CN105096739B - 电子封条和电子锁 - Google Patents

Abstract

提供了电子封条和电子锁。根据一个实施例，电子封条能够可拆除地附于待施封物体的外表面，该电子封条可以包括：拆除传感器，配置为在电子封条附于待施封物体上时与在电子封条未附于待施封物体上时具有不同的状态；控制单元，配置为至少部分地基于拆除传感器的状态，确定电子封条的状态；以及通信单元，配置为与外部设备进行通信，以发送电子封条的状态数据。

Description

电子封条和电子锁

技术领域

本公开一般地涉及物品监控，更具体地，涉及一种电子封条和电子锁。

背景技术

在许多情况下，需要对物品加封，以防止对物品的不期望访问。例如，在集装箱装运时，希望对集装箱箱体(特别是箱门)加封，以防止装载货物的丢失、违禁货物的搭载等。这种加封通常通过机械封条如铅封来实现。

当前，电子封条种类较少，且功能尚并不能令人满意。例如，在集装箱中可以采用箱门夹紧传感器，其包含GPS(全球定位系统)和GPRS(通用分组无线业务)模块，将定位信息和箱门夹紧传感器的信息传送到控制中心。但是，这种电子封条使用的前提条件是打开集装箱的箱门才能安装，同时需要至少两个人的配合。

此外，夹紧传感器需要集装箱有足够的空间安装，而且也只能安装在普通的集装箱，因为夹紧传感器夹在门之间，导致门和门框直接存在很大的空隙，对冷链集装箱不允许安装，对一些特种的集装箱更是不允许。

另外，目前的带夹紧传感器的电子封条，由于存在GPS和GPRS模块，导致功耗很高，使电池的待机时间和使用时间变短。

发明内容

有鉴于此，提供了一种改进的电子封条及电子锁。

根据本公开的一个方面，提供了一种电子封条，能够可拆除地附于待施封物体的外表面，所述电子封条包括：拆除传感器，配置为在电子封条附于待施封物体上时与在电子封条未附于待施封物体上时具有不同的状态；控制单元，配置为至少部分地基于拆除传感器的状态，确定电子封条的状态；以及通信单元，配置为与外部设备进行通信，以发送电子封条的状态数据。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子锁，包括：通信单元，配置为与电子封条进行通信；以及控制单元，配置为基于通过通信单元从电子封条接收到的电子封条状态数据，确定电子封条的状态，并在确定电子封条的状态为异常时通过通信单元向管理中心报告异常。

根据本公开的又一方面，提供了一种电子封条，包括：磁性连接部件，用于以磁吸附方式可拆除地附于待施封物体；霍尔传感器；以及控制单元，用于至少部分地基于霍尔传感器的状态，确定电子封条的状态。

根据本公开的实施例，电子封条可以容易地附于(例如，通过磁性粘附)待施封物体，并可以容易地对物体进行加封。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的电子封条，其中(a)是俯视图，(b)是沿(a)中点划线的截面图；

图2示意性示出了根据本公开另一实施例的电子封条，其中(a)是俯视图，(b)是沿(a)中点划线的截面图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的电子封条的框图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的电源模块的框图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的电子锁的框图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的初始化过程的流程图；

图7示意性示出了根据本公开实施例的在途监管流程的流程图；

图8示意性示出了根据本公开实施例的在电子封条检测到自身异常状态时的处理的流程图；以及

图9示意性示出了根据本公开实施例的解封处理的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。

在以下，主要以集装箱应用为例进行描述。但是需要指出的是，在此公开的电子封条和电子锁不限于应用于集装箱，而是可以应用于其他需要施封的物体。

图1示意性示出了根据本公开实施例的电子封条，其中(a)是俯视图，(b)是沿(a)中点划线的截面图。注意，(a)中的俯视图和(b)中的截面图并非是按比例绘制的。

如图1所示，根据该实施例的电子封条100可以包括密封壳体101。电子封条100的各种构成部件设于密封壳体101内，从而可以防止从外部对电子封条100的部件进行不期望的操作，例如篡改数据等。这种密封壳体101可以是一体的(例如，通过制模形成)，或者可以通过若干部分(例如，上下两部分)连接而成。根据一示例，密封壳体101可以由透磁材料(即，磁场可以穿透)如金属制成。

电子封条100可以可拆除地附于待施封物体的外表面。由于只需附接到物体的外表面，因此电子封条100的安装和拆除可以不改变待施封物体的包封的状态。例如，在物体的包封处于密封状态时，可以保持物体的密封状态。电子封条可以设置于对包封内部进行访问所必须经过的路径上。例如，在集装箱应用的情况下，电子封条100可以横跨集装箱两扇相对箱门之间的缝隙而附接于箱门的外壁上。与夹紧传感器的情况(不能直接安装于集装箱的外表面，而是需要夹在两门之间，从而需要打开箱门才能安装/拆除)不同，无需改变箱门的关闭状态，即可安装/拆除电子封条100。

在此需要指出的是，待施封物体的包封不限于处于密封状态。例如，可以设想如下的示例。具体地，在墙壁上设置有凹入式开关(即，该开关相对于墙壁的表面向内凹入)。在通常情况下，并不希望对该开关进行操作；只在某些情况(例如，紧急情况)下，允许对开关进行操作。因此，为了在平时防止对该开关的不期望操作，可以在墙壁上设置电子封条，以遮蔽开关；而在紧急情况时，可以取下电子封条，露出开关。在这种情况下，由于开关相对于墙壁的凹入，从而墙壁可以视为开关的“包封”。但是，这种包封并非是密封的，而是露出了该开关。电子封条可以附于包封的外表面(也即，墙壁的表面)上，遮挡开关。

存在多种方式可以实现电子封条100的这种可拆除附接。在一个示例中，可以设置磁栓107。磁栓107可以通过磁力而吸附到待施封物体的表面。在图1的示例中，在对角的位置设置了两个磁栓107。但是，本公开不限于此，可以设置更多或更少(即，1个，这种情况下附着稳定性相对降低)的磁栓。优选地，磁栓107可沿穿过壳体101的孔移动(例如，利用螺纹和螺栓的配合，通过旋转磁栓来实现其移动)，以方便地实现电子封条100的安装/拆除。这种磁吸附方式是便利的，尤其是在集装箱应用中，因为大部分集装箱由钢制成。为降低磁栓107的磁场对壳体内其他部件的影响，可以在孔壁上设置磁屏蔽材料。

当然，附接方式不限于磁吸附。例如，也可以通过强力胶将电子封条100粘附到待施封物体的表面。当需要拆除时，可以利用针对该强力胶的溶剂。或者，可以使用机械附着方式。例如，可以在待施封物体和电子封条上分别设置相应的机械连接机构(例如，在电子封条上设置螺栓，在待施封物体上设置有固定在待施封物体上的螺孔)。

为了防止在电子封条101附于施封物体期间(即，在电子封条101对物体进行施封以保护物体的受封状态时)将电子封条101从施封物体上去除，电子封条100可以包括拆除传感器103。拆除传感器103在电子封条100附于待施封物体上时与在电子封条100未附于待施封物体上时可以具有不同的状态。

在一个示例中，拆除传感器103可以包括霍尔传感器。在这种情况下，拆除传感器103可以介由与之相配合的磁体500而附于待施封物体上。例如，可以将磁体500吸附于待施封物体的表面上，并以使拆除传感器103大致对准磁体500的方式，将电子封条100附着于待施封物体上。为方便定位且与待施封物体的表面相配合(特别是在待施封物体的表面为大致平坦表面时)，可以在壳体101上设置与磁体500相配合的凹槽。这样，当电子封条100附于待施封物体上时，磁体500可以容纳在该凹槽内。这种磁体500可以是待施封物体上的固定部件，或者可以是分离部件。

拆除传感器103可以设于密封壳体101内的电路板105上，并可以连接到相应的驱动电路和控制电路(未示出)。在电子封条100附于待施封物体上时，拆除传感器103面对磁体500，从而可以感测到磁信号；而当电子封条从待施封物体上拆下时，磁体500一般地将附着于待施封物体(由于磁力)，从而拆除传感器103可以感测到磁信号的降低或者甚至完全感测不到磁信号。根据拆除传感器103所感测的磁信号的变化，可以感测电子封条100的附着/拆除状态。

为确保在拆下电子封条100时磁体500可以可靠地附着于待施封物体，而不是随电子封条100一起拆下，磁体500可以是待施封物体上的固定部件。壳体101与磁体500相对的部分可以由透磁材料制成。另外，为了确保拆除传感器103的感测准确性，可以绕拆除传感器103设置磁屏蔽材料(以尽量屏蔽其他磁场例如来自磁栓107的磁场)，使得仅有拆除传感器103面对磁体500的一侧可以接收磁场。

此外，还可以将磁体500设置为相对较小。这样，电子封条100相对较小的位置移动即可影响到拆除传感器103。在此需要指出的是，应将磁体500设置为小于壳体101上容纳其的凹槽，而避免磁体500的大小与壳体101上容纳其的凹槽的大小相当。否则，壳体101的移动(例如，在待施封物体表面内的移动)可能带着磁体500一起移动，从而导致拆除传感器103不能检测到这种移动。因此，优选地，在将来可以规定在集装箱的某些位置处设置凹槽，以在其中容纳磁体或者固定磁体，并相对凹槽设置相应的定位机构，以便于电子封条的定位。

在此需要指出的是，尽管以霍尔传感器为例描述了拆除传感器，但是本公开不限于此。其他一些传感器如压力传感器和光传感器也是可能的。例如，可以在壳体101面对待施封物体一侧的表面上设置一压动件。在电子封条100未附于待施封物体时，该压动件可以突出于表面；而在电子封条100附于待施封物体时，该压动件被待施封物体的表面按压而向壳体内移动。可以通过压力传感器来检测压动件的状态并因此检测电子封条的安装/拆除。或者，可以在壳体101面对待施封物体一侧的表面上设置一透光窗口，并在壳体内设置光源和光探测器。在电子封条100未附于待施封物体时，光源发出的光(例如，红外光等)经该透光窗口出射，被待施封物体的表面反射后由光探测器探测到；而在电子封条100附于待施封物体时，出射光未被反射从而不能由光探测器探测到。尽管如此，磁传感方式是有利的，因为无需在壳体101上形成传感器开口，从而壳体101可以是全封闭的。当然，也可以结合使用多种传感方式，以更可靠地检测电子封条的安装/拆除。

为防止恶意破坏壳体101的密封性(例如，切开壳体101)，还可以设置防破损传感器。例如，这种防破损传感器可以包括光传感器和/或磁传感器等。具体地，可以在电路板上设置光传感器，用以感测壳体101内的光强。在正常情况下(即，壳体101密封)，壳体101内可以是黑暗的，因此感测到的光强极小或甚至为零。而当壳体101被切开时，光传感器可以感测到光强的增大，并因此检测到壳体101的破损状态。另外，特别是在壳体101由若干部分如上盖和下盖构成的情况下，可以分别在上盖和下盖上设置霍尔传感器和磁体。这样，当拆开上盖或下盖时，可以感测到磁场的变化，并因此检测到壳体101的破损状态。

电子封条100还可以包括用于与外部设备进行通信的通信单元。例如，通信单元可以向外部设备(例如，在集装箱应用中，与电子封条关联使用的关锁)发送电子封条的状态数据。电子封条的状态可以至少包括拆除传感器103的状态，且可选地还可以包括防破损传感器的状态等。通信单元例如可以通过天线109进行通信。

另外，电子封条100还可以设置多种节能措施，以延长其电池使用时间。

例如，电子封条100可以包括压发开关111。当电子封条100未被安装到待施封物体上时，压发开关111可以处于断开状态，从而不接通电子封条100的电源(例如，电池)对其内部有源组件的供电。另一方面，当电子封条100被安装到待施封物体上时，压发开关111被按压从而接通供电。于是，只有在施封状态下才进行供电，可以有效延长电池使用时间。

另外，电子封条100在一般情况下可以进入休眠状态，以降低功耗；而在接收到唤醒信号或者检测到异常状态时唤醒。这将在以下进一步描述。

根据一示例，与夹紧传感器不同，根据本公开实施例的电子封条可以不包括GPS模块和/或GPRS模块，以便进一步降低功耗。

在此需要指出的是，这些节电措施并非是必需的。可以根据实际情况实施其中的一种或多种，或者甚至可以不实施(例如，在供电充足的情况下)。

在壳体101上，还可以设置电子标签113。电子标签113可以存储有电子封条110的标识(ID)信息，如分配给该电子封条110的唯一ID号。该电子标签113可以是无源标签，如无源RF ID标签(例如，13.56MHz的非接触式IC卡)。于是，在外部可以通过读取装置(如，海关使用的手持机)来方便地渎取电子封条100的ID信息。

ID信息还可以印制在壳体101上。例如，为方便监管人员直接视觉识别电子封条100的ID信息，可以印制可视ID信息(例如，数字编号)。或者，还可以印制其他机器可读取ID信息，例如条形码和/或二维码等。在图1的示例中，ID信息印制在电子标签113上。但是，本公开不限于此。事实上，ID信息可以印制在壳体101上任意便于观察的位置处。

根据本公开的实施例，还可以在壳体101内，例如在电路板105上，设置另一电子标签(未示出)。该电子标签也可存储电子封条100的ID信息，以及专属于电子封条100的一些其他信息，如操作密码等。该电子标签中存储的信息可以供电子封条100的内部组件(例如，电路板105上的控制单元)来读取使用。该电子标签可以是有源标签，例如安全存储芯片。

图2示意性示出了根据本公开另一实施例的电子封条，其中(a)是俯视图，(b)是沿(a)中点划线的截面图。

图2所示的电子封条200与图1所示的电子封条100的主要差别在于形状不同：电子封条200为L形，而电子封条100为一字形。这种L形的电子封条200适于安装至例如集装箱的箱门铰链处。

如图2所示，根据该实施例的电子封条200可以包括密封壳体201。类似地，壳体可以通过磁栓207附接至待施封物体。电子封条200的各种构成部件，例如拆除传感器203和电路板205等，设于密封壳体201内。壳体上也可以设有天线209、压发开关211以及电子标签213。关于这些部件(201、203、205、207、209、211、213)，例如可以参见以上结合图1对相应部件(101、103、105、107、109、111、113)的说明，在此不再赘述。

除了上述形状的不同之外，电子封条200中电路板205在壳体内的布置方式也可以不同于电子封条100中电路板105的布置方式。具体地，在电子封条100中，电路板105可以大致均匀地分布于壳体101内；而在电子封条200中，电路板205可以设置于壳体201内的一侧。更进一步，电子封条内电路板的布置方式(例如，上述均匀分布方式或单端布置方式)可以根据封条的形状、机械强度、客户要求、安全登记、使用环境等实际需求而不同。

图3示出了根据本公开实施例的电子封条的框图。

如图3所示，电子封条300可以包括状态传感器321，用以感测电子封条300的状态。例如，状态传感器321可以包括拆除传感器3211，用以感测电子封条300是否附接于待施封物体上。上述拆除传感器103、203是这种拆除传感器3211的示例。另外，状态传感器321还可以包括防破损传感器3213，用以检测电子封条300的壳体的状态。防破损传感器3213的示例可以包括上述光传感器和/或磁传感器。当然，状态传感器321还可以包括其他传感器，例如，加速度传感器、靠近传感器等。

电子封条300还可以包括控制单元323。控制单元323可以根据状态传感器321的感测结果，确定电子封条300的状态。例如，电子封条300的状态可以包括状态传感器321中各传感器的感测数据，或者由控制单元323所判断的“正常”或“异常”等。例如，可以将进行施封时初始化过程结束时电子封条的状态设为基准状态(以下将进一步描述)，与该基准状态相一致即可判定为“正常”状态，而偏离该基准状态(例如，超过一定阈值)即可判定为“异常”状态(例如，拆除传感器3211的感测结果从“附接(在施封物体上)”转变为“未附接(在施封物体上)”)。控制单元323可以实现为处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。控制单元323还可以包括与之相配合的存储器，用以存储控制单元323操作所需的程序或代码以及操作所需或操作过程中产生的数据等。

另外，电子封条300还可以包括通信单元325，用于与外部设备(例如，下述电子锁，更具体地，关锁)进行通信，以与之交换数据(例如，发送电子封条的状态数据)。在此，电子封条的状态数据可以包括控制单元323所确定的电子封条的状态，且可选地还可以包括其他一些信息，例如电子封条的ID等。通信单元325可以利用各种合适的通信协议，如无线通信协议。

电子封条300还可以包括用以对其部件供电的电源模块327。如上所述，电源模块327可以利用压发开关来触发。

电子封条300的各部件，如状态传感器321、控制单元323、通信单元325和电源模块327等，均可以设置在电子封条300的壳体内的电路板(例如，前述电路板105或205)上。

如上所述，电子封条300在一般情况下可以进入休眠状态。在休眠状态下，电子封条300的大部分部件可以去激活或者处于低功耗模式(例如，控制单元323可以具有高功耗模式和低功耗模式，在高功耗模式下，其具有完全能力，而在低功耗模式下，其具有部分能力)下，至少一个状态传感器(特别是，拆除传感器3211)可以激活，且控制单元323用以确定电子封条状态的部分可以运行以根据激活的状态传感器来确定电子封条的状态(而其余部分可以不运行)。例如，控制单元323可以实现为多处理器架构，其中一个处理器专用于电子封条状态判定，而其余处理器可以负责其他操作。在休眠模式下，可以仅有专用于状态判定的处理器进行操作。此外，在休眠状态下，通信单元325中用于接收外部信号的部分(例如，下述用于从外部设备接收唤醒信号的被动激活通信模块)可以激活，而其余部分(例如，用于向外发送信号的部分)可以去激活。这种休眠模式本身在电子设备特别是移动电子设备如智能电话中是常见的，在此不再赘述。

电子封条300可以响应于从外部设备接收的唤醒信号而被唤醒。例如，通信单元325可以包括被动激活通信模块3251，用以接收这种唤醒信号。为可靠地接收唤醒信号，被动激活通信模块3251可以在电子封条上电后一直处于激活状态。电子封条300唤醒后，可以(通过控制单元323)确定其状态，并(通过通信单元325)向外部设备发送相应的状态数据。例如，外部设备可以周期性地发送唤醒信号，从而可以周期性地查询电子封条300的状态。

此外，电子封条300可以响应于电子封条的异常状态而被唤醒。例如，当控制单元323(具体地，其专用于确定电子封条状态的部分)根据激活的状态传感器确定了异常状态(例如，电子封条未附于施封物体上，即被从施封物体上拆下)时，电子封条300可以唤醒。唤醒的电子封条300可以(通过通信单元325)向外部设备报警。在外部设备(例如，下述电子锁，具体地关锁)通常处于休眠状态(为了节电)的情况下，电子封条300在唤醒后可以先向外部设备发送唤醒信号，以将外部设备唤醒。为此，通信单元325可以包括主动激活通信模块3253，用以发送这种唤醒信号。该主动激活通信模块3253通常可以处于休眠状态，在检测到异常状态时可以激活从而发送唤醒信号。

另外，通信单元325还可以包括数据通信模块3255，用以与外部设备交换数据(例如，状态数据)。该数据通信模块3255通常可以处于休眠状态，并可以响应于电子封条300的唤醒(例如，由于接收到外部唤醒信号或者检测到异常状态)而唤醒。唤醒的数据通信模块3255可以向外部设备发送电子封条的状态数据。

根据一示例，被动激活通信模块3251和主动激活通信模块3253可以低频(例如，125kHz)操作，而数据通信模块可以高频(例如，433MHz或2.4GHz)操作。

此外，通信单元325与外部设备之间的通信(特别是，数据通信模块3255与外部设备之间的数据交换)可以加密方式进行。例如，可以采用256位RSA非对称加密和/或椭圆曲线非对称加密。另外，还可以与外部设备交换数字签名，从而可以相互验证合法性。

另外，通信单元325所发送的唤醒信号、数据等，可以包含电子封条300的ID，使得外部设备可以识别该唤醒信号、数据的发送源(特别是在存在多个电子封条的情况下)。

在此需要指出的是，尽管在图3的示例中将通信单元325实现为包括三个模块，但是本公开不限于此。这种三模块的实现方式主要是为了节电的目的(即，在通常情况下，通信单元325的大部分如主动激活通信模块3253和主机通信模块3255可以休眠，而仅小部分如被动激活通信模块3251激活)。事实上，通信单元325可以任意合适的方式实现，只要其可以与外部设备进行通信以发送/接收数据或信号。

图4示意性示出了根据本公开实施例的电源模块的框图。

如图4所示，电源模块427可以包括电源4271。电源4271可以是安全电源，并可以包括各种合适的电池，如锂离子电池、燃料电池等。电池可以是一次性电池或者可再充电电池。可以通过有线和/或无线方式来对电池进行充电。

电源模块427还可以包括连接至电源4271的压发开关4273。压发开关4273的例子包括上述压发开关111和211。压发开关4273在受压触发时，接通电源4271，从而向电子封条的部件供电；而在未受压时，断开电源4271，从而停止对电子封条部件的供电。

另外，为了防止电子封条被非法取下时压发开关4273断开从而导致系统断电且因此无法发出报警，电源模块427还可以包括与压发开关并联设置的电子开关4275。在对物体进行施封时，控制单元(参见图3的323)可以发送控制信号以开启该电子开关4275，使得该电子开关在物体施封期间一直处于接通状态。从而在施封状态下，即使压发开关4273被非法断开，电子开关4275也能够确保系统的供电，从而保证能够发出报警。

图5示意性示出了根据本公开实施例的电子锁的框图。

如图5所示，根据该实施例的电子锁500可以包括控制单元501和通信单元503。该电子锁500可以与上述一个或多个电子封条配合使用。在集装箱的情况下，电子锁可以是关锁。例如，可以为一集装箱设置一关锁，且在该集装箱中设置一个或多个电子封条。通常，可以为一集装箱设置三个电子封条，例如一个加封于集装箱的门缝(例如，如图1所示的一字形电子封条)，其余两个分别加封于两侧的铰链(例如，如图2所示的L形电子封条)。

控制单元501可以实现为处理器、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。控制单元501还可以包括与之相配合的存储器，用以存储控制单元501操作所需的程序或代码以及操作所需或操作过程中产生的数据等。

通信单元503可以与电子封条进行通信。例如，如上所述，通信单元503可以向电子封条发送唤醒信号，从电子封条接收唤醒信号，和/或与电子封条交换数据(例如，从电子封条接收状态数据)。通信单元503发送的唤醒信号、数据等可以包含电子封条的ID，从而可以仅唤醒特定的电子封条(即，具有该ID的电子封条)或者仅特定的电子封条(即，具有该ID的电子封条)接收到数据。

控制单元501可以根据接收到的电子封条状态数据，确定电子封条的状态(例如，正常或异常)，并在确定电子封条的状态为异常时，可以命令通信单元503向管理中心(例如，海关监管中心)报告异常。在报告中可以包含电子锁500的ID以及状态为异常的电子封条的ID中至少之一。

因此，通信单元503可以包括与电子封条通信的部分(例如，与电子封条的被动激活通信模块相对应、用以向电子封条发送唤醒信号的主动激活通信模块，与电子封条的主动激活通信模块相对应、用以接收来自电子封条的唤醒信号的被动激活通信模块，以及与电子封条的数据通信模块相对应、用以与电子封条交换数据的数据通信模块)以及与管理中心通信的部分(例如，GPRS)。

根据本公开的一个实施例，通信单元503可以包括3D(三维)天线。3D天线是一种全向天线，因此可以接收到各个方向上的信号。根据不同方向上信号的差异，例如RSSI(接收信号强度指示)的差异，控制单元501可以定位电子封条的相对位置，并因此可以确定电子封条是否被移动(例如，当相对位置变动超过一定阈值时，可确定电子封条发生了移动)。当确定电子封条发生了移动时，控制单元501可以命令通信单元503向管理中心报告异常。此外，在确定移动时，控制单元501还可以命令通信单元503发出唤醒信号，以唤醒电子封条，以便查询其状态。

此外，电子锁500还可以包括定位装置(未示出)，如GPS系统，用以确定自身的位置。

电子锁500在一般情况下可以进入休眠状态。在休眠状态下，电子锁500的大部分部件可以去激活或者处于低功耗模式(例如，控制单元501可以具有高功耗模式和低功耗模式，在高功耗模式下，其具有完全能力，而在低功耗模式下，其具有部分能力)下，且通信单元503的必要通信功能可以激活。

电子锁500可以按设定时间如周期性地唤醒，以便向电子封条发送唤醒信号，以查询电子封条的状态。或者，电子锁500可以响应于从电子封条接收到唤醒信号而唤醒(这意味着电子封条可能出现了异常状态)，或者可以响应于来自管理中心的指令而唤醒，以便进行相应处理。

如上所述，根据本公开实施例的电子锁和电子封条可以关联使用。在一示例中，在将电子锁和电子封条安装到待施封物体后，可以通过初始化过程，来实现这种关联。例如，在集装箱应用的情况下，当集装箱装箱并(例如由海关人员)检查完毕后，可以利用电子封条对其进行施封。例如，可以在箱门门缝处设置一“一”字形电子封条，在两侧箱门铰链处各设置一“L”形电子封条；当然也可以在其他位置处(例如，状态随集装箱从密封改变为解封而改变的位置处，如箱门与集装箱框体之间的缝隙处)设置另外的电子封条。电子封条在安装到集装箱之后，由于压发开关被按压从而接通电源。由于电源接通，电子封条可以复位，且之后可以进入休眠状态。此外，还可以将电子锁(在该示例中，关锁)安设于集装箱上，例如挂在集装箱锁扣上，并压下锁梁，从而接通电源。关锁中可以存储有关于相应集装箱的海关信息，例如，运输该集装箱的车号、集装箱号、司机证件号、报关单等。同一集装箱上的关锁可以与该集装箱上附着的电子封条相关联。海关人员可以利用手持机发出唤醒、读取关锁ID，并确认无误后，对关锁进行施封操作。施封完毕后，关锁可以向手持机返回施封完毕等信息。

图6示意性示出了根据本公开实施例的初始化过程的流程图。

如图6所示，首先可以向电子锁中输入待与之关联的电子封条的ID(图6中的ID1、…、IDn)(n是自然数)。例如，这可以通过电子锁的输入装置直接输入。在一有利示例中，可以通过手持机扫描各电子封条的壳体上印制的ID信息(例如，条形码或二维码)或者读取设于壳体上的(无源)电子标签中存储的ID信息(无需唤醒电子封条的内部电路)。便利地，对电子封条ID信息的读取可以在安装电子封条之前进行。之后，手持机可以将获得的ID信息注入到电子锁中。便利地，这种注入可以在安装电子锁之前进行。

之后，可以在电子锁和电子封条(ID1、…、IDn)之间进行初始化过程600。

在操作S601，电子锁可以向电子封条发出唤醒信号。这种唤醒信号可以是针对性的(例如，通过包含电子封条的ID)，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，唤醒信号中也可以包括电子锁自身的ID。例如，电子锁可以发出(null，lock_ID_optional，wake_up)这样的无针对性唤醒信号，或者可以发出([ID1，ID2，…，IDk，…，IDn]，lock_ID_optional，wake_up)(k是自然数，且1≤k≤n)这样的针对性唤醒信号，或者可以向各电子封条分别发出针对性唤醒信号(ID1，lock_ID_optional，wake_up)、(ID2，lock_ID_optional，wake_up)、…、(IDk，lock_ID_optional，wake_up)…、(IDn，lock_ID_optional，wake_up)。

然后，在操作S603，响应于接收到唤醒信号(例如，通过被动激活通信模块)，电子封条可以被唤醒，并可以向电子锁返回自身的ID(例如，通过数据通信模块)。在唤醒信号中包含电子封条ID的情况下，电子封条可以比对接收到的唤醒信号中的ID与其自身的ID(例如，存储在电路板上设置的有源电子标签中)是否相同。只有当唤醒信号中的ID与其自身的ID相同时，电子封条才返回自身ID。另一方面，如果唤醒信号中不包含电子封条ID，则任何接收到该唤醒信号的电子封条都可以返回自身ID。这种唤醒信号可以是针对性的(例如，通过包含电子锁的ID(唤醒信号中包含的电子锁ID))，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子锁的ID)。例如，电子封条IDk可以返回(IDk，lock_ID_optional)。

然后，在操作S605，接收到返回信号的电子锁可以将返回信号中包括的电子封条ID与之前输入到该电子锁中、需要与之关联的电子封条ID进行比较。在返回信号中包括电子锁ID的情况下，电子锁可以忽略其中电子锁ID与其自身ID不相符的返回信号。

在操作S605中确定接收到的电子封条ID与注入的电子封条ID相同的情况下，在操作S607，电子锁向电子封条(ID1、…、IDn)发出关联锁定指令。这种关联锁定指令可以是针对性的(例如，通过包含电子封条的ID)，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，关联锁定指令中也可以包括电子锁自身的ID。例如，电子锁可以发出(null，lock_ID_optional，association_locked)这样的无针对性关联锁定指令，或者可以发出([ID1，ID2，…，IDk，…，IDn]，lock_ID_optional，association_locked)这样的针对性关联锁定指令，或者可以向各电子封条分别发出针对性关联锁定指令(ID1，lock_ID_optional，association_locked)、(ID2，lock_ID_optional，association_locked)、…、(IDk，lock_ID_optional，association_locked)…、(IDn，lock_ID_optional，association_locked)。

然后，在操作S609，响应于关联锁定指令，电子封条可以锁定其自身状态。例如，电子封条可以根据状态传感器，确定电子封条的当前状态作为基准状态，并将该状态确定为电子封条的“正常”状态，而偏离该“正常”状态(超出一定阈值)的状态则可以视为“异常”状态。另外，电子封条还可以开启电子开关。这样，即便压发开关发生故障(例如，由于电子封条被恶意拆除)，也可以通过电子开关供电，确保电子封条的工作，以便报告异常。

此外，在操作S611，电子封条可以向电子锁返回确认应答。确认应答可以包括电子封条的ID，而且还可以包括电子锁的ID。此外，确认应答中也可以包括在操作S609中所锁定的“正常”状态。例如，电子封条IDk可以返回这样的确认应答(IDk，locked_acknowledgement，lock_ID_optional，normal_status_optional)。

通过这样的初始化过程，将电子锁与电子封条相关联，并因此对物体予以施封。在以上描述中，针对性信号的使用主要是为了避免与其他电子锁/电子封条的信号干扰。当不存在这样的干扰时(例如，逐一对集装箱施封时)，可以使用非针对性信号。在此，所谓“针对性”信号，是指该信号中包含期望接收该信号的目的地标识；所谓“非针对性”信号，是指该信号中不包含目的地标识。

在以上初始化过程中，电子锁测试了电子封条是否能对从电子锁发送的唤醒信号进行响应。根据另一实施例，在初始化过程中，电子封条还可以测试电子锁是否能够对从电子封条发送的唤醒信号进行响应。

具体地，在操作S621中，电子封条可以向电子锁发送唤醒信号(例如，通过主动激活通信模块)。这种唤醒信号可以是针对性的(例如，通过包含电子锁的ID)或者非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，唤醒信号也可以包括电子封条自身的ID。例如，电子封条IDk可以发出(null，IDk_optional，wake_up)这样的非针对性唤醒信号，或者可以发出(lock_ID，IDk_optional，wake_up)这样的针对性唤醒信号。

然后，在操作S623，无论电子锁处于什么状态，均需对接收到的唤醒信号进行响应。当然，如果接收到的针对性唤醒信号中包括的电子锁ID与该电子锁自身的ID不匹配，则可以忽略该唤醒信号。响应信号可以是针对性的(例如，通过包含电子封条的ID(唤醒信号中包含的电子封条ID))或非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，响应信号中也可以包括电子锁自身的ID。例如，电子锁可以发出(null，lock_ID_optional，response_to_wake_up)这样的非针对性响应，或者可以发出(IDk，lock_ID_optional，response_to_wake_up)这样的针对性响应。

如果电子封条不能接收到电子锁的响应，则认为无法正常激活电子锁，这将导致关联失败。这种情况下，电子封条IDk可以不发送确认应答。

这里需要指出的是，图6的流程图中，从上到下的顺序并不必然意味着时间顺序。例如，操作S621和S623可以在操作S601-S609之前、之后或者并行执行。

在此，电子锁还可以根据从电子封条接收到的信号，例如操作S621中发送的唤醒信号，确定电子封条相对其的位置。这种定位操作例如可以如上所述利用3D天线根据RSSI实现。但是，本公开不限于此。例如，不考虑功耗因素，也可以在电子封条中设置定位装置如GPS，从而电子封条可以向电子锁报告其自身位置。

在关联成功之后(具体地，在电子锁接收到各电子封条ID1、…、IDn的确认应答之后)，电子锁可以向外部(例如，手持机)指示关联成功。于是，操作人员通过例如手持机，可以知道施封操作成功，并允许集装箱进入运输过程。此外，电子锁还可以通过通信单元向管理中心报告施封成功，从而管理中心可以对其进行远程监管。而且，电子锁还可以将电子封条的当前状态(例如，操作S609中锁定的状态、电子封条当前相对于电子锁的位置等)报告给管理中心。

在施封成功之后，电子锁和/或电子封条均可以进入休眠状态(但必要部件如状态传感器进行工作)。

图7示意性示出了根据本公开实施例的在途监管流程的流程图。

如图7所示，在途监管流程可以包括在操作S701，电子锁按设定时间例如周期性向与之关联的电子封条发出唤醒信号。如上所述，这种唤醒信号可以是针对性的(例如，通过包含电子封条的ID)，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，唤醒信号中也可以包括电子锁自身的ID。如上所述，这种唤醒信号例如可以是(null，lock_ID_optional，wake_up)、([ID1，ID2，…，IDk，…，IDn]，lock_ID_optional，wake_up)或(ID1，lock_ID_optional，wake_up)、(ID2，lock_ID_optional，wake_up)、…、(IDk，lock_ID_optional，wake_up)…、(IDn，lock_ID_optional，wake_up)。

然后，在操作S703，响应于接收到唤醒信号(例如，通过被动激活通信模块)，电子封条唤醒，以通过例如检查各状态传感器的感测结果，确定其自身状态。

之后，在操作是705，电子封条可以将指示其自身状态的状态数据发送至电子锁(例如，通过数据通信模块)。发送的状态数据可以是针对性的(例如，通过包含电子锁的ID)或非针对性的(例如，通过不包含电子锁的ID)。此外，状态数据还可以包括电子封条自身的ID。例如，电子封条IDk发送的状态数据可以是(null，IDk_optional，current_status)或(lock_ID，IDk_optional，current_status)。电子封条在发送状态数据之后，可以再次进入休眠状态。

电子锁可以根据接收到的状态数据，判断相应电子封条的状态是否“正常”，并在“异常”时向管理中心报告“异常”。或者，电子锁可以简单地将接收到的电子封条状态数据转发至管理中心，由管理中心判断电子封条的状态是否“正常”。

如果电子锁没有接收到电子封条的状态数据，则可以重复预定次数的上述发送唤醒信号、等待接收状态数据的过程。如果没有接收到状态数据，则认为相应电子封条发生异常，并向管理中心报告。

在此，电子锁还可以根据从电子封条接收到的信号，例如上述状态数据，确定电子封条相对于其的位置。如上所述，这种定位操作例如可以如上所述利用3D天线根据RSSI实现。当电子封条的相对位置变动超过预定阈值时，则认为相应电子封条发生异常，并向管理中心报告。

之后，电子锁也可以进入休眠状态。

以上描述了由电子锁激活电子封条来查询状态的示例。但是，本公开不限于此。例如，电子封条可以按设定时间例如周期性唤醒，并检查自身状态，以向电子锁发送状态数据。这种情况下，电子封条可以向电子锁发出唤醒信号(例如，通过主动激活通信模块)以唤醒电子锁，从而电子锁可以接收电子封条发送的状态数据。

图8示意性示出了根据本公开实施例的在电子封条检测到自身异常状态时的处理的流程图。

如图8所示，在操作S801，当电子封条如IDk(具体地，例如其控制单元)根据激活的状态传感器(例如，拆除传感器)确定了异常状态(例如，拆除传感器的状态发生了改变)时，电子封条IDk可以从休眠状态唤醒。在唤醒后，电子封条IDk可以激活其全部功能(例如，激活其所有状态传感器、所有通信模块，使控制单元处于高功耗模式)。

在操作S803，电子封条IDk可以向其关联的电子锁发出唤醒信号，以便唤醒电子锁。如上所述，这种唤醒信号可以是针对性的(例如，通过包含电子锁的ID)，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子锁的ID)。此外，唤醒信号中也可以包括电子封条自身的ID。如上所述，这种唤醒信号例如可以是(null，IDk_optional，wake_up)或(lock_ID_optional，IDk_optional，wake_up)。电子锁在接收到来自相关联的电子封条的唤醒信号之后，可以从休眠状态唤醒。

在唤醒后，电子锁可以在操作S805向电子封条IDk发送状态查询指令。这种状态查询指令可以是针对性的(例如，通过包含所要查询的电子封条的ID)或者是非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，状态查询指令中也可以包括电子锁自身的ID。例如，这种状态查询指令可以是(null，lock_ID_optional，instruction_to_check_status)或者(IDk，lock_ID_optional，instruction_to_check_status)。在非针对性的状态查询指令的情况下，未唤醒的电子封条不会响应于该指令，因为其尚处于休眠状态且未接收到来自电子锁的唤醒信号。

响应于来自关联电子锁的状态查询指令，在操作S807，电子封条IDk可以检查自身的状态。例如，电子封条IDk可以利用唤醒后激活的状态传感器中的一个或多个(特别是拆除传感器)，来检查自身的状态。

备选地，电子封条IDk可以自发检查自身的状态，而无需等待来自电子锁的状态查询指令。

在操作S809，电子封条IDk可以将检查到的状态发送到关联的电子锁。如上所述，这种状态数据可以是针对性的(例如，通过包含电子锁的ID)，也可以是非针对性的(例如，通过不包含电子锁的ID)。此外，状态数据中也可以包括电子封条自身的ID。如上所述，状态数据例如可以是(null，IDk_optional，current_status)或(1ock_ID，IDk_optional，current_status)。在电子锁逐一查询电子封条的情况下，状态数据可以不包含电子封条自身的ID，因为电子锁可以通过之前的通信过程而获知当前查询的是哪一电子封条。

电子锁在接收到状态数据之后，可以向管理中心报告(例如，通过GPRS)。这种报告可以包括电子封条的ID以及状态。

在延迟一段时间之后，可以重复S805-S809的操作。经若干次这样的查询，电子锁可以进入休眠状态。电子封条在预定的一段时间没有接收到来自电子锁的信息(例如，上述状态查询指令)之后，或者自发检查预定次数的自身状态并发送所检查的状态之后，可以进入休眠状态。

在施封物体到达目的地之后，可以对其进行解封。图9示意性示出了根据本公开实施例的解封处理的流程图。

如图9所示，可以向电子锁输入解锁命令(例如，通过手持机)。在接收到解锁命令之后，开始解封处理900。

具体地，在操作S901，响应于解锁命令，电子锁可以向与之关联的电子封条(ID1、…、IDn)发送解除关联命令。这种解除关联命令可以是针对性的(例如，通过包含电子封条的ID)或者是非针对性的(例如，通过不包含电子封条的ID)。此外，解除关联命令也可以电子锁自身的ID。例如，电子锁可以发出(null，lock_ID_optional，association_release)这样的无针对性解除关联命令，或者可以发出([ID1，ID2，…，IDk，…，IDn]，lock_ID_optional，association_release)这样的针对性解除关联命令，或者可以向各电子封条分别发出针对性解除关联命令(ID1，lock_ID_optional，association_release)、(ID2，lock_ID_optional，association_release)、…、(IDk，lock_ID_optional，association_release)…、(IDn，lock_ID_optional，association_release)。

此外，响应于解锁命令，电子锁还可以在操作S903中复位。例如，复位操作可以包括清除相关电子封条的信息，如注销与之关联的电子封条ID。

在操作S905，响应于接收到解除关联命令，电子封条可以复位。例如，复位操作可以包括清除所锁定的基准状态。

在上述实施例中，电子封条与电子锁关联使用。但是，本公开不限于此。例如，电子封条可以单独使用，或者也可以直接受管理中心的控制。在受管理中心控制的情况下，管理中心可以扮演上述电子锁的角色(即，“外部设备”)，其与电子封条之间的交互可以如上所述进行，在此不再赘述。

此外，在上述实施例中，在电子封条中设置了通信单元。这对于在途监控是有利的。在一些简化形式的实施例中，可以无需设置通信单元。例如，电子封条可以具有报警器件(例如，蜂鸣器或者发光器件等)，在判断自身状态出现异常时，直接通过发声或者发光等报警。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (17)

1.一种电子封条，能够可拆除地附于待施封物体的外表面，所述电子封条包括：

密封壳体，包括在电子封条附于待施封物体的外表面时抵靠在待施封物体的外表面上的底面，其中，所述底面中包括凹槽，所述凹槽用以在电子封条附于待施封物体的外表面时在其中容纳磁体，

霍尔传感器，容纳于壳体中，配置为感测容纳于所述凹槽中的磁体的磁信号；

控制单元，容纳于壳体中，配置为至少部分地基于霍尔传感器感测到的磁信号，确定电子封条的状态；以及

通信单元，容纳于壳体中，配置为与外部设备进行通信，以发送电子封条的状态数据。

2.根据权利要求1所述的电子封条，其中，电子封条响应于从外部设备接收的唤醒信号而被唤醒，或者响应于电子封条的异常状态而被唤醒。

3.根据权利要求2所述的电子封条，其中，通信单元包括：

被动激活通信模块，被配置为从外部设备接收唤醒信号；

主动激活通信模块，被配置为响应于电子封条的异常状态而被唤醒以向外部设备发送唤醒信号；和

数据通信模块，被配置为与外部设备交换数据。

4.根据权利要求3所述的电子封条，其中，

被动激活通信模块在电子封条上电后一直处于激活状态；和/或

数据通信模块被配置为响应于电子封条的唤醒而被唤醒，以发送电子封条的状态数据。

5.根据权利要求1所述的电子封条，其中，通信单元采用加密方式进行通信。

6.根据权利要求1所述的电子封条，其中，所述电子封条被配置为与外部设备关联使用，其中，控制单元配置为在上电之后控制进行如下初始化过程将电子封条与外部设备关联：

从外部设备接收唤醒信号；

响应于唤醒信号，向外部设备发送电子封条的ID信息；

从外部设备接收关联锁定指令；以及

响应于关联锁定指令，向外部设备发送确认应答。

7.根据权利要求6所述的电子封条，其中，初始化过程还包括：

向外部设备发送唤醒信号；以及

接收外部设备对唤醒信号的响应，

其中，如果不能接收到外部设备的响应，则不发送确认应答。

8.根据权利要求6所述的电子封条，其中，将初始化过程结束时电子封条的状态设置为电子封条的基准状态。

9.根据权利要求6所述的电子封条，其中，所述电子封条被配置响应于从相关联的外部设备接收到的解除关联命令，而解除与该外部设备的关联。

10.根据权利要求1所述的电子封条，还包括：

防破损传感器，容纳于壳体中，用于感测壳体是否被拆封，其中控制单元还配置为进一步基于防破损传感器的状态确定电子封条的状态。

11.根据权利要求10所述的电子封条，其中，所述防破损传感器包括光传感器和磁传感器中的至少一种。

12.根据权利要求10所述的电子封条，还包括：设于壳体上的第一电子标签以及设于壳体内的第二电子标签中至少之一。

13.根据权利要求12所述的电子封条，其中，第一电子标签是无源标签，第二电子标签是有源标签。

14.根据权利要求10所述的电子封条，还包括：印制在密封壳体上的ID信息。

15.根据权利要求1所述的电子封条，还包括：

用于对电子封条所包括的部件进行供电的电源；

压发开关，被配置为在电子封条附于待施封物体上的状态下开启供电；以及

与压发开关并联的电子开关，被配置为在施封时始终保持接通。

16.根据权利要求1所述的电子封条，还包括：固定部件，用于以磁粘附的方式将电子封条附于待施封物体上。

17.根据权利要求1所述的电子封条，其中，

待施封物体包括集装箱，

电子封条附于集装箱的相对箱门之间，或者附于箱门的铰链部位。

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