專利名稱：一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用gps追蹤器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器。
背景技術(shù)：
[0002]鐵路目前采用的集裝箱運(yùn)輸追蹤管理信息系統(tǒng)，存在較多的弊病，由于主要是通過人工的方式對集裝箱信息進(jìn)行采集，隨著集裝箱運(yùn)量的上升，由于工作繁忙，記錄出錯率較高等現(xiàn)象也變得越來越突出。據(jù)中鐵集裝箱運(yùn)輸中心統(tǒng)計，車站集裝箱報告數(shù)據(jù)的平均有效率不到2/3，其中以箱號信息、出錯率最高，這與人工輸入的采集方式密切相關(guān)。并且由于在運(yùn)輸過程中是依靠車號追蹤系統(tǒng)來確定集裝箱的位置，因此其追蹤密度也完全因車號識讀設(shè)備的布設(shè)密度而定?，F(xiàn)有鐵路集裝箱追蹤系統(tǒng)存在準(zhǔn)確率和時效性差，且不能為客戶提供多樣化的服務(wù)?；谶@些原因，目前迫切需要一種集裝箱自動定位追蹤設(shè)備來實現(xiàn)對集裝箱的有效追蹤，提高鐵路集裝箱在運(yùn)輸業(yè)中的競爭地位。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于提供一種可以自行休眠，能夠長期工作的鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，提聞鐵路集裝箱追蹤的效率和準(zhǔn)確度，滿足鐵路集裝箱長距尚運(yùn)輸追蹤的需要。[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案[0005]一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，其特征在于，包括ARM嵌入式處理器、GPS 定位模塊、GPRS無線通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和鋰離子充電電池，所述GPS定位模塊、GPRS 無線通訊模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與所述ARM嵌入式處理器連接，所述鋰離子充電電池與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接。[0006]還包括與所述ARM嵌入式處理器連接的LED狀態(tài)指示燈。[0007]還包括鋁合金外殼。[0008]還包括與所述GPS定位模塊和GPRS無線通訊模塊連接的集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式 GPS/GPRS 天線。[0009]本實用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是[0010]本實用新型鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，包括ARM嵌入式處理器、GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、鋰離子充電電池、鋁合金外殼和與所述GPS定位模塊和GPRS無線通訊模塊連接的集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式GPRS天線；所述GPS定位模塊、GPRS 無線通訊模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與所述ARM嵌入式處理器連接，所述鋰離子充電電池與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接。ARM嵌入式處理器支持可編程邏輯控制語言，是整個追蹤器數(shù)據(jù)處理和控制的核心，負(fù)責(zé)接收和存儲GPS定位模塊和GPRS無線通訊模塊傳送來的數(shù)據(jù)，并且通過多種外部接口向其它模塊發(fā)送控制指令；GPS定位模塊，通過集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式 GPS/GPRS天線接收GPS衛(wèi)星的載波信號進(jìn)行解析，對外輸出標(biāo)準(zhǔn)NEMA字符串；GPRS無線通訊模塊，是系統(tǒng)與外部通訊的接口，通過移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸；負(fù)責(zé)接3收遠(yuǎn)程控制指令和發(fā)送定位信息；電源轉(zhuǎn)換模塊，為系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)換后的直流電，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換鋰離子充電電池電壓給ARM嵌入式處理器、GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊，電流轉(zhuǎn)換效率高，且電壓輸出穩(wěn)定，偏差小，能為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電能；鋰離子充電電池采用大容量高性能鋰離子電池，電池容量達(dá)到30AH，能夠為系統(tǒng)提供較長的續(xù)航時間。電池包含充放電保護(hù)模塊，能夠?qū)﹄姵剡M(jìn)行有效的保護(hù)。鋁合金外殼采用具有防塵、防震和防水功能的三防鋁合金外殼，能夠滿足鐵路集裝箱苛刻的運(yùn)輸環(huán)境。集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式GPS/GPRS天線可避免追蹤器安裝于集裝箱內(nèi)部產(chǎn)生屏蔽，使追蹤器能夠接收GPS衛(wèi)星信號和連接移動網(wǎng)絡(luò)。本實用新型采用了低功耗集成模塊，而且采用了熱啟動、A-GPS快速輔助定位技術(shù)和遠(yuǎn)程自動休眠控制策略，從而實現(xiàn)了低能耗、長時間定位追蹤的目的。[0011]控制中心會通過GPRS無線通訊模塊無線傳送控制指令數(shù)據(jù)包，追蹤器通過GPRS 無線通訊模塊接收到指令數(shù)據(jù)包后進(jìn)行解析，按照其中指定的各種循環(huán)周期和持續(xù)時間進(jìn)行工作。其工作流程主要如下，追蹤器在大休眠周期結(jié)束后首先喚醒GPRS無線通訊模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，連接成功后接著喚醒GPS定位模塊，并且通過GPRS無線通訊模塊為GPS定位模塊下載星歷，GPS定位模塊通過網(wǎng)絡(luò)下載星歷迅速進(jìn)行定位，即實現(xiàn)所謂的A-GPS快速輔助定位技術(shù)，GPS在設(shè)定持續(xù)時間內(nèi)定位穩(wěn)定后，將定位信息傳送給ARM嵌入式處理器進(jìn)行處理，ARM嵌入式處理器整合需要傳送的信息組成數(shù)據(jù)包后再次控制GPRS無線通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。由于集裝箱運(yùn)輸過程中會受到隧道或車站等遮蔽物的影響，從而影響到GPS 定位模塊和GPRS無線通訊模塊的信號傳輸質(zhì)量，因此需要進(jìn)行良好的策略控制才能保證追蹤器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，本追蹤器主要針對以下三種情況進(jìn)行了處理。[0012]①GPS定位模塊/GPRS無線通訊模塊受隧道或車站等遮蔽物影響時，無法對集裝箱進(jìn)行定位[0013]處理方式重復(fù)定位3次(規(guī)定間隔)，如果依然不能成功定位，則等待下一個循環(huán)周期再定位。[0014]②GPRS無線通訊模塊在公眾移動網(wǎng)絡(luò)信號不良低端，無法連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)下載[0015]處理方式重復(fù)嘗試連接3次(規(guī)定間隔)，如果依然不能連接，則進(jìn)入大循環(huán)周期，等待下一個循環(huán)周期再發(fā)送。[0016]③GPRS無線通訊模塊在公眾移動網(wǎng)絡(luò)信號不良低端，無法通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送[0017]處理方式重復(fù)發(fā)送2次(規(guī)定間隔)，如果依然不能成功發(fā)送，則將定位數(shù)據(jù)暫時存于單片機(jī)的緩存中，等待下一個循環(huán)周期再發(fā)送。[0018]本實用新型所述的鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，通過GPRS無線通訊模塊的網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)了星歷的在線下載，使追蹤器具備了 A-GPS的功能，并且通過嵌入式系統(tǒng)的可編程邏輯控制語言實現(xiàn)了遠(yuǎn)程休眠控制，由于采用了良好的能耗控制策略，設(shè)備能夠持續(xù)對集裝箱進(jìn)行長達(dá)6個月以上的追蹤。由于追蹤器采用三防鋁合金外殼設(shè)計，且內(nèi)部所有電子芯片都增加了 ESD浪涌保護(hù)，所以追蹤器具有工業(yè)等級的防護(hù)能力，能夠適應(yīng)鐵路運(yùn)輸惡劣的現(xiàn)場環(huán)境，為鐵路集裝箱追蹤提供更加可罪和具有實效性的手段，提聞鐵路集裝箱追蹤的效率和準(zhǔn)確度，滿足鐵路集裝箱長距離運(yùn)輸追蹤的需要。


[0019]圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
[0020]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。[0021]如圖I所示，一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，包括ARM嵌入式處理器、GPS 定位模塊、GPRS無線通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、鋰離子充電電池和與所述GPS定位模塊和 GPRS無線通訊模塊連接的集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式GPS/GPRS天線，所述GPS定位模塊、GPRS 無線通訊模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與所述ARM嵌入式處理器連接，所述鋰離子充電電池與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接。所述GPS定位模塊是瑞士 U-blox的NE0-6M模塊，該GPS定位模塊， 包含了 50個通道的衛(wèi)星搜索引擎，跟蹤靈敏度達(dá)到-160dBm，低功耗，支持快速熱啟動和輔助快速啟動，4Hz定位更新速率，支持USART、I2C、USB等多種接口 ；所述GPRS無線通訊模塊采用瑞士 U-blox的LE0N-G100模塊,所述GPRS無線通訊模塊為全功能四頻無線通訊模塊， 支持classlO標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP協(xié)議棧，靈敏度達(dá)到_109dBm，能耗低，支持待機(jī)電流〈I. 6mA, 易于與GPS實現(xiàn)A-GPS定位技術(shù)，具有USART、I2C、USB等多種接口 ；所述ARM嵌入式處理器采用的是意法半導(dǎo)體公司的STM32fl03xB，該嵌入式處理器最高可達(dá)72MHz的工作頻率， 具有128KB的ROM，20KB的RAM，內(nèi)帶校準(zhǔn)的40KMZ的RC振蕩器，并且內(nèi)置看門狗定時器和 CRC計算單元，低功耗，支持睡眠、停機(jī)和待機(jī)功能；支持USART、I2C、USB等多種接口 ；所述 ARM嵌入式處理器與所述GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊之間通過USART串口進(jìn)行通訊， 控制GPRS無線通訊模塊的供電、復(fù)位和初始化，GPRS無線通訊模塊在初始化成功后會控制開關(guān)電源為GPS定位模塊供電，GPS定位模塊上電后開始通過GPS天線定位搜星，在搜星穩(wěn)定后，ARM嵌入式處理器通過串口接收GPS定位模塊發(fā)送的NEMA語句，從中解析出相關(guān)信息然后控制GPRS無線通訊模塊進(jìn)行信息的發(fā)送，通過GPRS無線通訊模塊的返回值得知發(fā)送完成后，ARM嵌入式處理器控制GPS定位模塊及GPRS無線通訊模塊進(jìn)入設(shè)定休眠周期。[0022]還包括與所述ARM嵌入式處理器連接的LED狀態(tài)指示燈，可以顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)、 電池電量、搜星定位狀態(tài)。[0023]還包括鋁合金外殼。[0024]以下對本實用新型所述的相關(guān)硬件設(shè)備安裝操作詳細(xì)說明如下[0025]①將集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式GPS/GPRS天線安裝于集裝箱外部，將GPS/GPRS天線的另外一端連接至GPS追蹤器上的兩個SMA天線接口。[0026]②打開追蹤器外蓋，在GPS追蹤器內(nèi)部的SM卡插槽上放上中國移動通信的SM 卡，然后扣緊卡槽，將GPS追蹤器外蓋關(guān)閉。打開GPS追蹤器上的開關(guān)電源按鈕，GPS追蹤器開始自檢工作。[0027]③通過控制中心的設(shè)置軟件設(shè)定追蹤器的信息傳送中心號碼以及大休眠、各種小休眠及搜星定位循環(huán)的間隔，設(shè)定完畢后，追蹤器將按照設(shè)定間隔進(jìn)行搜星定位及信息回傳。[0028]④當(dāng)GPS追蹤器的電池監(jiān)視電壓值接近最低充電電壓時，監(jiān)控中心軟件會自動報警，此時需要人工拆下GPS追蹤器，用外接充電器連接追蹤器上的充電端口對其進(jìn)行充電，充電完成后即可投入到下一次追蹤運(yùn)用中。[0029]追蹤器支持使用U-blox的GPS專用設(shè)置軟件U-Center通過串口對追蹤器的GPS 定位模塊的輸出語句以及定位模式進(jìn)行設(shè)置。[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，其特征在于，包括ARM嵌入式處理器、GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和鋰離子充電電池，所述GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與所述ARM嵌入式處理器連接，所述鋰離子充電電池與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，其特征在于，還包括與所述 ARM嵌入式處理器連接的LED狀態(tài)指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，其特征在于，還包括鋁合金外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，其特征在于，還包括與所述 GPS定位模塊和GPRS無線通訊模塊連接的集裝箱通風(fēng)孔蓋一體式GPS/GPRS天線。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器，包括ARM嵌入式處理器、GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和鋰離子充電電池，所述GPS定位模塊、GPRS無線通訊模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均與所述ARM嵌入式處理器連接，所述鋰離子充電電池與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接。本實用新型鐵路集裝箱運(yùn)輸專用GPS追蹤器可以自行休眠，能夠長期工作，提高鐵路集裝箱追蹤的效率和準(zhǔn)確度，滿足鐵路集裝箱長距離運(yùn)輸追蹤的需要。
文檔編號H04L29/08GK202735519SQ20122043563
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者朱克非, 楊文韜, 崔艷萍, 張戩, 劉通, 張巖, 李博, 劉啟鋼, 代明睿, 凌熙, 楊曉, 劉冰, 程文毅, 王瑤, 秦勝 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所