CN100458091C - 电子监管锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子监管锁，包括一具有普通锁结构的锁体(25)，锁体(25)上设有锁头(9)、锁孔机构(6)和锁绳(1)，锁体(25)内设有控制模块(16)，控制模块(16)上设有GPS模块(13)和无线通信模块；锁孔机构(6)内设有物理上锁检测开关(8)；控制模块(16)上设有电源(17)；锁体(25)内还设有由控制模块(16)控制的电子上锁机构。本发明可以在大范围内对监管货物实施实时在线式电子监控，同时GPRS网运营费用按数据流量计费，费用低，覆盖面广，电子监管锁运行成本低，易于推广。电子监管锁的两级施封可以实现监管部门和货主对货物监管者、所有者的角色划分，从而做到责任明确，监管有效。

Description

电子监管锁
【技术领域】
本发明涉及一种电子锁装置，具体地说，本发明涉及一种可以广泛用于各种密闭式运输容器的电子监管锁。
【背景技术】
目前人们对集装箱、箱式货车的监管中普遍使用传统的铅封条、机械锁、电子锁等。不能对运输过程中货物的位置、上锁状态等实现有效的监控，当出现货物非法滞留或破坏施封状态时，无法实时传送锁的位置及安全状态，只能在事后知道被破坏情况。
针对现有技术存在的上述不足，提出本发明。
【发明内容】
本发明的目的是为物流运输提供一个具有完善功能的电子监管锁，以监控中心授权方式对指定运输货物在启运地实施电子加封及资料写入，加封后监控中心实施实时监控直到目的地，在目的地对电子锁进行资料读取核对及状态检查，核对和检查正确后进行电子解封，从而完成一个监管运输的全过程的电子监管锁。
为实现上述发明目的，本发明所提供的电子监管锁的技术方案基本构思如下：
一种电子监管锁，包括一具有普通锁结构的锁体，锁体上设有锁头、锁孔机构和锁绳，锁体内设有控制模块，控制模块上设有GPS模块和无线通信模块；锁孔机构内设有物理上锁检测开关；控制模块上设有电源；锁体内还设有由控制模块控制的电子上锁机构；所述电子上锁机构包括控制模块控制的驱动马达，与驱动马达输出端连接的有电子上锁门闩，所述的电子上锁门闩插入锁孔机构的开锁拨片上；所述驱动马达的输出端连接有凸轮，所述凸轮安装在滑动片的凹槽内，滑动片与直角杠杆的一个直角边相连，直角杠杆的另一个直角边与电子上锁门闩相连；滑动片一边设有限位开关。优选的，在所述锁绳内置光纤，锁绳的固定端设有红外发光二极管，锁绳的活动端插入锁孔机构内，锁孔机构内设有红外光电接收管，锁绳内的光纤与红外发光二极管、红外线光电接收管、控制模块构成回路。
进一步地，所述GPS模块连接有GPS天线，所述无线通信模块连接有发射天线。
所述无线通信模块为射频通讯模块、无线数传模块、CDMA通讯模块或GPRS通讯模块。
所述控制模块为具有编码检测电路的单片计算机控制线路板。
所述锁体上设有与控制模块相连的状态显示灯组。
所述状态显示灯组包括电源显示灯、开锁状态显示灯、通信状态显示灯、网络状态显示灯，锁体的背面安装有磁铁。
所述控制模块上设有存储器。
本发明的有益效果是：将GPS、无线通讯模块(GPRS模块、RF射频模块等)、锁状态检测等单元高密度地集成在一起，使用电池供电，不依赖外部电源和外部通信渠道，可以使用在没有装备车载GPS及数传设备的运输货物的监管。如使用GPRS远程通信，可以在大范围内对监管货物实施实时在线式电子监控，同时GPRS网运营费用按数据流量计费，费用低，覆盖面广，电子监管锁运行成本低，易于推广。电子监管锁的两级施封可以实现监管部门和货主对货物监管者、所有者的角色划分，从而做到责任明确，监管有效。
【附图说明】
图1是本发明的外观整体示意图；
图2是本发明的后视图；
图3是本发明的结构原理方框图；
图4是本发明整体结构剖面图；
图5是本发明电子上锁和电子解锁的原理图。
图中：1-内置光纤的钢缆锁绳，2-红外发光二极管，3-射频(RF)天线，4-GPS天线，5-GPRS天线，6-锁孔机构，7-驱动马达，8-物理上锁检测开关，9-机械锁头，10-机械钥匙，11-状态显示灯组，12-射频(RF)模块，13-GPS模块，14-GPRS模块，15-红外线光电接收管，16-控制模块，17-电池，18-磁铁，19-直角杠杆，20-滑动片，21-开锁的拨片，22-限位开关，23-电子上锁的门闩，24-凸轮，25-锁体。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明具体实施方式进行详细地描述：
图1是本发明的外观整体示意图，如图1所示，本发明电子锁具有一般普通锁所具有的锁体25，锁体25上有锁头9，锁体25的面板上设有状态显示灯组11，状态显示灯组11包括电源显示灯、开锁状态显示灯、通信状态显示灯和网络状态显示灯。
图2是本发明的后视图，本发明锁体25的背面安装有磁铁18，磁铁18保证电子监管锁吸附于运输容器上，不会随着车辆的行驶晃动，增加电子锁的稳定度并保证内置天线朝向正确的方向。
图3是本发明的结构原理方框图，如图3所示，安装在锁体25内的控制模块16本实施例采用具有编码检测电路的单片计算机控制线路板，该控制模块上连接有GPS模块13、无线通信模块(本发明采用同时使用GPRS模块14和射频模块12)、驱动马达7、物理上锁检测开关8、电池17，并且与红外线发光二极管2、红外线光电接收管15成回路连接；状态显示灯组11也与控制模块16相连，有控制模块16控制显示灯组11各个显示灯的工作状态；控制模块16上安装有存储器；驱动马达7与机械锁头9相连；有电池17为整个系统提供电源。通过控制模块16实现运输资料的保存和读取。通过GPS(全球卫星定位系统)模块13实时采集当前的位置信息。通过光电检测模块(红外线发光二极管2、红外线光电接收管15)检测锁是否被非法打开的状态信号。通过无线通信模块(GPRS模块14)实现INTERNET网络通信，实时报告电子监管锁的位置信息和锁的状态信息，实现实时在线监控，远程读写电子锁资料及实现电子施封和解封。通过无线通信模块(射频模块12)近距离地读写电子锁的资料及实现电子施封和解封。
图4是本发明整体结构剖面图，如图4所示，控制模块16设置在锁体25内，由电池17提供电源，控制模块16上有射频(RF)模块12、GPS模块13、GPRS14模块，分别连接有射频天线3、GPS天线4和GPRS天线5，由控制模块16控制的驱动马达7与锁孔机构6相连，锁孔机构6内安装有物理上锁检测开关8，用以检测用钥匙10开关机械锁头9的物理上锁状态，锁绳1内置光纤，锁绳1的固定端设有红外发光二极管2，锁绳1的活动端插入锁孔机构6内，锁孔机构6内设有红外光电接收管15，锁绳1内的光纤与红外发光二极管2、红外线光电接收管15、控制模块16构成回路。
本发明通过机电一体化部件实现两级施封(机械锁物理施封和电子施封)，当电子施封后机械钥匙失效。具体过程为：当锁绳1插入锁孔机构6后，机械锁舌自动卡住锁绳实现物理上锁功能。物理上锁检测开关8检测到物理上锁后，通过无线通信模块向监控中心报告，由监控中心下达电子施封指令，在电子监管锁收到监控中心下发的电子施封指令后，通过控制模块控制驱动马达7推动电子上锁门闩23插进锁孔机构6，将机械锁芯卡住，使机械钥匙无法开锁。直到监控中心下发电子开锁指令，电子监管锁控制模块16控制驱动马达7退后锁孔机构6中的电子上锁门闩23，解除对机械锁头的限制。之后可以自由使用机械钥匙开锁。
监控中心可以通过射频(RF)模块12或GPRS模块14将运输货物的资料写入到控制模块16的存储器中。
运输途中，控制模块16读取GPS模块13检测的物理位置信息，通过GPRS模块14向监控中心报告，当运输车辆异常改变线路时，监控中心可以发出报警信号。
运输途中，控制模块16通过光电检测部分的红外线发光管2发出编码信息，通过光纤锁绳1传到红外线光电接收管15，当锁绳1被异常破坏时，检测的编码信号异常，控制模块16通过GPRS模块14向监控中心发出报警信号。
运输车辆到达目的地后，监控中心通过GPRS模块14向控制模块16读取运输资料进行核对，核对正确后，向电子监管锁发出电子开锁命令，控制模块16控制驱动马达7解除对机械锁头9的限制实现电子解锁，之后机械钥匙10就可以自由打开电子监管锁，完成整个电子监管的运输过程。
图5是本发明电子上锁和电子解锁的原理图，如图5所示，由控制模块16控制的驱动马达7的输出端连接有凸轮24，凸轮24设置在滑动片20的凹槽内，滑动片20与直角杠杆19的一个直角边相连，直角杠杆19的另一个直角边与电子上锁门闩23相连；滑动片24旁设有限位开关22。
电子上锁时，驱动马达7通过凸轮24驱动滑动片20向上方运动，滑动片20带动直角杠杆19作顺时针旋转，直角杠杆19再拨动电子上锁门闩23向右平移，卡在开锁拨片21的卡口中，使得钥匙插入锁孔机构6之后不能旋转，从而实现电子上锁功能。电子上锁各部件的运动方向用实线箭头标注。
电子解锁时，驱动马达7通过凸轮24驱动滑动片20向下方运动，滑动片20带动直角杠杆19作逆时针旋转，直角杠杆19再拨动电子上锁门闩23向左平移，退出开锁拨片21的卡口，使得钥匙插入锁孔机构6之后可以自由旋转，从而解除了电子上锁，实现电子解锁功能。电子解锁各部件的运动方向用虚线箭头标注。
驱动马达7启动后，当滑动片20移动到指定的位置时，通过触动限位开关22来控制驱动马达7停止。
本发明中的无线通信模块为射频通讯模块、无线数传模块、CDMA通讯模块或GPRS通讯模块中的任一种，或多种结合使用，均可实现远程或近程无线通信功能。
本领域技术人员阅读本发明专利说明书之后可进行其它变更和修改，但这些变更和修改均在本发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1、一种电子监管锁，包括一具有普通锁结构的锁体(25)，锁体(25)上设有机械锁头(9)、锁孔机构(6)和锁绳(1)，其特征在于，所述锁体(25)内设有控制模块(16)，控制模块(16)上设有GPS模块(13)和无线通信模块；所述锁孔机构(6)内设有物理上锁检测开关(8)；控制模块(16)上设有电源(17)；锁体(25)内还设有由控制模块(16)控制的电子上锁机构；所述电子上锁机构包括控制模块(16)控制的驱动马达(7)，与驱动马达(7)输出端连接的有电子上锁门闩(23)，所述的电子上锁门闩(23)插入锁孔机构(6)的开锁拨片(21)上；所述驱动马达(7)的输出端连接有凸轮(24)，所述凸轮(24)安装在滑动片(20)的凹槽内，滑动片(20)与直角杠杆(19)的一个直角边相连，直角杠杆(19)的另一个直角边与电子上锁门闩(23)相连；滑动片(20)一边设有限位开关(22)。
2、根据权利要求1所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述锁绳(1)内置光纤，锁绳(1)的固定端设有红外发光二极管(2)，锁绳(1)的活动端插入锁孔机构(6)内，锁孔机构(6)内设有红外光电接收管(15)，锁绳(1)内的光纤与红外发光二极管(2)、红外线光电接收管(15)、控制模块(16)构成回路。
3、根据权利要求1或2所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述GPS模块(13)连接有GPS天线(5)，所述无线通信模块连接有发射天线。
4、根据权利要求3所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述无线通信模块为射频通讯模块、无线数传模块、CDMA通讯模块或GPRS通讯模块。
5、根据权利要求1或2所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述控制模块(16)为具有编码检测电路的单片计算机控制线路板。
6、根据权利要求1或2所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述锁体(25)上设有与控制模块(16)相连的状态显示灯组(11)，锁体(25)的背面安装有磁铁(18)。
7、根据权利要求6所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述状态显示灯组(11)包括电源显示灯、开锁状态显示灯、通信状态显示灯、网络状态显示灯。
8、根据权利要求1或2所述的一种电子监管锁，其特征在于，所述控制模块(16)上设有存储器。
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