CN104420726A - 带手持监控功能的电子数码锁 - Google Patents

Abstract

一种带定位和监控功能的电子数码锁，基于无线433MHz技术，移动GSM通讯技术、GPS卫星定位技术、无线监控技术、电子标签技术、数码锁技术和互联网技术有效的结合，实现了对流动物体、运输车辆、数码锁的实时监控，特别适用于海关和大型物流企业跟踪监管运输中的集装箱和货柜车。

Description

带手持监控功能的电子数码锁

技术领域

本发明涉及一种带有手持管理设备的电子数码锁,尤其涉及带无线定位和监控的电子数码锁。特别适应海关集装箱和货柜车监管运输中的特殊环境下的集装箱和货柜车。（可实时跟踪每一集装箱和货柜车）。

背景技术

进出口贸易上，有大量的集装箱和货柜车运输。比如中国，每年有集装箱的进口量已突破6000万箱，需在海关监管下转关的则高达数百万箱，在粤港经济区也大量的使用货柜车辆。而这些转关集装箱和货柜车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。在现在使用的技术中，采用的机械挂锁、一次性使用的“封签”或一般的电子数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。在现代物流管理中，物品的运输安全也是十分重要的，但现在的管理方面也存在着技术落后，管理不利的局面有待与新技术的采用，提高物流管理的能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前采用的机械挂锁、一次性使用的“封签”，或一般的电子数码锁等在先技术中的不足，集中在利用多种先进技术的优点，提供一种特别适用于集装箱和货柜车的带有手持管理功能、无线定位和监控功能的电子数码锁。它将通过先进的433兆无线通讯技术、GPS定位技术，远程无线通讯技术，互联网技术等，组成一个完整的物流监控体系。以增加物体在运输中的安全性。由于采用了上述技术，使得整个新的系统更符合现代物流管理的需求，是原由系统不具备的。而且433兆电子锁具有工作时间长，定位精度高，体积小，安全性强等特点。

本发明的带手持监控设备的无线定位电子数码锁的技术特征是：基于433兆无线技术、GSM移动通讯技术、GPS卫星定位技术和电子数码锁技术，其主要包括两部分组成：一部分是带有GSM移动通讯功能、GPS卫星定位功能、433兆无线数据传输功能，用于司机使用的手持数码锁定位管理控制器，另一部分是带有433兆无线数据传输功能、数码锁功能，锁在集装箱或货柜车后部的电子数码锁。

本发明的带手持监控设备的无线定位电子数码锁锁体通常工作在低功耗状态下，该锁体实时的与使用手持设备的监控人员进行通讯，报告锁的现行状态，同时通过手持设备与远方的管理系统连接，受理远方管理控制器端发送的开/闭、查询等所指令。利用低功耗433兆技术特点，本发明电子数码锁待机时间可以很长（长达五年以上）使用者免除了使用中繁琐的充电。在处理数码锁发回的状态信息外，同时通过内置的GPS模块获取位置信息，并将这些位置信息连同锁的状态信息一起，通过手持控制器内置的GSM模块经移动通讯公司的网络定时的传回给管理中心。同样，管理中心也可以通过相同的传输途径，将开/闭锁的命令发给数码锁。值得一提的是，433兆无线网络提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法、密钥长度都确保了数据的安全性，同时可以灵活确定其安全属性。其提供三种安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码。每一层（MAC层，网络层或应用层）都能被保护，为了降低存储要求，它们可以共享安全密钥。以上技术确保了锁与控制器之间的通讯安全，不会被坏人利用。由于433兆通讯技术特点，它的传输距离为500米左右，保证了控制器与锁之间的传输保证。当锁管理控制器由于某种原因与数码锁失去连接时，控制器会及时地向中心报告，同时数码锁也失去了开启的功能。

将本发明的电子数码锁和手持数码锁管理控制器置于集装箱和货柜车上，当海关和物流监管部门需要监控运输过程中的含有本发明电子数码锁的集装箱和货柜车时，根据所需监控的集装箱和货柜车上电子数码锁信息，利用建立的互联网处理平台，通过GSM移动通讯技术的方式获取锁的位置和其状态信息，确保运输过程中物品的安全性。利用手持数码锁控制器，管理者除了可以了解锁的状态信息外，还能够向锁发出开/闭命令，控制锁的开启授权。同时也可以通过这一手持设备修改数码锁的密钥。

 本发明带手持监控功能的电子数码锁的效益是显著的。

本发明带手持监控功能的电子数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。如上所述电子数码锁平时利用433兆无线通信技术特点在低功耗状态下工作。所以，本发明电子数码锁的待机时间长，可达到工作待机5年以上的时间。

本发明的电子数码锁手持管理设备利用GPS技术特点能够实现高精度定位。同时，本发明的电子数码锁手持管理设备还具有GSM基站定位功能。在GPS定位不能成功的特定情况下，利用移动系统的基站定位技术也可以实现定位功能。

本发明的电子数码锁的体积小，重量轻，安全可靠，除本数码锁的特殊功能外，具有一般锁的所有功能。因此本发明的电子数码锁使用和安装方便，不易遭到破坏，成本低，是一种理想的集装箱和货柜车监控设备。本发明的电子数码锁具有防水和抗高温的功能。其温度范围可在+80℃～-45℃之间。

本发明电子数码锁手持管理设备其电子数码钥匙可变，电子数码钥匙的密码除了通过手持管理设备可以修改也可通过移动由电子数码锁的后台管理系统集中控制。开闭锁具无需实物传递钥匙，只要通过移动通讯网络，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 是带手持监控功能的电子数码锁的结构图。

图2 带手持监控功能的电子数码锁手持设备结构图。

具体实施方式

    下面结合附图1，进一步说明本发明带手持监控功能的电子数码锁的结构。

如图1所示，带手持监控功能的电子数码锁主要含有带电源控制模块1，具有处理和通讯功能的433兆通信控制模块2、内置天线3、与433兆通信模相连接电子标签模块5。

所说的433无线控制模块是具有处理功能的低功耗的通讯处理器，它能够完成电源控制模块1、电子锁具模块4、电子标签模块5、的功能设置；完成信息交流；与网络的同步；锁状态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开启限定和秘钥参数等。本实施例中，选用低功耗的433兆处理器功耗：平均电流小于30微安。本模块采用的通讯协议符合国际电联发布的IEE 802.15.4 标准。使用的是直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，433MHz(全球)、915MHz(美国)和868 MHz(欧洲)。开放频段。

所说的电子锁具模块4如一般的电子数码锁的结构相同。含有金属件制成的锁体和锁闩，但其开关由433MHz控制模块2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和货柜车的门上，不需改变集装箱和货柜车上的任何构件。用户可通过无线移动网络远程命令电子锁具模块的控制器开启和锁住电子锁具。

所说的电子标签模块5与一般电子数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5只适用于一个电子锁具模块。在密码钥匙芯片内，可记录电子数码锁的编号、数码钥匙编号、置于的集装箱和货柜车编号、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5可通过433MHz控制模块2进行远程无线设置，即通过控制模块2进行远程无线修定密钥数码。

所说的内置天线5是高增益天线，该天线提供给433MHz无线通讯模块2使用。

所说的电源控制模块1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。

下面结合附图2，进一步说明本发明带定位和监控功能的电子数码锁手持控制器的结构。

如图2所示，本发明电子数码锁手持控制器主要含有：GPS内置天线1，带GPS卫星定位功能的模块2，具有通讯功能的433MHz控制模块3、433MHz内置天线4、具有处理能力和GSM移动通讯能力的模块5，GSM内置天线6，电源控制管理模块7。

所说的GPS内置天线1，是带有高增益的有源GPS天线，该天线将接收到的卫星定位信号放大后传送给GPS模块进行处理。

所说的带有卫星定位处理功能的模块2，处理来自天线模块的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，传送给具有处理能力和GSM移动通讯能力的模块5，进一步处理。

所说的具有通讯功能的控制模块3，和433MHz内置天线4。主要是完成管理控制器与，数码锁的通讯连接，负责管理开展器开启/关闭命令的下达和数码锁状态信息的上传，它与具有处理能力和GSM移动通讯能力的模块5连接。

所说的带有处理能力和GSM移动通讯能力的模块5，是管理控制器的核心，它负责将锁的数据，GPS的位置数据整理后，通过移动通讯公司的网络传送给系统的处理中心，同时也把中心的命令接收处理后通过433MHz无线方式传送给数码锁。由于该模块具有处理能力，它还要根据用户的需求执行用户有关定位、定时、秘钥修改、告警、等命令。

所说的电源控制模块是为手持控制器提供一组高可靠的供电。它可以根据需要连接外部电源供电系统的不同自动的进行转换，适用范围为5伏-36伏。本供电控制模块还带有2000毫安的可充电电池，在不使用外部供电的情况下仍可正常工作10天以上。

本发明的电子数码锁最突出的使用是将本发明的电子数码锁装在集装箱和货柜车上。通过433MHz的技术与使用者的手持终端管理器进行连接。使用者的手持终端管理控制器再通过移动的GSM网络与连接在互联网上的管理中心进行连接，以此来实现管理者在任何地方都可对监管物品和车辆进行定位跟踪，对数码锁的开启和关闭进行控制。同时也能了解到锁的状态。对非法开启和破坏进行报警，在互联网上可以查寻到锁的所以使用记录，以利于责任的认定。

装于集装箱和货柜车上的本发明的电子数码锁用无线的方式，通过无线通讯技术将数码锁体、使用者手持设备、建立在互联网上的管理中心有效的连接在一起，实现了对移动物体，监管车辆、数码锁的控制管理。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 (7)

1.一种带定位和监控功能的电子数码锁，含有电子锁具模块、电子标签模块，其特征在于含有带电源控制的模块，内置天线，连接于具有处理功能和通讯功能的433MHz模块。

2.根据权利要求1所述的带定位和监控功能的电子数码锁，其特征在于所说的锁内内置的带有处理和通讯功能的433MHz模块和处理软件。

3.根据权利要求2所述的带定位和监控功能的电子数码锁，其特征在于所说的带有处理和通讯功能的433MHz模块和处理软件，相关的必要的硬件电路。

4.根据权利要求1所述的带无线定位和监控功能的电子数码锁，其特征在于所说433MHz模块，为节电所做的在原技术上的改进。

5.与权利1带有定位和监控功能的电子数码锁相对应的手持设备管理控制器，含有：GPS内置天线，带GPS卫星定位功能的模块，具有通讯功能的433MHz控制模块、433MHz内置天线、具有处理能力和GSM移动通讯能力的模块，GSM内置天线，电源控制管理模块。

6.根据权利要求5所述的带定位和监控功能的电子数码锁手持设备管理控制器，其特征在于所将GPS技术、433MHz技术、GSM技术、三种技术有效的集中在一起使用。

7.根据权利要求5所述的带定位和监控的电子数码锁的手持设备管理控制器，其特征在于为实现上述功能所内置的全部软件。