CN100342107C - 带无线定位和监控机构的电子密码锁 - Google Patents

Abstract

一种带无线定位和监控机构的电子密码锁，基于无线广播技术，移动通讯技术、无线监控技术和电子标签技术。自带电源，含有与天线和单片机作为控制模块相联的广播接收模块、移动通讯模块、二次定位功放模块、电子锁具模块以及电子标签模块，构成由移动通讯模块以短信的方式发出坐标位置的一次定位和由二次定位功放模块发出缩小目标位置范围的二次定位相结合的定位。本发明的电子密码锁能够远程无线定位和监控，远程无线控制开关锁具，工作时间长达二年以上，二次定位精度高，特别适用于海关跟踪监管运输中的集装箱。

Description

带无线定位和监控机构的电子密码锁

技术领域

本发明涉及一种电子密码锁，尤其涉及带无线定位和监控的电子密码锁。特别适应海关集装箱监管运输中的特殊环境下的集装箱(可实时跟踪每一集装箱)。

背景技术

进出口贸易上，有大量的集装箱运输。比如中国，每年有集装箱的进口量已突破4000万箱，需在海关监管下转关的则高达几百万箱。而这些转关集装箱在长途的运输中有可能被非正常的改变运输路线或被非正常途径的开启。在先技术中，采用的机械挂锁、铅封及一次性使用的“封签”或一般的电子密码锁等已不能有效地阻止此类事件的发生，所以如何提高海关监管力度，防止类似事件发生，是目前海关工作中的一项重要任务。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前采用的机械挂锁、铅封及一次性使用的“封签”，或一般的电子密码锁等在先技术中的不足，集中在先技术的优点，提供一种特别适用于集装箱的带有无线定位和监控机构的电子密码锁。它将通过远程无线定位，远程无线监控，和远程无线密钥传输，以增加物体在运输中的安全性。根据用户需要还可实现VHF(甚高频)和UHF(超高频)频段下快速多标签识读功能。而且工作时间长，定位精度高，体积小，容易隐蔽，很难遭到破坏。

本发明的带无线定位和监控机构的电子密码锁的技术特征是：基于无线广播技术、移动通讯技术、无线监控技术和电子标签技术，主要包括内置双工天线、带电源控制模块的控制模块、联接于内置双工天线与控制模块之间的广播接收模块、移动通讯模块、二次定位功放模块、电子标签模块和电子锁具模块。

本发明的带无线定位和监控机构的电子密码锁通常工作在休眠状态下，只有广播接收模块在断续地和控制模块在低耗状态下工作。此时其他模块无功率损耗。因此，本发明电子密码锁在休眠状态下待机时间可以很长(长达两年以上)。将本发明的电子密码锁置于集装箱上，当海关监管需要监控转关过程中的含有本发明电子密码锁的集装箱时，根据所需监控的集装箱上电子标签，用广播的方式将符合电子标签内的密码集装箱上的电子密码锁唤醒，唤醒后的电子密码锁内的移动通讯模块启动，移动通讯模块在执行监控命令后获得到了其相对于移动通讯网络基站等相关信息，该相关信息输入控制模块，经控制模块运算后获得物理坐标和电子密码锁开关状态，再通过移动通讯模块将物理坐标和电子密码锁开关状态的信息发出。如没有进一步要求时，集装箱上的电子密码锁自动回到休眠状态。如要求连续监控集装箱，通过广播的方式控制符合电子标签的集装箱上的电子密码锁将长期被唤醒并处于工作状态。在这种状态下，置于集装箱上的电子密码锁一般可工作3天到5天。

本发明的带无线定位和监控机构的电子密码锁的效益是显著的。

1.本发明的带无线定位和监控机构的电子密码锁能够远程无线定位和监控，远程无线控制开关锁具。它自带电源，能够长时间地工作。如上述电子密码锁平时在休眠状态下，只有广播接收模块和控制单元处于低损耗下工作，而其他模块无功率损耗。所以，本发明电子密码锁的待机时间长，可达到待机2年以上的时间。

2.本发明的电子密码锁能够定位，并且定位精度高。因为，本发明的电子密码锁有二次精确定位。一次定位是由移动通讯模块以短信的方式发出的坐标位置；如在视线中找不到目标，启动二次定位功放模块，将坐标位置的范围缩小到视野内。因此，本发明电子密码锁有二次定位，定位精度可达到1米。

3.本发明的电子密码锁的体积小，重量轻，天线内置。因此本发明的电子密码锁使用和安装方便，容易隐藏，不易遭到破坏，成本低，是一种理想的集装箱监控设备。本发明的电子密码锁具有防水和抗高温的功能。其温度范围可在+60℃～-45℃之间。

4.本发明的电子密码锁的电子数码钥匙可变，电子数码钥匙的密码可通过远程无线由电子密码锁的管理系统集中控制。开闭锁具无需实物传递钥匙，只要通过无线广播，或移动通讯网卡，就可以开启锁具。而且每次使用锁具可在电子标签模块上任意设置电子数码钥匙，可在使用时多次更改电子数码钥匙而无需人员接触锁具。

附图说明

图1是本发明带无线定位和监控机构的电子密码锁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本发明带无线定位和监控功能的电子密码锁的结构。

如图1所示，本发明电子密码锁主要含有带电源控制模块2的控制模块7、内置双工天线5、联接于控制模块7与内置双工天线5之间的广播接收模块6、移动通讯模块4、二次定位功放模块3，分别与控制模块7相联接的电子锁具模块1和电子标签模块8。

所说的控制模块7是低功耗的单片机，它能够完成电源控制模块2、移动通讯模块4、二次定位功放模块3、广播接收模块6、电子锁具模块1、电子标签模块8的功能设置；完成信息交流；与网络的同步；物理位置的确定以及自恢复处理。同时还可以根据用户的需求预先设置区域限定和时间参数等。本实施例中，选用低功耗的单片机CPU为8位处理器，功耗：待机时为50～100μA，工作时为2mA。

所说的广播接收模块6是含有同步编码的无线接收机。所说的同步编码，是因为该编码除具有一般无线广播通讯功能外，其主要功能可为电子密码锁提供休眠同步，使电子密码锁利用休眠同步达到节电的目的。正因为是同步编码的，广播接收模块6才能与控制模块7周期性的加电同步。因此，广播接收模块6提供了一个同步发送的广播信道，使电子密码锁能够利用此信道长期工作在休眠低功耗的状态。只有在需要获取电子密码锁的物理位置时，用广播的方式将其激活，则电子密码锁才进入正常工作状态。

所说的广播接收模块6的同步编码主要包括：前导码、同步码、空闲码、地址码、数据码、帧序码和功能码。

本实施例中，编码排列的方式及各编码的位数为：

前导码为：01010101............................01     576位

同步码：01111100110100100001010111011000             32位

空闲码：01011010100010011100000110010111             32位

地址码：21位+地址后6位分配在64个不同的帧中，所以地址最大表示范围为27位共能提供134217728个地址。

数据码：

BCD码：二——十进制编码。

帧序码：每帧付于1个帧序号表示范围0～3每次循环，当电子密码锁接到两次相同的帧号时，电子密码锁认为是冗余信息不做处理。

功能码：

000开启一次定位并发送位置，而后转待机。

001开启一次定位，不发位置信息，维持1分钟转待机。

010开启一次定位，不转待机。

011备用

100开启二次定位  5分钟   标准间隔  转待机

101开启二次定位  10分钟  标准间隔  转待机

110开启二次定位  20分钟  标准间隔  转待机

111开启二次定位  30分钟  标准间隔  转待机

所说的移动通讯模块4是具备移动通讯终端功能的模块，或者称为标准的全球通讯系统(GSM)模块，含有支持GSM07、07(或GSM07、05)命令集的功能模块。当本发明的电子密码锁进入一次定位工作状态后，由控制模块7指令电源控制模块2给移动通讯模块4加电，开始工作，即于无线(全球通讯系统GSM)网络建立联接并通过执行GSM07、07(或GSM07、05)命令集获取所处基站的相关信息，将其中信息按照位置区号码(LAC)、小区识别码(CELL)、运营标志(NCC)、基站信息(包括：RS-信号场强、BCC-基站色码、CI-信号强度)的编码格式排列，该信息经控制模块7处理后通过移动通讯模块4以短信的方式发出。

所说的电子锁具模块1如一般的电子密码锁的结构相同。含有金属件制成的锁体和锁闩，但其开关由控制模块1控制，并与其他模块集成在一个腔体内。当挂置在国际标准集装箱的门上，不需改变集装箱上的任何构件。用户可通过无线远程命令电子标签模块8的控制器开启和锁住电子锁具。

所说的电子标签模块8与一般电子密码锁电子标签的结构相同，含有内置可读写数据和密码的“电子指纹密码钥匙芯片”(可由电脑系统产生密码)。一个电子指纹密码钥匙芯片相对应于一个锁。也就是说，一个电子标签模块8只适用于一个电子锁具模块。在密码钥匙芯片内，可记录电子密码锁的编号、数码钥匙编号、置于的集装箱编号、车辆号、货物号、时间、合法及非法开锁等信息。具有限时、限次功能。开锁时仅需密码吻合即完成开锁和信息交换的全过程。电子标签模块8可通过控制模块7进行远程无线设置，即通过控制模块3进行远程无线修定密钥数码。

所说的二次定位功放模块3是输出调频或调幅信号的激励源。在需要更精确的目标位置时，可按用户控制命令通过广播接收模块6和控制模块7触发启动二次定位功放模块3，二次定位功放模块3发出一组调频或调幅的定位信号，监控人员就很容易找到所要寻找的带该电子密码锁的集装箱。本发明的二次定位功放模块3可以发出高频(HF)和超高频(UGF)信号(根据用户的需要)。因此，本发明的电子密码锁可实现VHF(甚高频)和UHF(超高频)频段下快速多标签识读功能。

所说的内置双工天线5是高增益天线，该天线提供给移动通讯模块4、二次定位功放模块3和广播接收模块6使用。

所说的电源控制模块2含有高效、小型化锂电池以及电源控制和告警芯片。用户可通过命令监控电源状态。

本发明的电子密码锁最突出的使用是将本发明的电子密码锁装在集装箱上。

装于集装箱上的本发明的电子密码锁用无线广播的方式，通过广播接收模块6、控制模块7、电子标签模块8设置锁具的工作状态和电子密码。用户可通过无线远程监控获得该锁具的开关状态和物理位置。用户可通过无线远程开闭锁具或通过互联网络传递锁具的电子密码供远程用户开闭锁具。每个锁具包含永不重复的电子身份。通过电子身份和可变的电子密码保证锁具的电子安全。互联网络传递锁具的电子密码可由网络安全协议再次加密传递保证。

Claims (3)

1、一种带无线定位和监控机构的电子密码锁，含有电子锁具模块、电子标签模块，带电源控制模块的控制模块，其特征在于含有内置双工天线，联接于控制模块与内置双工天线之间的广播接收模块、移动通讯模块和输出调频或调幅信号激励源的二次定位功放模块，构成由移动通讯模块以短信的方式发出坐标位置的一次定位和由二次定位功放模块发出缩小目标位置范围的二次定位相结合的定位。

2、根据权利要求1所述的带无线定位和监控机构的电子密码锁，其特征在于所说的广播接收模块是含有同步编码的无线接收机。

3、根据权利要求1所述的带无线定位和监控机构的电子密码锁，其特征在于所说的移动通讯模块是含有支持GSM07、07或GSM07、05命令集的具备移动通讯终端功能的模块。

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