CN105201290B - 物流跟踪监控防盗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物流跟踪监控防盗装置，它包括锁体及物流跟踪防盗模块，锁体由锁帽、集成模块及锁栓组成，锁栓穿过集成模块与锁帽插接；其中，所述集成模块包括MCU控制器，GPRS功能模块及金属传感器，GPRS功能模块与MCU控制器连接，MCU控制器与金属传感器连接；所述物流跟踪防盗模块设于通讯终端机，锁体设于装载货物的装置，物流跟踪防盗模块与锁体的集成模块短距离无线通信连接。本发明安装简单，成本低，使用方便，解决了用户在物流运输工程中需要额外携带特定的物流防盗模块设备组所产生的不便捷问题，提高了物流运输安全性。

Description

物流跟踪监控防盗装置

技术领域

本发明涉及物流安全运输、短距离无线通信及移动通信技术，具体是一种实时监控物流运输过程、保证物流运输安全的物流跟踪监控防盗装置。

背景技术

物流跟踪监控技术是我国一直以来忽视的重要技术。物流占中国国民经济生产总值的比例约为16.65%，在一年的国民生产总值中将近10.6万亿元在物流环节中耗费掉。商品从生产领域向消费领域转移过程中所消耗的流通成本偏高，因素诸多。关键原因之一是物流环节多、信息化程度低，厂商未能实时掌控物流各节点的状态，导致占用社会资源周转慢、所需资金时间成本高。此外，物流过程中的不安全也带来了巨大损失，偷窃、货损等事件在物流过程中无法追溯。物流成本偏高和不安全的主要原因就是透明度不够。客户信息的获取源于服务者告知的信息，出于免责考虑，提供信息的真实性、准确性和及时性都无法保证。因此物流跟踪监控设备亟待发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种物流跟踪监控防盗装置，该装置在普通物流封锁基础上与现代通信技术结合，提高了物流运输安全性。

本发明的目的是这样实现的：

一种物流跟踪监控防盗装置，其特征在于该装置包括锁体、物流跟踪防盗模块，所述锁体由锁帽、集成模块及锁栓组成，锁栓穿过集成模块与锁帽插接；其中，所述集成模块包括MCU控制器，GPRS功能模块及金属传感器，GPRS功能模块与MCU控制器连接，MCU控制器与金属传感器连接；所述物流跟踪防盗模块设于通讯终端机，锁体设于装载货物的装置，物流跟踪防盗模块与锁体的集成模块短距离无线通信连接。

所述物流跟踪防盗模块具体包括：

a)蓝牙模块

与锁体中MCU控制器的蓝牙接口通过蓝牙连接，实现与锁体的蓝牙连接密钥的配对，以及锁体被非法打开时间、次数和用户设置参数（连接密码、待接收异常手机号、金属传感器定时检测距离的频率）的数据传输；

b)短信模块

与锁体中GPRS功能模块通过移动网络GPRS相连接，实现锁体被非法打开时，对用户进行短信通知；

c)用户后端数据模块

向下与蓝牙模块和短信模块相连接，实现与锁体两者配对密钥的保存，以及用户设置参数的存储、访问；同时向上与逻辑业务相连，实现对用户基本交互操作包括用户登录、用户注册、找回用户密码等操作数据的读写；

d)逻辑业务

与用户后端数据模块相连接，主要实现对用户角色即发货人/收货人操作权限的控制，包括允许发货人设置连接物流锁体的密码，设置待接收异常通讯终端机号；禁止收货人修改物流锁体的连接密码，允许合法收货人查询集成模块的MCU控制器内容，查看非法打开异常的时间、状态信息，并与用户接收到的信息匹配；其中，

所述蓝牙模块和短信模块为底层通信，用户后端数据模块和逻辑业务通过底层通信即蓝牙、GPRS将数据信息传输到锁体或收货人通讯终端机；逻辑业务通过用户后端数据模块进行相关数据的存储访问。

本发明能将货物运输过程中锁体被打开的情况及时告知给用户，用户便能远程掌握运输信息。物流跟踪防盗模块通过短距离无线通信在发货前对锁体进行一系列的设置，收货时通过与锁体短距离无线通信查询物流运输过程中的非法被开锁的时间节点与当时金属传感器检测距离变化产生的锁体状态信息，以及由锁体通过GPRS发送到待接收异常通讯终端机号。通过对以上信息的分析，用户可选择性的同意或拒绝签收货物，极大地保证了物流运输的安全性。

本发明锁体能实现实时监测锁栓状态，当检测到锁栓脱离锁孔时记录下此时的时间，并使用移动通信功能通知用户本次异常情况，用户可通知运输货物者及时查看货物状态，保证货物的安全。物流跟踪防盗模块是一款基于智能终端机与锁体配套使用的应用模块，可以基于Android、IOS、Windows Phone等平台开发，它可以通过短距离无线通信实现设置物流锁体工作模式、查询数据信息等功能。

本发明在普通物流封锁基础上与现代通信技术结合，运用在多种物流装置上，安装简单，成本低，使用方便，解决了用户在物流运输工程中需要额外携带特定的物流防盗模块设备组所产生的不便捷问题，提高了物流运输安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明锁体结构示意图；

图3为本发明集成模块结构示意图；

图4为本发明集成模块的传感器/GPRS数据处理流程图；

图5为本发明集成模块的蓝牙数据处理流程图；

图6为本发明集成模块程序流程图；

图7为本发明物流跟踪防盗模块数据处理示意图；

图8为本发明物流跟踪防盗模块GPRS数据处理流程图；

图9为本发明物流跟踪防盗模块的蓝牙数据处理流程图；

图10为本发明物流跟踪防盗模块工作流程图。

具体实施方式

参阅图1，本发明包括锁体1、物流跟踪防盗模块2，锁体1与物流跟踪防盗模块2之间通过短距离无线通信技术进行数据交互。

参阅图2，本发明锁体1包括锁帽3、集成模块4，锁栓5。集成模块4具有短距离无线通信、移动通信、金属检测等功能。短距离无线通信可以通过蓝牙、NFC等技术实现。集成模块4设有一金属锁孔，锁孔在不影响整体电路布局情况下放置在任何位置，确保内置金属传感器能有效监测到锁栓5。锁栓5穿过集成模块4、货物运输装置上的锁扣，与锁帽3相连接，当锁栓5插入锁帽3时则不能拔出，必须使用大力钳将锁帽剪掉才能打开，因此上锁之后一般人不能轻易打开。

独立的金属锁栓5可自由插入集成模块4的锁孔，锁孔内包含金属传感器元件，当检测到金属时振荡电路会产生不同振荡频率的变化，金属传感器检测到这个变化则输出检测信号到集成模块4的MCU控制器6，当MCU控制器6获取到检测信号后标记此次为非法打开异常，并记录此时时间信息（包括年月日时分秒）到指定的寄存器。存在非法打开异常之后，当检测到锁栓5插入锁孔时产生异常，记录为非法插入异常，也记录此时时间信息。MCU控制器6获取到的异常集成模块4调用移动通信功能，以短信或语音的方式通知用户异常信息，若移动通信功能调用失败则重复调用直到成功，这保证了在发生异常后用户能第一时间得到知晓。

本发明的锁帽3内部有一凹槽，此结构与锁栓5的顶部耦合。当锁栓5顶部完全嵌入锁帽3时，即到达凹槽卡位点，锁栓5锁死，不可拔出。

参阅图3，本发明的集成模块4包括集成无线通信功能的MCU控制器6、GPRS功能模块7及金属传感器8。MCU控制器6负责锁体1的控制：从金属传感器8通过IIC总线获取距离数据保存在MCU控制器6内存空间中，经过阈值比较，判断是否将数据信息通过串口UART传输到GPRS功能模块7中；同时，MCU控制器6配置内部的蓝牙通信部HCI，设置蓝牙角色Profile、通用属性角色GATT，最后将需要发送的数据写入GATT的关键字CharacteristicValue，进行蓝牙数据广播传输。GPRS功能模块7负责实现移动通信功能，通过接收MCU的串口UART数据，将数据进行AT指令解析，按照内部规定的AT指令执行相关任务。金属传感器8负责近距离金属检测，将测量锁栓5的位移、运动位置数据通过总线IIC传输给MCU控制器6。

参阅图4，本发明集成模块4的传感器/GPRS数据处理的过程是金属传感器通过内部振荡电路监测距离，MCU控制器6接收来自金属传感器8的距离数据，计算这些数据的平均数(平均距离)。将平均数(平均距离)与阈值比较，规定平均距离小于阈值表示已锁状态，记为1；平均距离大于阈值表示未锁状态，记为0；所有距离数据均为0，表示锁帽剪掉状态，记为2；从大于阈值状态0变为小于阈值状态1表示上锁动作；从小于阈值状态1变为大于阈值状态0表示开锁动作；从锁帽剪掉状态2到状态1，再到状态0表示正常开锁动作；未经过状态2，通过外力强行拔出锁栓，由状态1到状态0表示非法开锁动作。若发生非法开锁动作，MCU控制器6将此时时间记录到内存，同时将时间、开锁状态数据经过RSA加密算法加密，生成数据通过串口UART输出，GPRS功能模块7接收UART数据并将其发送出去。

参阅图5，本发明集成模块4的蓝牙数据处理过程是接收终端机蓝牙数据，读取通用属性角色GATT数据，通过GATT，向下把检索关键词CharacteristicValue和描述符CharacteristicDescriptor任务交给属性协议ATT处理，同时向上将检索到的关键词和描述符交给应用层处理，即解析关键词和描述符数据，按命令逻辑执行相应任务。当任务是将数据发回给终端机时，则将数据写入对应的关键词和描述符中，完成GATT的写入操作后再通过ATT和逻辑链路控制子层和适配器L2CAP，完成蓝牙数据的发射。

参阅图6，本发明集成模块4流程：采用OSAL操作系统。系统上电后，分别进行 UART串口、IIC总线、蓝牙通信部HCI、定时器时钟TIMER的设备驱动初始化，以及非法开锁动作记录内存、开锁计数初始化。启动GPRS通信任务，轮循检测连接状态，未连接则建立连接，有非法开锁时则上传安全状态信息。启动蓝牙通信任务，读取关键词和描述符数据，按命令逻辑执行相应任务。启动距离检测任务，读取传感器距离数据，计算平均距离，通过距离检测规则标定距离状态，锁栓安全状态。

参阅图7，本发明物流跟踪防盗模块2数据处理过程包括：蓝牙模块，短信模块，用户后端数据模块，逻辑业务。蓝牙模块和短信模块为底层通信模块，用户后端数据模块和逻辑业务通过底层通信模块将数据信息传输到物流防盗锁或是收货人终端机里。蓝牙模块与锁体中MCU控制器的蓝牙接口连接，实现蓝牙搜索、连接、通信。蓝牙模块中带有蓝牙管理器BluetoothManager和蓝牙适配器BluetoothAdapter，通过蓝牙管理器可获取到通讯终端机的蓝牙适配器，设置蓝牙适配器为监听搜索状态，即开启蓝牙搜索。通过人机交互操作选择正在蓝牙信号广播的物流锁体，配对物流锁体设备中MCU控制器里保卫处SM层的连接密钥，密钥校验正确即连接成功。连接成功后获取锁体中MCU控制器的蓝牙GATT服务BluetoothGattService,通过对各描述符CharacteristicDescriptor和关键词CharacteristicValue的读写完成数据通信功能。短信模块与锁体中GPRS功能模块通过移动网络GPRS相连接，由广播意图Broadcast Intent进行广播接收通讯终端机发来的GPRS数据，并通过SMS管理器SMSManager对象携带通讯终端机发来的GPRS数据消息，以实现锁体被非法打开时，对用户进行短信通知。用户后端数据模块，向下与物流跟踪防盗模块中的蓝牙模块和短信模块相连接，实现跟踪防盗模块、锁体，两者配对密钥的保存，以及用户设置参数(连接密码、待接收异常手机号、金属传感器定时检测距离的频率)的存储、访问；同时向上与逻辑业务相连，实现对用户基本交互操作包括用户登录、用户注册、找回用户密码等操作数据的读写。逻辑业务与物流跟踪防盗模块中的用户后端数据模块相连接，通过单选按钮RadioButton和RadioGroup控制用户角色(发货人/收货人)操作权限的控制。包括读取发货人设置在文本输入框(EditView)中的收货人连接物流锁体的密码，将连接密码写入描述符CharacteristicDescriptor标记为连接密码所对应的关键词BluetoothCharacteristic中；读取发货人设置在文本输入框（EditView）中的待接收异常终端机号，将待接收异常终端机号写入描述符CharacteristicDescriptor标记为待接收异常终端机号所对应的关键词BluetoothCharacteristic中，以绑定用户终端机号；通过蓝牙服务清除MCU控制器内部存储开锁状态记录的Flash数据。读取收货人在文本输入框（EditView）中的连接密码，与物流锁体MCU控制器内部由发货人设置的密码进行校验，并读取MCU控制器内部存储开锁状态记录的Flash数据以查询开锁记录。

参阅图8，本发明物流跟踪防盗模块GPRS数据处理过程：接收来自锁体1发送的GPRS数据，接收事件触发产生一个广播意图Broadcast Intent，Intent携带GPRS数据。在UI主界面的Activity中解析Intent数据，将数据保存在新建的短消息SmsMessage对象中，对SmsMessage对象读取其中的SMS消息，并产生一个对话框Dialog通知用户。

参阅图9，本发明物流跟踪防盗模块2的蓝牙数据处理过程：蓝牙适配器BluetoothAdapter搜索到物流锁体1，成功连接后，获取其蓝牙GATT服务BluetoothGattService对象，读取BluetoothGattService对象所包含的关键词BluetoothGattCharacteristic，对BluetoothGattCharacteristic进行数据解析，根据逻辑业务中的规则评定，执行命令。当终端机需要发送信息到物流锁体时，则写入相应的BluetoothGattCharacteristic关键字，打包进GATT中，以此终端机蓝牙发射数据完成。

参阅图10，本发明物流跟踪防盗模块2工作流程：

1、发货前将集成模块4安装在装载货物的装置上，锁栓5穿过集成模块4、装载货物装置的锁扣，将锁栓5插入锁帽3，同时金属传感器8将锁栓5的位移变化信息传输给MCU控制器6。

2、在通讯终端机上安装物流跟踪防盗模块2，打开应用程序，用户登录，若没有账号则先注册再登录。登录成功后会显示注册角色（发货人或者收货人）界面。

3、首先进行发货人操作，连接成功之后发货人在设置里先进行一个初始化操作，将寄存器、计数器清零。然后自动同步网络时间（年月日时分秒）到集成模块4的MCU寄存器（此时MCU计数器开始计时）。

4、发货人可自定义再次连接密码。在设置中修改密码，输入自定义密码，物流跟踪防盗模块2将自定义再次连接的密码写入GATT的描述符CharacteristicDescriptor标记为修改密码的关键字CharacteristicValue中，通过蓝牙模块BluetoothGattService传到集成模块4，集成模块4接收并记录在其MCU控制器连接密码指定的Flash中。

5、发货人绑定接收异常的终端机号码。在设置中添加输入待接收异常状态的终端机号码，物流跟踪防盗模块2将待接收的终端机号码以十六进制形式写入GATT的描述符CharacteristicDescriptor标记为接收异常号码的关键字CharacteristicValue中，通过蓝牙模块BluetoothGattService传到集成模块4，集成模块4接收并记录在其MCU控制器接收异常号码指定的Flash中。退出程序，发货人操作结束。

6、货物运输过程中，MCU控制器6根据发货人设定的监测配置，实时/定时获取金属传感器8测得的位移信息，达到物流防盗锁安全状态监控的效果。若发生非法打开，一方面MCU控制器6记录当前异常的时间、状态等信息，另一方面通过GPRS功能模块7将这些异常信息以短信的方式上报给发货人绑定的终端机端。

7、收货人接收到货物时，打开应用程序，登录，通过输入与发货人自定义的密码与锁体连接，集成模块4将接收到的输入密码与寄存器发货人设置密码比较，若一致则连接成功，否则连接失败，需重新输入。

8、收货人连接成功后，在查询功能里查询集成模块4的MCU寄存器内容，查看非法打开异常的时间、状态等信息，并与用户接收到的信息匹配。

9、若无非法打开记录，收货人用大力钳剪断锁帽，拔出锁栓，此次运输成功结束；若存在非法打开记录，收货人可根据具体情况选择同意或拒绝签收货物。

Claims (1)

1.一种物流跟踪监控防盗装置，其特征在于该装置包括锁体（1）、物流跟踪防盗模块（2），所述锁体（1）由锁帽（3）、集成模块（4）及锁栓（5）组成，锁栓（5）穿过集成模块（4）与锁帽（3）插接；其中，所述集成模块（4）包括MCU控制器（6）、GPRS功能模块（7）及金属传感器8，GPRS功能模块（7）与MCU控制器（6）连接，MCU控制器（6）与金属传感器（8）连接； 所述物流跟踪防盗模块（2）设于通讯终端机，锁体（1）设于装载货物的装置，物流跟踪防盗模块（2）与锁体（1）的集成模块（4）短距离无线通信连接；其中：

所述物流跟踪防盗模块（2）具体包括：

a)蓝牙模块

与锁体（1）中MCU控制器（6）的蓝牙接口通过蓝牙连接，实现与锁体的蓝牙连接密钥的配对，以及锁体被非法打开时间、次数和用户设置参数的数据传输；其中，所述用户设置参数包括连接密码、待接收异常通讯终端机号、金属传感器定时检测距离的频率；

b)短信模块

与锁体（1）中GPRS功能模块（7）通过移动网络GPRS相连接，实现锁体被非法打开时，对用户进行短信通知；

c)用户后端数据模块

向下与蓝牙模块和短信模块相连接，实现与锁体两者配对密钥的保存以及用户设置参数的存储、访问；同时向上与逻辑业务相连，实现对用户基本交互操作包括用户登录、用户注册、找回用户密码等操作数据的读写；

d)逻辑业务

与用户后端数据模块相连接，主要实现对用户角色即发货人/收货人操作权限的控制，包括允许发货人设置连接物流锁体的密码，设置待接收异常通讯终端机号；禁止收货人修改物流锁体的连接密码，允许合法收货人查询集成模块（4）的MCU控制器内容，查看非法打开异常的时间、状态信息，并与用户接收到的信息匹配；其中，

所述蓝牙模块和短信模块为底层通信，用户后端数据模块和逻辑业务通过底层通信即蓝牙、GPRS将数据信息传输到锁体或收货人通讯终端机；逻辑业务通过用户后端数据模块进行相关数据的存储访问。