[go: up one dir, main page]

EP4116181B1 - Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren - Google Patents

Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren Download PDF

Info

Publication number
EP4116181B1
EP4116181B1 EP21184823.9A EP21184823A EP4116181B1 EP 4116181 B1 EP4116181 B1 EP 4116181B1 EP 21184823 A EP21184823 A EP 21184823A EP 4116181 B1 EP4116181 B1 EP 4116181B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
monitoring device
monitoring
decoupling
data
goods
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21184823.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4116181C0 (de
EP4116181A1 (de
Inventor
Knippenberg Igor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software
Original Assignee
Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software filed Critical Arithmetics Its Ug Haftungsbeschraenkt Innovative Technology & Software
Priority to EP21184823.9A priority Critical patent/EP4116181B1/de
Publication of EP4116181A1 publication Critical patent/EP4116181A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4116181C0 publication Critical patent/EP4116181C0/de
Publication of EP4116181B1 publication Critical patent/EP4116181B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B22/04—Fixations or other anchoring arrangements
    • B63B22/08—Fixations or other anchoring arrangements having means to release or urge to the surface a buoy on submergence thereof, e.g. to mark location of a sunken object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/26—Means for indicating the location of underwater objects, e.g. sunken vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B2022/006—Buoys specially adapted for measuring or watch purposes

Definitions

  • the invention relates to a monitoring device for monitoring goods, in particular goods transported in transport containers, with a base body that can be arranged on the goods, in particular the transport container, a floating body, which is detachably arranged on the base body by means of a decoupling device and is permanently connected to the base body via a connecting means Base body is connected, wherein the floating body is locked to the base body by means of the decoupling device in a first operating state and is released from the base body in a second operating state, the second operating state being activated in the event of the monitoring device falling overboard during sea transport, a condition monitoring unit with an in the position monitoring unit arranged on the floating body, which has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system, and a transmission unit arranged in the floating body, which is connected to the condition monitoring unit in a data-conducting manner.
  • Such monitoring devices for monitoring goods are known from the prior art. They are regularly used to enable the goods to be located in the event of goods or transport containers falling overboard. This makes it possible to recover the goods if necessary and to ensure that environmental hazards are avoided. In particular, containers floating on or near the water surface pose a high risk of collision for ships.
  • Known monitoring devices typically have a base body that can be arranged on a product or a container and a base body connected to it via a line Floating body connected to the base body.
  • the floating body can be separated from the base body by means of a decoupling device if the goods or container are detected as falling overboard.
  • Such monitoring devices are available, for example DE 4431683 A1 or off EP 0 672 919 A2 known.
  • the disadvantage of the described prior art is that the devices often have an inadequate cost-benefit ratio, since goods falling overboard is a comparatively rare event and the monitoring device is otherwise passive on the goods or the container is arranged. This is one of the reasons why the systems in question have not been able to establish themselves on a large scale.
  • a further disadvantage is that the generation of false alarms has occasionally been observed and the maintenance or operational readiness test is often complex.
  • the invention was based on the object of developing a monitoring device of the type mentioned in such a way that the disadvantages found in the prior art are eliminated as largely as possible.
  • a monitoring device had to be specified that enables higher monitoring quality to be achieved, is easier to maintain and can be used for a larger monitoring spectrum.
  • the object is achieved in a monitoring device of the type mentioned by the features of claim 1.
  • the invention is based on the knowledge that the monitoring device not only carries out a position determination in the event of the monitoring device falling overboard and transmits this to a wireless data network, but also in the first operating state in which regular transport of the goods or container takes place becomes.
  • the monitoring device is not only activated in the very rare case of the goods connected to the monitoring device falling overboard, but can also be used during the normal transport operation of the goods to locate the goods and track their geographical position .
  • the first operating mode corresponds to the state in which the floating body is locked to the base body by means of the decoupling device. This corresponds to the operating state in which the monitoring device is arranged on the goods or on the container while the goods or the container is being transported, for example on a seagoing ship or on a land-based means of transport.
  • the second operating state is activated in the event of the monitoring device falling overboard during sea transport.
  • the condition monitoring unit further has an acceleration sensor and is set up to detect at least one of the following states depending on the acceleration signal determined by means of the acceleration sensor: vibration, deceleration, exceeding of defined acceleration limits, the transmission unit being set up to detect the conditions determined by the condition monitoring units To transmit status data to the wireless data network using the transmission unit.
  • condition monitoring unit is not only enabled to determine position data, but also to detect vibrations, deceleration or exceeding of defined acceleration limits using an acceleration sensor. Such events can lead to damage to the goods and can not only be recognized through transmission to the wireless data network, but can also be assigned to a respective transport operator or transport event. In this way, the possible enforcement of insurance or compensation claims is made easier.
  • the condition monitoring unit preferably has a water sensor which is set up to sense water contact, the condition monitoring unit being set up to detect the monitoring device going overboard during sea transport from the signals of the water sensor and the acceleration sensor, the water sensor being used in particular as a capacitive sensor or is designed as a water switch.
  • the acceleration sensor has a plurality of accelerometers, in particular one of the accelerometers being set up to detect a free fall and another accelerometer to detect vibrations, shocks and other events with comparatively high G-forces.
  • several acceleration sensors can be provided, with one of the acceleration sensors in particular being set up to detect a free fall and another acceleration sensor being set up to detect vibrations, shocks and other events with comparatively high G forces.
  • the combination of water sensor and acceleration sensor can significantly improve the detection accuracy of goods provided with the monitoring device falling overboard. Acceleration events alone do not regularly allow a reliable detection that the goods equipped with the monitoring device have fallen overboard.
  • the sole use of water sensors can also lead to false alarms in the event of moisture contact on board the ship.
  • the acceleration sensor which is already required to detect acceleration signals, can not only be used in normal operation to detect vibration or deceleration conditions, but can also be used to detect goods that are equipped with a monitoring device falling overboard. This functional integration reduces the complexity of the device.
  • condition monitoring unit is preferably set up to switch the decoupling device from the first operating mode to the second operating mode when the condition monitoring unit detects the monitoring device falling overboard during sea transport.
  • the floating body in the event of the monitoring device falling overboard, the floating body is separated from the base body, so that in the event of the goods provided with the monitoring device sinking, the floating body can remain on the water surface within the limits specified by the connecting means and carry out the position determination or the position data can send out.
  • the invention is further developed in that the transmission unit is set up to communicate unidirectionally or bidirectionally with at least one of the following wireless data networks: mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN), mesh network, satellite-based network.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the data networks in question have proven to be particularly suitable for the present application.
  • the usage a mobile radio-based low-energy wide area network or a mesh network reduce the energy requirements of the monitoring device.
  • the advantage of a satellite-based network is that it is largely independent of the geographical position of the monitoring device, with such a network also functioning securely at sea and at great distances from the mainland.
  • the data in the first operating state is transmitted to the mobile radio-based low-energy wide area network or the mesh network and/or the data in the second operating state is transmitted to the satellite-based network.
  • data is preferably transmitted to land-based or ship-based networks, such as a low-energy long-distance network or a mesh network.
  • land-based or ship-based networks such as a low-energy long-distance network or a mesh network.
  • communication preferably takes place with the satellite-based network.
  • the decoupling device has a decoupling socket connected to the base body, a decoupling base which can be accommodated in the decoupling socket and is connected to the floating body and has a central bore, a spring element which is designed to apply a spring force to the decoupling socket, and one which can be rotated in the bore recorded locking axis, which can be rotated into a locking position and a release position.
  • at least one bore is arranged on one side of the decoupling base, in which at least one locking ball is received.
  • the locking axis has a recess at the level of the bore, which is designed to push the locking ball outwards in the locking position and to at least partially accommodate it in the release position.
  • the decoupling socket has a ball groove at the level of the bore, which partially accommodates the locking ball in the locking position, so that the decoupling socket is connected to the decoupling base, and in a release position the ball is pressed by the spring element in the direction of the locking axis, whereby the decoupling socket is released and is rejected.
  • Such a design of the decoupling device has proven to be particularly suitable for providing a safe and low-maintenance decoupling option, which reliably and safely separates the floating body from the base body in the event of the goods provided with the monitoring device falling overboard.
  • the monitoring unit is further set up to communicate with sensors and/or actuators arranged outside the monitoring device and to establish a coupling with the sensors and/or actuators.
  • the transmission unit can be coupled, for example, with temperature, humidity or door opening sensors and/or with actuators, for example relating to a cooling control or an intruder alarm.
  • condition monitoring unit is further set up to generate position alarms when leaving defined geographical zones based on the position data determined by the position monitoring unit. This makes it possible to ensure that the goods provided with the condition monitoring unit are located in the desired geographical zones.
  • the base body and/or the floating body preferably have a light-reflecting signal color. This ensures improved visibility in the water.
  • the monitoring device preferably has a magnetic switch for switching on the monitoring device.
  • the invention has been described above with reference to a monitoring device.
  • the invention relates to a monitoring system for monitoring goods, in particular goods transported in transport containers, with a monitoring device and a cloud-based information system, wherein the cloud-based information system is connected to the monitoring device in a data-conducting manner via a wireless network.
  • the invention solves the problem described at the outset in relation to the monitoring system by designing the monitoring device according to one of the above exemplary embodiments.
  • the monitoring system takes advantage of the same advantages and preferred embodiments as the monitoring device according to the invention and vice versa.
  • the monitoring system with the cloud-based information system enables detailed monitoring, analysis and control of the monitoring device.
  • the cloud-based information system is set up to carry out at least one of the following: receiving data from the monitoring device, evaluating and displaying data received from the monitoring device, sending configuration data to the monitoring device, the configuration data in particular localization and/or or transmission intervals and/or geozones, sending firmware updates to the monitoring device, initiating a coupling mode for wirelessly connecting external sensors and/or actuators to the monitoring device via the wireless data network.
  • the cloud-based information system is further set up to determine the position of the monitoring device based on the last transmitted position and external data, in particular based on external data relating to currents located below the sea surface, in the event of a loss of connection to the monitoring device.
  • the cloud-based information system is further set up to retrieve satellite images of the last transmitted position of the monitoring device and to use this to determine a condition of the goods provided with the monitoring device.
  • the invention relates to a method for monitoring goods, in particular for detecting a monitoring device arranged on a transport container falling overboard during sea transport.
  • the invention solves the problem described at the outset in relation to the method with the steps: detecting a free fall of the monitoring device by means of an acceleration sensor arranged in the monitoring device, determining an impact shock of the monitoring device on the water surface by means of the acceleration sensor, determining water contact of the monitoring device in particular by means of a water sensor arranged on the monitoring device, outputting an overboard signal based on the previous steps, wherein the signal characterizes the monitoring device going overboard, and wherein the monitoring device is designed in particular according to one of the above exemplary embodiments.
  • the method according to the invention makes use of the findings that the use of a single sensor alone often does not allow sufficiently precise conclusions to be drawn about the extent to which the goods with the monitoring device arranged on them have actually fallen overboard.
  • the combination of the method steps according to the invention increases the detection accuracy of a relevant person going overboard.
  • the invention is further developed in that the method further comprises the step: Determine whether there is a connection of the monitoring device to a non-satellite-based data network, in particular to a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN), the overboard signal only then being output if there is no connection between the monitoring device and the non-satellite-based data network.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the relevant procedural features further reduce the likelihood of false alarms.
  • the presence of a non-satellite-based data network indicates that the goods are either on land or still on board the ship. Only when such non-satellite-based data networks are no longer available can it be assumed with a high degree of certainty, in conjunction with the further procedural steps, that the goods with the monitoring device arranged on them have actually fallen overboard.
  • the output of the overboard signal in the monitoring device causes the following steps: releasing a floating body from the monitoring device so that the floating body floats on a water surface, the floating body being permanently connected to the base body of the monitoring device via a connecting means, determining a Position of the floating body, in particular by means of a position monitoring unit, which has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system, sending the position of the monitoring device to a satellite-based data network.
  • the monitoring device is referred to below as a tracer.
  • the tracer corresponds to the monitoring device.
  • an initial device configuration and provisioning takes place in the customer account within the cloud-based platform by assigning the unique tracer device serial number to an identification number provided by the customer for the goods. This ensures that a product is clearly assigned to its respective tracer device.
  • the tracer Before attachment, the tracer is activated via an integrated magnetic switch by applying a magnetic field (e.g. permanent magnet).
  • a magnetic field e.g. permanent magnet.
  • the assembly is then carried out in an easily accessible location on the goods.
  • the first contact with the cloud-based platform takes place via a mobile radio-based LPWAN to signal the start of operations.
  • the position is continuously transmitted, provided the tracer is within range of an LPWAN or an Internet gateway belonging to a mesh network.
  • the customer can individually configure the sending interval via the cloud-based platform.
  • Event-based condition monitoring sends time-stamped alarms with the position when inertial limit values are exceeded. These inertial events include shocks or vibrations during loading or transport, which serve as an indicator of potential damage to the goods.
  • the condition monitoring is also responsible for reading data wirelessly from external sensors and controlling the external actuators based on this.
  • the connection and configuration between sensor values and actuator control is carried out by the customer via the cloud-based platform.
  • External sensor data or control commands from the cloud are preferably transmitted via LPWAN.
  • LPWAN is not available by sea, which is why data is optionally forwarded via the mesh network to an Internet gateway located on the ship's bridge. From there, the data is exchanged with the cloud-based platform via the ship's internal satellite connection.
  • condition monitoring which continuously takes inertial measurements throughout the entire service life of the tracer device.
  • a loss begins with an inertial event in the form of a free fall.
  • the monitoring system optionally assumes that there is no signal to a cellular-based LPWAN, as this is not available during sea transport. If a signal exists, the free fall event and subsequent loss events are discarded. If the signal is not available, the monitoring system activates a high-precision capacitive sensor and begins measuring the surrounding electric field to determine a baseline value during the fall. The free fall is followed by an impact shock due to the abrupt braking of the fall into the water or, in some cases, onto other cargo that has already fallen overboard.
  • This impact shock is registered via an inertial sensor.
  • This event is followed in the next step by the detection of a larger amount of water around the tracer, which is measured by the capacitive sensor. Due to the impact into the water, the goods will be underwater, at least for a short time, whereby a characteristic signal change in the electric field will be measured by the capacitive sensor. This characteristic signal differs significantly from the previously measured baseline value, which is why smaller amounts of water, such as those to be expected during free fall caused by rain in storms, do not trigger a false alarm.
  • a simple water switch is possible, consisting of two metal rods on the outside, which close a circuit when they come into contact with large amounts of water and thus enable water detection. If the sequence of events described above has occurred, the monitoring system activates the recovery mode.
  • the recovery mode is initiated by applying an electrical signal to a decoupling mechanism.
  • the decoupling mechanism unlocks a locking system which, when closed, keeps the holding part and transmitting part of the tracer firmly connected to one another. Unlocking pushes the transmitting part off the holding part.
  • the transmitting and holding parts are still connected to each other via a cord of up to 1000 meters wound on a reel-off drum.
  • the housing of the transmitting part is buoyant, which means that it floats to the surface of the water or falls into the water from the floating goods. This ensures that even if partial or complete If the goods have sunk, the transmitting part can float to the surface of the water and receive or send signals.
  • the transmitting part and holding part or goods remain connected to each other via the cord. After a short delay, the transmitting part begins to continuously determine the position via GPS. Once the position has been determined successfully, the time-stamped position and the respective device serial number are transmitted via a satellite-based transmission system.
  • Continuous positioning and data transmission in recovery mode is active for at least 30 days.
  • the data sent via the satellite-based transmission system is forwarded by the respective receiving satellite to the next ground station and from there sent to the cloud-based platform.
  • the device serial number contained in the data is used to assign the device to the respective customer account.
  • the time interval for ongoing position determinations and data transmissions using a satellite-based transmission system is determined by the customer via the cloud-based information system at any time at which the goods or the respective tracer is on land or within the range of a mobile radio-based LPWAN or mesh network with an Internet gateway. possible.
  • the tracer is preferably installed via a quick-drying adhesive between the back of the holding part and an outside of the respective product.
  • Another possible form of attachment is screwing the holding part using two screws facing backwards, which correspond to an outer wall of the product that has corresponding drill holes.
  • the tracer consists of the holding part and the transmitting part. Both are firmly connected to each other via a locking system. Both consist of a waterproof, strong-walled and durable plastic housing. Inside the holding part there is a roll-off drum with a wound tear-resistant cord, a mounting socket as a counterpart to the base of the uncoupling mechanism.
  • a radio module with antenna for bidirectional data communication via a mobile radio-based LPWAN Inside the transmitting part there is a radio module with antenna for bidirectional data communication via a mobile radio-based LPWAN, a radio module with antenna for data transmission via a satellite-based system, a radio module with antenna for bidirectional data communication via a multi-band capable mesh network, and an acceleration sensor for detecting a free fall , an acceleration sensor for detecting vibrations, shocks and impacts in the water, a capacitive sensor with differential electrodes for detecting water, a main battery with particularly low self-discharge, a buffer battery for providing high current pulses, a rechargeable battery for storing photovoltaic electricity through energy harvesting, a break-proof CIGS solar cell, a counterweight for the vertical erection of the buoyant housing in the Water, a decoupling mechanism with a base as a counterpart for the mounting socket in the holding part.
  • the holding and transmitting parts are firmly connected to each other via the decoupling mechanism.
  • the base of the transmitting part is firmly snapped into the fastening socket of the holding part.
  • the condition is continuously monitored and the position is continuously determined at an individually adjustable interval.
  • the condition monitoring position data and event data are transmitted over a cellular-based LPWAN or self-managing wireless mesh network with an Internet gateway within range after each data set is collected.
  • the mesh network also makes it possible to exchange status and control data with or between external sensors and actuators.
  • the tracer acts as a buffer, control center and gateway between the Internet gateway and all connected external sensors and actuators.
  • the status and control data are preferably transmitted via LPWAN.
  • the data is transmitted via the ship's mesh network and an Internet gateway located on the ship's bridge via the ship's internal satellite connection.
  • Each tracer is a node that is connected to all neighboring nodes and thus enables data transmission to even the most remote corners of the ship through hopping.
  • LPWAN long term evolution
  • the condition monitoring is able to detect the loss of the goods at sea via the previously described chain of events. If the chain of events occurs, the tracer switches to recovery mode. In this mode, an electrical signal unlocks the lock between the base and the mounting socket of the decoupling mechanism, so that the transmitting part is repelled from the holding part.
  • the buoyant housing of the transmitting part Due to the buoyant housing of the transmitting part, it floats to the surface of the water, but remains connected to the goods via a cord, which is unrolled from a drum located in the holding part. Due to the targeted placement of all heavy components in the Underside of the housing, the transmitter part is aligned vertically in the water so that the upper third is always above the water surface. This ensures a clear view of the sky so that both GPS and satellite reception are available. In the recovery mode, the position of the lost goods is continuously determined over an interval that can be individually defined by the customer and transmitted via the satellite radio module.
  • the decoupling mechanism consists of the following individual components: metal housing with decoupling socket, decoupling base, spring, two steel balls, steel locking axle, high-torque motor.
  • the decoupling mechanism serves as an attachment between the holding and transmitting parts.
  • the following description refers to Fig. 12 .
  • It includes a housing made of milled metal, preferably steel.
  • the base and frame are made of steel.
  • the housing has a cylindrical base with a central hole when viewed from below. This cylindrical base is partially milled into the housing with a slight flange. This recess milled into the housing serves as a cavity for inserting a spring.
  • On the sides of the cylindrical base there are two opposite holes, each of which is slightly larger than the diameter of the steel balls that can be inserted there.
  • the housing for inserting a high-torque motor, onto the shaft of which a steel locking axle is attached.
  • the motor is, for example, a stepper or servo motor with very high torque, which enables the rotor position to be precisely adjusted via external electrical signals.
  • the locking axis fits exactly into the central hole in the cylindrical base and has two parallel recesses that correspond to the side holes in the base. The depth of the depressions is approximately one third of the diameter of one of the two balls.
  • a steel socket is placed on the base. This socket has two holes opposite each other on the side, the diameter of which is slightly smaller than that of the balls.
  • the socket also has an integrated thread for a fastening screw.
  • the spring is in a tensioned state.
  • the side holes in the base correspond to the side holes in the socket. If the locking axis is rotated by 90 degrees by the motor, the balls are pushed outwards and press against the side holes in the socket. In this condition, the blocking balls prevent the Composure about being repelled. This is the four-bar state. If the locking axis is rotated by 90 degrees again by the motor, the pressure of the spring presses the balls into the recess in the locking axis and pushes off the socket. This is the unlocked state.
  • the cloud-based information system includes a cluster of redundant Internet services. Tasks include receiving and storing data sent by all tracers and external devices. The data is received either as normal IP packets via CoAP or MQTT via the LPWAN or mesh network or via HTTP POST from the ground stations of the satellite-based system.
  • the platform includes a graphical interface for visualizing this data, for example to display the respective position of a tracer on a map with the reported alarm or to graphically display status data.
  • Additional functionalities include multi-tenancy and options for linking tracer devices, mandates (customers) and other external metadata such as: B. Information about the currently responsible transport company.
  • each customer can activate a pairing mode for a respective tracer via the graphical interface. This is used to connect or pair external devices via the integrated mesh radio module.
  • the configuration of the external devices is possible in order to program user-defined behavior. This includes, for example, the performance regulation of a cooling unit when a temperature limit is exceeded or fallen below.
  • the localization and transmission intervals can be individually configured by each customer for their operational tracers via the graphical interface. Intelligent algorithms calculate the effects of these settings on battery life and display this to the customer.
  • each customer can set up geozones individually for each of their tracers via a map view. For example, when unloading goods at the port, a geozone can be set up for a specific time interval during which the goods are not allowed to leave the specified area.
  • fixed routes or areas can be defined for the goods that must be adhered to or avoided during transport due to insurance conditions. Such areas include, for example, conflict areas Although they could speed up transport, they represent an unreasonable risk for insurance companies.
  • the cloud-based platform supports the transmission and execution of firmware updates over the cellular-based LPWAN for each tracer connected to the platform.
  • the goods can shatter due to the impact (especially containers), in which case a tracer device would only be able to locate the respective piece of debris, but not the entire goods.
  • pieces of debris can extend over a wide region and are sometimes buoyant.
  • current satellite images optical and radar
  • These images are automatically evaluated by artificial intelligence to draw conclusions about the structural integrity of the goods lost at sea. Floating debris serves as an indicator.
  • the images are used to determine whether the goods are still floating on the surface of the water or have already at least partially sunk (no longer visible). It is also possible to track other lost and floating goods that do not have an attached tracer device.
  • the tracer device In the event of loss, the tracer device is capable of precise localization up to a depth of 1000 meters. When this depth is exceeded, intelligent algorithms start in the cloud-based information system and continuously calculate the estimated position based on the last known position and external data on ocean currents below the water surface. This is particularly helpful for goods such as containers, which sink only slowly due to air pockets and float under the surface of the water for a long time.
  • CCS Collecte Localization Satellites
  • Low-energy long-distance networks are ideal on land due to their particularly low energy consumption and radio ranges of up to 10 kilometers. Due to the global distribution of the positioning and monitoring system described, global coverage of such a low-energy wide area network is of top priority.
  • the system therefore uses the LTE-M or NB-loT mobile communications standards, which are available wherever LTE or 5G is also available. Both LTE-M and NB-loT are used in parallel by the system and automatically switch between the standards depending on availability.
  • Fig. 1 shows a monitoring device 2 for monitoring goods, in particular in transport containers 3 (see Fig. Fig. 2 ) transport goods.
  • the monitoring device 2 has a base body 4, which can be arranged on a transport container 3 or goods.
  • a floating body 6 is attached to the base body 4.
  • a solar cell 62 is also attached to the floating body 6 and is designed to at least partially supply the monitoring device 2 with the energy required for operation.
  • Fig. 2 shows the monitoring device 2 in a side view.
  • the base body 4 of the monitoring device 2 is arranged by means of an adhesive surface 64 on a product, in particular on a transport container 3 for transporting a product.
  • Fig. 3 shows the monitoring device 2 in a perspective view.
  • the floating body 6 is locked to the base body 4, which corresponds to a first operating state B1.
  • Fig. 4 shows the monitoring device 2 in a second operating state B2, in which the floating body 6 has been separated from the base body 4.
  • the base body 4 has a decoupling socket 70 into which ball grooves 72 are introduced.
  • a seal 68 By means of a seal 68, the floating body 6 is in the Fig. 1 to 3 first operating state B1 shown is sealed relative to the base body 4.
  • the floating body 6 is permanently connected to the base body 4 via a connecting means, not shown.
  • the connecting means can, for example, be designed as a cord, which is guided out of the base body 4 through a cord bushing 66.
  • Fig. 5 shows in particular an underside of the floating body 6 in the second operating state B2.
  • a seal holder 76 is provided, which is connected to the seal 68 (cf. Fig. 4 ) interacts.
  • the floating body 6 also has a cord fastening 74 on which the connecting means or the cord is connected to the floating body.
  • a spring 78 arranged between the floating body 6 and the base body 4 facilitates the separation of the floating body 6 from the base body 4 in the second operating state B2.
  • Fig. 6 shows the monitoring device 2 in a perspective view from a back side.
  • locking means 5 Arranged on the base body 4 are locking means 5 which, in the first operating state B1, engage in locking means receptacles 7 which are attached to the floating body 6.
  • Fig. 7 shows a sectional view of the monitoring device 2.
  • the monitoring device 2 has a circuit board 80.
  • the circuit board 80 is arranged in the floating body 6.
  • Batteries 82 and an accumulator 84 for supplying energy are also arranged in the floating body 6.
  • the monitoring device 2 also has a decoupling device 8.
  • the decoupling device 8 is in the Fig. 9 and 10 in more detail.
  • the decoupling device 8 has a motor 9 which is connected to a locking axis 92. By rotating the locking axis 92, the decoupling device 8 is brought from the first operating state B1 to the second operating state B2.
  • the decoupling device 8 also has a washer 94 and a fastening washer 96.
  • a cord drum 98 is arranged in the lower region of the monitoring device 2, in particular in the base body 4.
  • the decoupling device 8 also has a decoupling socket 70. Out of Fig. 7 The seal 68, the cord attachment 74 and the cord bushing 66 can also be seen. The cord received on the cord drum 98 is guided through the cord guide 66 to the cord attachment 74 of the floating body and attached to it.
  • Fig. 8 shows another line section view of a monitoring device 2, the in Fig. 8 selected cutting plane is perpendicular to that in Fig. 7 selected cutting plane.
  • the monitoring device in particular the floating body 6 of the monitoring device 2, has a water sensor 28.
  • the water sensor 28 has differential electrodes 30.
  • the decoupling device 8 has locking balls 100, the function of which is explained below using Fig. 10 will be explained in more detail.
  • the line drum 98 is mounted using ball bearings 99.
  • the decoupling device 8 is based on Fig. 9 and Fig. 10 detailed.
  • the decoupling device 8 has a decoupling socket 70.
  • the decoupling socket 70 is connected to the base body 4.
  • a decoupling base 86 can be accommodated in the decoupling socket 70 and is connected to the floating body 6.
  • the decoupling base 86 has a central bore 73.
  • the spring element 78 is designed to apply a spring force to the decoupling socket 70.
  • the hole 73 can be rotated a locking axis 92 added.
  • the locking axis 92 is in Fig. 10 shown in a release position F.
  • bores 75 are arranged, in each of which a locking ball 100 is accommodated.
  • the locking axis 92 has a recess 77 at the level of the bore 75.
  • the recess 77 is designed to push the locking ball 100 outwards in the locking position and to at least partially accommodate it in the release position F.
  • the decoupling socket 70 has a ball groove 72 at the level of the bore 75.
  • the ball groove 72 is designed to partially accommodate the locking ball 100 in the locking position, so that the decoupling socket 70 is connected to the decoupling base 86 and in the release position F, the locking ball 100 is pressed by the spring element 78 in the direction of the locking axis 92, whereby the decoupling socket 70 is released and finally rejected.
  • a washer 94 is also arranged on the decoupling socket 70 and is held in position by a screw 96.
  • Fig. 11 shows an exemplary embodiment of a monitoring system 41.
  • the monitoring system 41 has a monitoring device 2 and a cloud-based information system 42.
  • the cloud-based information system 42 is data-connected to the monitoring device 2 via a wireless network 20.
  • Fig. 12 shows an alternative embodiment of the monitoring system 41.
  • the monitoring system 41 has a monitoring device 2 and a cloud-based information system 42.
  • the cloud-based information system 42 is data-connected to the monitoring device 2 via the wireless network 20.
  • the cloud-based information system 42 is connected to a monitoring unit 104, an updating unit 108 and an analysis unit 106.
  • the cloud-based information system is connected to wireless networks 20, in particular a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN) 32 and a satellite uplink 112.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the cloud-based information system 42 is also connected to a network (mesh 116) of further monitoring devices 2 tied together.
  • LPWAN mobile radio-based low-energy wide area network
  • the monitoring device 2 is in turn connected to the mobile radio-based low-energy wide area network 32, a navigation satellite system 110 and the satellite uplink 112.
  • the monitoring device 2 is further connected to the mesh 2.
  • Internal sensors 132 are arranged in the monitoring device 2.
  • the monitoring device 2 is set up to communicate with external actuators 118.
  • the external actuators 118 can be, for example, a cooling control actuator 120 or an intruder alarm actuator 122.
  • the monitoring device 2 is also set up to communicate with external sensors 124.
  • external sensors 124 are a temperature sensor 126, a humidity sensor 128 or a door opening sensor 130.
  • Fig. 13 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the method 44 according to the invention for monitoring goods, in particular for detecting a monitoring device 2 arranged on a transport container 3 falling overboard during sea transport.
  • the method 44 has the steps: detecting 46 a free fall of the monitoring device 2, in particular by means of an acceleration sensor 22 arranged in the monitoring device 2, determining 48 an impact shock of the monitoring device 2 on the water surface, in particular by means of an acceleration sensor 22, determining 50 a water contact of the monitoring device 2, in particular by means of a water sensor 28 arranged on the monitoring device 2, output 52 of an overboard signal 53 based on the previous steps, the signal 53 characterizing the monitoring device 2 going overboard, determining 54 whether a connection of the monitoring device 2 to a non-satellite-based data network 55, in particular to a mobile radio-based low-energy wide area network (LPWAN) 32, whereby the overboard signal 53 is only output when there is no connection between the monitoring device 2 and the non-satellite-based data network 55, with the
  • Fig. 14 shows an alternative embodiment of a monitoring device 2.
  • the monitoring device 2 has a base body 4 and a floating body 6 arranged thereon.
  • the floating body 6 has a condition monitoring unit 12, which has a position monitoring unit 14 arranged in the floating body 6.
  • the position monitoring unit 14 has a receiver for receiving signals from a navigation satellite system 110.
  • a transmission unit 16 is also arranged in the floating body 6, which communicates data with the condition monitoring unit 12 is connected.
  • the floating body 6 also has an acceleration sensor 22, which is set up to generate acceleration signals 24.
  • the acceleration sensor 22 can have several accelerometers (not shown), with one of the accelerometers in particular being set up to detect a free fall and another accelerometer being set up to detect vibrations, shocks and other events with comparatively high G forces.
  • the condition monitoring unit 12 is set up to generate condition data 26.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportieren Waren, mit einem an der Ware, insbesondere dem Transportcontainer, anordnenbaren Grundkörper, einem Schwimmkörper, welcher mittels einer Abkopplungseinrichtung lösbar an dem Grundkörper angeordnet ist und über ein Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei der Schwimmkörper mittels der Abkopplungseinrichtung in einem ersten Betriebszustand an dem Grundkörper verriegelt ist und in einem zweiten Betriebszustand von dem Grundkörper freigegeben ist, wobei der zweite Betriebszustand im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung beim Seetransports aktiviert wird, einer Zustandsüberwachungseinheit mit einer in dem Schwimmkörper angeordneten Positionsüberwachungseinheit, welche einen Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems aufweist, sowie eine in dem Schwimmkörper angeordnete Übertragungseinheit, welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit verbunden ist.
  • Derartige Überwachungsvorrichtungen zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportieren Waren, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden regelmäßig dazu verwendet, im Falle eines Überbordgehens von Waren oder Transportcontainern eine Ortung der Waren zu ermöglichen. Hierdurch wird es ermöglicht, die Waren bedarfsweise zu bergen und sicherzustellen, dass Umweltgefährdungen vermieden werden. Insbesondere stellen an oder nahe unter der Wasseroberfläche treibende Container ein hohes Kollisionsrisiko für Schiffe dar.
  • Bekannte Überwachungsvorrichtungen weisen typischerweise einen an einer Ware bzw. einem Container anordnenbaren Grundkörper auf sowie einen über eine Leine mit dem Grundkörper verbundenen Schwimmkörper. Der Schwimmkörper kann mittels einer Abkopplungseinrichtung von dem Grundkörper getrennt werden, wenn ein Überbordgehen der Ware bzw. des Containers detektiert wird. Derartige Überwachungsvorrichtungen sind beispielsweise aus DE 4431683 A1 oder aus EP 0 672 919 A2 bekannt.
  • Nachteilig am beschriebenen Stand der Technik wirkt sich jedoch aus, dass die Vorrichtungen ein oft unzureichendes Kosten-Nutzen-Verhältnis aufweisen, da es sich bei einem Überbordgehen einer Ware um ein vergleichsweise seltenes Ereignis handelt und die Überwachungsvorrichtung ansonsten passiv an der Ware bzw. dem Container angeordnet ist. Unter anderem deshalb konnten sich betreffende Systeme nicht in großem Umfang durchsetzen. Bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen wirkt sich darüber hinaus nachteilig aus, dass gelegentlich die Generierung von Fehlalarmen beobachtet worden ist und die Wartung bzw. Betriebsbereitschaftsprüfung oft aufwendig ist.
  • Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere war eine Überwachungsvorrichtung anzugeben, die die Erreichung einer höheren Überwachungsqualität ermöglicht, leichter zu warten ist, und für ein größeres Überwachungsspektrum einsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Überwachungsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zugrunde, dass die Überwachungsvorrichtung nicht nur im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung eine Positionsbestimmung durchführt und diese an ein drahtloses Datennetz überträgt, sondern vielmehr auch in dem ersten Betriebszustand, in dem ein regulärer Transport der Ware bzw. des Containers vorgenommen wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Überwachungsvorrichtung nicht lediglich für den sehr seltenen Fall eines Überbordgehens der mit der Überwachungsvorrichtung verbundenen Ware aktiviert wird, sondern auch während des normalen Transportbetriebs der Ware dazu verwendet werden kann, die Ware zu lokalisieren und deren geographische Position nachzuverfolgen. Auf diese Weise ist es entgegen lange bestehender Vorurteile nicht länger erforderlich, mehrere Vorrichtungen an der Ware zu befestigen, um sowohl eine allgemeine Positionsüberwachung als auch eine Positionsüberwachung im Falle eines Überbordgehens bereitzustellen, sondern beide Funktionalitäten werden nunmehr in einer einzigen Überwachungsvorrichtung vereint.
  • Hierdurch können Kosten gespart werden, da wesentliche Komponenten, wie die Positionsüberwachungseinheit, nur ein einziges Mal vorzusehen ist, was bei bekannten Lösungen nicht der Fall ist. Auch wird der Installationsaufwand signifikant reduziert.
  • Der erste Betriebsmodus entspricht dabei jenem Zustand, bei dem der Schwimmkörper mittels der Abkopplungseinrichtung an dem Grundkörper verriegelt ist. Dies entspricht jenem Betriebszustand, bei dem Überwachungsvorrichtung an der Ware bzw. an dem Container angeordnet ist, während die Ware bzw. der Container transportiert wird, etwa auf einem Seeschiff, oder auf einem landgebundenen Verkehrsmittel. Der zweite Betriebszustand wird im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport aktiviert.
  • Erfindungsgemäß weist die Zustandsüberwachungseinheit ferner einen Beschleunigungssensor auf und ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von mittels des Beschleunigungssensors ermittelten Beschleunigungssignal wenigstens einen der folgenden Zustände zu detektieren: Erschütterung, Verzögerung, Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen, wobei die Übertragungseinheit dazu eingerichtet ist, die von der Zustandsüberwachungseinheiten bestimmten Zustandsdaten mittels der Übertragungseinheit an das drahtlose Datennetz zu übermitteln.
  • Auf diese Weise wird die Zustandsüberwachungseinheit nicht nur dazu befähigt, Positionsdaten zu ermitteln, sondern darüber hinaus auch unter Verwendung eines Beschleunigungssensors Erschütterungen, Verzögerung oder Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen. Derartige Ereignisse können zu einer Beschädigung der Ware führen und durch die Übermittlung an das drahtlose Datennetz nicht nur erkannt werden, sondern auch einem jeweiligen Transportführer bzw. Transportereignis zugeordnet werden. Auf diese Weise wird die eventuelle Durchsetzung von Versicherungs- bzw. Schadensersatzansprüchen erleichtert.
  • Vorzugsweise weist die Zustandsüberwachungseinheit einen Wassersensor auf, welcher dazu eingerichtet ist, einen Wasserkontakt zu sensieren, wobei die Zustandsüberwachungseinheit dazu eingerichtet ist, aus den Signalen des Wassersensors und des Beschleunigungssensors ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport zu detektieren, wobei der Wassersensor insbesondere als kapazitativer Sensor oder als Wasserschalter ausgebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Beschleunigungssensor mehrere Beschleunigungsmesser auf, wobei insbesondere einer der Beschleunigungsmesser dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungsmesser zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften. Alternativ können mehrere Beschleunigungssensoren vorgesehen sein, wobei insbesondere einer der Beschleunigungssensoren dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungssensor zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften.
  • Durch die Kombination aus Wassersensor und Beschleunigungssensor lässt sich die Erkennungsgenauigkeit eines Überbordgehens einer mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware deutlich verbessern. Beschleunigungsereignisse allein erlauben regelmäßig keine sichere Erkennung, dass die mit der Überwachungsvorrichtung versehene Ware über Bord gegangen ist. Auch die alleinige Verwendung von Wassersensoren kann im Falle von Feuchtigkeitskontakt an Bord des Schiffes zu Fehlalarm führen. Im Übrigen wirkt sich vorteilhaft aus, dass der zur Erkennung von Beschleunigungssignalen ohnehin erforderlichen Beschleunigungssensor nicht nur im Normalbetrieb zum Detektieren von Erschütterungs- oder Verzögerungszuständen verwendet werden kann, sondern eben auch zur Miterkennung eines Überbordgehens der mit Überwachungsvorrichtung versehenen Ware herangezogen werden kann. Durch diese Funktionsintegration wird die Komplexität der Vorrichtung reduziert.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Zustandsüberwachungseinheit dazu eingerichtet, die Abkopplungseinrichtung von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn die Zustandsüberwachungseinheit ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung beim Seetransport detektiert. Auf diese Weise wird im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung der Schwimmkörper von dem Grundkörper getrennt, sodass der Schwimmkörper im Falle eines Untergehens der mit der Überwachungsvorrichtung versehenden Ware innerhalb der durch das Verbindungsmittel vorgegebenen Grenzen an der Wasseroberfläche verbleiben kann und die Positionsbestimmung durchführen bzw. die Positionsdaten aussenden kann.
  • Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Übertragungseinheit dazu eingerichtet ist, mit wenigstens einem der folgenden drahtlosen Datennetze unidirektional oder bidirektional zu kommunizieren: mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN), Mesh-Netzwerk, satellitenbasiertes Netzwerk. Die betreffenden Datennetze haben sich für den hier vorliegenden Anwendungsfall als besonders geeignet gezeigt. Die Verwendung eines mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetzes bzw. eines Mesh-Netzwerkes reduzieren den Energiebedarf der Überwachungsvorrichtung. Der Vorteil eines satellitenbasierten Netzwerkes liegt darin, dass ein solches weitestgehend unabhängig ist von der geographischen Position der Überwachungsvorrichtung, wobei eine sichere Funktion eines solchen Netzwerkes auch auf See und in großer Entfernung zum Festland gegeben ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Daten in dem ersten Betriebszustand an das mobilfunkbasierte Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz oder das Mesh-Netzwerk übermittelt und/oder die Daten in dem zweiten Betriebszustand an das satellitenbasierte Netzwerk übermittelt. Mit anderen Worten erfolgt im normalen Transportbetrieb vorzugsweise eine Datenübermittlung an land- bzw. schiffsbasierte Netze, wie ein Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz oder ein Mesh-Netzwerk. Für den Fall, dass die mit der Überwachungsvorrichtung verbundene Ware über Bord gegangen ist, ist insbesondere abseits der Küstenbereiche davon auszugehen, dass land- bzw. schiffsbasierte Datennetze nicht länger verfügbar sind. In diesem Fall erfolgt die Kommunikation vorzugsweise mit dem satellitenbasierten Netzwerk.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abkopplungseinrichtung eine mit dem Grundkörper verbundene Abkopplungsfassung einen in der Abkopplungsfassung aufnehmbaren und mit dem Schwimmkörper verbundenen Abkopplungssockel mit einer mittigen Bohrung, ein Federelement, welches dazu eingerichtet ist, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung aufzubringen, sowie eine drehbar in der Bohrung aufgenommene Verriegelungsachse auf, welche in eine Verrieglungsstellung und eine Freigabestellung drehbar ist. Vorzugsweise ist an einer Seite des Abkopplungssockels wenigstens eine Bohrung angeordnet, in der wenigstens eine Verriegelungskugel aufgenommen ist. Vorzugsweise weist die Verriegelungsachse in Höhe der Bohrung eine Vertiefung auf, welche dazu eingerichtet ist, die Verriegelungskugel in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung zumindest teilweise aufzunehmen. Vorzugsweise weist die Abkopplungsfassung in Höhe der Bohrung eine Kugelrille auf, welche die Verriegelungskugel in der Verriegelungsstellung teilweise aufnimmt, sodass die Abkopplungsfassung mit dem Abkopplungssockel verbunden ist, und wobei eine Freigabestellung die Kugel durch das Federelement in Richtung der Verriegelungsachse gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung freigegeben und abgestoßen wird.
  • Eine derartige Ausbildung der Abkopplungseinrichtung hat sich als besonders geeignet erwiesen, um eine sichere und wartungsarme Abkopplungsmöglichkeit bereitzustellen, welche im Falle eines Überbordgehens der mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware zuverlässig und sicher einer Separierung des Schwimmkörpers von dem Grundkörper bewirkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Überwachungseinheit ferner dazu eingerichtet, mit außerhalb der Überwachungsvorrichtung angeordneten Sensoren und/oder Aktoren zu kommunizieren und eine Kopplung mit den Sensoren und/oder Aktoren herzustellen. Auf diese Weise kann die Übertragungseinheit beispielsweise mit Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- oder Türöffnungssensoren gekoppelt werden und/oder mit Aktoren, betreffend beispielsweise eine Kühlsteuerung oder einen Einbruchsalarm.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zustandsüberwachungseinheit ferner dazu eingerichtet, auf Basis der von der Positionsüberwachungseinheit ermittelten Positionsdaten Positionsalarme beim Verlassen von definierten geographischen Zonen zu generieren. Hierdurch wird ermöglicht, sicherzustellen, dass sich die mit der Zustandsüberwachungseinheit versehene Ware in den gewünschten geographischen Zonen befindet.
  • Vorzugsweise weisen der Grundkörper und/oder der Schwimmkörper eine lichtreflektierende Signalfarbe auf. Hierdurch wird eine verbesserte Erkennbarkeit im Wasser sichergestellt. Vorzugsweise weist die Überwachungsvorrichtung einen Magnetschalter zum Einschalten der Überwachungsvorrichtung auf.
  • Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf eine Überwachungsvorrichtung beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Überwachungssystem zu Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern transportierten Waren, mit einer Überwachungsvorrichtung und einem cloud-basierten Informationssystem, wobei das cloud-basierte Informationssystem über ein drahtloses Netzwerk mit der Überwachungsvorrichtung datenleitend verbunden ist.
  • Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Überwachungssystem, indem die Überwachungsvorrichtung nach einem der obigen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.
  • Das Überwachungssystem macht sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze wie die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und umgekehrt.
  • Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hier miteinbezogen.
  • Das Überwachungssystem mit dem cloudbasierten Informationssystem ermöglicht zusammengefasst eine detaillierte Überwachung, Analyse und Steuerung der Überwachungsvorrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das cloud-basierte Informationssystem dazu eingerichtet, wenigstens eines der folgenden auszuführen: Daten von der Überwachungsvorrichtung zu empfangen, von der Überwachungsvorrichtung empfangene Daten auszuwerten und darzustellen, Konfigurationsdaten an die Überwachungsvorrichtung zu senden, wobei die Konfigurationsdaten insbesondere Lokalisierungs- und/oder Sendeintervalle und/oder Geozonen umfassen, Firmware-Updates an die Überwachungsvorrichtung zu senden, einen Kopplungsmodus zum drahtlosen Verbinden von externen Sensoren und/oder Aktoren mit der Überwachungsvorrichtung über das drahtlose Datennetz zu initiieren.
  • Vorzugsweise ist das cloudbasierte Informationssystem ferner dazu eingerichtet, im Falle eines Verlustes der Verbindung zu der Überwachungsvorrichtung, die Position der Überwachungsvorrichtung auf Basis der letzten übermittelten Position und externer Daten, insbesondere auf Basis externer Daten betreffend unterhalb der Meeresoberfläche befindlicher Strömungen, zu bestimmen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das cloudbasierte Informationssystem ferner dazu eingerichtet, Satellitenbilder der letzten übermittelten Position der Überwachungsvorrichtung abzurufen und hieraus einen Zustand der mit der Überwachungsvorrichtung versehenen Ware zu ermitteln.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einen Transportcontainer angeordneten Überwachungsvorrichtung beim Seetransport.
  • Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Verfahren mit den Schritten: Detektieren eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung mittels eines in der Überwachungsvorrichtung angeordneten Beschleunigungssensors, Ermitteln eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung auf der Wasseroberfläche mittels des Beschleunigungssensors, Ermitteln eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung angeordneten Wassersensors, Ausgabe eines Überbord-Signals auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung charakterisiert, und wobei die Überwachungsvorrichtung insbesondere nach einem der oben stehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnisse zunutze, dass die Verwendung eines einzigen Sensors allein oft keine hinreichenden genauen Schlüsse darüber zulässt, inwieweit die Ware mit der daran angeordneten Überwachungsvorrichtung tatsächlich über Bord gegangen ist. Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wird die Detektionsgenauigkeit eines betreffenden Überbordgehens erhöht.
  • Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Verfahren weiterhin den Schritt aufweist: Ermitteln, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu einem nicht-satelliten-basierten Datennetz, insbesondere zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) besteht, wobei das Überbord-Signal nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu dem nicht-satellitenbasierten Datennetz nicht besteht.
  • Durch die betreffenden Verfahrensmerkmale wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarm weiter reduziert. So deutet das Vorhandensein eines nicht-satellitenbasierten Datennetzes darauf hin, dass sich die Ware entweder an Land befindet oder aber noch an Bord des Schiffes. Erst wenn derartige nicht-satellitenbasierten Datennetze nicht länger verfügbar sind, ist in Zusammenschau mit den weiteren Verfahrensschritten in hoher Sicherheit davon auszugehen, dass die Ware mit der daran angeordneten Überwachungsvorrichtung tatsächlich über Bord gegangen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Ausgabe des Überbord-Signals bei der Überwachungsvorrichtung die folgenden Schritte: Lösen eines Schwimmkörpers von der Überwachungsvorrichtung, sodass der Schwimmkörper auf einer Wasseroberfläche aufschwimmt, wobei der Schwimmkörper über ein Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper der Überwachungsvorrichtung verbunden ist, Ermitteln einer Position des Schwimmkörpers, insbesondere mittels einer Positionsüberwachungseinheit, welche ein Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems aufweist, Absenden der Position der Überwachungsvorrichtung an ein satellitenbasiertes Datennetz.
  • Nachfolgend wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung bzw. des Überwachungssystems beschrieben. Die Überwachungsvorrichtung wird nachfolgend als Tracer bezeichnet. Der Tracer entspricht der Überwachungsvorrichtung.
  • Vorzugsweise erfolgt eine initiale Geräte-Konfiguration und Bereitstellung (Provisioning) im Kundenkonto innerhalb der cloudbasierten Plattform durch Zuordnung der eindeutigen Tracer-Geräteseriennummer zu einer vom Kunden für die Ware bereitgestellten Identifikationsnummer. Dadurch ist sichergestellt, dass eine Ware eindeutig seinem jeweiligen Tracer-Gerät zugeordnet ist.
  • Der Tracer wird vor Anbringung über einen integrierten Magnetschalter durch Anlegen eines Magnetfeldes (z.B. Permanentmagnet) aktiviert. Die Montage erfolgt dann an einer leicht zugänglichen Stelle der Ware. Über ein mobilfunkbasiertes LPWAN erfolgt die erste Kontaktaufnahme mit der cloudbasierten Plattform, um die Betriebsaufnahme zu signalisieren.
  • Nach dem Provisioning und der Anbringung erfolgt die fortlaufende Übertragung der Position, vorausgesetzt der Tracer ist in Reichweite eines LPWAN bzw. zu einem Mesh-Netzwerk gehörendem Internet-Gateway. Zu diesem Zeitpunkt ist die individuelle Konfiguration des Sendeintervalls über die cloudbasierte Plattform vom Kunden möglich.
  • Eine ereignisbasierte Zustandsüberwachung sendet bei Überschreitung von inertialen Grenzwerten zeitgestempelte und mit der Position versehene Alarme. Zu diesen inertialen Ereignissen gehören Stöße bzw. Erschütterungen während der Verladung oder des Transportes, welche als Indikator für einen potenziellen Schaden an der Ware dienen.
  • Die Zustandsüberwachung ist außerdem dafür zuständig Daten drahtlos von externen Sensoren auszulesen und auf Basis dessen die externen Aktoren anzusteuern. Die Verknüpfung und Konfiguration zwischen Sensorwerten und Aktoren-Ansteuerung erfolgt durch den Kunden über die cloudbasierte Plattform. Dabei werden externe Sensordaten bzw. Steuerbefehle von der Cloud bevorzugt über LPWAN übertragen. Auf dem Seeweg ist LPWAN nicht verfügbar, weshalb anfallende Daten optional über das Mesh-Netzwerk an ein auf der Schiffsbrücke befindliches Internet-Gateway weitergeleitet wird. Von dort werden die Daten über die schiffsinterne Satelliten-Verbindung mit der cloudbasierten Plattform ausgetauscht.
  • Die Erkennung des Verlustes der Ware auf See übernimmt ebenfalls die Zustandsüberwachung, welche während der gesamten Lebensdauer des Tracer-Gerätes kontinuierlich inertiale Messungen vornimmt.
  • Ein Verlust beginnt mit einem inertialen Ereignis in Form eines freien Falls. Zwecks Erkennung von falsch positiven Ereignissen geht das Überwachungssystem optional davon aus, dass kein Signal zu einem mobilfunkbasiertem LPWAN besteht, da dieses beim Transport auf dem Seeweg nicht verfügbar ist. Besteht ein Signal, werden das Ereignis des freien Falls und darauffolgende Verlustereignisse verworfen. Ist das Signal nicht verfügbar, so aktiviert das Überwachungssystem einen hochpräzisen kapazitiven Sensor und beginnt mit der Messung des ihn umgebenden elektrischen Feldes, um einen Basiswert während des Falls zu bestimmen. Auf den freien Fall folgt ein Aufprallschock durch das abrupte Abbremsen des Falls ins Wasser bzw. in einigen Fällen auf andere bereits über Bord gegangene Ladung.
  • Dieser Aufprallschock wird über einen inertialen Sensor registriert. Auf dieses Ereignis folgt im nächsten Schritt die Erkennung einer größeren Menge von um den Tracer befindlichem Wasser, welche durch den kapazitiven Sensor gemessen wird. Durch den Aufprall ins Wasser wird sich die Ware zumindest kurzfristig Unterwasser befinden, wodurch eine charakteristische Signaländerung des elektrischen Feldes durch den kapazitiven Sensor gemessen wird. Dieses charakteristische Signal unterscheidet sich deutlich von dem zuvor gemessenen Basiswert, weshalb kleinere Mengen Wasser, wie sie beispielsweise während des freien Falls durch Regen bei Stürmen zu erwarten sind, keinen Fehlalarm auslösen. Alternative zum kapazitiven Sensor ist ein einfacher Wasserschalter möglich, bestehend aus zwei an der Außenseite befindlichen Metallstäben, welche bei Kontakt mit grö-ßeren Mengen Wasser einen Stromkreislauf schließt und somit eine Wassererkennung ermöglichen. Ist die oben beschriebene Folge von Ereignissen eingetroffen, so aktiviert das Überwachungssystem den Wiederfindungsmodus.
  • Der Wiederfindungsmodus wird durch das Anlegen eines elektrischen Signals an einen Abkopplungsmechanismus gestartet. Der Abkopplungsmechanismus entriegelt ein Verschlusssystem, welcher im verschlossenen Zustand das Halteteil und Sendeteil des Tracers fest miteinander verbunden hält. Durch die Entriegelung wird das Sendeteil vom Halteteil abgestoßen. Sende- und Halteteil sind über eine auf einer abrollbaren Trommel aufgewickelten bis zu 1000 Meter Schnur weiterhin miteinander verbunden. Das Gehäuse des Sendeteils ist schwimmfähig, wodurch es zur Wasseroberfläche treibt bzw. von der treibenden Ware ins Wasser fällt. Dies stellt sicher, dass selbst bei teilweise oder vollständig gesunkener Ware das Sendeteil an die Wasseroberfläche treiben und Signale empfangen bzw. senden kann. Dabei bleibt Sendeteil und Halteteil bzw. Ware über die Schnur weiterhin miteinander verbunden. Nach einer kurzen Verzögerung beginnt das Sendeteil mit der fortlaufenden Positionsbestimmung über GPS. Auf eine erfolgreiche Positionsbestimmung erfolgt die Übertragung der zeitgestempelten Position und der jeweiligen Geräte Seriennummer über ein satellitengestütztes Übertragungssystem.
  • Die fortlaufende Positionsbestimmung und Datenübertragung im Wiederfindungsmodus ist für mindestens 30 Tage aktiv. Die über das satellitengestützte Übertragungssystem gesendeten Daten werden vom jeweiligen Empfangssatelliten an die nächste Bodenstation weitergeleitet und von dort an die cloudbasierte Plattform gesendet. Durch die in den Daten enthaltene Geräteseriennummer erfolgt die Zuordnung zum jeweiligen Kundenkonto.
  • Das Zeitintervall der fortlaufenden Positionsbestimmungen und Datenübertragungen mittels satellitengestütztem Übertragungssystem ist vom Kunden über das cloudbasierte Informationssystem zu jeder Zeit, an welcher sich die Ware bzw. der jeweilige Tracer an Land bzw. in Reichweite eines mobilfunkbasierten LPWAN oder Mesh-Netzwerk mit Internet-Gateway befindet, möglich.
  • Die Montage des Tracers erfolgt vorzugsweise über eine schnelltrocknende Verklebung zwischen der Rückseite des Halteteils und einer Außenseite der jeweiligen Ware. Eine weitere mögliche Form der Anbringung ist die Verschraubung des Halteteils über zwei nach hinten gerichtete Schrauben, welche zu einer mit zugehörigen Bohrlöchern versehenen Außenwand der Ware korrespondieren.
  • Der Tracer besteht aus dem Halteteil und dem Sendeteil. Beide sind über ein Verriegelungssystem fest miteinander verbunden. Beide bestehen jeweils aus einem wasserdichten, starkwandigen und widerstandsfähigen Kunststoffgehäuse. Innerhalb des Halteteils befinden sich eine Abrollbare Trommel mit einer aufgewickelten reißfesten Schnur, eine Befestigungsfassung als Gegenstück zum Sockel des Abkopplungsmechanismus.
  • Innerhalb des Sendeteils befinden sich ein Funkmodul mit Antenne zur bidirektionalen Datenkommunikation über ein mobilfunkbasiertes LPWAN, ein Funkmodul mit Antenne zur Datenübertragung über ein satellitengestütztes System, ein Funkmodul mit Antenne zur bidirektionalen Datenkommunikation über ein Multiband fähiges Mesh-Netzwerke, ein Beschleunigungssensor zur Erkennung eines freien Falls, ein Beschleunigungssensor zur Erkennung von Erschütterungen, Stößen und Aufprall ins Wasser, ein kapazitiver Sensor mit differenzial Elektroden zur Erkennung von Wasser, eine Hauptbatterie mit besonders geringer Selbstentladung, eine Puffer-Batterie zum Bereitstellen von hohen Strompulsen, eine Aufladbare Batterie zum Speichern von Photovoltaik Strom durch Energy Harvesting, eine bruchfeste CIGS Solarzelle, ein Gegengewicht zur vertikalen Aufrichtung des schwimmfähigen Gehäuses im Wasser, ein Abkopplungsmechanismus mit Sockel als Gegenstück für die Befestigungsfassung im Halteteil.
  • Im Normalbetrieb (nicht Verlustfall) sind Halte- und Sendeteil über den Abkopplungsmechanismus fest miteinander verbunden. Dabei ist der Sockel des Sendeteils fest in die Befestigungsfassung des Halteteils eingerastet. In diesem Betriebsmodus erfolgt eine kontinuierliche Zustandsüberwachung und durch ein individuell einstellbares Intervall fortlaufend eine Positionsbestimmung. Die Positionsdaten und Ereignisdaten der Zustandsüberwachung werden nach jedem erfassten Datensatz über ein mobilfunkbasiertes LPWAN bzw. selbstverwaltendes drahtloses Mesh-Netzwerk mit Internet-Gateway in Reichweite übertragen. Über das Mesh-Netzwerk ist zudem der Austausch von Zustands- und Steuerdaten mit bzw. zwischen externer Sensorik und Aktorik möglich. Hierbei fungiert der Tracer als Zwischenspeicher, Steuerzentrale und Gateway zwischen Internet-Gateway und allen verbundenen externen Sensoren und Aktoren. Die Übertragung der Zustands- und Steuerdaten erfolgt vorzugsweise über LPWAN.
  • Alternativ zum auf dem Seeweg fehlenden LPWAN werden die Daten über das schiffsumspannende Mesh Netzwerk und ein auf der Schiffsbrücke befindliches Internet-Gateway über die schiffsinterne Satelliten-Verbindung übertragen. Jeder Tracer ist dabei ein Knoten, welcher mit allen benachbarten Knoten verbunden ist und somit durch Hopping eine Datenübertragung auch an die entlegensten Ecken des Schiffes ermöglicht.
  • Ist LPWAN über eine längere Zeit nicht verfügbar, so wird davon ausgegangen, dass sich die transportierte Ware auf dem Seeweg befindet. Die Zustandsüberwachung ist zu diesem Zeitpunkt in der Lage über die zuvor beschriebene Ereigniskette den Verlust der Ware auf See zu erkennen. Trifft die Ereigniskette ein, so wechselt der Tracer in den Wiederfindungsmodus. In diesem Modus wird durch ein elektrisches Signal die Verriegelung zwischen Sockel und Befestigungsfassung des Abkopplungsmechanismus entriegelt, sodass das Sendeteil vom Halteteil abgestoßen wird.
  • Durch das schwimmfähige Gehäuse des Sendeteils treibt es zur Wasseroberfläche, bleibt jedoch über eine Schnur, welche von einer im Halteteil befindlichen Trommel abgerollt wird, mit der Ware verbunden. Aufgrund der gezielten Platzierung aller schweren Bauteile in der Unterseite des Gehäuses, richtet sich das Sendeteil im Wasser vertikal aus, sodass sich das obere Drittel stets über der Wasseroberfläche befindet. Dies stellt freie Sicht zum Himmel sicher, damit sowohl GPS als auch Satelliten Empfang gegeben sind. Im Wiederfindungsmodus wird über ein vom Kunden individuell festlegbares Intervall fortlaufend die Position der verlorenen Ware bestimmt und über das Satelliten Funkmodul übertragen.
  • Der Abkopplungsmechanismus besteht aus den folgenden Einzelbestandteilen: Metallgehäuse mit Abkopplungs-Fassung, Abkopplungs-Sockel, Feder, zwei Stahlkugeln, Verriegelungsachse aus Stahl, Hochdrehmoment Motor.
  • Der Abkopplungsmechanismus dient als Befestigung zwischen Halte- und Sendeteil. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 12. Er umfasst ein Gehäuse aus gefrästem Metall, vorzugsweise Stahl. Zwecks Kostenreduktion bestehen alternativ zumindest Sockel und Fassung aus Stahl. Das Gehäuse hat einen zylinderförmigen Sockel mit einer von unten gesehen mittigen Bohrung. Dieser zylindrische Sockel ist zum Teil mit einem leichten Flansch in das Gehäuse hineingefräst. Diese ins Gehäuse gefräste Vertiefung dient als Hohlraum zum Einlassen einer Sprungfeder. An den Seiten des zylinderförmigen Sockels sind zwei gegenüberliegende Bohrungen, welche jeweils etwas größer als der Durchmesser der dort einlassbaren Stahlkugeln ist.
  • Im Gehäuse befindet sich zudem eine Ausfräsung zum Einsetzen eines Hochdrehmomentmotors, auf dessen Welle eine Verriegelungsachse aus Stahl aufgesteckt ist. Bei dem Motor handelt es sich beispielsweise um einen Schritt- oder Servomotor mit sehr hohem Drehmoment, welcher eine gradgenaue Rotorstellung über externe elektrische Signale ermöglicht. Die Verriegelungsachse passt genau in die mittige Bohrung des zylinderförmigen Sockels und hat zwei parallel zueinander liegende Vertiefungen, welche mit den seitlichen Bohrungen des Sockels korrespondieren. Die Tiefe der Vertiefungen beträgt etwa ein Drittel des Durchmessers einer der beiden Kugeln. Auf den Sockel wird eine Fassung aus Stahl aufgesteckt. Diese Fassung hat zwei seitlich gegenüberliegende Bohrungen, dessen Durchmesser etwas kleiner ist, als die der Kugeln. Die Fassung hat zudem ein integriertes Gewinde für eine Befestigungsschraube.
  • Wird die Fassung vollständig auf den Sockel aufgesteckt, so befindet sich die Feder in einem gespannten Zustand. Die seitlichen Bohrungen des Sockels korrespondieren mit den seitlichen Bohrungen der Fassung. Wird die Verriegelungsachse durch den Motor um 90 Grad gedreht, so werden die Kugeln nach außen Gedrückt und pressen gegen die seitlichen Bohrungen der Fassung. In diesem Zustand hindern die blockierenden Kugeln die Fassung daran abgestoßen zu werden. Dies ist der vierriegelte Zustand. Wird die Verriegelungsachse erneut vom Motor um 90 Grad gedreht, so werden durch den Druck der Feder die Kugeln in die Vertiefung der Verriegelungsachse gedrückt und die Fassung abgestoßen. Dies ist der entriegelte Zustand.
  • Das cloudbasierte Informationssystem umfasst ein Cluster von redundanten Internetdiensten. Zu den Aufgaben gehört das Empfangen und Speichen der von allen Tracern und externen Geräten gesendeten Daten. Dabei werden die Daten entweder als normale IP-Pakete via CoAP oder MQTT über das LPWAN bzw. Mesh-Netzwerk oder über HTTP POST von den Bodenstationen des satelliten-gestützten Systems empfangen. Die Plattform umfasst eine grafische Oberfläche zur Visualisierung dieser Daten, um beispielsweise die jeweilige Position eines Tracers auf einer Landkarte mit dem gemeldeten Alarm anzuzeigen oder Zustandsdaten grafisch darzustellen.
  • Zu den weiteren Funktionalitäten gehören eine Mehrmandantenfähigkeit und Möglichkeiten zur Verknüpfung von Tracer-Geräten, Mandaten (Kunden) und anderen externen Metadaten wie z. B. Angaben über den aktuell verantwortlichen Transporteur.
  • Darüber hinaus ist über die grafische Oberfläche für jeden Kunden möglich, einen Kopplungsmodus für einen jeweiligen Tracer zu aktivieren. Dieser dient dazu, um externe Geräte über das integrierte Mesh Funkmodul zu verbinden bzw. zu koppeln. Im weiteren Schritt ist die Konfiguration der externen Geräte möglich, um benutzerdefiniertes Verhalten zu programmieren. Dazu gehört z.B. die Leistungsregulierung eins Kühlaggregats bei Überschreitung- bzw. Unterschreitung einer Temperaturgrenze.
  • Die Lokalisierungs- bzw. Sendeintervalle lassen sich von jedem Kunden für seine in Betrieb befindlichen Tracer über die grafische Oberfläche individuell konfigurieren. Dabei berechnen intelligente Algorithmen die Auswirkungen dieser Einstellungen auf die Batterielebensdauer und zeigen diese dem Kunden an.
  • Zum Schutz vor Diebstahl oder zwecks Einhaltung von Routen, kann jeder Kunde individuell für jeden seiner Tracer über eine Kartenansicht Geozonen einrichten. Somit kann beispielsweise beim Abladen einer Ware am Hafen eine Geozone für ein bestimmtes Zeitintervall eingerichtet werden, in welchem diese Ware den festgelegten Bereich nicht verlassen darf. Des Weiteren können feste Routen bzw. Bereiche für die Ware definiert werden, die aufgrund von Versicherungsbedingungen während des Transportes eingehalten bzw. gemieden werden müssen. Zu solchen Bereichen gehören z.B. Konfliktgebiete, die einen Transport zwar beschleunigen könnten, jedoch für Versicherungen ein unzumutbares Risiko darstellen.
  • Zwecks Fehlerbehebungen und Funktionalitätserweiterungen unterstützt die cloudbasierte Plattform die Übertragung und Ausführung von Firmware Updates über das mobilfunkbasierte LPWAN für jeden mit der Plattform verbundenen Tracer.
  • Die Ware kann im Verlustfall durch den Aufprall zerschellen (insbesondere Container), wodurch in diesem Fall ein Tracer Gerät nur in der Lage wäre das jeweilige Trümmerteil zu Orten, nicht jedoch die gesamte Ware. Trümmerteile können sich nach einiger Zeit über eine weite Region erstrecken und sind zum Teil schwimmfähig. Um festzustellen, ob die Ware zerschellt ist, wird anhand der aktuellen Position der Ware über die Cloud von einem externen Dienstleister aktuelle Satelliten Bilder (optisch und Radar) der jeweiligen Region abgerufen. Diese Bilder werden automatisch von einer Künstlichen Intelligenz ausgewertet, um Rückschlüsse über die strukturelle Integrität der auf See verlorenen Ware zu ermitteln. Herumtreibende Trümmerteile dienen dabei als Indikator. Darüber hinaus dienen die Bildaufnahmen dazu, um zu ermitteln, ob die Ware noch auf der Wasseroberfläche treibt, oder bereits zumindest teilweise gesunken ist (nicht mehr sichtbar). Des Weiteren ist es möglich weitere verlorene und schwimmfähige Ware zu verfolgen, welche über kein angebrachtes Tracer Gerät verfügen.
  • Im Verlustfall ist das Tracer-Gerät in der Lage, bis zu einer Tiefe von 1000 Metern eine präzise Lokalisierung durchzuführen. Bei Überschreitung dieser Tiefe starten intelligente Algorithmen im cloudbasierten Informationssystem und berechnen fortlaufend die geschätzte Position anhand der letzten bekannten Position und durch externe Daten zu unterhalb der Wasseroberfläche befindlichen Meeresströmungen. Dies ist vor allem für Güter wie Container hilfreich, welche aufgrund von Lufteinschlüssen nur langsam sinken und längere Zeit unter der Wasseroberfläche treiben.
  • Collecte Localisation Satellites (CLS) stellt mit dem Argos/Kineis System eine kostengünstige Satelliten-Konstellation speziell für IoT-Geräte zu Verfügung. Sie erlaubt das Senden von kurzen 30 Byte Nachricht von jedem Ort auf der Erde. Diese Nachrichten werden vom jeweiligen Satelliten an die nächste Bodenstation weitergeleitet und von dort an das oben erwähnte cloudbasierte Informationssysteme gesendet. Das beschriebene Ortungs- und Überwachungssystem macht Nutzen von diesem Satelliten System durch die Verwendung des passenden Sendemoduls und einer geeigneten zum Himmel gerichteten Antenne.
  • Niedrigenergie-Weitverkehrsnetze bieten sich an Land aufgrund ihres besonders geringen Energieverbrauchs und Funkreichweiten von bis zu 10 Kilometern an. Aufgrund der globalen Verbreitung des beschriebenen Ortungs- und Überwachungssystems, ist eine globale Abdeckung solch eines Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz von oberster Priorität. Das System nutzt deshalb die Mobilfunkstandards LTE-M oder NB-loT, welche überall dort verfügbar sind, wo auch LTE bzw. 5G verfügbar ist. Sowohl LTE-M als auch NB-loT werden vom System parallel genutzt und schalten je nach Verfügbarkeit automatisch zwischen den Standards um.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
  • Hierbei zeigen:
    • Fig 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung in einer Draufsicht;
    • Fig. 2: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht angeordnet an einen Transportcontainer;
    • Fig. 3 bis 6: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 in perspektivischen Darstellungen und in unterschiedlichen Betriebszuständen;
    • Fig. 7 und 8: das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung in Strichschnittansichten;
    • Fig. 9 und 10: eine erfindungsgemäße Abkopplungsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung sowie einer Schnittdarstellung;
    • Fig. 11: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems in einer Blockschalt-Darstellung;
    • Fig. 12: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems in einer schematischen Darstellung;
    • Fig. 13: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Blockschalt-Darstellung; und
    • Fig. 14: ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung 2.
  • Fig. 1 zeigt eine Überwachungsvorrichtung 2 zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern 3 (s. Fig. 2) transportieren Waren. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist einen Grundkörper 4 auf, welcher an einem Transportcontainer 3 oder einer Ware angeordnet werden kann. An dem Grundkörper 4 ist ein Schwimmkörper 6 befestigt. An dem Schwimmkörper 6 ist ferner eine Solarzelle 62 befestigt, die dazu eingerichtet ist, die Überwachungsvorrichtung 2 zumindest teilweise mit zum Betrieb erforderliche Energie zu versorgen.
  • Fig. 2 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer Seitenansicht. Der Grundkörper 4 der Überwachungsvorrichtung 2 ist mittels einer Klebefläche 64 an einer Ware, insbesondere an einem Transportcontainer 3 zum transportierten einer Ware angeordnet. Fig. 3 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer perspektivischen Ansicht. Der Schwimmkörper 6 ist an dem Grundkörper 4 verriegelt, was einem ersten Betriebszustand B1 entspricht.
  • Fig. 4 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einem zweiten Betriebszustand B2, bei welchem der Schwimmkörper 6 von dem Grundkörper 4 separiert worden ist. Der Grundkörper 4 weist zu diesem Zweck eine Abkopplungsfassung 70 auf, in die Kugelrillen 72 eingebracht sind. Mittels einer Dichtung 68 wird der Schwimmkörper 6 in dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Betriebszustand B1 gegenüber dem Grundkörper 4 abgedichtet. Der Schwimmkörper 6 ist über ein nicht gezeigtes Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper 4 verbunden. Das Verbindungsmittel kann beispielsweise als Schnur ausgebildet sein, welche durch eine Schnurdurchführung 66 aus dem Grundkörper 4 geführt wird.
  • Fig. 5 zeigt insbesondere eine Unterseite des Schwimmkörpers 6 in dem zweiten Betriebszustand B2. An der Unterseite des Schwimmkörpers 6 ist eine Dichtungsfassung 76 vorgesehen, die mit der Dichtung 68 (vgl. Fig. 4) zusammenwirkt. Der Schwimmkörper 6 weist darüber hinaus eine Schnurbefestigung 74 auf, an der das Verbindungsmittel bzw. die Schnur mit dem Schwimmkörper verbunden ist. Eine zwischen Schwimmkörper 6 und Grundkörper 4 angeordnete Feder 78 erleichtert eine Separierung des Schwimmkörpers 6 von dem Grundkörper 4 in dem zweiten Betriebszustand B2.
  • Fig. 6 zeigt die Überwachungsvorrichtung 2 in einer perspektivischen Darstellung von einer Rückseite aus. An dem Grundkörper 4 sind Rastmittel 5 angeordnet, die in dem ersten Betriebszustand B1 in Rastmittelaufnahmen 7 eingreifen, welche an dem Schwimmkörper 6 befestigt sind.
  • Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht der Überwachungsvorrichtung 2. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist eine Platine 80 auf. Die Platine 80 ist in den Schwimmkörper 6 angeordnet. In dem Schwimmkörper 6 sind darüber hinaus Batterien 82 sowie ein Akkumulator 84 zur Energieversorgung angeordnet. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist ferner eine Abkopplungseinrichtung 8 auf. Die Abkopplungsvorrichtung 8 ist in den Fig. 9 und 10 näher detailliert. Die Abkopplungsvorrichtung 8 weist einen Motor 9 auf, der mit einer Verriegelungsachse 92 verbunden ist. Durch eine Rotation der Verriegelungsachse 92 wird die Abkopplungseinrichtung 8 von dem ersten Betriebszustand B1 in den zweiten Betriebszustand B2 gebracht. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist darüber hinaus eine Unterlegescheibe 94 sowie eine Befestigungsscheibe 96 auf. Im unteren Bereich der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere in dem Grundkörper 4, ist eine Schnurtrommel 98 angeordnet. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist ferner eine Abkopplungsfassung 70 auf. Aus Fig. 7 ebenfalls erkennbar sind die Dichtung 68, die Schnurbefestigung 74 und die Schnurdurchführung 66. Die auf der Schnurtrommel 98 aufgenommene Schnur wird durch die Schnurführung 66 zu der Schnurbefestigung 74 des Schwimmkörpers geführt und an dieser befestigt.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere Strichschnittansicht einer Überwachungsvorrichtung 2, wobei die in Fig. 8 gewählte Schnittebene rechtwinklig ist zu der in Fig. 7 gewählten Schnittebene. Wie Fig. 8 zu entnehmen ist, weist die Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere der Schwimmkörper 6 der Überwachungsvorrichtung 2, einen Wassersensor 28 auf. Der Wassersensor 28 weist Differential-Elektroden 30 auf.
  • Wie der Figur ferner zu entnehmen ist, weist die Abkopplungseinrichtung 8 Verriegelungskugeln 100 auf, deren Funktion nachfolgend anhand von Fig. 10 näher erläutert werden wird. Die Schnurtrommel 98 ist mittels Kugellager 99 gelagert.
  • Die Abkopplungseinrichtung 8 ist anhand von Fig. 9 und Fig. 10 detailliert. Die Abkopplungseinrichtung 8 weist eine Abkopplungsfassung 70 auf. Die Abkopplungsfassung 70 ist mit dem Grundkörper 4 verbunden. In der Abkopplungsfassung 70 ist ein Abkopplungssockel 86 aufnehmbar und mit dem Schwimmkörper 6 verbunden. Der Abkopplungssockel 86 weist eine mittige Bohrung 73 auf. Das Federelement 78 ist dazu eingerichtet, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung 70 aufzubringen. In der Bohrung 73 ist drehbar eine Verriegelungsachse 92 aufgenommen. Die Verriegelungsachse 92 ist in Fig. 10 in einer Freigabestellung F dargestellt. An einer Seite des Abkopplungssockel 86 sind Bohrungen 75 angeordnet, in welchen jeweils eine Verriegelungskugel 100 aufgenommen ist. Die Verriegelungsachse 92 weist in Höhe der Bohrung 75 eine Vertiefung 77 auf. Die Vertiefung 77 ist dazu eingerichtet, die Verriegelungskugel 100 in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung F zumindest teilweise aufzunehmen. Die Abkopplungsfassung 70 weist in Höhe der Bohrung 75 eine Kugelrille 72 auf. Die Kugelrille 72 ist dazu eingerichtet, die Verriegelungskugel 100 in der Verriegelungsstellung teilweise aufzunehmen, sodass die Abkopplungsfassung 70 mit dem Abkopplungssockel 86 verbunden ist und wobei in der Freigabestellung F die Verriegelungskugel 100 durch das Federelement 78 in Richtung der Verriegelungsachse 92 gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung 70 freigegeben und schließlich abgestoßen wird. An der Abkopplungsfassung 70 ist ferner eine Unterlegescheibe 94 angeordnet, die durch eine Schraube 96 in Position gehalten wird.
  • Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Überwachungssystems 41. Das Überwachungssystem 41 weist eine Überwachungsvorrichtung 2 und ein cloudbasiertes Informationssystem 42 auf. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist über ein drahtloses Netzwerk 20 mit der Überwachungsvorrichtung 2 datenleitend verbunden.
  • Fig. 12 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Überwachungssystems 41. Erneut weist das Überwachungssystem 41 eine Überwachungsvorrichtung 2 und ein cloudbasiertes Informationssystem 42 auf. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist über das drahtlose Netzwerk 20 mit der Überwachungsvorrichtung 2 datenleitend verbunden. Das cloudbasierte Informationssystem 42 ist mit einer Überwachungseinheit 104, einer Aktualisierungseinheit 108 und einer Analyseeinheit 106 verbunden. Darüber hinaus ist das cloudbasierte Informationssystem mit drahtlosen Netzwerken 20 verbunden, insbesondere einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) 32 sowie einem Satelliten-Uplink 112. Über einen Gateway 114 ist das cloudbasierte Informationssystem 42 ferner mit einem Netz (Mesh 116) von weiteren Überwachungsvorrichtungen 2 verbunden.
  • Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ihrerseits mit dem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz 32, einem Navigationssatellitensystem 110 sowie dem Satelliten-Uplink 112 verbunden. Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ferner mit dem Mesh 2 verbunden. In der Überwachungsvorrichtung 2 sind interne Sensoren 132 angeordnet. Darüber hinaus ist die Überwachungsvorrichtung 2 dazu eingerichtet, mit externen Aktoren 118 zu kommunizieren. Die externen Aktoren 118 können beispielsweise sein ein Kühlsteuerungs-Aktor 120 oder ein Einbruchsalarm-Aktor 122.
  • Die Überwachungsvorrichtung 2 ist ferne dazu eingerichtet, mit externen Sensoren 124 zu kommunizieren. Beispiele für diese externen Sensoren 124 sind ein Temperatursensor 126, ein Luftfeuchtigkeitssensor 128 oder ein Türöffnungssensor 130.
  • Fig. 13 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 44 zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einem Transportcontainer 3 angeordneten Überwachungsvorrichtung 2 bei einem Seetransport. Das Verfahren 44 weist die Schritte auf: Detektieren 46 eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere mittels eines in der Überwachungsvorrichtung 2 angeordneten Beschleunigungssensors 22, Ermitteln 48 eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung 2 auf der Wasseroberfläche, insbesondere mittels Beschleunigungssensors 22, Ermitteln 50 eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung 2, insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung 2 angeordneten Wassersensors 28, Ausgabe 52 eines Überbordsignals 53 auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal 53 ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung 2 charakterisiert, Ermitteln 54, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung 2 zu einem nicht-satellitenbasierten Datennetz 55, insbesondere zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) 32 besteht, wobei das Überbordsignal 53 nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung 2 zu dem nicht-satellitenbasierten Datennetz 55 nicht besteht, wobei die Ausgabe 52 des Überbordsignals 53 bei der Überwachungsvorrichtung 2 die Schritte bewirkt: Lösen 56 eines Schwimmkörpers 6 von der Überwachungsvorrichtung 2, Ermitteln 58 einer Position des Schwimmkörpers 6 und Aussenden 60 der Position der Überwachungsvorrichtung 2 an ein satellitenbasiertes Datennetzwerk 61.
  • Fig. 14 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung 2. Die Überwachungsvorrichtung 2 weist einen Grundkörper 4 und einen daran angeordneten Schwimmkörper 6 auf. Der Schwimmkörper 6 weist eine Zustandsüberwachungseinheit 12 auf, welche eine in dem Schwimmkörper 6 angeordnete Positionsüberwachungseinheit 14 aufweist. Die Positionsüberwachungseinheit 14 weist einen Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Navigationssatellitensystems 110 auf. In dem Schwimmkörper 6 ist ferner eine Übertragungseinheit 16 angeordnet, welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit 12 verbunden ist. Der Schwimmkörper 6 weist ferner einen Beschleunigungssensor 22 auf, welcher dazu eingerichtet ist, Beschleunigungssignale 24 zu generieren. Der Beschleunigungssensor 22 kann mehrere Beschleunigungsmesser aufweisen (nicht gezeigt), wobei insbesondere einer der Beschleunigungsmesser dazu eingerichtet ist, einen freien Fall zu detektieren und ein weiterer Beschleunigungsmesser zur Ermittlung von Erschütterungen, Schocks und anderen Ereignissen mit vergleichsweise hohen G-Kräften. Die Zustandsüberwachungseinheit 12 ist dazu eingerichtet, Zustandsdaten 26 zu generieren.
    • Liste der verwendeten Bezugszeichen
    • 2
    Überwachungsvorrichtung
    3
    Transportcontainer
    4
    Grundkörper (Halteteil)
    5
    Rastmittel
    6
    Schwimmkörper (Sendeteil)
    7
    Rastmittelaufnahme
    8
    Abkopplungseinrichtung
    12
    Zustandsüberwachungseinheit
    13
    Empfänger
    14
    Positionsüberwachungseinheit
    16
    Übertragungseinheit
    18
    Positionsdaten
    20
    drahtloses Datennetz
    22
    Beschleunigungssensor
    24
    Beschleunigungssignal
    26
    Zustandsdaten
    28
    Wassersensor
    30
    kapazitativer Sensor / Differential-Elektroden
    32
    mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN)
    34
    Mesh Netzwerk
    36
    satellitenbasiertes Netzwerk
    41
    Überwachungssystem
    42
    cloudbasiertes Informationssystem
    44
    Verfahren zur Überwachung von Waren
    46
    detektieren eines freien Falls
    48
    ermitteln eines Aufprallstoßes
    50
    ermitteln eines Wasserkontakts
    52
    Ausgabe eines Überbord-Signals
    53
    Überbord-Signal
    54
    Ermitteln, ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung zu einem nicht-satellitenbasierten Datennetz besteht
    55
    nicht-satellitenbasiertes Datennetz
    56
    Lösen eines Schwimmkörpers der Überwachungsvorrichtung
    58
    Ermitteln einer Position des Schwimmkörpers
    60
    Aussenden der Position der Überwachungsvorrichtung
    61
    satellitenbasiertes Datennetz
    62
    Solarzelle
    64
    Klebefläche
    66
    Schnurdurchführung
    68
    Dichtung
    70
    Abkopplungsfassung
    72
    Kugelrillen
    73
    mittige Bohrung
    74
    Schnurbefestigung
    75
    Bohrung
    76
    Dichtungsfassung
    77
    Vertiefung
    78
    Feder
    80
    Platine
    82
    Batterien
    84
    Akkumulator
    86
    Abkopplungssockel
    88
    Gegengewicht
    90
    Motor
    92
    Verriegelungsachse
    94
    Unterlegscheibe
    96
    Befestigungsschraube
    98
    Schnurtrommel
    99
    Kugellager
    100
    Verriegelungskugeln
    104
    Überwachungseinheit
    106
    Analyseeinheit
    108
    Aktualisierungseinheit
    110
    Navigationssatellitensystem
    112
    Satelliten-Uplink
    114
    Gateway
    116
    Mesh
    118
    Externe Aktoren
    120
    Kühlsteuerungs-Aktor
    122
    Einbruchsalarm-Aktor
    124
    Externe Sensoren
    126
    Temperatursensor
    128
    Luftfeuchtigkeitssensor
    130
    Türöffnungssensor
    132
    Interne Sensoren
    B1
    erster Betriebszustand
    B2
    zweiten Betriebszustand
    F
    Freigabestellung

Claims (14)

  1. Überwachungsvorrichtung (2) zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern (3) transportierten Waren, mit
    - einem an der Ware, insbesondere dem Transportcontainer (3), anordnenbaren Grundkörper (4),
    - einem Schwimmkörper (6), welcher mittels einer Abkopplungseinrichtung (8) lösbar an dem Grundkörper (4) angeordnet ist und über ein Verbindungsmittel permanent mit dem Grundkörper (4) verbunden ist,
    wobei der Schwimmkörper (6) mittels der Abkopplungseinrichtung (8) in einem ersten Betriebszustand (B1) an dem Grundkörper (4) verriegelt ist und in einem zweiten Betriebszustand (B2) von dem Grundkörper (4) freigegeben ist, wobei der zweite Betriebszustand (B2) im Falle eines Überbordgehens der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport aktiviert wird,
    - einer Zustandsüberwachungseinheit (12) mit einer in dem Schwimmkörper (6) angeordneten Positionsüberwachungseinheit (14), welche einen Empfänger zum Empfang von Signalen eines Navigationssatellitensystems (110) aufweist, sowie
    - eine in dem Schwimmkörper (6) angeordnete Übertragungseinheit (16), welche datenleitend mit der Zustandsüberwachungseinheit (12) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Position des Schwimmkörpers (6) in dem ersten Betriebszustand (B1) und dem zweiten Betriebszustand (B2) zu bestimmen, und die Zustandsüberwachungseinheit (12) ferner dazu eingerichtet ist, die von der Positionsüberwachungseinheit (14) bestimmten Positionsdaten (18) an ein drahtloses Datennetz (20) in dem ersten Betriebsmodus (B1) und dem zweiten Betriebsmodus (B2) zu übermitteln,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) einen Beschleunigungssensor (22) aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von mittels des Beschleunigungssensors (22) ermittelten Beschleunigungssignalen (24) wenigstens einen der folgenden Zustände zu detektieren:
    - Erschütterung,
    - Verzögerung,
    - Überschreitung von definierten Beschleunigungsgrenzen,
    wobei die Übertragungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, die von der Zustandsüberwachungseinheit (12) bestimmten Zustandsdaten (26) mittels der Übertragungseinheit (16) an das drahtlose Datennetz (20) zu übermitteln.
  2. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) einen Wassersensor (28) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, einen Wasserkontakt zu sensieren, wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, aus den Signalen des Wassersensors (28) und des Beschleunigungssensors (22) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport zu detektieren, wobei der Wassersensor (28) insbesondere als kapazitativer Sensor (30) oder als Wasserschalter ausgebildet ist.
  3. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 2,
    wobei die Zustandsüberwachungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, die Abkopplungseinrichtung (8) von dem ersten Betriebsmodus (B1) in den zweiten Betriebsmodus (B2) zu schalten, wenn die Zustandsüberwachungseinheit (12) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport detektiert.
  4. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei Übertragungseinheit (16) dazu eingerichtet ist, mit wenigstens einem der folgenden drahtlosen Datennetze (20) unidirektional oder bidirektional zu kommunizieren:
    - mobilfunkbasiertes Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32),
    - Mesh Netzwerk (34),
    - satellitenbasiertes Netzwerk (36).
  5. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die Daten in dem ersten Betriebszustand (B1) an das mobilfunkbasierte Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) oder das Mesh Netzwerk (34) übermittelt werden und/oder wobei die Daten in dem zweiten Betriebszustand (B2) an das satellitenbasierte Netzwerk (36) übermittelt werden.
  6. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die Abkopplungseinrichtung (8) aufweist:
    - eine mit dem Grundkörper (4) verbundene Abkopplungsfassung (70),
    - einen in der Abkopplungsfassung (70) aufnehmbaren und mit dem Schwimmkörper (6) verbundenen Abkopplungssockel (86) mit einer mittigen Bohrung (73),
    - einem Federelement (78), welches dazu eingerichtet ist, eine Federkraft auf die Abkopplungsfassung (70) aufzubringen,
    - einer drehbar in der Bohrung (73) aufgenommene Verriegelungsachse (92), welche in eine Verriegelungsstellung und eine Freigabestellung (F) drehbar ist,
    wobei an einer Seite des Abkopplungssockels (86) wenigstens eine Bohrung (75) angeordnet ist, in der wenigstens eine Verriegelungskugel (100) aufgenommen ist,
    und wobei die Verriegelungsachse (92) in Höhe der Bohrung (75) eine Vertiefung (77) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Verriegelungskugel (100) in der Verriegelungsstellung nach außen zu drücken und in der Freigabestellung (F) zumindest teilweise aufzunehmen,
    und wobei die Abkopplungsfassung (70) in Höhe der Bohrung (75) eine Kugelrille (72) aufweist, welche die Verriegelungskugel (100) in der Verriegelungsstellung teilweise aufnimmt, so dass die Abkopplungsfassung (70) mit dem Abkopplungssockel (86) verbunden ist und wobei in der Freigabestellung (F) die Verriegelungskugel (100) durch das Federelement (78) in Richtung der Verriegelungsachse (92) gedrückt wird, wodurch die Abkopplungsfassung (70) freigegeben und abgestoßen wird.
  7. Die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Übertragungseinheit (16) ferner dazu eingerichtet ist, mit außerhalb der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Sensoren und/oder Aktoren zu kommunizieren und eine Kopplung mit den Sensoren und/oder Aktoren herzustellen.
  8. Überwachungssystem (41) zur Überwachung von Waren, insbesondere von in Transportcontainern (3) transportierten Waren, mit:
    - einer Überwachungsvorrichtung (2), und
    - einem cloudbasierten Informationssystem (42),
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) über ein drahtloses Netzwerk (20) mit der Überwachungsvorrichtung (2) datenleitend verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  9. Das Überwachungssystem (41) nach Anspruch 8,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der folgenden auszuführen:
    - Daten von der Überwachungsvorrichtung (2) zu empfangen,
    - von der Überwachungsvorrichtung (2) empfangene Daten auszuwerten und darzustellen,
    - Konfigurationsdaten an die Überwachungsvorrichtung (2) zu senden, wobei die Konfigurationsdaten insbesondere Lokalisierungs- und/oder Sendeintervalle und/oder Geozonen umfassen,
    - Firmware-Updates an die Überwachungsvorrichtung (2) zu senden,
    - einen Kopplungsmodus zum drahtlosen Verbinden von externen Sensoren und/oder Aktoren mit der Überwachungsvorrichtung (2) über das drahtlose Datennetz (20) zu initiieren.
  10. Das Überwachungssystem (41) nach Anspruch 8 oder 9,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) dazu eingerichtet ist, im Falle eines Verlustes der Verbindung zu der Überwachungsvorrichtung (2), die Position der Überwachungsvorrichtung (2) auf Basis der letzten übermittelten Position und externer Daten, insbesondere auf Basis externer Daten betreffend unterhalb der Meeresoberfläche befindlicher Strömungen, zu bestimmen.
  11. Das Überwachungssystem (41) nach einem der Ansprüche 8-10,
    wobei das cloudbasierte Informationssystem (42) ferner dazu eingerichtet ist, Satellitenbilder der letzten übermittelten Position der Überwachungsvorrichtung (2) abzurufen und hieraus einen Zustand der mit der Überwachungsvorrichtung (2) versehenen Ware (3) zu ermitteln.
  12. Verfahren (44) zur Überwachung von Waren, insbesondere zum Detektieren eines Überbordgehens einer an einem Transportcontainer (3) angeordneten Überwachungsvorrichtung (2) beim Seetransport, mit den Schritten:
    - detektieren (46) eines freien Falls der Überwachungsvorrichtung (2) mittels eines in der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Beschleunigungssensors (22),
    - ermitteln (48) eines Aufprallstoßes der Überwachungsvorrichtung (2) auf der Wasseroberfläche mittels des Beschleunigungssensors (22),
    - ermitteln (50) eines Wasserkontakts der Überwachungsvorrichtung (2), insbesondere mittels eines an der Überwachungsvorrichtung (2) angeordneten Wassersensors (28),
    - Ausgabe (52) eines Überbord-Signals (53) auf Basis der vorherigen Schritte, wobei das Signal (53) ein Überbordgehen der Überwachungsvorrichtung (2) charakterisiert, und wobei die Überwachungsvorrichtung (2) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
  13. Verfahren (44) nach Anspruch 12,
    weiterhin aufweisend den Schritt:
    - ermitteln (54), ob eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung (2) zu einem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) besteht,
    wobei das Überbord-Signal (53) nur dann ausgegeben wird, wenn eine Verbindung der Überwachungsvorrichtung (2) zu dem mobilfunkbasierten Niedrigenergie-Weitverkehrsnetz (LPWAN) (32) nicht besteht.
  14. Verfahren (44) nach Anspruch 13,
    wobei die Ausgabe (52) des Überbord-Signals (53) bei der Überwachungsvorrichtung (2) die folgenden Schritte bewirkt:
    - Lösen (56) eines Schwimmkörpers (6) von der Überwachungsvorrichtung (2), so dass der Schwimmkörper (6) auf einer Wasseroberfläche aufschwimmt, wobei der Schwimmkörper (6) über ein Verbindungsmittel permanent mit einem Grundkörper (4) der Überwachungsvorrichtung (2) verbunden ist,
    - Ermitteln (58) einer Position des Schwimmkörpers (6), insbesondere mittels einer Positionsüberwachungseinheit (14), welche einen Empfänger zum Empfang von Signalen eines Navigationssatellitensystems (110) aufweist,
    - Aussenden (60) der Position der Überwachungsvorrichtung (2) an ein satellitenbasiertes Datennetz (61).
EP21184823.9A 2021-07-09 2021-07-09 Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren Active EP4116181B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21184823.9A EP4116181B1 (de) 2021-07-09 2021-07-09 Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21184823.9A EP4116181B1 (de) 2021-07-09 2021-07-09 Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4116181A1 EP4116181A1 (de) 2023-01-11
EP4116181C0 EP4116181C0 (de) 2023-09-27
EP4116181B1 true EP4116181B1 (de) 2023-09-27

Family

ID=76859523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21184823.9A Active EP4116181B1 (de) 2021-07-09 2021-07-09 Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP4116181B1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117240347B (zh) * 2023-11-15 2024-02-20 江苏领创星通卫星通信科技有限公司 一种卫星通讯终端的测试组件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1563203A (de) * 1968-03-01 1969-04-11
DK0672919T3 (da) 1994-03-15 2001-06-18 Siemens Ag Container-lokaliserings- og identifikatonssystem, især lokaliserings- og identifikationssystem til containere med farligt gods
DE4431683C2 (de) 1994-09-06 1998-11-26 Kba Planeta Ag Antrieb einer Bogenbeschleunigungseinrichtung
DE4431863A1 (de) * 1994-09-07 1995-10-26 Stn Atlas Elektronik Gmbh Vorrichtung zum Wiederauffinden von auf See verlustigen Containern
US20070241887A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-18 Bertagna Patrick E Buoyant tracking device and method of manufacture
US20200234231A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-23 Ashored Inc. Methods and systems for underwater gear tracking

Also Published As

Publication number Publication date
EP4116181C0 (de) 2023-09-27
EP4116181A1 (de) 2023-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2375573B1 (de) Vorrichtung zur Positionskontrolle eines Objekts und Steuerungsverfahren
DE102005048269B4 (de) Sensor-Netzwerk sowie Verfahren zur Überwachung eines Geländes
AT519080A1 (de) Vorrichtung zum Überwachen eines Hydranten
EP4116181B1 (de) Überwachungsvorrichtung zur überwachung von waren, betreffendes überwachungssystem sowie verfahren
DE102007018633A1 (de) Verfahren und Laufzeitprüfgerät zur Überwachung der Laufzeit von Transportgütern geringer Abmessungen, insbesondere von Briefen und ähnlichen Postsendungen
DE102009020228A1 (de) GPS-basiertes Ortungssystem für Transportgüter
DE102017202499A1 (de) Kommunikationssystem, Luft- / Raumfahrzeug und Kommunikationsverfahren
WO2020038764A1 (de) Datenmodul für einen behälter
DE102019109127B4 (de) Drohnenbasiertes Luft- und Kollisionsüberwachungssystem
EP4248668A1 (de) Feldgerät, erweiterungsmodul und verfahren zum betreiben
DE102017202494A1 (de) Kommunikationsverfahren, Kommunikationssystem und Luft-/Raumfahrzeug
CH706102A1 (de) Vorrichtung zum Überwachen einer Verteilstelle.
DE102014118877B4 (de) Behälter zur Sammlung von Wertstoffen und System mit mehreren solchen Behältern
DE102020130550B4 (de) Regionale Parametrisierung für LoRaWAN
DE102011054496B4 (de) Datenerfassungssystem und Verfahren hierzu
DE102012101500A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Zustände eines Fahrzeugs beschreibenden Daten sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium
DE102010064355A1 (de) Funkschnittstelle
CH712589B1 (de) Überwachungsanordnung, Überwachungssystem und Verwendung einer Überwachungsanordnung zum Erfassen von Manipulationen an Hydranten.
CH716397A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Hydranten.
WO2019193166A1 (de) GURTSCHLOSS, FLUGZEUGSICHERHEITSGURT, SYSTEM ZUR ERFASSUNG EINES SCHLIEßZUSTANDS EINES SICHERHEITSGURTS SOWIE VERFAHREN ZUR ERFASSUNG EINES SCHLIEßZUSTANDS
DE102008004496B4 (de) Seezeichen
DE102017127027B4 (de) Bodenstation für ein batteriebetriebenes unbemanntes Fluggerät und batteriebetriebenes unbemanntes Fluggerät
DE102022116768B4 (de) Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug und Verfahren zur Verwaltung von Nutzlasten eines Luftfahrzeugs
CN223711831U (zh) 一种用于远程运输的北斗卫星定位监控装置
CH716396A2 (de) Verschlusskappe für einen Hydranten.

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20220214

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B63B 22/00 20060101ALN20230317BHEP

Ipc: B63C 7/26 20060101ALI20230317BHEP

Ipc: B63B 22/08 20060101AFI20230317BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230420

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502021001557

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20230927

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI

Effective date: 20231004

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231227

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240127

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240127

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502021001557

Country of ref document: DE

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 4

Effective date: 20240613

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20240628

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230927

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20240709

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 5

Effective date: 20250625

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20210709