CN111441660B - 集装箱智能锁及集装箱智能锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集装箱智能锁。该集装箱智能锁包括锁体和锁杆，锁杆包括柔性锁绳、锁头和固定部，锁头连接于柔性锁绳的一端，柔性锁绳的另一端与固定部连接；锁体设有锁孔和锁紧机构；在使用状态下，锁体固定安装于集装箱的第一箱门，固定部固定安装于集装箱的第二箱门，锁头插入锁孔，并且锁紧机构将锁头锁紧在锁孔中，以封闭第一箱门和第二箱门。由此，将集装箱智能锁安装在集装箱门上，并在锁杆部分采用柔性锁杆，在施封时不再对集装箱门把或者立柱等结构施加应力，避免箱门变形，解锁后不再需要进行回收，减少人工成本，提高管理效率，并且使用移动终端进行解锁操作而不再需要专门的开锁设备，降低了维护成本和管理成本。

Description

集装箱智能锁及集装箱智能锁系统

技术领域

本发明涉及智能锁领域，尤其涉及一种集装箱智能锁和集装箱智能锁系统。

背景技术

现代物流运输行业的快速发展，对物流运输的安全性、高效性、智能化、透明化等都多方面提出了更高的要求。集装箱是用于物流运输的重要运输承载媒介，其中，集装箱锁具作为保障集装箱内货物安全的安全装置，直接影响到集装箱内的货物安全。

在现有技术中，智能锁采用挂锁形式或者抱锁形式，挂锁在进行锁定时被悬挂在集装箱箱门的锁孔上实现箱门锁闭，抱锁在进行锁定时抱紧集装箱门的立杆并向内拉紧立杆实现箱门锁闭，在解锁时都需要使用智能钥匙开锁并将智能锁回收保存。

上述智能锁在使用时需要人工进行组装和拆卸，人工成本高，开锁时需要专门的开锁设备，维护成本和管理成本较高。

发明内容

基于上述技术问题，本发明的实施例提供一种集装箱智能锁，以减少人工成本，提高管理效率并且降低维护成本和管理成本。

其中，本发明所采用的技术方案为：

一种集装箱智能锁，包括锁体和锁杆，锁杆包括柔性锁绳、锁头和固定部，锁头连接于柔性锁绳的一端，柔性锁绳的另一端与固定部连接；锁体设有锁孔和锁紧机构；在使用状态下，锁体固定安装于集装箱的第一箱门，固定部固定安装于集装箱的第二箱门，锁头插入锁孔，并且锁紧机构将锁头锁紧在锁孔中，以封闭第一箱门和第二箱门。

在一示例性的实施例中，锁体还设有电机驱动装置，电机驱动装置用于驱动锁紧机构转动，以锁紧锁头或者解除锁头的锁紧状态。

在一示例性的实施例中，锁体还设有弹性机构，弹性机构用于在锁头解除锁紧状态时，将锁头从锁孔中弹出。

在一示例性的实施例中，锁体还设有智能锁电路，智能锁电路包括控制单元、驱动单元和通信单元；驱动单元和通信单元分别与控制单元电性连接，驱动单元还与电机驱动装置电性连接，驱动单元用于驱动电机驱动装置。

在一示例性的实施例中，锁体还设有安装面，安装面上设有安装孔，安装孔自安装面向锁体的内部延伸，以在第一箱门的内侧进行锁体的固定安装操作。

在一示例性的实施例中，锁体还包括防尘盖，防尘盖与锁体活动连接，用于覆盖锁孔。

一种集装箱智能锁系统，系统包括如上述实施例任一项的集装箱智能锁、服务器和终端，服务器和集装箱智能锁分别与终端通信，其中：终端获取集装箱智能锁的锁标识，并将锁标识和存储的终端用户标识上传到服务器；服务器根据锁标识，在存储的数据库中搜索终端用户标识，并将搜索结果发送至终端；终端根据搜索结果生成解锁指令，并将解锁指令发送至集装箱智能锁；集装箱智能锁根据解锁指令进行解锁。

在一示例性的实施例中，集装箱智能锁根据解锁指令进行解锁，包括：集装箱智能锁根据解锁指令，控制锁紧机构反向转动，使锁头解除锁紧状态。

在一示例性的实施例中，服务器根据锁标识，在存储的数据库中搜索终端用户标识，包括：服务器根据锁标识，从数据库中获取与锁标识相对应的终端用户标识集合；在终端用户标识集合中搜索终端用户标识，获得搜索结果。

在一示例性的实施例中，服务器还将终端发送的终端用户标识添加至终端用户标识集合中进行存储。

本发明所采用的技术方案具有如下有益效果：

在上述技术方案中，集装箱智能锁的锁体和锁杆分别固定到集装箱的第一箱门和第二箱门上，并且锁杆部分采用柔性锁绳，在对集装箱进行施封时，将锁头插入锁体来封闭箱门，因此不再对集装箱门把或者立柱等结构施加应力，避免箱门变形。在对集装箱进行解锁后，锁体和锁杆仍各自保留在集装箱的箱门上，并可以继续使用，不再需要进行回收，减少人工成本，提高维护效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理：

图1是根据一示例性实施例示出的一种集装箱智能锁的结构示意图；

图2是图1所示集装箱智能锁的锁体的结构示意图；

图3是图2所示锁体的智能锁电路的结构示意图；

图4是图2所示锁体的六视图；

图5是图1所示集装箱智能锁的锁杆的三个角度的视图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种的集装箱智能锁系统的结构示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种服务器的硬件结构框图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种集装箱智能锁的结构示意图。如图1所示，在一示例性实施例中，集装箱智能锁100包括锁体200和锁杆300。

其中，锁杆300包括柔性锁绳310、锁头320和固定部330。柔性锁绳310的一端与锁头320固定连接，另一端与固定部330固定连接。柔性锁绳310可以包括绳芯和套在绳芯外的绳套，绳芯可以是钢丝绳或链条，绳套可以是不锈钢伸缩管或塑胶套。

锁体200设有锁孔和与锁紧机构(图1中未示出)。锁孔允许锁头320通过，以插入锁紧机构。锁紧机构可以与锁头320配合，以将锁头320紧固在锁紧机构内。

集装箱智能锁100在使用状态下，锁体200固定安装于集装箱的第一箱门，固定部330固定安装于集装箱的第二箱门，锁头320插入锁孔，并且锁紧机构将锁头320锁紧在锁孔中，以封闭第一箱门和第二箱门。

锁体200还包括电路板盖201，以覆盖锁体200。

需要注意的是，集装箱可以是用于装载运输的运输箱，还可以是罐箱、冷箱或者其他集装箱形式。在一个实施例中，集装箱门是具有左右门扇的双开箱门，第一箱门可以是左门扇，第二箱门可以是右门扇。在另一个实施例中，集装箱门是具有一个门扇的单开箱门，第一箱门可以是该单开箱门，而第二箱门可以是箱体，例如集装箱侧壁。

集装箱智能锁100的锁体200和锁杆300分别固定到集装箱的第一箱门和第二箱门上，并且锁杆300采用柔性锁绳，在对集装箱进行施封时，将锁头320插入锁体200以封闭集装箱，因此不再对集装箱门把或者立柱等结构施加应力，避免箱门变形。

并且在对集装箱进行解锁后，锁体200和锁杆300仍各自保留在集装箱的箱门上，并可以继续使用，不再需要进行回收，减少人工成本，提高维护效率。

图2是图1所示锁体200在一个实施例中的结构示意图。如图2所示，锁体200包括锁紧机构210、智能锁电路220、电池仓230、防尘盖240以及锁孔250。应理解，图2仅是针对锁体200的结构的示例，而不是对锁体200的结构、部件和部件的种类和位置的限定。

在一示例性实施例中，锁体200还设有电机驱动装置(图2中未示出)，电机驱动装置用于驱动锁紧机构210转动，以锁紧锁头320或者解除锁头320的锁紧状态。

示例性地，锁头320具有环形凹槽。锁紧机构包括锁芯，锁芯在锁孔250内可旋转并且锁芯的一侧具有容许锁头320通过的缺口，锁芯的另一侧可以嵌入锁头320的环形凹槽内，例如具有与环形凹槽配合的凸起。在锁紧时，锁芯上的缺口一侧对准锁孔250，以允许锁头320插入锁孔250。在锁头320插入锁孔250后，电机驱动装置带动锁芯旋转，使锁芯的另一侧嵌入锁头320的环形凹槽内，此时锁头320无法退出锁孔250，完成锁紧。在解锁时，电机驱动装置带动锁芯反转，此时缺口再次对准锁芯，以允许锁头320退出锁孔250，完成解锁。

在一示例性实施例中，锁体200还设有弹性机构，弹性机构用于在锁头320解除锁紧状态时，将锁头320从锁孔250中弹出。

其中，弹性机构可以是弹簧或者弹片。在一个实施例中，弹性机构可以设置在锁孔250内。例如，将弹簧与锁头320插入锁孔250时的方向同轴设置。弹簧在锁头320插入锁孔250时被锁头320的前端压迫而收缩。在解除锁紧状态时，弹簧回弹将锁头320弹出锁孔250。在另一个实施例中，弹性机构为弹片，并且设置在锁孔250的入口处。弹片在锁头320插入锁孔250时被锁头320末端的突出部压迫而收缩。在解除锁紧状态时，弹片回弹将锁头320弹出锁孔250。

在一示例性实施例中，如图2所示，锁体200还设有智能锁电路220。图3示出了智能锁电路200在一个示例性实施例中的结构框图，如图3所示，智能锁电路220包括控制单元221、驱动单元222和通信单元223。

驱动单元221和通信单元222分别与控制单元223电性连接，并且驱动单元221还与电机驱动装置电性连接，用以驱动电机驱动装置。

在一个实施例中，智能锁电路220还包括天线单元224。通信单元223可以通过天线单元224发送和接收信号来进行通信。

仍如图2所示，在一个实施例中，锁体200还设有电池仓230。电池仓230为容纳供电电池的空间，以通过该供电电池向智能锁电路220以及电机驱动装置供电。供电电池可以采用多种形式，例如镍氢电池等一次性电池或锂电电池等可充电电池。在另一个实施例中，供电电池可以包括蓄电池和太阳能电池板。

在一示例性实施例中，仍如图2所示，锁体200还包括防尘盖240，防尘盖240与锁体200活动连接，用于在锁头320未插入锁孔250时覆盖锁孔250，避免环境中的灰尘进入锁孔250并堵塞锁孔250内空间。在锁头320插入锁体200时，防尘盖240以与锁体200连接处为轴向外翻转以允许锁头320插入锁孔250。应理解，防尘盖240还可以采用其他形式，例如以连接处为轴向两侧转动，也可以采用滑动结构，在插入锁孔250时向一侧或两侧滑动以允许锁头320插入锁孔250。

电路板盖201可以安装到锁体上。其中，电路板盖201上设置有通孔，锁体上设置有对应的安装孔，在安装时，可以利用螺丝通过通孔和对应的安装孔将电路板盖201固定在锁体上。在一个实施例中，电路板盖201可以采用卡扣的方式固定在锁体200上。

在此实施例中，利用防尘盖240覆盖锁孔250，可以在集装箱智能锁100不被锁定时，防止灰尘或其他物体从锁孔250进入锁体内部，卡住锁体200内的可活动结构而造成故障，从而提高了集装箱智能锁100的可靠性。

图4是一示例性实施例示出的一种锁体200的安装结构的六视图。在示例性实施例中，如图4所示，锁体200包括第一正面251、第二安装面252、第一左侧面253和第一右侧面254、以及锁孔面255和第一端面265，其中，第一正面251与第一安装面252相对，第一左侧面253与第一右侧面254相对，锁孔面255与第一端面265相对。

第一安装面252包括4个安装孔257。安装孔252自第一安装面251向锁体200的内部延伸，以在第一箱门的外侧进行锁体200的固定安装操作。第一正面251包括电路板盖201，电路板盖201覆盖锁紧机构210、智能锁电路220、电池仓230。锁孔面255上设置有防尘盖240和被防尘盖240覆盖的锁孔。

示例性地，第一安装孔252中镶嵌有螺母，螺母设置有内螺纹，第一箱门开设有通孔，第一安装孔252与通孔同轴设置，例如M4螺钉的螺杆贯穿通孔和螺母，螺杆上设置有外螺纹，螺杆和螺母采用螺旋连接。螺杆和螺母之间还可以添加防滑垫片。在安装时，螺杆从箱门内侧依次通过防滑垫片、箱门通孔以及第一安装孔252，并与螺母螺旋连接，以将锁体200固定在集装箱的箱门上。应理解，虽然图4中示出了4个第一安装孔252，然而在其他实施例中，可以采用更少或更多数量的第一安装孔252，例如3个或5个。

图5是图1所示锁杆300的三个角度的视图。如图5所示，在一示例性实施例中，锁杆300包括第二正面341、第二安装面342、第二侧面343，其中，第二正面341与第二安装面342相对。第二安装面342包括2个第二安装孔344。第二安装孔344自第二安装面342向锁杆300的固定部330的内部延伸，以在第二箱门的外侧进行锁杆300的固定安装操作。

应理解，锁杆300的固定部330可以采用与上述相同的方式在第二箱门上，此处不再赘述。虽然图5中示出了2个第二安装孔347，然而在其他实施例中，可以采用更少或更多数量的第二安装孔347，例如1个或3个。

图6是根据一示例性实施例示出的一种集装箱智能锁系统的结构示意图。如图6所示，集装箱智能锁系统包括上述实施例描述的集装箱智能锁100、服务器400和终端500，服务器400和集装箱智能锁100分别与终端500通信，其中：

终端500获取集装箱智能锁100的锁标识，并将锁标识和存储的终端用户标识上传到服务器400；

服务器400根据锁标识，在存储的数据库中搜索终端用户标识，并将搜索结果发送至终端500；

终端500根据搜索结果生成解锁指令，并将解锁指令发送至集装箱智能锁100；

集装箱智能锁100根据解锁指令进行解锁。

在实际应用中，终端500是手机或平板电脑等智能设备，并且其上安装有用于与服务器400通信的智能锁客户端。终端500与集装箱智能锁100通过蓝牙进行通信，服务器400与终端500通过有线或者无线网络连接。在一个实施例中，终端500与集装箱智能锁100可以通过有线方式进行连接，也可以通过wifi等其他无线方式连接。

为了便于理解，现在将举例说明用户解锁集装箱智能锁100的过程。在需要对集装箱智能锁100进行解锁时，用户首先需要使用终端500扫描集装箱智能锁100上的二维码，在进行扫描之前，需要先登录终端500上的智能锁客户端，然后通过智能锁客户端进行扫描，该二维码记录了集装箱智能锁100的锁标识和生产日期，软硬件版本号等信息。锁标识是集装箱智能锁100的独特编号，用于唯一标识集装箱智能锁100。在终端500对二维码进行识别来获取锁标识后，将锁标识和登录智能锁客户端的用户的终端用户标识上传到服务器400。

服务器400根据从终端500接收到的锁标识和终端用户标识在数据库中进行搜索，确定该用户是否具有解锁该锁标识对应的集装箱智能锁100的权限，并将搜索结果发送给终端500。

如果搜索结果指示用户具有解锁该集装箱智能锁100的权限，则终端500将生成解锁指令。终端500通过蓝牙将解锁指令发送给集装箱智能锁100以进行解锁。

集装箱智能锁100在接收到解锁指令后，驱动电机驱动装置反转，以带动锁紧机构转动。锁紧机构转动到特定角度或位置后不再锁死锁头320，以使弹性机构将锁头320弹出，实现解锁。

在此实施例中，通过终端500扫描二维码进行解锁操作，可以避免使用专用设备进行解锁，提高了系统的便携性。

在一个实施例中，如果搜索结果指示终端500不具有结果该集装箱智能锁100的权限，则终端500将向用户提示解锁失败和失败的原因。例如，终端500可以通过显示器向用户展示解锁失败和权限认证失败等信息。终端500也可以通过扬声器向用户播放音效来提供用户解锁失败。

在一个具体实施例中，终端500和集装箱智能锁100中包括加密模块，终端500将解锁指令加密，并将加密后的解锁指令发送给集装箱智能锁100。集装箱智能锁100对加密后的解锁指令进行解密，得到解锁指令，然后根据解锁指令进行结果。加密的方式可以为硬件加密和软件加密，硬件可以是集成SM2算法的芯片，软件加密可以是AES128或者AES256。

在一个具体实施例中，终端500在与集装箱智能锁100进行蓝牙通信时，首先需要向集装箱智能锁100发送蓝牙匹配码进行匹配，匹配成功后才能进行通信。在此实施例中，在服务器400对锁标识和终端用户标识进行搜索时，如果搜索结果指示用户具有解锁该集装箱智能锁100的权限，则服务器400会根据锁标识从数据库中获得该集装箱智能锁100的蓝牙匹配码，并将其与搜索结果一起发送给终端500。终端500首先利用该蓝牙匹配码与集装箱智能锁100进行蓝牙匹配，以进行后续的解锁操作。

在此实施例中，在终端500每提交一次开锁请求时，服务器400向终端500发送与集装箱智能锁100对应的蓝牙匹配码，避免了集装箱智能锁100的蓝牙模块一直处于可连接状态，防止软件破解，提高了安全性。

在一个具体实施例中，集装箱智能锁100具有用于与服务器400进行通信的模块。在服务器400接收到终端500发送的解锁请求，并且检索到用户具有解锁该集装箱智能锁100的权限时，会将服务器400中存储的随机生成的蓝牙匹配码发送给终端500并且同时发送给集装箱智能锁100。集装箱智能锁100接收到该蓝牙匹配码后，启动蓝牙通信模块。终端500利用接收到的蓝牙匹配码与集装箱智能锁100进行连接，以进行后续的解锁操作。该随机生成的蓝牙匹配码在发送给终端500和集装箱智能锁100后会被删除并且服务器400会随机生成新的蓝牙匹配码存储在数据库汇总，即在本实施例中，蓝牙匹配码是一次性的。

在此实施例中，本发明的集装箱智能锁系统中的集装箱智能锁100和终端500内部均不存储蓝牙匹配码和身份信息，而是当终端500每提交一次开锁请求就通过服务器400分别向终端500和集装箱智能锁100发送一个对应的蓝牙匹配码，并且这些蓝牙匹配码是一次性的，从而完全避免了硬件破解复制以及软件破解的问题，大大增加了安全性。

图7是图6所示服务器400在一个示例性实施例中的硬件结构示意图。

需要说明的是，该服务器只是一个适配于本发明的示例，不能认为是提供了对本发明的使用范围的任何限制。该服务器也不能解释为需要依赖于或者必须具有图7中示出的示例性的服务器中的一个或者多个组件。

该服务器的硬件结构可因配置或者性能的不同而产生较大的差异，如图7所示，服务器400包括：电源410、接口430、至少一存储器450、以及至少一中央处理器(CPU，CentralProcessing Units)470。

其中，电源410用于为服务器上的各硬件设备提供工作电压。

接口430包括至少一有线或无线网络接口431、至少一串并转换接口433、至少一输入输出接口435以及至少一USB接口437等，用于与外部设备通信。

存储器450作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统451、应用程序453或者数据455等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统451用于管理与控制服务器上的各硬件设备以及应用程序453，以实现中央处理器470对海量数据455的计算与处理，其可以是WindowsServerTM、Mac OS XTM、UnixTM、LinuxTM、FreeBSDTM、FreeRTOS等。应用程序453是基于操作系统451之上完成至少一项特定工作的计算机程序，其可以包括至少一模块(图7中未示出)，每个模块都可以分别包含有对服务器的一系列计算机可读指令。

中央处理器470可以包括一个或多个以上的处理器，并设置为通过总线与存储器450通信，用于运算与处理存储器450中的海量数据455。

上面所详细描述的，适用本发明的服务器将通过中央处理器470读取存储中存储的一系列计算机可读指令的形式来完成集装箱智能锁系统中服务器的操作。

该实施例中的装置中处理器执行操作的具体方式已经在有关该集装箱智能锁的实施例中执行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

上述内容，仅为本发明的较佳示例性实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种集装箱智能锁，包括锁体和锁杆，其特征在于：

所述锁杆包括柔性锁绳、锁头和固定部，所述锁头连接于所述柔性锁绳的一端，所述柔性锁绳的另一端与所述固定部连接；

所述锁体设有锁孔和锁紧机构；

在使用状态下，所述锁体固定安装于集装箱的第一箱门，所述固定部固定安装于所述集装箱的第二箱门，所述锁头插入所述锁孔，并且所述锁紧机构将所述锁头锁紧在所述锁孔中，以封闭所述第一箱门和所述第二箱门。

2.根据权利要求1所述的集装箱智能锁，其特征在于，所述锁体还设有电机驱动装置，所述电机驱动装置用于驱动所述锁紧机构转动，以锁紧所述锁头或者解除所述锁头的锁紧状态。

3.根据权利要求2所述的集装箱智能锁，其特征在于，所述锁体还设有弹性机构，所述弹性机构用于在所述锁头解除锁紧状态时，将所述锁头从所述锁孔中弹出。

4.根据权利要求2所述的集装箱智能锁，其特征在于，所述锁体还设有智能锁电路，所述智能锁电路包括控制单元、驱动单元和通信单元；

所述驱动单元和所述通信单元分别与所述控制单元电性连接，所述驱动单元还与所述电机驱动装置电性连接，所述驱动单元用于驱动所述电机驱动装置。

5.根据权利要求1所述的集装箱智能锁，其特征在于，所述锁体还设有安装面，所述安装面上设有安装孔，所述安装孔自所述安装面向所述锁体的内部延伸，以在所述第一箱门的内侧进行所述锁体的固定安装操作。

6.根据权利要求1所述的集装箱智能锁，其特征在于，所述锁体还包括防尘盖，所述防尘盖与所述锁体活动连接，用于覆盖所述锁孔。

7.一种集装箱智能锁系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-6任一项所述的集装箱智能锁、服务器和终端，所述服务器和所述集装箱智能锁分别与所述终端通信，其中：

所述终端获取所述集装箱智能锁的锁标识，并将所述锁标识和存储的终端用户标识上传到所述服务器；

所述服务器根据所述锁标识，在存储的数据库中搜索所述终端用户标识，并将搜索结果发送至所述终端；

所述终端根据所述搜索结果生成解锁指令，并将所述解锁指令发送至所述集装箱智能锁；

所述集装箱智能锁根据所述解锁指令进行解锁。

8.根据权利要求7所述的集装箱智能锁系统，其特征在于，所述集装箱智能锁根据所述解锁指令进行解锁，包括：

所述集装箱智能锁根据所述解锁指令，控制所述锁紧机构反向转动，使所述锁头解除锁紧状态。

9.根据权利要求8所述的集装箱智能锁系统，其特征在于，所述服务器根据所述锁标识，在存储的数据库中搜索所述终端用户标识，包括：

所述服务器根据所述锁标识，从所述数据库中获取与所述锁标识相对应的终端用户标识集合；

在所述终端用户标识集合中搜索所述终端用户标识，获得搜索结果。

10.根据权利要求8所述的集装箱智能锁系统，其特征在于，所述服务器还将所述终端发送的终端用户标识添加至所述终端用户标识集合中进行存储。