CN104464042A - 具有定位追踪和远程监控功能的电子锁及物流监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有定位追踪和远程监控功能的电子锁及物流监控系统，电子锁包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；定位管理控制器包括第一电源模块、电磁双控开关、锁具控制模块、GPS天线、GPS控制模块、GSM天线和GSM控制模块；电磁双控开关与数码锁连接。本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，设有GSM天线和GSM控制模块，能够远程无线控制开关数码锁；设有GPS天线和GPS控制模块，能够实现高精度定位,实施监测电子锁的位置；同时，本发明还具有GSM机站定位功能，在GPS定位不能成功的特定情况下，利用移动系统的机站定位技术也可以实现定位功能，使定位更加可靠。

Description

具有定位追踪和远程监控功能的电子锁及物流监控系统

技术领域

本发明属于电子锁领域，尤其涉及具有定位追踪和远程监控功能的电子锁及物流监控系统。

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8000万箱，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

针对上述技术中不足，本发明提供一种具有定位追踪和远程监控功能的电子锁及物流监控系统，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。

为实现上述目的，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；所述定位管理控制器包括第一电源模块、电磁双控开关、锁具控制模块、GPS天线、GPS控制模块、GSM天线和GSM控制模块；

所述电磁双控开关，用于检测数码锁的开关状态；

所述锁具控制模块，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关状态信息的上传，所述锁具控制模块与GSM控制模块连接；

所述GPS天线，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块；

所述GPS控制模块，用于处理来自GPS天线的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块；

所述GSM控制模块，用于将电磁双控开关状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关方式传送给数码锁；

所述第一电源模块，用于为GPS控制模块、锁具控制模块和GSM控制模块供电。

其中，所述数码锁包括第二电源控制模块、与电磁双控开关对接的机械锁具模块、用于控制机械锁具模块开关且与网络同步的数码锁控制模块、内置天线和内置可读写数据和密码的电子指纹密码钥匙芯片的电子标签模块；所述第二电源控制模块分别与数码锁控制模块和电子标签模块电连接，所述内置天线与数码锁控制模块连接，所述数码锁控制模块与机械锁具模块连接。

其中，所述机械锁具模块包括做往复运动的锁梁、微动开关、磁头、霍尔元件和信号元件；所述微动开关位于锁梁的行程末端，所述微动开关上设有可以被锁梁按压和释放的按键；所述磁头固定在锁梁的底部，所述霍尔元件内置于微动开关内部，在锁梁按压按键时霍尔元件可感应到磁头；所述微动开关和霍尔元件分别与信号元件电连接。

其中，所述信号元件包括正极引脚、负极引脚、磁状态引脚和机械状态引脚；所述正极引脚和负极引脚通过供电电路分别为微动开关和霍尔元件供电，所述磁状态引脚与霍尔元件电连接，所述机械状态引脚与微动开关电连接。

其中，所述第一电源模块和第二电源模块均包括锂电池、电源控制电路和告警芯片；所述锂电池与电源控制电路电连接，所述电源控制电路与告警芯片电连接。

本发明还提供一种物流监控系统，包括互联网处理平台和具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，所述具有定位追踪和远程监控功能的电子锁包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；所述定位管理控制器包括第一电源模块、电磁双控开关、锁具控制模块、GPS天线、GPS控制模块、GSM天线和GSM控制模块；

所述电磁双控开关，用于检测数码锁的开关状态；

所述锁具控制模块，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关状态信息的上传，所述锁具控制模块与GSM控制模块连接；

所述GPS天线，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块；

所述GPS控制模块，用于处理来自GPS天线的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块；

所述GSM控制模块，用于将电磁双控开关状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关方式传送给数码锁；

所述第一电源模块，用于为GPS控制模块、锁具控制模块和GSM控制模块供电。

其中，所述数码锁包括第二电源控制模块、与电磁双控开关对接的机械锁具模块、用于控制机械锁具模块开关且与网络同步的数码锁控制模块、内置天线和内置可读写数据和密码的电子指纹密码钥匙芯片的电子标签模块；所述第二电源控制模块分别与数码锁控制模块和电子标签模块电连接，所述内置天线与数码锁控制模块连接，所述数码锁控制模块与机械锁具模块连接。

其中，所述机械锁具模块包括做往复运动的锁梁、微动开关、磁头、霍尔元件和信号元件；所述微动开关位于锁梁的行程末端，所述微动开关上设有可以被锁梁按压和释放的按键；所述磁头固定在锁梁的底部，所述霍尔元件内置于微动开关内部，在锁梁按压按键时霍尔元件可感应到磁头；所述微动开关和霍尔元件分别与信号元件电连接。

其中，所述信号元件包括正极引脚、负极引脚、磁状态引脚和机械状态引脚；所述正极引脚和负极引脚通过供电电路分别为微动开关和霍尔元件供电，所述磁状态引脚与霍尔元件电连接，所述机械状态引脚与微动开关电连接。

其中，所述第一电源模块和第二电源模块均包括锂电池、电源控制电路和告警芯片；所述锂电池与电源控制电路电连接，所述电源控制电路与告警芯片电连接

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，设有GSM天线和GSM控制模块，能够远程无线控制开关数码锁；设有GPS天线和GPS控制模块，能够实现高精度定位,实施监测电子锁的位置；同时，本发明还具有GSM机站定位功能，在GPS定位不能成功的特定情况下，利用移动系统的机站定位技术也可以实现定位功能，使定位更加可靠。

附图说明

图1本发明的数码锁的结构方框图；

图2本发明的定位管理控制器的结构方框图；

图3本发明的机械锁具模块的主视图；

图4本发明的机械锁具模块的立体图。

主要元件符合说明：

11、第二电源控制模块         12、机械锁具模块

13、数码锁控制模块           14、内置天线

15、电子标签模块             21、第一电源模块

22、电磁双控开关             23、锁具控制模块

24、GPS天线                 25、GPS控制模块

26、GSM天线                 27、GSM控制模块

121、锁梁                   122、微动开关

123、磁头                   124、按键

125、信号元件               1251、正极引脚

1252、负极引脚              1253、磁状态引脚

1254、机械状态引脚 。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1和图2，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；定位管理控制器包括第一电源模块21、电磁双控开关22、锁具控制模块23、GPS天线24、GPS控制模块25、GSM天线26和GSM控制模块27；电磁双控开关22，用于检测数码锁的开关状态；锁具控制模块23，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关22状态信息的上传，锁具控制模块23与GSM控制模块27连接；GPS天线24，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块25；GPS控制模块25，用于处理来自GPS天线24的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块27；GSM控制模块27，用于将电磁双控开关22状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线26传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关22方式传送给数码锁；第一电源模块21，用于为GPS控制模块25、锁具控制模块23和GSM控制模块27供电。

相较于现有技术，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，具有如下优点：

1，设有GSM天线26和GSM控制模块27，能够远程无线控制开关数码锁；

2，设有GPS天线24和GPS控制模块25，能够实现高精度定位,实施监测电子锁的位置；

3，同时，本发明还具有GSM机站定位功能，在GPS定位不能成功的特定情况下，利用移动系统的机站定位技术也可以实现定位功能，使定位更加可靠；

4，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁的体积小，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；

5，本发明提供的电子锁自带电源，能够长时间地工作。

此外，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，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；具有防水和抗高温的功能，其温度范围可在+80℃～-45℃之间；

请参阅图1，在本实施例中，数码锁包括第二电源控制模块11、与电磁双控开关22对接的机械锁具模块12、用于控制机械锁具模块12开关且与网络同步的数码锁控制模块13、内置天线14和内置可读写数据和密码的电子指纹密码钥匙芯片的电子标签模块15；第二电源控制模块11分别与数码锁控制模块13和电子标签模块15电连接，内置天线14与数码锁控制模块13连接，数码锁控制模块13与机械锁具模块12连接。

本发明的数码锁设有电子标签模块15，电子标签模块15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15只适用于一个机械锁具模块12。在密码钥匙芯片内，可记录数码锁的编号、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15可通过内置微处理器的数码锁控制模块13进行远程无线设置，即通过数码锁控制模块13进行远程无线修定密钥数码。

因此，本发明提供的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，电子数码钥匙可变，电子数码钥匙的密码可通过移动由电子数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15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。

请参阅图3和图4，在本实施例中，机械锁具模块12包括做往复运动的锁梁121、微动开关122、磁头123、霍尔元件（图未示）和信号元件125；微动开关122位于锁梁121的行程末端，微动开关122上设有可以被锁梁121按压和释放的按键124；磁头123固定在锁梁121的底部，霍尔元件（图未示）内置于微动开关122内部，在锁梁121按压按键124时霍尔元件（图未示）可感应到磁头123；微动开关122和霍尔元件（图未示）分别与信号元件125电连接。

本发明的机械锁具模块12，在机械微动开关122的基础上内置了磁感应功能的霍尔元件，把机械开关硬碰硬的单一状态变成了一硬一软的双控开关，其原理如下：

电磁状态          机械状态     锁状态

0                              0          开启

1                              1          闭合

0                              1          无效

1                              0          无效

当锁闭合式，锁梁121首先压合微动开关122使开关变成导通状态，在我们的定义表中机械状态为1，同时锁梁121贴合的的磁性元器件也将开关磁性状态变为1，在表中定义为锁不闭合，当锁梁121离开微动开关122时，其动作相反，机械状态和电磁状态都变成了0，在表中定义锁状态为开启。

本发明的机械锁具模块12，在机械微动开关122的基础上内置了磁感应功能的霍尔元件，机械锁具模块与电磁双控开关22的配合使得锁体部分的开关状态不会被误报。具体来说：机械开关的行程较小，一般不到1个毫米，而且是机械连接，在锁体与货车碰撞中容易产生误报；电磁状态是一种非接触型状态传递，间隙可大于5毫米，所以如此大的开关行程就不容易产生误报，但是电磁特性容易受到外界环境的影响；而本发明的机械锁具模块12在机械和电子结合部位实现了高可靠性的对接，实现了机械开关和电磁感应开关的结合，达到对物流产品有效地监控，杜绝信息误报的发生。

在本实施例中，信号元件125包括正极引脚1251、负极引脚1252、磁状态引脚1253和机械状态引脚1254；正极引脚1251和负极引脚1252通过供电电路分别为微动开关122和霍尔元件（图未示）供电，磁状态引脚1253与霍尔元件（图未示）电连接，机械状态引脚1254与微动开关122电连接。

正极引脚1251和负极引脚1252为微动开关122和霍尔元件（图未示）供电，锁梁121压合按键124使微动开关122使开关变成导通状态，此时机械状态引脚1254发出第一电信号；霍尔元件（图未示）感应到磁头123后，磁状态引脚1253发出第二电信号；机械电磁双控开关22只有在同时接收到两个电信号时，才会判断此时的电子数码锁处于闭合状态。可有效避免信息误报，提高数码锁工作的可靠性。

在本实施例中，第一电源模块21和第二电源模块均包括锂电池、电源控制电路和告警芯片；锂电池与电源控制电路电连接，电源控制电路与告警芯片电连接。锂电池的体积小，电容量大，一次充电持续工作的时间长；用户可通过电源控制电路命令和监控电源状态；告警芯片用于保证电路安全。

此外，本发明还提供一种物流监控系统，包括互联网处理平台和具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，具有定位追踪和远程监控功能的电子锁包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；定位管理控制器包括第一电源模块21、电磁双控开关22、锁具控制模块23、GPS天线24、GPS控制模块25、GSM天线26和GSM控制模块27；电磁双控开关22，用于检测数码锁的开关状态；锁具控制模块23，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关22状态信息的上传，锁具控制模块23与GSM控制模块27连接； GPS天线24，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块25； GPS控制模块25，用于处理来自GPS天线24的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块27； GSM控制模块27，用于将电磁双控开关22状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线26传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关22方式传送给数码锁；第一电源模块21，用于为GPS控制模块25、锁具控制模块23和GSM控制模块27供电。

本发明提供的物流监控系统，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无线定位和监控机构的电子数码锁。它将通过先进的机械电磁双控开关22技术、GPS定位技术，远程无线通信技术，互联网技术等，组成一个完整的物流监控系统。

将本发明的具有机械电磁双控的电子数码锁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。利用这一管理平台，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网络修改数码锁的密钥。

本发明的带机械电磁双控开关22技术的电子数码锁通常工作在低功耗状态下，通过机械电磁双控开关22实时的与机械锁体部分对接、锁定位管理控制器进行通讯，报告锁的现行状态，同时也受理管理控制器端发送的开/闭所指令。本发明电子数码锁根据用户的定义设置其功能。数码锁内置的定位管理控制器，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。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；所述定位管理控制器包括第一电源模块、电磁双控开关、锁具控制模块、GPS天线、GPS控制模块、GSM天线和GSM控制模块；

所述电磁双控开关，用于检测数码锁的开关状态；

所述锁具控制模块，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关状态信息的上传，所述锁具控制模块与GSM控制模块连接；

所述GPS天线，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块；

所述GPS控制模块，用于处理来自GPS天线的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块；

所述GSM控制模块，用于将电磁双控开关状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关方式传送给数码锁；

所述第一电源模块，用于为GPS控制模块、锁具控制模块和GSM控制模块供电。

2.根据权利要求1所述的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，所述数码锁包括第二电源控制模块、与电磁双控开关对接的机械锁具模块、用于控制机械锁具模块开关且与网络同步的数码锁控制模块、内置天线和内置可读写数据和密码的电子指纹密码钥匙芯片的电子标签模块；所述第二电源控制模块分别与数码锁控制模块和电子标签模块电连接，所述内置天线与数码锁控制模块连接，所述数码锁控制模块与机械锁具模块连接。

3.根据权利要求2所述的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，所述机械锁具模块包括做往复运动的锁梁、微动开关、磁头、霍尔元件和信号元件；所述微动开关位于锁梁的行程末端，所述微动开关上设有可以被锁梁按压和释放的按键；所述磁头固定在锁梁的底部，所述霍尔元件内置于微动开关内部，在锁梁按压按键时霍尔元件可感应到磁头；所述微动开关和霍尔元件分别与信号元件电连接。

4.根据权利要求3所述的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，所述信号元件包括正极引脚、负极引脚、磁状态引脚和机械状态引脚；所述正极引脚和负极引脚通过供电电路分别为微动开关和霍尔元件供电，所述磁状态引脚与霍尔元件电连接，所述机械状态引脚与微动开关电连接。

5.根据权利要求2所述的具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，其特征在于，所述第一电源模块和第二电源模块均包括锂电池、电源控制电路和告警芯片；所述锂电池与电源控制电路电连接，所述电源控制电路与告警芯片电连接。

6.一种物流监控系统，其特征在于，包括互联网处理平台和具有定位追踪和远程监控功能的电子锁，所述具有定位追踪和远程监控功能的电子锁包括带有防盗功能数码锁和定位管理控制器；所述定位管理控制器包括第一电源模块、电磁双控开关、锁具控制模块、GPS天线、GPS控制模块、GSM天线和GSM控制模块；

所述电磁双控开关，用于检测数码锁的开关状态；

所述锁具控制模块，用于负责管理开启/关闭命令的下达和电磁双控开关状态信息的上传，所述锁具控制模块与GSM控制模块连接；

所述GPS天线，用于接收卫星定位信号，并将信号放大后传送给GPS控制模块；

所述GPS控制模块，用于处理来自GPS天线的卫星信号，经过运算得出相应位置的经纬度，并将信息传送给GSM控制模块；

所述GSM控制模块，用于将电磁双控开关状态数据以及GPS的位置数据整理后，通过GSM天线传送给互联网处理平台，同时也把互联网处理平台的命令接收处理后通过机械电磁双控开关方式传送给数码锁；

所述第一电源模块，用于为GPS控制模块、锁具控制模块和GSM控制模块供电。

7.根据权利要求6所述的物流监控系统，其特征在于，所述数码锁包括第二电源控制模块、与电磁双控开关对接的机械锁具模块、用于控制机械锁具模块开关且与网络同步的数码锁控制模块、内置天线和内置可读写数据和密码的电子指纹密码钥匙芯片的电子标签模块；所述第二电源控制模块分别与数码锁控制模块和电子标签模块电连接，所述内置天线与数码锁控制模块连接，所述数码锁控制模块与机械锁具模块连接。

8.根据权利要求7所述的物流监控系统，其特征在于，所述机械锁具模块包括做往复运动的锁梁、微动开关、磁头、霍尔元件和信号元件；所述微动开关位于锁梁的行程末端，所述微动开关上设有可以被锁梁按压和释放的按键；所述磁头固定在锁梁的底部，所述霍尔元件内置于微动开关内部，在锁梁按压按键时霍尔元件可感应到磁头；所述微动开关和霍尔元件分别与信号元件电连接。

9.根据权利要求8所述的物流监控系统，其特征在于，所述信号元件包括正极引脚、负极引脚、磁状态引脚和机械状态引脚；所述正极引脚和负极引脚通过供电电路分别为微动开关和霍尔元件供电，所述磁状态引脚与霍尔元件电连接，所述机械状态引脚与微动开关电连接。

10.根据权利要求7所述的物流监控系统，其特征在于，所述第一电源模块和第二电源模块均包括锂电池、电源控制电路和告警芯片；所述锂电池与电源控制电路电连接，所述电源控制电路与告警芯片电连接。