本实用新型涉及智能物流安全运输技术领域，特别涉及一种贵重物品的智能物流跟踪装置。
背景技术：
消费者委托运输的贵重物品在运输过程中丢失情况严重，致使消费者的受损金额越来越大。物流公司常常承担运输贵重物品的任务，而这些贵重物品的丢失将会导致他们巨额的损失。物流公司一般使用传统的GPS定位技术跟踪贵重物品，可以减小物品丢失的机率。但在高架桥下或城市建筑物密集等复杂地理环境中，卫星信号容易丢失；且在整个物品的运输过程中，贵重物品放在运输车辆的金属集装箱内，利用GPS技术也无法获得卫星定位信号，难以实现对贵重物品的有效跟踪定位。同时，在物流公司监控系统的传统解决方案中，GPS车载定位业务是以GSM或CDMA移动网络短消息作为通信媒介的，定位和报警信息时通过手机短信的方式发送给终端用户，因而不便于物流公司对整个系统进行实时监控、查询和管理。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种贵重物品的智能物流跟踪装置，能在各种环境中实时、准确地定位贵重物品，又能在发生意外情况时通过以太网及时报警，便于物流公司实时监控、查询和管理，可以更加有效地防止贵重物品丢失，并及时追究责任。
(二)技术方案
一种贵重物品的智能物流跟踪装置，所述装置固定安装于存放贵重物品的集装箱开箱口，所述装置包括行程开关单元、MCU控制单元、GPS定位单元、无线通信单元、报警单元和供电单元；所述GPS定位单元接收GPS定位卫星发送的导航电文，并与所述MCU控制单元进行数据交换；所述行程开关单元监测所述开箱口的开启或闭合状态；当所述开箱口非正常开启时，触发所述报警单元工作；所述MCU控制单元通过所述无线通信单元将GPS定位信息和报警电文发送给物流监控平台；所述供电单元为装置其他单元提供工作电压。
进一步的，所述MCU控制单元包括MCU最小系统、行程开关检测电路和电池电压监测电路。
进一步的，所述无线通信单元为CDMA模块，所述CDMA模块选用带有GPSone定位功能的集成MSM6050芯片组的DTGS-800。
进一步的，所述GPS定位单元选用R-UIM卡。
进一步的，所述行程开关单元选用防水行程开关YNFS(TZ)系列。
进一步的，所述供电单元包括专门电池供电模块和汽车电源供电模块，当所述专门电池供电模块供电不足时，装置转换成由所述汽车电源供电模块进行供电。
再进一步的，所述MCU控制单元包括MCU芯片、石英晶振、发光二极管、第一～第五电容和第一～第四电阻，其中所述MCU芯片选用MSP430F148，所述第一电容为电解电容。
再进一步的，所述供电单元包括开关电源芯片、低压差线性稳压器、第一～第四连接器、第一和第二电感、二极管和第六～第十三电容，其中所述开关电源芯片选用LM2576-5，所述低压差线性稳压器选用MIC5219，所述二极管为肖特基二极管。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种贵重物品的智能物流跟踪装置，采用DTGS-800模块融合了定位、GSM及CDMA网络服务等多种功能，集成度和性价比高，能在各种环境中实时、准确地定位贵重物品，克服了传统GPS技术定位盲区的缺点，定位数据能及时地通过以太网发送到物流公司的监控平台上，便于实时监控和管理，还可以在发生物品被盗事件时及时报警，便于物流公司查清事实，追究责任，在一定程度上能防止物流公司内部员工盗窃，此装置体积小巧，成本低廉，定位精度高，可靠性和稳定性好，响应快速，使用灵活，具有良好的扩展性。
附图说明
图1为本实用新型所涉及的一种贵重物品的智能物流跟踪装置的系统结构框图。
图2为本实用新型所涉及的一种贵重物品的智能物流跟踪装置的MCU控制单元电路原理图。
图3为本实用新型所涉及的一种贵重物品的智能物流跟踪装置的定位和通信单元电路连接图。
图4为本实用新型所涉及的一种贵重物品的智能物流跟踪装置的供电单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，一种贵重物品的智能物流跟踪装置，装置固定安装于存放贵重物品的集装箱开箱口，装置包括行程开关单元、MCU控制单元、GPS定位单元、无线通信单元、报警单元和供电单元；GPS定位单元接收GPS定位卫星发送的导航电文，并与MCU控制单元进行数据交换；行程开关单元监测开箱口的开启或闭合状态；当开箱口非正常开启时，触发报警单元工作；MCU控制单元通过无线通信单元将GPS定位信息和报警电文发送给物流监控平台；供电单元为装置其他单元提供工作电压。
MCU控制单元包括MCU最小系统、行程开关检测电路和电池电压监测电路。如图2所示，MCU控制单元包括MCU芯片U1、石英晶振X1、发光二极管LED1、电容C1～C5和电阻R1～R4，其中MCU芯片U1选用MSP430F148，电容C1为电解电容。MSP430F148工作电压为3.3V，是一款带10位A/D转换的单片机芯片，具有超强抗干扰的特性，并且具有超低的功耗，正常工作时电流仅为4～7mA，空闲时电流＜1mA。它的工作周期仅为一个时钟周期，可以大大降低使用的石英晶振X1频率，从而降低电磁干扰。MSP430F148具有引脚少、体积小、价格低、使用方便等特点，可降低开发成本，缩短开发周期。行程开关检测电路用来检测行程开关的动作，电池电压监测电路利用MSP430F148的A/D转换功能来测量给装置供电的电池电压，当检测到电池电压不足时会触发报警。
如图3所示，无线通信单元为CDMA模块U2，CDMA模块U2选用带有GPSone定位功能的集成MSM6050芯片组的DTGS-800，GPS定位单元选用R-UIM卡U3。DTGS-800模块共有100个引脚，可提供电话、短信、音频、传真、定位、上网和数据传输等功能，还能提供多种用户接口，如串口、键盘及LCD等接口。DTGS-800与MSP430F148的工作电平都在各自的工作电平范围之内，可以直接通过串口互连通信，无需额外的电平变换电路。DTGS-800与MSP430F148使用的是3线(TXD、RXD和GND)串口，利用AT指令可以实现打电话、发短信及定位等功能，但是在上网和数据传输时需要接串口的流控信号(RTS、CTS和DTR)。RTS为请求发送信号；CTS为清除发送信号，起流控作用；DTR为数据终端准备信号，用来指示上网时数据连接的有效性，使用MSP430F148的一个I/O口来控制。
使用CDMA的DTGS-800模块U2基于GPSone技术，不仅可以实现定位，而且内置TCP/IP协议栈，能方便地连入以太网传输数据，便于物流公司监控管理。GPSone是一种AGPS(网络辅助GPS)与CDMA三角定位结合而成的混合定位技术。两者的有机结合使两种定位技术优势互补，在远离市区的郊外和农村，CDMA三角定位技术因无线基站稀少而精度较差，但这些地方卫星信号较强，可充分利用AGPS提供的位置信息实现精确定位；而在城市繁华地区、大型商厦、写字楼等高层楼宇密集的地方或室内，卫星信号较弱，AGPS定位不准，但这些地区CDMA基站较密集，可利用AFLT(高级前向链路三角定位法)技术克服AGPS的定位盲区缺点，实施精准定位。同时，DTGS-800模块U2采用的是机卡分离技术，提供与R-UIM卡U3的连接接口，只需将R-UIM卡U3开通上网和GPSone定位功能，然后插入DTGS-800模块U2就可获得上网和定位服务。DTGS-800模块U2自带TCP/IP协议栈，只需通过MSP430F148相应的命令，就能自动通过无线方式使用TCP协议连接到以太网，进行定位信息数据传输。物流监控平台上打开相应的软件接收这些信息数据然后保存到数据库，利用GIS(地理信息系统)即可实现实时跟踪和查询物流车辆及贵重物品位置等功能，便于物流公司实时监控和管理。
行程开关单元选用防水行程开关YNFS(TZ)系列，具有体积小、灵敏度高、密封性强、耐油防腐蚀的特点，考虑其安装于集装箱的开箱口，易受雨雪等恶劣环境的影响，故选择具有防水性能的行程开关。行程开关监测集装箱开箱口开启或闭合的状态，当开箱口被非正常开启时行程开关动作，MSP430F148外围的行程开关单元检测电路捕捉该动作并触发报警单元报警。
供电单元包括专门电池供电模块和汽车电源供电模块，整个装置使用的是专门电池供电，在运输行程较长而导致专门电池供电不足时，MSP430F148外围的电池电压监测电路会触发报警，这时装置转换成由汽车电源对其进行供电。如图4所示，供电单元包括开关电源芯片U4、低压差线性稳压器U5、连接器J1～J4、电感L1和L2、二极管D1和电容C6～C13，其中开关电源芯片U4选用LM2576-5，低压差线性稳压器U5选用MIC5219，二极管D1为肖特基二极管。装置供电有两种方法：专门电池供电(VBATT_INT引脚输入)和汽车电源供电(VEXT_DC引脚输入)。当用专门电池供电时，要求供电电压VBATT_INT范围为+4.0V±10％，因此选用容量为10Ah、输出电压为3.7V的锂聚合物电池。由于MSP430F148是3.3V供电，故专门电池在向MSP430F148供电时需加一片低压差线性稳压器MIC5219，其最小压差可以达到0.3V，满足要求。目前汽车电源多为铅酸蓄电池，小型车用一般为12V，而大中型柴油发动机用为24V。装置启动时首先要初始化系统和寻找网络，功耗较高，约300～500mA，稳定下来后最高功耗(打电话或者上网、定位)大约在300mA，实际应用中还要考虑留有余量，因此供电电源要求在汽车电源供电的情况下VEXT_DC能有4.5～5V的稳定直流供电，最高不能超过5.5V。考虑到压差较大，且要求输出电流大于1A，选用输出电压为5V、输出电流最大为3A的开关电源芯片LM2576-5。与低压差线性稳压器在压差较大时功耗高且转换效率低的缺点相比，开关电源芯片具有较高的转换效率，且在压差较大时保证功耗不会太大。
将装置固定安装在存放贵重物品的集装箱开箱口，运输过程中，当集装箱密封完好时，装置定时向物流监控平台发送经纬度、时间等定位信息，而当集装箱开箱口被非正常开启时触发行程开关，装置及时向物流监控平台发送报警电文和定位信息，物流公司通过监控平台接收这些信息并结合物流调度表，分析事发时的物流情况，即可判断是否发生异常，并及时作出处理，从而实现物流过程跟踪、防盗、查询和管理等实时监控功能。
本实用新型提供了一种贵重物品的智能物流跟踪装置，采用DTGS-800模块融合了定位、GSM及CDMA网络服务等多种功能，集成度和性价比高，能在各种环境中实时、准确地定位贵重物品，克服了传统GPS技术定位盲区的缺点，定位数据能及时地通过以太网发送到物流公司的监控平台上，便于实时监控和管理，还可以在发生物品被盗事件时及时报警，便于物流公司查清事实，追究责任，在一定程度上能防止物流公司内部员工盗窃，此装置体积小巧，成本低廉，定位精度高，可靠性和稳定性好，响应快速，使用灵活，具有良好的扩展性。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。