CN110748246A - 一种基于gnss定位的锁具和机场无动力设备管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于GNSS定位的锁具，包括壳体，包括：电磁锁，用于将所述锁具与固定桩连接，所述电磁锁包括外部锁环，所述外部锁环与所述壳体连接；定位模块，用于定位和跟踪所述锁具的位置；通信模块，设置在所述壳体内部，所述通信模块包括近距离通信模块和远距离通信模块，用于接收指令进行开锁；安装模块，用于将所述锁具固定在待安装设备上；防盗模块，设置在所述安装模块所在位置。本发明还提供了一种机场无动力设备管理系统，包括RFID标签模块，识别装置，巡检终端，移动终端，云服务器和上述的锁具。本发明可从根本上改变目前人工监管模式的效率低下和监管漏洞问题，大大提高管理效率。

Description

一种基于GNSS定位的锁具和机场无动力设备管理系统

技术领域

本发明涉及无动力设备管理技术领域，特别是涉及一种基于GNSS定位的锁具和无动力设备管理系统。

背景技术

随着机场多跑道多航站楼运行模式下，传统单一保障模式已很难适应生产需求。通过新技术和新应用对传统安全运行管理进行全方位、全角度和全链条的改造已成为解决这个问题的必要手段和方式。无动力设备作业在航班地面保障作业中占了相当大的比重，但是，大量的无动力设备群涉及到投入资金、日常维护、停放资源等一系列的问题。

目前无动力设备是以录入钢牌号的资产管理方式，不能满足信息化的管理要求，而且钢牌号容易脱落，造成信息管理混乱，钢牌号不能对设备进行实时监控，容易造成设备丢失。一些使用频率高、故障频率高的共享设备，无法做到及时发现、查询和处理，存在处理实时性低，管理延迟的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于GNSS定位的锁具和无动力设备管理系统，解决了目前人工监管模式的效率低下和监管漏洞问题。具体方案如下：

一种基于GNSS定位的锁具，包括壳体，还包括：

电磁锁，用于将所述锁具与固定桩连接，所述电磁锁包括外部锁环，所述外部锁环与所述壳体连接；

定位模块，用于定位和跟踪所述锁具的位置，设置在所述壳体内部；

通信模块，设置在所述壳体内部，所述通信模块包括近距离通信模块和远距离通信模块，用于接收指令进行开锁；

安装模块，用于将所述锁具固定在待安装设备上；所述安装模块设置在所述壳体一侧，包括槽钢、抱箍和设置在所述槽钢中的滑块，所述抱箍安装在所述滑块上；

防盗模块，设置在所述安装模块所在位置，包括传感器、检测柱、弹性件和设置在所述壳体上的孔，所述检测柱与所述弹性件连接，所述传感器、检测柱和弹性件安装在所述孔中，所述传感器与所述通信模块电连接。

进一步的，所述近距离通信模块为NFC模块，所述远距离通信模块为NB-IoT通信模块。

进一步的，还包括姿态传感器，所述姿态传感器设置在壳体中，用于判断所述锁具是否移动。

进一步的，还包括机械锁，所述机械锁包括拨杆、锁片和弹簧，所述机械锁设置在壳体中，所述锁片通过所述弹簧与所述壳体连接，所述拨杆与所述电磁锁连接，用于拨动电磁锁保险栓实现机械开锁。

进一步的，还包括太阳能电池组件，所述太阳能电池组件设置在所述壳体外侧用于将太阳能转换为电能为所述锁具供电。

进一步的，还包括唤醒开关，所述唤醒开关分别与所述定位模块和所述通信模块电连接，用于将所述锁具从待机状态切换至工作状态。

一种机场无动力设备管理系统，包括RFID标签模块，识别装置，巡检终端，移动终端，云服务器和上述的锁具；

所述锁具包括电磁锁和通信模块，所述移动终端与所述通信模块通信连接读取所述锁具信息并发送给所述云服务器，所述云服务器将开锁指令发送至所述电磁锁；

所述RFID标签模块和所述锁具设置在无动力设备上，所述识别装置和巡检终端用于读取RFID标签并将标签信息发送给所述云服务器。

进一步的，所述锁具信息包括定位坐标、开关锁状态、锁具全球唯一编号；所述标签信息包括所述无动力设备的编号。

进一步的，所述云平台包括数据库，用于存储所述锁具信息和所述标签信息。

进一步的，所述RFID标签模块包括RFID标签和设置在所述RFID标签底部的金属衬板。

本发明的有益效果在于：

本发明可从根本上改变目前人工监管模式的效率低下和监管漏洞问题，节省大量的人力、物力，为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的资料，可以使系统运行高效、可靠、准确及时，大大提高管理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一个实施例的锁具内部结构示意图；

图2示出了本发明一个实施例的锁具正面示意图；

图3示出了本发明一个实施例的锁具背面示意图；

图4示出了本发明一个实施例的锁具安装在无动力设备上的示意图；

图5示出了本发明一个实施例的一种机场无动力设备管理系统示意图；

附图标记说明：1-壳体，2-太阳能电池组件，3-二维码扫描区，4-机械锁，6-滑块，7-防盗模块，8-槽钢，15-电磁锁，16-锁片，17-弹簧，20-拨杆， 21-铁链，22-钢管，23-抱箍，10-RFID标签模块，30-识别装置，40-巡检终端，50-移动终端，60-云服务器，70-锁具，100-无动力设备。

具体实施方式

下面将参照附图更加详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，一种基于GNSS定位的锁具（下面简称为锁具），安装在无动力设备上，将无动力设备锁在固定桩上防止丢失，包括壳体、电磁锁、定位模块、通信模块、安装模块和防盗模块。

电磁锁15，用于将所述锁具与固定桩连接，所述电磁锁具包括外部锁环，所述外部锁环与所述壳体连接；所述外部锁环可以为铁链或钢丝锁，壳体上设置大尺寸齿扣，外部锁环通过齿扣与壳体连接，根据本发明的一个实施例，齿扣最大能够插入12mm粗的铁链21，铁链尺寸涵盖了机场内所有固定桩附带的铁链。

定位模块，用于定位和跟踪所述锁具的位置，设置在所述壳体内部；所述定位模块可以为GPS、北斗和基站一体化GNSS定位。无动力设备在使用过程中由于多人使用、高频次的使用，存在找不到设备、设备损坏等管理问题，很难责任倒追到人，在设备上加装定位模块可有效解决这个问题。工作人员使用设备时，执行扫描身份（即：扫描GNSS锁具的全球唯一编号的二维码）-解锁使用-使用完毕后归还加锁的流程，可以在后台中记录查询三个重要信息：哪个工作人员在什么时间、什么地点启用了设备，设备的运行轨迹，在什么时间、什么地点归还了设备。

通信模块，设置在所述壳体内部，所述通信模块包括近距离通信模块和远距离通信模块，用于接收指令进行开锁。 进一步的，所述近距离通信模块为NFC模块，既支持NFC卡开锁，又支持NFC手机点对点开锁。所述远距离通信模块为NB-IoT通信模块。NB-IoT：是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。使用NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

如图2所示，所述锁具外壳上设置二维码扫描区3，使用手机扫描二维码，解码后通过4G网络发送开锁需求信号到云平台，云平台发送开锁指令给锁具内部的NB-IoT模块，实现开锁功能。二维码：二维条码/二维码(2-dimensional bar code)用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“ 0”、“ 1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

如图3图4所示，安装模块，用于将所述锁具固定在待安装设备（即无动力设备）上；所述安装模块设置在所述壳体一侧，包括槽钢8、抱箍23和嵌入到所述槽钢凹槽中的滑块6，所述抱箍安装在所述滑块上。由于无动力设备形状各异，不同设备的框架钢管22粗细不同，为了兼容所有尺寸的钢管安装，本发明采用可伸缩紧固的安装结构，如图4图5所示，C型槽钢8，嵌套到C型槽钢的滑块6。锁具通过两段C型槽钢8和4个滑块6固定，每个槽钢内嵌两个滑块，根据无动力设备钢管的粗细调整滑块的位置，再配备不同尺寸的抱箍23达到牢固安装的目的。

如图3所示，防盗模块7，设置在所述安装模块所在位置，包括传感器、检测柱、弹性件和设置在所述壳体上的孔，所述检测柱与所述弹性件连接，所述传感器、检测柱和弹性件安装在所述孔中。锁具安装到设备上，传感器的检测柱被压住，当锁具被拆下时，传感器检测柱瞬时弹出，信息通过NB-IoT网络上报到云平台，云平台收到锁具被拆下信号，便于及时确定锁具是否被违规拆卸。

进一步的，锁具还包括姿态传感器（图中未示出），所述姿态传感器设置在壳体中。锁具内置的姿态传感器，用于判断无动力设备是否移动。当判断无动力设备移动时，增加GNSS定位频率；当判断无动力设备静止时，减小定位频率，这样既兼顾了无动力设备运动的轨迹追踪，又兼顾了锁具电池能量支撑常年使用。

如图1所示，进一步的，锁具还包括机械锁4，所述机械锁包括拨杆、锁片和弹簧，所述机械锁设置在壳体中，所述锁片通过所述弹簧与所述壳体连接，所述拨杆与所述电磁锁连接，用于切断电源或拨动电磁锁保险实现机械开锁。当网络出现故障时，无法远程控制电磁锁开锁，可使用预留机械钥匙开锁。扭动机械锁时，带动定制锁片16旋转，锁片16推动拨杆20，完成开锁动作。钥匙拔出后，弹簧17将锁片16复位。

进一步的，如图2所示，锁具还包括太阳能电池组件2，所述太阳能电池组件设置在所述壳体外侧用于将太阳能转换为电能为所述锁具供电。

进一步的，锁具还包括唤醒开关（图中未示出），所述唤醒开关分别与所述定位模块和所述通信模块电连接，用于将所述锁具从待机状态切换至工作状态。唤醒开关连接GNSS定位模块主板，当唤醒开关被按下时，唤醒整机从深度睡眠状态进入工作状态

如图5所示，一种机场无动力设备管理系统，包括RFID标签模块10，识别装置30，巡检终端40，移动终端50，云服务器60和上述的锁具70；

所述锁具包括电磁锁和通信模块，所述移动终端与所述通信模块通信连接读取所述锁具信息并发送给所述云服务器，所述云服务将开锁指令发送至所述电磁锁；所述RFID标签和所述锁具设置在无动力设备100上，所述识别装置和巡检终端用于读取RFID标签并将标签信息发送给所述云服务器。所述云平台包括数据库，用于存储所述信息

RFID标签模块包括RFID标签和设置在所述RFID标签底部的金属衬板。使用RFID标签代替无动力设备的钢牌号，便于自动化信息化管理。由于无动力设备为金属结构，RFID抗金属标签的特性决定标签必须全部附着到金属上才能达到最好的RFID读取效果，为了保证10米以内100%的读取准确率，并适应无动力设备形状各异的金属结构，本发明采用专门的金属衬板来固定RFID标签，金属衬板可以为不锈钢、铝合金、防锈处理碳钢材料，金属衬板焊接到无动力设备上，有以下几个优点：

1、RFID抗金属标签背部必须全部贴上金属，才能达到最远的读取距离，加装金属衬板可以解决无动力设备表面不平的问题。

2、无动力设备的框架金属的厚度不同，加装金属衬板焊接到无动力设备上，可以解决不同厚度金属的安装差异问题，便于上万个标签的快速部署。

3、由于无动力设备经常在颠簸的路面移动，长时间运动振动下，螺丝容易松动，采用焊接的方式可以保证牢固性。

无动力设备进出机场需要严格的管控和记录，在机场的每个进出口安装一套道口RFID识别装置，自动读取无动力设备上安装的RFID标签。RFID标签为该无动力设备的唯一身份标识，实现无动力设备进出机场的信息化管理。RFID标签与该无动力设备上安装的锁具信息匹配。

巡检终端，在本系统中有两个作用，第一是RFID标签在安装时的信息录入，第二是日常维护设备时巡检的需要。根据本实施例，巡检终端可以为手持机，手持机通过读取标签，将获取的数据可以通过4G网络上传至云平台数据库，实时增删和修改设备信息，也可以断网时储存在本地，等待联网后导入云平台数据库。

进一步的，所述锁具信息包括定位坐标、信号强度、搜星数目、电池电量、开关锁状态、锁具全球唯一编号。所述标签信息包括无动力设备的编号。

所述云平台为无动力系统管理平台，由基础系统、准入系统、检测系统、退出管理系统、进出管理系统、违章管理系统和定位系统组成。

基础系统，是无动力系统管理平台的基础设施环境，为各应用系统提供公共基础设施，将各系统的通用基础服务功能从业务系统剥离出来，使得业务系统聚焦于业务流程和业务功能，实现更好的可管理性和用户体验。

准入系统，负责无动力设备信息录入管理。

检测系统，负责无动力设备的巡检管理。

退出管理系统，负责无动力设备的注销管理。

进出管理系统，负责无动力设备进出机场的识别和管理。

定位系统，负责加装共享GNSS锁具的无动力设备的定位管理和轨迹追踪管理。

系统运行环境，包含无动力系统前端服务器、无动力系统后端服务器、数据库服务器、反相代理服务器、实体服务器和IOT平台。

机场无动力设备管理系统是运用计算机、网络、物联网及现代通信技术来管理机场飞行区无动力设备登记、检测和注销，以及设备进出记录信息的管理系统。通过该系统的使用，可从根本上改变目前人工监管模式的效率低下和监管漏洞问题，节省大量的人力、物力，为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的资料，可以使系统运行高效、可靠、准确及时，大大提高管理效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于GNSS定位的锁具，包括壳体，其特征在于，还包括：

电磁锁，用于将所述锁具与固定桩连接，所述电磁锁包括外部锁环，所述外部锁环与所述壳体连接；

定位模块，用于定位和跟踪所述锁具的位置，设置在所述壳体内部；

通信模块，设置在所述壳体内部，所述通信模块包括近距离通信模块和远距离通信模块，用于接收指令进行开锁；

安装模块，用于将所述锁具固定在待安装设备上；所述安装模块设置在所述壳体一侧，包括槽钢、抱箍和设置在所述槽钢中的滑块，所述抱箍安装在所述滑块上；

防盗模块，设置在所述安装模块所在位置，包括传感器、检测柱、弹性件和设置在所述壳体上的孔，所述检测柱与所述弹性件连接，所述传感器、检测柱和弹性件安装在所述孔中，所述传感器与所述通信模块电连接。

2.根据权利要求1所述的基于GNSS定位的锁具，其特征在于，所述近距离通信模块为NFC模块，所述远距离通信模块为NB-IoT通信模块。

3.根据权利要求1所述的基于GNSS定位的锁具，其特征在于，还包括姿态传感器，所述姿态传感器设置在壳体中，用于判断所述锁具是否移动。

4.根据权利要求1所述的基于GNSS定位的锁具，其特征在于，还包括机械锁，所述机械锁包括拨杆、锁片和弹簧，所述机械锁设置在壳体中，所述锁片通过所述弹簧与所述壳体连接，所述拨杆与所述电磁锁连接，用于拨动电磁锁保险栓实现机械开锁。

5.根据权利要求1所述的基于GNSS定位的锁具，其特征在于，还包括太阳能电池组件，所述太阳能电池组件设置在所述壳体外侧用于将太阳能转换为电能为所述锁具供电。

6.根据权利要求1所述的基于GNSS定位的锁具，其特征在于，还包括唤醒开关，所述唤醒开关分别与所述定位模块和所述通信模块电连接，用于将所述锁具从待机状态切换至工作状态。

7.一种机场无动力设备管理系统，其特征在于，包括RFID标签模块，识别装置，巡检终端，移动终端，云服务器和如权力要求1-6任意一项所述的锁具；

所述锁具包括电磁锁和通信模块，所述移动终端与所述通信模块通信连接读取所述锁具信息并发送给所述云服务器，所述云服务器将开锁指令发送至所述电磁锁；

所述RFID标签模块和所述锁具设置在无动力设备上，所述识别装置和巡检终端用于读取RFID标签并将标签信息发送给所述云服务器。

8.根据权利要求7所述的锁具，其特征在于，所述锁具信息包括定位坐标、开关锁状态、锁具全球唯一编号；所述标签信息包括所述无动力设备的编号。

9.根据权利要求8所述的锁具，其特征在于，所述云平台包括数据库，用于存储所述锁具信息和所述标签信息。

10.根据权利要求7所述的锁具，其特征在于，所述RFID标签模块包括RFID标签和设置在所述RFID标签底部的金属衬板。

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