随着经济全球化的进程加速,国际贸易迅猛发展,集装箱运输凭借便捷、安全、效率高的特点成为海上货物运输的主要方式,因此集装箱运输的安全性越来越重要。目前,陆地集装箱货车的监测系统解决方案已经比较完善,多为GPRS和GPS配合完成定位和数据传输。但海上的数据传输方式较少,针对此问题,本文将Zig Bee技术与北斗卫星导航系统相结合,设计一套海运集装箱监测系统,实现集装箱内的环境信息采集,并将数据通过北斗短报文传输给监测中心,保障货物运输中的安全。首先,进行海运集装箱监测系统的总体设计。系统的主控芯片选择高性能STM32F103ZET6处理器,通过对比Zig Bee、Wi Fi、蓝牙三种协议,选择低功耗、自组网能力强的Zig Bee协议在集装箱堆场中组成无线传输网络,选择集成RF模块和微控制器的CC2530作为Zig Bee节点的控制芯片。对比船岸通信方式,选择北斗卫星导航系统的短报文通信进行远距离的数据传输。其次,完成系统各模块的软硬件设计。将Z-Stack协议栈移植到CC2530中,使用C代码完成各节点驱动代码的编写。设计STM32F103ZET6芯片的硬件电路,使用串口连接Zig Bee协调器和北斗终端,在STM32中编写各接口和北斗短报文通信代码,并完成了BDM910北斗终端的外围接口和供电电路设计。再次,设计了北斗短报文通信的可靠性传输协议代码,对超出通信容量的长报文进行分包,并在通信过程中加入查询响应和数据补发机制,保证数据传输过程的准确性和稳定性,提升了系统的抗干扰能力。最后,使用C#语言与.Net框架结合,开发windows端的上位机软件,软件根据短报文可靠传输协议解析报文信息,显示传感器数据并实现异常报警功能。借助软件进行系统的测试与验证,分别进行Zig Bee组网测试、北斗短报文通信测试、上位机软件测试,验证了系统的可行性。