CN104332010A

CN104332010A - 一种用于物品保护的防盗标签

Info

Publication number: CN104332010A
Application number: CN201410722083.5A
Authority: CN
Inventors: 刘哲; 杨永生; 梁俊; 杨子鹏; 郭中豪; 谭然; 李倩倩
Original assignee: Tianjin Institute Of Tv Technology
Current assignee: Tianjin Institute Of Tv Technology
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-02-04

Abstract

本发明涉及一种用于物品保护的防盗标签。它包括ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路、锂聚合物电池以及太阳能电池板，并安装在PVC壳体中，太阳能电池板置于PVC壳体外部，且通过蓄电池与锂聚合物电池连接。本发明采用超高灵敏度三轴加速度传感器，实时监测来自任何方向的振动；片式超薄设计，隐形效果好，不易被发现；内置锂聚合物电池，持续工作30天以上；防水结构设计，不怕雨淋日晒，能在各种环境下长期稳定工作；定位精度高，可达到米级计量。本系统通过软件平台可实现众多功能，如电子地图、防盗追踪等；可广泛应用于电力、钢铁、石油、化工等长期固定存放物资的防盗。

Description

一种用于物品保护的防盗标签

技术领域

本发明涉及电子标签，特别是涉及一种用于物品保护的防盗标签。

背景技术

电力设施使用大量的铜、铝、钢材，一些不法分子把电力设施当作发财的门路，大肆破坏、盗窃电力变压器等电力设施。加之农村等一些偏远地区电力设施多安放在室外，保护措施不够，盗窃行为不易被发现，也给犯罪分子以可乘之机。电力设施的失窃不但给电力公司造成巨大的损失，还给人民群众的生产生活造成很大的影响。现有的电子标签技术存在以下问题：（1）体积大，容易破坏。（2）定位精度不够，没有达到米级的定位。（3）通讯链路受环境影响较大。（4）安装难度大。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供一种用于物品保护的防盗标签。该防盗标签可以装载变压器等电力设施上，内置GSM/GPRS模块，采用先进的超高灵敏度三轴加速度传感器，电力设施一旦被敲击、搬移，三轴加速度传感器将立刻触发警报，并通过GSM/GPRS模块向监控中心发送报警信息。

本发明采取的技术方案是：一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：包括ARM处理器且安装有系统应用程序、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路、锂聚合物电池以及太阳能电池板，其中电源管理电路分别与ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块以及锂聚合物电池连接，ARM处理器分别与加速度传感器及GSM/GPRS模块连接，GSM/GPRS模块连接GSM/GPRS双频微带天线，所述的ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路以及锂聚合物电池均安装在PVC壳体中，所述的太阳能电池板置于PVC壳体外部，且通过蓄电池与锂聚合物电池连接。

本发明的特点及有益效果是：（1）采用超高灵敏度三轴加速度传感器，实时监测来自任何方向的振动；（2）振动触发报警阈值可以远程设置；（3）具有传感器方位自动校准功能，安装位置方向不受限制；（4）采用32位ARM处理器，实时处理警报信息；（5）片式超薄设计，隐形效果好，不易被发现；（6）内置锂聚合物电池，可以持续工作30天以上（报警模式）；（7）防水结构设计，不怕雨淋日晒，能在各种环境下长期稳定工作；（8）定位精度高，可以达到米级计量；另外，本系统通过软件平台可实现众多功能，如电子地图、防盗追踪等。可广泛应用于电力、钢铁、石油、化工等长期固定存放物资的防盗，作为技防产品应用。

附图说明

图1是本发明系统框图；

图2是图1中电源管理电路原理图；

图3是图1中ARM处理器及其外围电路原理图；

图4是图1中加速度传感器及其外围电路原理图；

图5是图1中GSM/GPRS模块及其外围电路原理图；

图6是本发明系统程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1，本发明包括ARM处理器且安装有系统应用程序、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路、锂聚合物电池以及太阳能电池板，其中电源管理电路分别与ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块以及锂聚合物电池连接，ARM处理器分别与加速度传感器及GSM/GPRS模块连接，GSM/GPRS模块连接GSM/GPRS双频微带天线，所述的ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路以及锂聚合物电池均安装在PVC壳体中，所述的太阳能电池板置于PVC壳体外部，且通过蓄电池与锂聚合物电池连接。

参照图2，本发明的电源管理电路采用一个TP4056电源管理模块IC1，电源管理模块IC1的2脚连接晶振JT1后连接至电源管理模块IC1的1脚，并通过电容C4接GND端，电源管理模块IC1的4脚接GND端，电源管理模块IC1的5脚和7脚分别通过电阻R2和电阻R1连接后接电源VCC端，同时电源管理模块IC1的7脚连接太阳能电池板蓄电池TC1的2脚，太阳能电池板蓄电池TC1的1脚接地，电源管理模块IC1的8脚连接二极管D2的阴极和二极管D1的阴极，并通过电容C1接GND端，二极管D2的阳极接电源VCC端，二极管D1的阳极通过锂聚合物电池BT1接GND端。

参照图3，本发明的ARM处理器采用一个STC15F2K56S2芯片IC4，芯片IC4的34脚、35脚和36脚分别接至电源管理模块IC1的7脚、6脚和5脚，芯片IC4的14脚和16脚分别连接电容C2的两端，其一端接电源VCC端，另一端接GND端，芯片IC4的18脚和19脚分别连接接口J2的3脚和2脚，接口J2的1脚接GND端，接口J2的4脚接电源VCC端。

参照图4，本发明的加速度传感器采用一个MPC-6050加速度传感器U1，加速度传感器U1的1脚和4脚分别与芯片IC4的32脚和34脚相连，加速度传感器U1的5脚接GND端，加速度传感器U1的8脚与电容C3的一端连接后接电源VCC端，电容C3的另一端接GND端。

参照图5，本发明的GSM/GPRS模块采用一个SIM900A无线通信模块IC5，无线通信模块IC5的1脚连接至芯片IC4的28脚，无线通信模块IC5的2脚通过电阻R3连接至无线通信模块IC5的5脚，同时无线通信模块IC5的5脚和6脚分别连接至芯片IC4的25脚和26脚，无线通信模块IC5的5脚和6脚连接后接电源VCC端，并通过电容C5接GND端，无线通信模块IC5的3脚接电源VCC端，4脚接GND端。

本发明硬件功能如下：

太阳能电池板蓄电池TC1负责为整个系统供电，并为锂聚合物电池充电。锂聚合物电池BT1在太阳能电池板电源被切断时为整个系统供电。电容C1~C5为供电滤波电容，电阻R1~R2为电源管理模块至处理器的通讯上拉电阻。电源管理模块IC1负责管理电源系统适时切换电源供体。加速度传感器U1负责采集被保护物的位移参数，并将数据交予ARM处理器IC4处理。ARM处理器IC4负责处理各项数据，并将数据通过GSM/GPRS模块发送至控制中心。接口J2为ARM处理器程序烧录接口。GSM/GPRS模块IC5负责将ARM处理器的数据发送至控制中心。

本发明软件功能如下：

1、具有电子地图实时监控功能：软件集成电子地图功能，通过电子地图显示所在区域所有标签的详细位置。系统管理人员可以通过软件实时查看每个标签的使用情况。

2、具有异常报警功能：如果电子标签出现异常情况，可以在软件界面弹出报警信息，并初步分析异常情况原因。

3、具有日志备忘功能：对系统动作进行详细记录，以备查阅。

4、具有短信提醒功能：在系统发生警报或者需要定时维护时，可以通过短信平台对系统管理员进行短信提醒。

ARM处理器采用32位高速Cortex™-M3内核处理器，实时监测加速度传感器任何微小的变化，一旦振动超出阈值立即通过GSM/GPRS模块发送报警信息。

GSM/GPRS模块选用工业级双频GSM模块，工作频率覆盖GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，超低功耗，超薄封装。实现将ARM处理器发送来的报警信息转发给监控中心。

电源管理电路负责锂聚合物电池充放电管理、外部供电变换等工作。

加速度传感器采用超高灵敏度MEMS三轴加速度传感器，数据最高刷新率每秒100次；实时感应任何方向的微小变化；采用三轴同时监测不受安装方位的限制。

锂聚合物电池采用高容量优质锂电芯，有效保障在外部电源中断情况下持续工作30天以上。

参照图6，系统应用程序流程如下：系统进入布防状态，若保护物被移动，加速度传感器采集到数据，如果接收到加速度传感器采集的数据大于阈值、GPRS模块采集的数据小于阈值，GSM模块将相关信息发送至控制中心，控制中心启动物品损坏管理报警并联动声光报警，同时做记录；若接收到加速度传感器采集的数据小于阈值、GPRS模块采集的数据大于阈值，GSM模块将相关信息发送至控制中心，控制中心启动物品盗窃管理报警并联动声光报警，同时做记录。

本发明的工作原理：首先，防盗标签固定在被保护物上，当系统进入布防状态，被保护物被移动，防盗标签随之移动，其中的加速度传感器和GPS模块开始采集数据，并通过GSM/GPRS模块发送相关信息至控制中心的软件平台。

当接收的数据为加速度传感器采集到的数据大于阈值，GPS模块采集到的数据小于阈值时，中心软件启动物品损坏管理报警，与控制中心的声光报警联动，并将该报警数据录入数据库，同时通过内部安防通讯系统通知仓库保管相关人员；

当接收的数据为加速度传感器采集到的数据大于阈值，GPS模块采集到的数据亦大于阈值时，中心软件启动物品盗窃管理报警，与控制中心的声光报警联动，并将该报警数据录入数据库，同时通过内部安防通讯系统先行通知保卫人员，然后通知仓库保管相关人员。

在通知现场各方面人员的同时，系统通过短信平台发送报警短信至预设的企业中高层相关管理人员，并与其他安防系统联动（如视频监控系统、门禁系统等），实现控制中心视频监控系统立即弹出相关区域现场画面、锁定主要出入口大门、分区域广播系统报警等功能。

在报警信号持续的同时，控制中心操作人员应实时了解现场前方人员的反馈，如现场人员对险情完成处置，则重置报警信号，重新布防系统；一旦现场人员对险情不能完成处置，则根据业主需要，展开通知属地派出所等进一步动作。

Claims

1.一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：包括ARM处理器且安装有系统应用程序、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路、锂聚合物电池以及太阳能电池板，其中电源管理电路分别与ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块以及锂聚合物电池连接，ARM处理器分别与加速度传感器及GSM/GPRS模块连接，GSM/GPRS模块连接GSM/GPRS双频微带天线，所述的ARM处理器、加速度传感器、GSM/GPRS模块、GSM/GPRS双频微带天线、电源管理电路以及锂聚合物电池均安装在PVC壳体中，所述的太阳能电池板置于PVC壳体外部，且通过蓄电池与锂聚合物电池连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：所述的电源管理电路采用一个TP4056电源管理模块IC1，电源管理模块IC1的2脚连接晶振JT1后连接至电源管理模块IC1的1脚，并通过电容C4接GND端，电源管理模块IC1的4脚接GND端，电源管理模块IC1的5脚和7脚分别通过电阻R2和电阻R1连接后接电源VCC端，同时电源管理模块IC1的7脚连接太阳能电池板蓄电池TC1的2脚，太阳能电池板蓄电池TC1的1脚接地，电源管理模块IC1的8脚连接二极管D2的阴极和二极管D1的阴极，并通过电容C1接GND端，二极管D2的阳极接电源VCC端，二极管D1的阳极通过锂聚合物电池BT1接GND端。

3.根据权利要求2所述的一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：ARM处理器采用一个STC15F2K56S2芯片IC4，芯片IC4的34脚、35脚和36脚分别接至电源管理模块IC1的7脚、6脚和5脚，芯片IC4的14脚和16脚分别连接电容C2的两端，其一端接电源VCC端，另一端接GND端，芯片IC4的18脚和19脚分别连接接口J2的3脚和2脚，接口J2的1脚接GND端，接口J2的4脚接电源VCC端。

4.根据权利要求3所述的一种变压器防盗标签，其特征在于：加速度传感器采用一个MPC-6050加速度传感器U1，加速度传感器U1的1脚和4脚分别与芯片IC4的32脚和34脚相连，加速度传感器U1的5脚接GND端，加速度传感器U1的8脚与电容C3的一端连接后接电源VCC端，电容C3的另一端接GND端。

5.根据权利要求4所述的一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：GSM/GPRS模块采用一个SIM900A无线通信模块IC5，无线通信模块IC5的1脚连接至芯片IC4的28脚，无线通信模块IC5的2脚通过电阻R3连接至无线通信模块IC5的5脚，同时无线通信模块IC5的5脚和6脚分别连接至芯片IC4的25脚和26脚，无线通信模块IC5的5脚和6脚连接后接电源VCC端，并通过电容C5接GND端，无线通信模块IC5的3脚接电源VCC端，4脚接GND端。

6.根据权利要求5所述的一种用于物品保护的防盗标签，其特征在于：系统应用程序流程如下：系统进入布防状态，若保护物被移动，加速度传感器采集到数据，如果接收到加速度传感器采集的数据大于阈值、GPRS模块采集的数据小于阈值，GSM模块将相关信息发送至控制中心，控制中心启动物品损坏管理报警并联动声光报警，同时做记录；若接收到加速度传感器采集的数据小于阈值、GPRS模块采集的数据大于阈值，GSM模块将相关信息发送至控制中心，控制中心启动物品盗窃管理报警并联动声光报警，同时做记录。