置，向集装箱外边一个位置发射与至少一种感应到的状况相关的信息的装置，和解释至少一种感应到的 状况的装置。用来解释的装置适于布置在集装箱里面。感应到的状况可以是感应到的压力， 感应装置可以是压力传感器。可替换地，感应到的状况可以是感应到的光或感应到的运动， 感应装置可以分别是光传感器或运动传感器。另一方面，本专利技术涉及一种电子保护集装箱的方法。该方法包括步骤选择一个集 装箱来封闭，在集装箱内布置一个电子保护设备，向服务器发射一个请求，并且响应于接收 到该请求，由服务器生成一个数学上唯一的密钥。该方法还包括步骤由服务器加密该密 钥，向布置在集装箱内的设备发射唯一的加密后的密钥，由该设备使用加密后的密钥以计 算一个唯一的结果并由该设备保存该唯一结果。另一方面，本专利技术涉及一种确定集装箱安全性突破(security breach)是否发生 了的设备。该设备包括检测由集装箱门施加的压力的装置和建立基线压力值的装置。基线 压力值与从至少两个压力检测中算出的平均值有关。该设备还包括限定压力门限的装置和 从压力门限和检测到的压力来确定安全性突破是否发生了的装置。另一方面，本专利技术涉及一种检测集装箱的安全性突破的方法。该方法包括步骤把 压力传感器紧挨着结构构件和集装箱门放置，经由位于集装箱内的数据单元来监测压力传 感器，由数据单元基于由压力传感器感应到的压力上的变化来确定门的安全性突破是否发 生了，由数据单元把确定步骤的结果传送给互操作地连接到数据单元上并紧挨着集装箱位 于其外部的天线，并且与传送步骤相关的信息由天线发射。另一方面，本专利技术涉及一种检查这种类型的先前电子保护了的集装箱的安全状态 的方法，这种类型的集装箱其中布置着保护设备。该方法包括步骤由读出器向与集装箱关 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来电子保护集装箱以及确定在电子保护集装箱之后集装箱的安全性突破是否发生了的系统，该系统包括：支撑臂，被配置为延伸穿过集装箱的垂直梁，所述垂直梁在所述支撑臂和集装箱门之间；天线臂，从用于支撑天线的支撑臂开始延伸，所述天线臂被配置为当门关闭时保持在集装箱外；至少一个传感器，被配置为位于集装箱内的任何地方，并且获得用于确定安全性突破的读数；与支撑臂耦合的数据单元，被配置为布置在集装箱的一般为Ｃ形沟道或通道中；和天线单元可操作地连接到微处理器并适于经由天线传输读数到集装箱外的读出器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：H波曼，E桑贝里，S埃克斯特伦，
申请(专利权)人：全套海运安全公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]