[发明专利]利用多传感器监视集装箱安全性、内容物和状态的方法及系统

说明书

本申请是2004年5月17日提交的申请号为200480020206.5(PCT/US2004/015403)、发明名称为“利用多传感器监视集装箱安全性、内容物和状态的方法及系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权，而且其所披露的内容物在此引入作为参考：2003年5月15日申请的未决临时专利申请No.60/470,435、2004年3月24日申请的未决临时专利申请No.60/556,106，以及2003年9月17日申请的未决美国专利申请No.10/667,282，其要求了2002年9月17日申请的临时专利申请No.60/411,042的优先权。

技术领域

本发明涉及利用多传感器监视集装箱的内部环境的状态的方法和系统。尤其是，但不局限于，利用多传感器监视贯穿供应链中的联合运输货物集装箱的内部环境的状态的方法和系统。

背景技术

遍及世界的绝大多数船运货物都通过称为联合运输货物集装箱的东西船运。在这里所用的术语“集装箱”包括任何一种对无线电频率信号不透明的集装箱(不论是否附加了轮子)，包括但不局限于联合运输货物集装箱。最普通的联合运输货物集装箱被认为是国际标准化组织(ISO)干燥联合运输集装箱，意思是它们符合特殊的尺寸的、机械和其它由ISO发布的标准，通过鼓励兼容标准的集装箱、处理设备、远洋船舶、铁路设备和遍及全世界用于货物水路传输的所有方式的长途运输设备的发展和使用来促进全球贸易。目前有多于1200万个这样的集装箱和许多更专业的集装箱，例如携带易腐烂商品的冷藏集装箱在全世界流通。美国每年单独接收大约600万个已装货集装箱，差不多每天17000个，接近每年接收的所有货物的总价值的一半。

因为国际上船运的所有货物的将近90％都在集装箱中传送，集装箱运输已经成为世界经济的脊梁。

全世界运输的集装箱的绝对量要实施逐个实际检查是不现实的，事实上进入美国的集装箱中仅有2％到3％被实际检查过。恐怖分子生物的、辐射的或爆炸性的设备通过货物集装箱引入的风险是很高的，考虑到集装箱在世界贸易中的重要性，这样的事件对国际经济造成的后果可能是灾难性的。

即使充足的资源被投入到实施所有集装箱的实际检查工作中去，这样的任务还是会引起严重的经济后果。

例如光是耽搁的时间就能够引起工厂的倒闭以及在给顾客运送货物的过程中不必要和高代价的耽搁。

目前的集装箱设计未能提供合适的机制来建立和监视集装箱的安全性或它们的内容物。典型的集装箱包括一个或多个门搭扣机制，其允许插入塑料或金属的指示“封条”或螺栓栅栏的传统“封条”来保护集装箱的门。传统使用的门搭扣机制很容易被破坏，例如，通过在安装于门外的搭扣的联接螺栓上钻孔。通过使用普通的切割工具和非常简单的复制封条的替换，目前使用的传统的封条也很容易被破坏。

最近提出的更高级的解决方案是电子封条(“e-seal”)。这些e-seal等价于传统的门封并通过相同的、虽然不牢固的门搭扣机制，作为集装箱的附件应用于集装箱，但这些e-seal还包括诸如无线电或无线电反射设备等可以传输e-seal序列号的电子设备，以及e-seal安装后被切割或损坏的信号。然而，所述e-seal不能与集装箱的内部或内容物通信，也不能将涉及集装箱的内部或内容物的信息传送到其它设备。

所述e-seal典型的采用低功率无线电收发机或利用无线电频率反向散射技术，把信息从e-seal标签传输到安装在例如终端门上的读卡器上。无线电频率反向散射涉及基于组合雷达的相对昂贵的窄带高功率无线电技术和无线电广播技术。无线电反向散射技术需要读卡器传输具有较高发射机功率(也就是，0.5-3W)的无线电信号，具有被调制或编码的数据的信号从e-seal被反射或向后散射回到读卡器。

此外，当前e-seal的应用使用完全开放的、未加密的和不安全的空中接口和协议，允许e-seal相对容易的剽窃和伪造。目前的e-seal也仅在低于1GHz的本地授权的频率带宽上起作用，由于目前世界上的许多国家中其无线电规则不允许它们的使用，使得很难在全球贸易涉及联合运输集装箱时实现。