CN104778769B - 用于监控物流信息的智能锁、监控物流系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于监控物流信息的智能锁。该智能锁包括触发模块、定位模块、运动状态监测模块、无线通信模块、电源管理模块和控制模块。当运动状态监测模块监测到锁处于静止状态达到预定时间段时，停止对定位模块和无线通信模块的供电；当触发模块生成开锁/闭锁信息，和/或当运动状态监测模块监测到锁处于不同的运动状态，和/或电源管理模块电量下降到预定的低电量时，控制模块将这些信息传输到无线通信模块，无线通信模块再将这些信息连同从定位模块获得的位置信息一起向外发送。另外，本发明公开了一种用于监控物流的系统和监控方法。本发明能够监控配有智能锁的移动物体的运动状态和位置信息以及开锁和闭锁信息。耗电量低、成本低廉。

Description

用于监控物流信息的智能锁、监控物流系统和方法

技术领域

本发明涉及锁领域，特别涉及用于监控物流信息的智能锁、监控物流系统和方法。

背景技术

随着全球合作化的加强，物流业进入了飞速发展的阶段。仅在进出口贸易上，就有大量的集装箱和货柜车需要运输。比如中国，每年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。这些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开启。目前，在我国铁路货运中，还没有有效地针对货运车的监管技术。在车辆的运输途中经常发生物品被盗事件。现有采用的机械挂锁、一次性使用的“封签”等技术已不能有效地阻止此类事件的发生。如何提高物流的监管力度，确保物品的运输安全成为迫切需要解决的问题。

目前应用于基站、电箱、集装箱上的锁具为普通机械锁，结构单一，易被破坏，无法实时监管，安全性低。而智能控制电子锁主要集中在智能家居方面，采用控制电路与GSM模块及蜂鸣器相连，用户手机呼入GSM模块的SIM卡号或向GSM模块中的SIM卡号发送开锁短信，GSM模块接收并解析来电信息或开锁短息后传输给微处理器，微处理器验证该信息与储存的用户电话号码或开锁短信是否匹配，如匹配，打开电子锁，并控制GSM模块挂断电话；如不匹配，则挂断来电提示无授权，向来电用户发送无授权提示信息。在锁遭遇非法打开时，自带的蜂鸣器会自动启动惊醒报警，并向微处理器中存储的移动号码发送报警短信提示。

而市场上的智能控制电子锁有如下缺点：无法为实时移动的物体提供实时定位监控与远程追踪，也无法统计出悬挂有智能电子锁的物体关闭与打开次数；用于物流的锁具对抗震要求很高，而普通的电子设备不耐振动；金属锁具的外壳对信号有屏蔽作用；在高速行驶时，锁具的正面或者反面会紧贴金属的车辆门壁，当信号发射朝向金属车辆的门壁时，信号会大大衰减。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于监控物流信息的智能锁、监控系统和监控方法，以解决现有技术中锁具无法为实时移动的物体提供实时定位监控与远程追踪，也无法统计出悬挂有智能电子锁的物体关闭与打开次数等问题。且该锁需要结构简单、结实耐用，当出现非常规状态时，能及时向远程服务器进行报警。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于监控物流信息的智能锁，包括设置在所述智能锁的锁体中的：

触发模块，用于根据开锁和闭锁动作相应地触发生成开锁/闭锁信息；

定位模块，用于生成锁的位置信息；

运动状态监测模块，用于监测锁的静止状态和至少一种运动状态，并生成对应的静止状态信息和运动状态信息；

与所述定位模块连接的无线通信模块；

与所述触发模块、定位模块、运动状态监测模块、无线通信模块分别连接的电源管理模块；

与所述触发模块、运动状态监测模块、无线通信模块、电源管理模块分别连接的控制模块；

其中，

-当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于静止状态达到预定时间段时，所述运动状态监测模块将静止状态信息反馈给控制模块，所述控制模块向电源管理模块发送指令，停止对定位模块和无线通信模块的供电；

-当所述触发模块生成开锁/闭锁信息，和/或

当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于不同的运动状态，和/或

所述电源管理模块电量下降到预定的低电量时，

所述控制模块收集所述开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息传输到所述无线通信模块，所述无线通信模块将从所述控制模块收集到的信息连同从定位模块获得的位置信息一起向外发送。

由此，本发明的智能锁能够实时监控配有智能锁的移动物体的运动状态和位置信息以及开锁和闭锁信息。且可以根据监控到的静止状态达到预设时间段时，停止对定位模块和无线通信模块的供电，从而节约能源。同时当锁处于打开/闭合或运动或电量低等特殊状态时，可以向外报警。

在一些实施方式中，所述智能锁具有锁体和闭锁件，所述触发模块包括位于所述锁体和所述闭锁件连接处的触发按键和位于所述锁体内的与所述触发按键关联的锁定状态生成单元，所述触发按键具有对应于闭锁件打开的第一位置和对应于闭锁件锁定的第二位置，在所述触发按键处于第一位置时，所述锁定状态生成单元生成开锁信息，在所述触发按键位于第二位置时，所述锁定状态生成单元生成闭锁信息。

由此，本发明的触发按键结构，具有一触即发的特点，其按键操作快速且整体结构设计简单实用。

在一些实施方式中，所述定位模块包括北斗导航定位单元、GPS定位单元和移动网络定位单元中的至少一者。

由此，本发明的智能锁可以采用多种定位单元单独或者相互配合工作，选择面宽，定位精度高，且可以在天气、环境不佳的特定情况下进行定位。

在一些实施方式中，所述运动状态监测模块为多轴传感器，例如可以是三轴传感器。

由此，本发明的智能锁可以实时感应锁的空间运动状态。具体而言，这些状态可以例如是智能锁的开锁、闭锁、低电、震动、跌落等状态。

在一些实施方式中，无线通信模块为基于SIM卡的移动网络通信模块。

由此，本发明的智能锁可以基于移动网络进行通信，覆盖范围广且传输相对稳定。

在一些实施方式中，所述锁体内设有尼龙加纤材料制成的盒体所述锁定状态生成单元、所述定位模块、所述运动状态监测模块、所述无线通信模块、所述电源管理模块和所述控制模块位于所述盒体内。

由此，本发明的智能锁中的各电子元件位于上述盒体内时，确保其发射的通信信号不会受影响，保证了信号的强度和稳定度。

在一些实施方式中，所述盒体具有与锁定的对象(例如车体)的锁定面基本垂直的垂直面，所述定位模块和无线通信模块设置于所述垂直面一侧。

由此，上述设置避免了智能锁信号发射的方向朝向锁定对象，从而避免了信号的衰减。例如，一般情况下，车锁的正面或者反面紧贴车体的金属侧壁。当所述定位模块和无线通信模块设置于车锁的正面或者反面时，智能锁信号发射的方向朝向锁定对象，那发射信号就会进行衰减。

在一些实施方式中，所述锁体包括PVC材料制成的外壳。

由此，本发明的智能锁可以防止信号被屏蔽或干扰。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种监控物流信息的系统，包括：用于设置于物流对象上的智能锁；用于接收所述智能锁的无线通信模块发送的信息的远程服务器。

由此，本发明的系统可实时监控锁的运动状态和位置信息。

在一些实施方式中，所述远程服务器包括：用于接收所述智能锁的无线通信模块发送信息的接收单元；与所述接收单元连接的报警单元，所述报警单元根据所述接收单元接收的所述开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息，发出相应的警告。

由此，本发明的系统可实时将开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息向外发出警告，这样更加方便对智能锁进行管理。

在一些实施方式中，所述远程服务器还包括：

预存储有行车路线轨迹的存储单元；

与所述接收单元、所述存储单元和所述报警单元连接的比较单元；

当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息相对于存储单元中预存储的行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，所述比较单元指示所述报警单元发出相应的警告。

由此，本发明的系统可以实时精确的监控移动物体的行车路线，当其偏离预设的行车路线时，可以及时报警，更便于对移动的物体的监控。

在一些实施方式中，所述远程服务器还包括：

预存储有电子围栏信息的存储单元；

与所述接收单元、所述存储单元连接和所述报警单元连接的比较单元，

当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息进入和脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。

由此，本发明的系统可以监控移动的物体进或出预设的电子围栏的区域范围，并进行报警，便于掌控移动的物体运动范围。

在一些实施方式中，所述远程服务器为个人台式电脑和个人移动设备。

由此，本发明的系统配置简单、成本低廉且使用方便。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了智能锁的物流信息监控方法，该方法包括以下步骤：

生成预定行车路线轨迹，所述预定行车路线轨迹限定了智能锁的预活动路径信息；

获取智能锁的位置信息，

当所获取的位置信息相对预定行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，发出警告。

由此，本发明的方法可以实时精确的监控移动的物体的行车路线，当其偏离预设的行车路线时，可以及时报警，更便于对移动的物体的监控。

在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：

生成电子围栏信息，所述电子围栏限定了智能锁的位置活动范围；

获取智能锁的位置信息，

当所获取的位置信息进入和脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。

由此，本发明的系统可以监控移动的物体进或出预设的电子围栏的区域范围，并进行报警，便于掌控移动的物体运动状态。

本发明的智能锁能够监控配有智能锁的移动物体的运动状态和位置信息以及开锁和闭锁信息。耗电量低、成本低廉。

附图说明

图1为本发明一实施方式的智能锁的结构示意图；

图2为本发明另一实施方式的用于监控物流信息的智能锁的结构分解图；

图3为图2中的智能锁的盒体的局部放大图；

图4为本发明一实施方式的用于监控物流信息的系统的示意图；

图5为图4中的远程服务器的示意图；

图6为本发明一实施方式的一种物流信息监控方法的流程示意图；

图7为本发明一实施方式的另一种物流信息监控方法的流程示意图。

附图标记

2—充电电极

3—定位模块

4—锁芯防尘塞

5—盒体

7—外壳

9—触发按键

10—无线通信模块

13—内盒

16—钥匙

18—锁环套

19—闭锁件

20—不锈钢套

23—锁体上部

25—锁栓

26—锁芯

27—传动

28—运动状态监测模块

具体实施方式

为了便于说明和理解，下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的智能锁的结构。如图所示，该智能锁包括用于根据开锁和闭锁动作相应地触发生成开锁/闭锁信息的触发模块，用于生成锁的位置信息的定位模块，用于监测锁的静止状态和至少一种运动状态，并生成对应的静止状态信息和运动状态信息的运动状态监测模块、无线通信模块、电源管理模块和控制模块。

其中，电源管理模块分别与触发模块、定位模块、运动状态监测模块、无线通信模块和控制模块相连接，并为其提供电能。触发模块和运动状态监测模块分别与控制模块相连接，通过控制模块将信息发送给无线通信模块，再由无线通信模块向外发送。定位模块直接和无线通信模块相连接，并由其将定位信息向外发送。

其中，

-当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于静止状态达到预定时间段时，所述运动状态监测模块将静止状态信息反馈给控制模块，所述控制模块向电源管理模块发送指令，停止对定位模块和无线通信模块的供电；

-当所述触发模块生成开锁/闭锁信息，和/或

当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于不同的运动状态，和/或

所述电源管理模块电量下降到预定的低电量时，

所述控制模块收集所述开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息传输到所述无线通信模块，所述无线通信模块将从所述控制模块收集到的信息连同从定位模块获得的位置信息一起向外发送。

图2为本发明另一实施方式的用于监控物流信息的智能锁的结构分解图。其中，定位模块3可以是北斗导航定位单元、GPS定位单元和移动网络定位单元中的至少一者。本实施例中，定位模块3选择常规的型号为U-Blox-7020的定位模块，该模块具有体积小、抗干扰能力强、低功耗、灵敏度高和定位快的特点。

无线通信模块10为基于SIM卡的移动网络通信模块。本实施例中选择了常规的型号为MTK6261的芯片组，这是一款支持四频GSM的芯片，可以实现低功耗的语音、数据传输等功能，且其性能稳定、外观小巧，性价比高。锁体内设有尼龙加纤材料制成用于容纳各种电子元件的盒体5。

在该实施例中的智能锁的底面设计有定位模块3(本实施例中为GPRS模块)的安装口(图中未进行标注)，该定位器从安装口处推入便可置入锁体中。锁栓25可以采用304不锈钢材质，防腐蚀性强，锁体上部23为机械锁体，采用锌合金材质。锁体中部为的盒体5，采用尼龙加纤材质，在保证锁体强度的同时，能够预防对GSM信号和GPS信号的衰减。外壳7整体为高强度PVC材料，也避免了采用金属材质对GSM信号造成的干扰。

上述设计的智能锁体积小、重量轻、成本低、安全可靠、结实耐用，具有很强的抗震和抗高/低温的功能。其温度范围可在+70℃～-30℃之间。本发明的锁使用触点充电的方式，方便使用的同时，可以确保防水。该智能锁发射的通信信号强且稳定。除本智能锁的特殊功能外，具有一般锁的所有功能，是一种理想的集装箱和货柜车监控设备。

图3为图2中的智能锁的盒体的局部放大图，从图中可以看出，锁定状态生成单元(图中未进行标出)、定位模块3、运动状态监测模块28、无线通信模块10、电源管理模块(图中未进行标出)和控制模块位于所述盒体内。该盒体具有与锁定的对象的锁定面基本垂直的垂直面，定位模块和无线通信模块设置于所述垂直面一侧。该图具体示出了定位模块3(本实施例中是GPRS模块)、触发按键9、无线通信模块10(本实施例中是GSM模块)和运动状态监测模块28。

运动状态监测模块28为多轴传感器，具体可以是三轴、六轴、九轴传感器。本实施例中，采用了九轴传感器。用于实时感应锁的运动状态，输出端与控制模块((图中未进行标出))中的状态收发单元相连，锁体在静止某一预设的时间(例如20分钟)后自动进入深度休眠状态，自动的关闭定位模块3和无线通信模块10，以达到省电目的。在震动后或者开锁后自动唤醒。状态收发单元可收集锁体电量，振动，跌落、敲击等状态，并将振动、跌落、敲击、低电等状态通过无线通信模块向外发射报警。

图4为本发明一实施方式的用于监控物流信息的系统的示意图。如图所示，该系统包括上述的智能锁和远程服务器。其中远程服务器可以是云端服务器、个人台式电脑和个人移动设备(例如手机)。本实施方式中远程服务器优选云端服务器。智能锁不仅可以直接向手机、个人电脑发送信号，也可以通过云端服务器向手机、个人电脑发送信号，以供手机、个人电脑等设备来监控移动物体的运动状态和位置信息。

图5为图4中的远程服务器的示意图。下面列举该远程服务器的二个实施例进行具体说明：

所述远程服务器的第一实施例包括：预存储有行车路线轨迹的存储单元；与所述接收单元、所述存储单元和所述报警单元连接的比较单元，当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息相对于存储单元中预存储的行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，所述比较单元指示所述报警单元发出相应的警告。

所述远程服务器的第二实施例包括：存储有电子围栏信息的存储单元，所述电子围栏信息限定了智能锁的位置活动范围；

与所述接收单元、所述存储单元连接和所述报警单元连接的比较单元，

当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息正进入和正脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。

图6为本发明一实施方式的一种物流信息监控方法的流程示意图。该方法包括以下步骤：

生成预定行车路线轨迹，所述预定行车路线轨迹限定了智能锁的预活动路径信息；

获取智能锁的位置信息，

当所获取的位置信息相对预定行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，发出警告。

图7为本发明一实施方式的另一种物流信息监控方法的流程示意图。参见该图，该方法包括以下步骤：

生成电子围栏信息，所述电子围栏限定了智能锁的位置活动范围；

获取智能锁的位置信息，

当所获取的位置信息进入和脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。

其中，电子围栏为用户可在客户端的地图中手动绘制圆形或方形围栏，当设备进/出此区域时服务器向客户端推送报警信息。

例如：装有智能锁锁的车体偏离航线、进入围栏、脱离围栏，或者智能锁的开锁、闭锁、低电、震动、跌落等状态都可以在用于监控的手机、台式电脑上直接看到。或者智能锁直接将上述状态通过云端服务器直接发射至用于监控的手机、台式电脑上。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于监控物流信息的智能锁，其特征在于，包括设置在所述智能锁的锁体中的：

触发模块，用于根据开锁和闭锁动作相应地触发生成开锁/闭锁信息；

定位模块，用于生成锁的位置信息；

运动状态监测模块，用于监测锁的静止状态和至少一种运动状态，并生成对应的静止状态信息和运动状态信息，所述运动状态包括震动和跌落；

与所述定位模块连接的无线通信模块；

与所述触发模块、定位模块、运动状态监测模块、无线通信模块分别连接的电源管理模块；

与所述触发模块、运动状态监测模块、无线通信模块、电源管理模块分别连接的控制模块；

其中，

-当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于静止状态达到预定时间段时，所述运动状态监测模块将静止状态信息反馈给控制模块，所述控制模块向电源管理模块发送指令，停止对定位模块和无线通信模块的供电；

-当所述触发模块生成开锁/闭锁信息，和/或

当所述运动状态监测模块监测到所述锁处于不同的运动状态，和/或

所述电源管理模块电量下降到预定的低电量时，

所述控制模块收集所述开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息传输到所述无线通信模块，所述无线通信模块将从所述控制模块收集到的信息连同从定位模块获得的位置信息一起向外发送。

2.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，所述智能锁具有锁体和闭锁件，所述触发模块包括位于所述锁体和所述闭锁件连接处的触发按键和位于所述锁体内的与所述触发按键关联的锁定状态生成单元，所述触发按键具有对应于闭锁件打开的第一位置和对应于闭锁件锁定的第二位置，在所述触发按键处于第一位置时，所述锁定状态生成单元生成开锁信息，在所述触发按键位于第二位置时，所述锁定状态生成单元生成闭锁信息。

3.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，所述定位模块包括北斗导航定位单元、GPS定位单元和移动网络定位单元中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，所述运动状态监测模块为多轴传感器。

5.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，无线通信模块为基于SIM卡的移动网络通信模块。

6.根据权利要求2所述的智能锁，其特征在于，所述锁体内设有尼龙加纤材料制成的盒体，所述锁定状态生成单元、所述定位模块、所述运动状态监测模块、所述无线通信模块、所述电源管理模块和所述控制模块位于所述盒体内。

7.根据权利要求6所述的智能锁，其特征在于，所述盒体具有与锁定对象的锁定面基本垂直的垂直面，所述定位模块(2)和无线通信模块(4)设置于所述垂直面一侧。

8.根据权利要求1所述的智能锁，其特征在于，所述锁体包括PVC材料制成的外壳。

9.一种用于监控物流信息的系统，其特征在于，包括：

用于设置于物流对象上的根据权利要求1-8中任一项所述的智能锁；

用于接收所述智能锁的无线通信模块发送的信息的远程服务器。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述远程服务器包括：

用于接收所述智能锁的无线通信模块发送的信息的接收单元；

与所述接收单元连接的报警单元，所述报警单元根据所述接收单元接收的所述开锁/闭锁信息和/或所述运动状态信息和/或低电量信息，发出相应的警告。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述远程服务器还包括：

预存储有行车路线轨迹的存储单元；

与所述接收单元、所述存储单元和所述报警单元连接的比较单元，

当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息相对于存储单元中预存储的行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，所述比较单元指示所述报警单元发出相应的警告。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述远程服务器还包括：

存储有电子围栏信息的存储单元，所述电子围栏信息限定了智能锁的位置活动范围；

与所述接收单元、所述存储单元和所述报警单元连接的比较单元，

当所述比较单元确定：自接收单元接收到的位置信息正进入和正脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。

13.根据权利要求9-12任一项所述的系统，其特征在于，所述远程服务器为个人台式电脑或个人移动设备或云端服务器。

14.一种物流信息监控方法，应用于远程服务器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

生成预定行车路线轨迹，所述预定行车路线轨迹限定了物流对象上的根据权利要求1-8中任一项所述的智能锁的预活动路径信息；

基于所述智能锁的定位模块获取位置信息，

当所获取的位置信息相对预定行车路线轨迹的偏移量超出阈值范围之外时，发出警告。

15.一种物流信息监控方法，应用于远程服务器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

生成电子围栏信息，所述电子围栏信息限定了物流对象上的根据权利要求1-8中任一项所述的智能锁的位置活动范围；

基于所述智能锁的定位模块获取位置信息，

当所获取的位置信息正进入和正脱离所述电子围栏限定的位置活动范围时，发出警告。