本发明涉及车辆运输领域，具体涉及一种货箱内货物位移监测报警方法及系统。
背景技术：
近年来，随着物流业的发展，使用带有货箱运输的车辆的运输需求保持快速增长。但是作为一种比较快捷方便的运输方式，货箱运输在运输某些危险品、重要仪器时，对其运输的物品的安全性就需要重点考虑。在急转弯或者急刹车的时候，货箱内的运输物品将有倾倒的危险，如果不及时进行处理将产生意想不到的后果。
为了解决上述问题，现有技术是在车厢内部设置监控平台，该监控平台包括flash存储芯片、实时投影设备和现场播放设备。使用时将实时投影设备设置在车厢顶部，用于面向车厢地面进行各个预设区域的拥堵情况的实时投影，将现场播放设备设置在车厢内，用于播放与各个预设区域的拥堵情况相关的语音播放文件。
然而这种方式商用车行业尚不成熟，受技术水平及成本因素限制，无法在卡车上大规模商用。而且，在车厢内设置光源与摄像设备的方案，需要驾驶员分心去关注车厢内部情况，此外，由于需要使用实时投影设备，其对计算机处理器的性能要求较高，使得成本较高。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面在于提供一种能避免驾驶员分心去关注货箱内部情况且成本较低的货箱内货物位移监测报警方法。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种货箱内货物位移监测报警方法，该方法包括以下步骤：
为划分的每个货箱区域布置监测该货箱区域货物的多个传感器；
在预设的时间周期内，利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据；
计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。
一些实施例中，为划分的每个货箱区域布置监测该货箱区域货物的多个传感器，包括：
根据货物的高度情况，确定需要划分的货箱区域数量；
为每一货箱区域布置呈矩阵排列的多个传感器，并记录每一传感器的坐标。
一些实施例中，计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警，包括：
计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值；
在差值超过预设阈值时，输出并显示该待测传感器的坐标，且进行报警；
在差值未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
一些实施例中，在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还包括：
判断是否还存在报警点位；
若不存在报警点位，结束报警，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断；
若存在报警点位，在延时预设时间后，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断。
一些实施例中，所述方法还包括：
设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。
一些实施例中，在利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据前，还包括在货箱顶部铺设吸音材料的步骤。
本发明第二方面在于提供一种能避免驾驶员分心去关注货箱内部情况且成本较低的货箱内货物位移监测报警系统。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种货箱内货物位移监测报警系统，包括：
数据采集单元，其包括为划分的每个货箱区域而布置的用于监测该货箱区域货物的多个传感器，所述传感器用于在预设的时间周期内，采集每个货箱区域内的货物高度数据；
控制单元，其用于接收所述货物高度数据，并计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时输出定位信号和报警信号；
显示单元，其用于接收所述定位信号以显示定位位置信息；
报警单元，其用于在接收到所述报警信号时进行报警。
一些实施例中，所述控制单元用于：
计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值；
在差值超过预设阈值时，输出所记录的该待测传感器的坐标至所述显示单元，并驱使所述报警单元报警；
在差值未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
一些实施例中，所述控制单元在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还用于：
判断是否还存在报警点位；
若不存在报警点位，控制所述报警单元结束报警，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断；
若存在报警点位，在延时预设时间后，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断。
一些实施例中，所述控制单元还用于设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中的货箱内货物位移监测报警方法，其通过计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。相较于在货箱内设置光源与摄像设备的方案，本发明不需要驾驶员分心去关注货箱内部情况，可以专注于驾驶。而且本发明中涉及到的计算仅仅是对货物高度数据的相关处理，在同样响应速度的前提下，对处理器的性能要求更低。
附图说明
图1为本发明实施例中货箱内货物位移监测报警方法的流程图；
图2为本发明实施例中步骤s1的流程图；
图3为本发明实施例中步骤s3的流程图；
图4为本发明实施例中传感器的布置示意图；
图5为本发明实施例中货箱内货物位移监测报警系统的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供一种货箱内货物位移监测报警方法，该方法包括以下步骤：
s1.为划分的每个货箱区域布置监测该货箱区域货物的多个传感器。
具体而言，参见图2所示，步骤s1包括：
s11.根据货物的高度情况，确定需要划分的货箱区域数量。
s12.为每一货箱区域布置呈矩阵排列的多个传感器，并记录每一传感器的坐标。
值得说明的是，本实施例中的传感器的布置是基于货箱内货物的高度来确定的，比如货箱内有高度不同的货物a和货物b，通常来说货物a和货物b是分别堆放的，此时，将会存在两组传感器，一组传感器用来监测货物a，另一组传感器用来监测货物b。
可以理解的是，如果只有一种货物，此时货箱区域数量为1。此外货箱区域数量也可以不基于货物的种类，而是以货物实际堆放的情况来划分。
一些优选地实施例中，可以采用矩阵排列的方式来布置传感器，通常来说可以将传感器布置在货箱的顶部。为了便于后续步骤的定位，还可以记录每一传感器的坐标。
s2.在预设的时间周期内，利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据。
优选地，可以采用超声波距离传感器来采集货物高度数据。此外，在利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据前，还包括在货箱顶部铺设吸音材料的步骤。
s3.计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。
在本实施例中，可以采用控制单元来进行计算，比如可以采用mcu(microcontrollerunit，微控制单元)来实现。
具体而言，参见图3所示，步骤s3包括：
s31.计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值。
s32.在差值超过预设阈值时，输出并显示该待测传感器的坐标，且进行报警。
s33.在差值未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
参见图4所示，以划分的货箱区域数量为1为例来进行说明，此时，在货箱顶部一共设置了4行10列一共40个传感器，可以理解的是传感器的数量可以根据情况来合理选择，本实施例在此不做限制。在本实施例中，每个传感器的相邻传感器可以是八连通相邻(该传感器的上、下、左、右、左上、右上、左下、右下位置)的传感器，此外为了节省计算资源，也可以是四连通相邻(该传感器的上、下、左、右位置)传感器，或者进一步定义为下、右和右下位置的传感器为相邻传感器。
随后，便开始计算待测传感器与相邻传感器采集的货物高度数据的差值，如果超过阈值，则表明该待测传感器所在点位或区域采集的数据与周边差距过大，此时可判断货箱内货物不平整，有倾倒风险。如果待测传感器所在点位或区域数据产生一次剧烈变化并在一段时间内稳定，则可判断为货箱内货物已经倾倒。此时，报警单元将会进行报警以提醒驾驶员。同时，因为记录了传感器的坐标，便可以对存在风险的区域进行定位，然后通过显示单元将定位信息显示出来，便于驾驶员处理。
可以理解的是，如果没有超过阈值，则表明该待测传感器所在点位或区域的货物正常，便可对下一待测传感器进行计算和判断，直到遍历完所有的待测传感器，即4行10列一共40个传感器。此外，为了进一步节省计算资源，若定义为下、右和右下位置的传感器为相邻传感器，则当计算次数达到传感器总数-最后一行长度-最后一列长度+1即可视为遍历。
此外，在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还包括以下步骤：
判断是否还存在报警点位；若不存在报警点位，结束报警，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断；若存在报警点位，在延时预设时间后，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断。
值得说明的是，延时一定时长，目的是节约运算资源，使检测频率降低至设定值，延时完毕后将会再次回到最初的采集货物高度数据的步骤中，然后再次进行差值计算并判断是否超过阈值，以形成循环。
为了防止进入死循环造成程序崩溃等后果，优选地实施例中，还回设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。可以理解的是，在收到终止命令之前程序会保持循环，实现持续动态监测功能。
综上所述，本发明中的货箱内货物位移监测报警方法，其通过计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。相较于在货箱内设置光源与摄像设备的方案，本发明不需要驾驶员分心去关注货箱内部情况，可以专注于驾驶。而且本发明中涉及到的计算仅仅是对货物高度数据的相关处理，在同样响应速度的前提下，对处理器的性能要求更低。
与此同时，参见图5所示，本发明还提供一种货箱内货物位移监测报警系统，其包括数据采集单元、控制单元、显示单元和报警单元。
其中，数据采集单元包括为划分的每个货箱区域而布置的用于监测该货箱区域货物的多个传感器，所述传感器用于在预设的时间周期内，采集每个货箱区域内的货物高度数据。
控制单元用于接收所述货物高度数据，并计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时输出定位信号和报警信号。
显示单元用于接收所述定位信号以显示定位位置信息，报警单元用于在接收到所述报警信号时进行报警。
具体而言，本实施例中的数据采集单元包括传感器和模数转换单元，其中传感器可以是超声波距离传感器。控制单元可以是微控制单元mcu，其封装有输入输出接口i/o口、内存ram、中央处理器cpu。本实施例中通过多个超声波距离传感器连续采集信号，信号通过模数转换单元处理后接入mcu的i/o口，cpu以设定频率对i/o口进行轮询，从而将并行数据转换为串行数据。
一个时间周期内，如果某一待测传感器所在点位或区域采集的数据与周边差距过大，此时可判断货箱内货物不平整，有倾倒风险。如果待测传感器所在点位或区域数据产生一次剧烈变化并在一段时间内稳定，则可判断为货箱内货物已经倾倒。此时，mcu向报警单元和显示单元发送报警信号和定位信号，报警单元将会进行报警以提醒驾驶员。同时，因为记录了传感器的坐标，便可以对存在风险的区域进行定位，然后通过显示单元将定位信息显示出来，便于驾驶员处理。
一些实施例中，所述控制单元用于：
计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值。
在差值超过预设阈值时，输出所记录的该待测传感器的坐标至所述显示单元，并驱使所述报警单元报警。
在差值均未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
一些实施例中，所述控制单元在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还用于：
判断是否还存在报警点位；
若不存在报警点位，控制所述报警单元结束报警，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断；
若存在报警点位，在延时预设时间后，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断。
一些实施例中，所述控制单元还用于设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。
综上所述，本发明中的货箱内货物位移监测报警系统，控制单元通过计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。相较于在货箱内设置光源与摄像设备的方案，本发明不需要驾驶员分心去关注货箱内部情况，可以专注于驾驶。而且本发明中涉及到的计算仅仅是对货物高度数据的相关处理，在同样响应速度的前提下，对处理器的性能要求更低。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
为划分的每个货箱区域布置监测该货箱区域货物的多个传感器；
在预设的时间周期内，利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据；
计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警。
2.如权利要求1所述的货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，为划分的每个货箱区域布置监测该货箱区域货物的多个传感器，包括：
根据货物的高度情况，确定需要划分的货箱区域数量；
为每一货箱区域布置呈矩阵排列的多个传感器，并记录每一传感器的坐标。
3.如权利要求2所述的货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时定位对应位置并报警，包括：
计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值；
在差值超过预设阈值时，输出并显示该待测传感器的坐标，且进行报警；
在差值未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
4.如权利要求3所述的货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还包括：
判断是否还存在报警点位；
若不存在报警点位，结束报警，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断；
若存在报警点位，在延时预设时间后，并再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断。
5.如权利要求4所述的货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。
6.如权利要求1所述的货箱内货物位移监测报警方法，其特征在于，在利用对应的传感器采集每个货箱区域内的货物高度数据前，还包括在货箱顶部铺设吸音材料的步骤。
7.一种货箱内货物位移监测报警系统，其特征在于，包括：
数据采集单元，其包括为划分的每个货箱区域而布置的用于监测该货箱区域货物的多个传感器，所述传感器用于在预设的时间周期内，采集每个货箱区域内的货物高度数据；
控制单元，其用于接收所述货物高度数据，并计算每个货箱区域中相邻传感器获取的货物高度数据的差值，在所述差值超过预设阈值时输出定位信号和报警信号；
显示单元，其用于接收所述定位信号以显示定位位置信息；
报警单元，其用于在接收到所述报警信号时进行报警。
8.如权利要求7所述的货箱内货物位移监测报警系统，其特征在于，所述控制单元用于：
计算每一点位的待测传感器与其八连通相邻或四连通相邻的所有传感器采集的货物高度数据的差值；
在差值超过预设阈值时，输出所记录的该待测传感器的坐标至所述显示单元，并驱使所述报警单元报警；
在差值未超过预设阈值时，对下一点位的待测传感器进行计算判断处理，直到遍历该货箱区域所有待测传感器。
9.如权利要求8所述的货箱内货物位移监测报警系统，其特征在于，所述控制单元在遍历该货箱区域所有待测传感器后，还用于：
判断是否还存在报警点位；
若不存在报警点位，控制所述报警单元结束报警，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断；
若存在报警点位，在延时预设时间后，并驱使所述数据采集单元再次进行该货箱区域的货物高度数据的采集，以再次进行计算和判断。
10.如权利要求9所述的货箱内货物位移监测报警系统，其特征在于：所述控制单元还用于设置终止命令以避免货箱区域的货物高度数据的采集、计算和判断进入死循环。
技术总结