CN101603396A - 一种智能保险箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能保险箱及其控制方法，包括箱体，其特征在于：所述的箱体上设有防盗控制系统，控制系统由与各电路模块相连接的电源模块、显示模块、通信模块、键盘输入模块、应急锁、微处理器、传感器组所组成，所述的微处理器的输入端与键盘输入模块和传感器组相连接，其输出端与显示模块和通过接口电路与通信模块相连接，应急锁的输出信号与微处理器的输入端相连接。由于采用上述结构和控制方法，通过GSM网络，若保险箱被敲击、移动、放倒、或密码连续三次输入错误等非法动作，保险箱向用户发送紧急报警短信，并拨打电话，使其具有将自动报警的响应范围扩大，增强保险箱的安全系数。采用中文短消息形式，直接将传感器组检测到的情况反映到手机屏幕上。

Description

一种智能保险箱及其控制方法

技术领域

本发明属于专用安保设备的技术领域，涉及保险箱安全装置，更具体地说，本发明涉及一种智能保险箱及其控制方法。

背景技术

随着现代电子技术的进步和发展，保安系统的安全性、报警的及时性，已经成为广大制造企业和使用者必须面对的难题，特别是随着产品生产量和使用量快速增大，使用者对高效、安全和有效报警技术有着十分迫切的需求，尤其是对质量优、价兼、可靠、高效的产品需求迫切，开发新型适用型产品已成为共同的目标。

现代安保系统全面走向电子化、数字化和无线化，并且随着大众移动通讯器材广泛使用和安保产品走进每家每户，人们对安保产品的安全性和质量要求也非常高。为了提高安保产品使用中的效率和可靠性，减少不必要的工作误判，研发了一些新型电子产品。如利用有线电话报警的产品，将安保信号通过有线电话进行报警的保险箱，带有声音和灯光报警的保险箱，在产品上增加了一些标准信号源和电阻源组合成单功能保险箱产品，如为了适应不同用户要求，设计了一些专门防护功能的保险箱，如防撬、防火、防断电功能保险箱，但报警信号则是以短距离的声音光电和有线电话为主。这样的设备报警效率却较低，因为管理员或用户可能离得较远而听不到声音或看不到光电信号，也可能电话不在身边或电话线被切断而没有信号发出，因而报警不可靠。降低报警效率。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种智能保险箱及其控制方法，其目的是提高保险箱的报警可靠性和报警效率，确保保险箱产品的质量和稳定性；提高产品的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种智能保险箱，包括箱体，其特征在于：所述的箱体上设有防盗控制系统，所述的控制系统由与各电路模块相连接的电源模块、显示模块、通信模块、键盘输入模块、复合功能应急锁、微处理器、传感器组所组成，所述的微处理器的输入端与键盘输入模块和传感器组相连接，其输出端与显示模块和通过接口电路与通信模块相连接，复合功能应急锁的输出信号与微处理器的输入端相连接；

所述的通信模块，用于通过微处理器将传感器组采集的防盗信号，通过通信模块进行报警。

一种智能保险箱，所述的传感器组由震动传感器、温度传感器、位移传感器、水平传感器所组成，通信模块由微处理器根据震动传感器、温度传感器、位移传感器、水平传感器输入信号和预设好的报警方式进行无线短信、语音电话或直接的声光模式输出，向多个预设对象同时报警。

一种智能保险箱，所述的震动传感器通过微型话筒MK1对外部震动声音的敏感性向微处理器提供输入信号，温度传感器通过热敏电阻R7对温度影响敏感性作用产生一个电阻变化输出信号至微处理器，位移传感器通过保险箱安装固定的一个霍尔器件组合U6输出信号至微处理器，水平传感器则是通过水平水银球DS1的开关作用输出信号至微处理器，震动传感器、温度传感器、水平传感器分别安装在箱体的门内侧，位移传感器安装在箱体背后内则，与对应固定的配套组件位置一致。

一种智能保险箱，所述的电源模块包括充电电池组E、电源处理芯片、稳压管D所组成，民用电通过稳压管D对充电电池组E充电构成不间断电源系统，并通过电源处理芯片向微处理器和各电路模块提供电源。

一种智能保险箱，所述的复合功能应急锁安装在箱体上移动滑盖内，复合功能应急锁内设有可将用户自己的声音设置成报警语音微型录音器。

一种智能保险箱，所述的通信模块为GSM MODEM，采用华为公司CTM900B芯片。

一种智能保险箱，所述的微处理器为单片机，型号为AT89S52。

一种智能保险箱控制方法，其特征在于：该方法包括下列步骤；

a)开始；

b)系统初始化步骤，用于完成整个软件所使用一些变量的初始化、门控继电器初始化、LCD液晶显示器初始化以及GSM MODEM初始化工作；

c)键盘扫描步骤，用于检测键盘的工作状态，微处理器记录检测结果；

d)传感器组巡检步骤；用于循环检测各个传感器及软件中所设置的标志位，微处理器有效及时的检测各个传感器，根据检测结果做出相应的处理；

e)GSM MODEM控制步骤，用于单片机向GSM用户组发送报警信息、拨打语音电话或者其他处理工作；

所述的GSM MODEM控制步骤包括下列子程序；

AT测试程序主要完成GSM MODEM的启动及正常工作；

在对SIM内存卡中的号码进行读写操作时，用读取SIM内存号码子程序和修改SIM卡内存号码子程序；

写PDU格式中文信息子程序是完成报警信息的输入；

在写PDU格式时，需查询短信息中心号码子程序；

发送短信息子程序及拨打语音电话子程序是为报警时使用。

一种智能保险箱及其控制方法，由于采用上述结构和控制方法，采用GSM通信网的智能防盗报警系统不再依赖有线传输网执行报警，而是借助最可靠的GSM移动网络，通过GSM网络，保险箱可将其的状态传递至千里之外的保险箱管理员及用户。若保险箱被敲击、移动、放倒、或密码连续三次输入错误等等非法动作，保险箱在第一时间(数秒内)向用户发送紧急报警短信，并向拨打电话，使其具有将自动报警的响应范围扩大，从而增强保险箱的安全系数。采用最直观的中文短消息形式，直接将传感器组检测到的情况反映到手机屏幕上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种智能保险箱结构示意图；

图2为本发明控制系统结构框图；

图3为图2所示的控制系统电路原理示意图；

图4为本发明一种智能保险箱控制方法主流程图；

图5为图4所示的系统初始化流程图；

图6为图4所示的键盘扫描流程图；

图7为图4所示的传感器巡检流程图；

图8为图4所示的GSM MODEM控制流程图；

在图1～图3中，1、微处理器；2、键盘输入模块；3、传感器组；4、电源模块；5、显示模块；6、接口电路；7、通信模块；8、应急锁；9、震动传感器；10、温度传感器；11、位移传感器；13、水平传感器；14、箱体。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种智能保险箱，包括箱体14，所述的箱体上设有防盗控制系统，所述的控制系统由与各电路模块相连接的电源模块4、显示模块5、通信模块7、键盘输入模块2、复合功能应急锁8、微处理器1、传感器组3所组成，所述的微处理器1的输入端与键盘输入模块2和传感器组3相连接，其输出端与显示模块5和通过接口电路6与通信模块7相连接，复合功能应急锁8的输出信号与微处理器1的输入端相连接；所述的通信模块7，用于通过微处理器1将传感器组3采集的防盗信号，通过通信模块7进行报警。智能保险箱具有危险情况下自动通信报警、应急开启的功能。微处理器1通过对各传感器的信号、键盘输入模块2的输入指令和应急锁8传输信号进行分析处理，根据预设程序进行多点报警或为用户打开保险箱，报警时发出预设好的报警内容。通信模块7中采用TC35短信芯片作为核心器件，利用用户自己所购的SIM卡启动系统。所述的通信模块7为GSM MODEM，采用华为公司CTM900B芯片。所述的微处理器1为单片机，型号为AT89S52。显示模块5为LCD液晶显示器。LCD液晶显示器和键盘输入模块2是一个通用组件，系统只有在密码正确的情况下打开保险箱门不会报警，其它任何方式均报警，采用应急锁8打开时会有一专用报警信息发出。微处理器1与键盘输模块2相连接，实现读、写和修改指令操作，并通过LCD接口显示操作过程和操作指令。

如图1、图3所示，所述的传感器组3由震动传感器9、温度传感器10、位移传感器11、水平传感器13所组成，通信模块7由微处理器1根据震动传感器9、温度传感器10、位移传感器11、水平传感器13输入信号和预设好的报警方式进行无线短信、语音电话或直接的声光模式输出，向多个预设对象同时报警。智能保险箱输出有多组输出，可同时对管理员、多用户、公安等发送信息进行报警。

所述的震动传感器9通过微型话筒MK1对外部震动声音的敏感性向微处理器1提供输入信号，利用微型话筒MK1摄取外界振动信号，振动强度不同，微型话筒MK1所等效的电阻值不同。随着振动强度的增强，其所表现的阻值在不断的增大。正常环境下，微型话筒MK1等效阻值为2kΩ左右；一旦保险箱被敲击(振动强度增加，以下称“非正常情况”)情况下，微型话筒MK1等效阻值大约在6kΩ以上。电压比较器U1A，型号为LM324。正常情况下，微型话筒RMK1＝2kΩ，V2＝1.5V，此时：V3＞V2，电压比较器U1A的1端为高电平，即P1.0＝1；非正常情况下，微型话筒RMK1＝6kΩ，V2＝2.9V，此时：V3＜V2，电压比较器U1A的1端为低电平，即P1.0＝0。所以通过微处理器1判断P1.0口的高低电平，即可判断外界振动强度是否超出所规定的界限。

温度传感器10通过热敏电阻R7对温度影响敏感性作用产生一个电阻变化输出信号至微处理器1，温度传感器中的电阻R7是一款负温度系数的热敏电阻，正常情况下，其阻值大约在5K以上，此时，电压比较器U1B的6端电压V6＞2.5V，P1.1＝0；当温度上升约50℃时，阻值下降至5K以下，此时，电压比较器U1B的6端电压V6＜2.5V，P1.1＝1。通过微处理器1判断P1.1口的高低电平，即可判断外界温度是否超出所规定的界限。

位移传感器11通过保险箱安装固定的一个霍尔器件组合U6输出信号至微处理器1，位移传感器原理图设计如图4所示，该电路可以驱动两个红外对管，集成运放采用的四运放芯片LM324。利用简单的红外发射接收原理及运放制作的电压比较器U1C将信号调整成TTL高低电平。便于单片机的实时采集。用此红外对管从保险箱内壁孔中对外墙壁照射，由于正常情况下，墙壁反射红外光，使接收管导通，当一旦保险箱被移动，没有物体反射红外光，使接收管截止，输出高电平给单片机信号。单片机通过检测P1.2口的高低电平即可判断保险箱是否被移动。

水平传感器13则是通过水平水银球DS1的开关作用输出信号至微处理器1，利用水银球放置不同位置所具有的开关特性，来判断保险箱是否被放倒。平时水银开关闭合，P1.4＝1；当保险箱被放倒，这时水银开关断开，P1.4＝0。通过单片机判断P1.4口的高低电平，即可判断保险箱是否被放倒。

震动传感器9、温度传感器10、水平传感器13分别安装在箱体14的门内侧，位移传感器11安装在箱体14背后内则，与对应固定的配套组件位置一致。

保险箱内部设有门控继电器电路，J5是一门控继电器，若单片机端口P0.2＝0，三极管Q1截至，此时三极管Q1集电极电压等于电源电压，门控继电器J5未被吸合，保险箱门不能用钥匙打开；当单片机端口P0.2＝1，三极管Q1导通，此时三极管Q1集电极电压等于电源地，门控继电器J5被吸合，此时保险箱门能用钥匙打开。

所述的电源模块4包括充电电池组E、电源处理芯片V1、稳压管D所组成，民用电通过稳压管D对充电电池组E充电构成不间断电源系统，并通过电源处理芯片向微处理器1和各电路模块提供电源。向微处理器1提供电源Vcc的电源模块4主要由一组可充电锂电池组E、稳压电路和充电辅助电路组成不间断电源，工作时由外部电源对电池充电，紧急时可充电锂电池提供稳定工作电源不保持系统始终处于工作状态。电源模块4接到智能保险箱内电源，由电源模块4将外部220V电压转变为锂电池的充电电压和系统的工作电压。

所述的复合功能应急锁8安装在箱体14上移动滑盖内，复合功能应急锁8内设有微型录音器。复合工能应急锁8采用一个移动滑盖设计，将所述的应急锁8隐藏在滑盖下，推动滑盖则可以录音和应急时打开保险箱。应急锁8用于非常情况下保险箱的开启和语音录入，微型录音器，可将用户自己的声音设置成报警语音。通过微处理器1将录制好的语音由GSM系统传输给管理员。箱体14内采用齿轮齿条传输作为保险箱门的开启机关。

如图4、图5所示，智能保险箱控制方法，该方法包括下列步骤；

开始步骤100；系统初始化步骤101，用于完成整个软件所使用一些变量的初始化、门控继电器初始化、LCD液晶显示器初始化以及GSM MODEM初始化工作；键盘扫描步骤102，用于检测键盘的工作状态，微处理器记录检测结果；传感器组巡检步骤103；用于循环检测各个传感器及软件中所设置的标志位，微处理器有效及时的检测各个传感器，根据检测结果做出相应的处理；GSM MODEM控制步骤104，用于单片机向GSM用户组发送报警信息、拨打语音电话或者其他处理工作。

如图6所示，图6为键盘扫描流程图，步骤200开始，步骤201将变量的初始化后，微处理器执行判断步骤202，判断按键是否按下，若判断是肯定的，则进入步骤203，去抖动，延时10ms。若判断是否定的，则进入步骤207，返回键值并结束。执行完步骤203后，程序进入步骤204，判断按键是否按下，若判断是肯定的，则进入步骤205，扫描按键位置。若判断是否定的，则进入步骤207，返回键值并结束。步骤206，判断按键是否释放，若判断是肯定的，则进入步骤207，返回键值并结束。

如图7所示，微处理器依次循环检测各个传感器及软件中所设置的标志位，微处理器有效及时的检测各个传感器的状态，根据检测结果发出对应的报警信息。

如图8所示，AT测试程序主要完成GSM MODEM的启动及正常工作；在对SIM内存卡中的号码进行读写操作时，用到读取SIM内存号码子程序和修改SIM卡内存号码子程序，SIM卡内存中所存的数据分三类：1.初始化特征值；2.用户密码；3.管理员及用户号码。写PDU格式中文信息子程序是完成报警信息的输入，考虑到误码率的存在，所以才将短信息之前用程序写进SIM中，之后每次使用只需调用即可；在写PDU格式时，要知道本卡的短信息中心号码，所以还需查询短信息中心号码子程序。发送短信息子程序及拨打语音电话子程序是为报警时使用。程序模块化后，大大简化主程序的同时，又增加了程序的可读性和移植性。

智能保险箱及其控制方法的优点是借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，直接将多个传感器的检测情况以直观的中文短消息形式反映到您的手机屏幕上。本套系统加上GPS等装置后，能够全面对保险箱柜、家居、工厂、汽车、摩托车、工业企业、无人值守设备进行全方位的监控和管理。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种智能保险箱，包括箱体(14)，其特征在于：所述的箱体上设有防盗控制系统，所述的控制系统由与各电路模块相连接的电源模块(4)、显示模块(5)、通信模块(7)、键盘输入模块(2)、复合功能应急锁(8)、微处理器(1)、传感器组(3)所组成，所述的微处理器(1)的输入端与键盘输入模块(2)和传感器组(3)相连接，其输出端与显示模块(5)和通过接口电路(6)与通信模块(7)相连接，复合功能应急锁(8)的输出信号与微处理器(1)的输入端相连接；

所述的通信模块(7)，用于通过微处理器(1)将传感器组(3)采集的防盗信号，通过通信模块(7)进行报警。

2、根据权利要求1所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的传感器组(3)由震动传感器(9)、温度传感器(10)、位移传感器(11)、水平传感器(13)所组成，通信模块(7)由微处理器(1)根据震动传感器(9)、温度传感器(10)、位移传感器(11)、水平传感器(13)输入信号和预设好的报警方式进行无线短信、语音电话或直接的声光模式输出，向多个预设对象同时报警。

3、根据权利要求2所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的震动传感器(9)通过微型话筒MK1对外部震动声音的敏感性向微处理器(1)提供输入信号，温度传感器(10)通过热敏电阻R7对温度影响敏感性作用产生一个电阻变化输出信号至微处理器(1)，位移传感器(11)通过保险箱安装固定的一个霍尔器件组合U6输出信号至微处理器(1)，水平传感器(13)则是通过水平水银球DS1的开关作用输出信号至微处理器(1)，震动传感器(9)、温度传感器(10)、水平传感器(13)分别安装在箱体(14)的门内侧，位移传感器(11)安装在箱体(14)背后内则，与对应固定的配套组件位置一致。

4、根据权利要求1所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的电源模块(4)包括充电电池组E、电源处理芯片、稳压管D所组成，民用电通过稳压管D对充电电池组E充电构成不间断电源系统，并通过电源处理芯片向微处理器(1)和各电路模块提供电源。

5、根据权利要求1所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的复合功能应急锁(8)安装在箱体(14)上移动滑盖内，复合功能应急锁(8)内设有可将用户自己的声音设置成报警语音微型录音器。

6、根据权利要求1所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的通信模块(7)为GSM MODEM，采用华为公司CTM900B芯片。

7、根据权利要求1或2或3或4所述的一种智能保险箱，其特征在于；所述的微处理器(1)为单片机，型号为AT89S52。

8、一种根据权利要求1所述的智能保险箱控制方法，其特征在于：该方法包括下列步骤；

a)开始；

b)系统初始化步骤，用于完成整个软件所使用一些变量的初始化、门控继电器初始化、LCD液晶显示器初始化以及GSM MODEM初始化工作；

c)键盘扫描步骤，用于检测键盘的工作状态，微处理器记录检测结果；

d)传感器组巡检步骤；用于循环检测各个传感器及软件中所设置的标志位，微处理器有效及时的检测各个传感器，根据检测结果做出相应的处理；

e)GSM MODEM控制步骤，用于单片机向GSM用户组发送报警信息、拨打语音电话或者其他处理工作。

9、根据权利要求8所述的智能保险箱控制方法，其特征在于：所述的GSMMODEM控制步骤包括下列子程序；

AT测试程序主要完成GSM MODEM的启动及正常工作；

在对SIM内存卡中的号码进行读写操作时，用读取SIM内存号码子程序和修改SIM卡内存号码子程序；

写PDU格式中文信息子程序是完成报警信息的输入；

在写PDU格式时，需查询短信息中心号码子程序；

发送短信息子程序及拨打语音电话子程序是为报警时使用。

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