CN115953865A - 一种rfid物流电子锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID物流电子锁，通过RFID芯片、GPS模块和无线通信模块实现对集装箱的无接触验证、实时定位、位置信息上传并远程开关锁，以便于掌控货物当前状态，保障货物安全，通过分析处理结果对电子锁进行各种运算和控制，具有多生物特征识别得特点，智能化程度高。本装置利用RFID技术、无线通讯技术以及卫星定位技术的综合利用，实现对集装箱的运输过程的有效监管。一方面，利用卫星定位及无线通信技术，实施跟踪集装箱的位置信息，并提供轨迹查询，通过锁体的防拆结构，实现集装箱的运输全流程监管。另一方面，通过RFID技术，实现对集装箱无接触的开锁管理，且通过RFID芯片编码的唯一性，实现对电子锁的防伪效果，整体功能齐全，使用便捷。

Description

一种RFID物流电子锁

技术领域

本发明涉及到电子锁的技术领域，尤其涉及到一种RFID物流电子锁。

背景技术

随着国家经济战略的深入推进以及物流运输业高速稳定的增长状态，货物运输的的防盗和物流追踪正逐渐成为各监管单位、物流企业以及货主客户的关注焦点，特别是对于集装箱运输过程的安全保障已成为物流管理必须直面的挑战。

目前大部分集装箱采用的一次性铅封虽然在一定程度上提高了货物运输的安全性，但是并不能起到很好的防盗功能，特别是存在以下弊端：

1、一次性铅封无法循环使用，消耗量大，费用高，增加了运营成本；

2、一次性铅封安全性差，易破坏、伪造；

3、一次性铅封无异常自动报警能力，货物遇盗窃时无法及时发现；

4、施封记录追溯困难，货物丢失后难以复查，责任无法划清。

智能电子锁是一种用于集装箱、油罐车等领域的锁具，现在市面上的智能电子锁，其一般开锁都需要人工输入密码，输入完成后，即可进行开锁操作，但是人工开锁存在一个问题，那就是无法记录谁开了锁，这就导致一旦出现问题，追责非常麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种RFID物流电子锁能够被循环使用、坚固耐用不易被破坏、便捷开锁/关锁、非法开锁可自动报警、施封记录可查询、实时和历史位置信息可追溯，实现对集装箱的低成本、高安全性以及全面性的物流追踪管理。

一种RFID物流电子锁，包括电子锁本体、服务器和操作终端；

所述服务器接收所述操作终端的信息，对上述接收到的信息作分析并进行协同处理，将处理结果转发至其通信范围内的所有操作终端；

所述操作终端包括建立允许使用网络的所有操作终端的身份认证系统，用户通过所述操作终端申请接入所述服务器时，先对所述操作终端进行身份认证，通过身份认证后，才允许用户使用所述操作终端接入所述服务器。

在其中一个实施例中，所述电子锁本体包括电子锁外壳、开关锁驱动电路、锁杆本体和卡接装置，所述锁杆本体一端固定设置在所述电子锁外壳上，另一端活动连接在所述电子锁外壳上，所述卡接装置设置在所述电子锁外壳内，与所述锁杆本体一端相配合，当锁杆本体插入到电子锁外壳内后，将锁杆本体的插入端卡接固定，所述开关锁驱动电路用于控制电子锁的远程开启关闭。

在其中一个实施例中，所述电子锁本体还包括判断装置，所述判断装置设置在所述锁杆本体和电子锁外壳内，用于判断所述锁杆本体是否插入到电子锁外壳内，所述判断装置包括：

RFID射频标签，所述RFID射频标签固定设置在所述锁杆本体一端；

接收芯片，所述接收芯片设置在所述锁杆本体另一端；

传输线，所述传输线设置在锁杆本体内，被所述锁杆本体包裹；

发射线圈，所述发射线圈设置在所述电子锁外壳内，与插入后的锁杆本体上的RFID射频标签相配合。

优选的，所述卡接装置包括：

导向块，所述导向块设置在所述电子锁外壳内，所述导向块上设有一供锁杆本体插入的纵向导向道，所述纵向导向道侧壁上设有一与所述纵向导向道相连通的横向导向道；

卡接槽，所述卡接槽设置在锁杆本体安装有RFID射频标签的一端；

横向往复装置，所述横向往复装置设置在所述电子锁外壳内，当穿过所述横向导向道，与所述卡接槽相配合，用于限制所述锁杆本体被拉出纵向导向道。

优选的，所述横向往复装置包括：

驱动装置，所述驱动装置设置在所述电子锁外壳内，与所述处理器相连接；

偏心块，所述偏心块设置在所述驱动装置输出端，与所述驱动装置传动连接；以及

卡接条，所述卡接条一端插入在所述导向块的横向导向道内，且与所述偏心块相配合；

当所述偏心块正反转动时，在偏心块的带动下，所述卡接条与所述卡接槽相配合，限制锁杆本体被拉出导向块或者，所述卡接条与所述卡接槽相分离，无法限制锁杆本体被拉出导向块。

优选的，所述卡接条与所述偏心块相配合的一面设有一矩形避空槽，所述偏心块包括：

圆形转盘，所述圆形转盘固定设置在驱动装置输出端；以及

偏心块，所述偏心块固定设置在所述圆形转盘上，且与所述矩形避空槽相配合。

在其中一个实施例中，所述身份认证系统包括信息采集子单元和信息识别子单元；通过所述信息采集子单元和所述信息识别子单元获取并处理用户的身份信息，基于所述处理后的身份信息并验证用户的身份，进而允许用户使用所述操作终端接入所述服务器。

在其中一个实施例中，所述操作终端还包括存储单元、判断单元和处理单元；

所述存储单元，用于存储所述RFID射频标签的身份信息和用户的身份信息；

所述判断单元，基于所述身份认证系统判断用户是否有相关权限；

所述处理单元，将接收到的信息进行关联和归类，为信息的更新和身份验证提供数据基础。

在其中一个实施例中，所述判断单元包括匹配单元，用于指纹信息的匹配；所述处理单元接收到所述身份认证系统发送的指纹特征，与指纹信息库中的指纹特征进行匹配，若匹配成功，则允许用户使用所述操作终端接入所述服务器，若匹配失败，则拒绝接入。

在其中一个实施例中，所述匹配单元包括：

获取子单元，基于待匹配指纹图像的指纹特征获取细节点、细节点之间的方向差及连线方向；

线匹配子单元，将待匹配指纹图像中细节点之间的连线与所述指纹信息库对应模板图像中细节点之间的连线进行线匹配；

确定子单元，修改误差限，确定所述待匹配指纹图像与所述模板图像中未匹配点的对应点，得到对应点数组；

计算子单元，基于所述对应点数组，确定旋转中心及相对旋转角度、计算图像区域掩码和计算匹配分数；

比较子单元，比较预设阈值与所述匹配分数的大小。

在其中一个实施例中，所述判断单元还包括：

归一化模块，对掌内静脉图像进行尺度归一化预处理；

图像增强模块，采用区域方差变换与单尺度Retinex相结合的灰度矫正方法对归一化处理后的静脉图像进行离散化处理；

图像粗匹配模块，通过改进的灰度差曲面方法进行图像粗匹配；

图像精匹配模块，基于相关系数法进行图像精匹配。

在其中一个实施例中，所述操作终端还包括：

接收模块，用于接收所述服务器发送的待验证信息；其中，所述待验证信息包括由所述服务器从接收到的所述操作终端发起的查询请求中获得的第一身份凭证信息、所述服务器对所述第一身份凭证信息的第一哈希值；

获取模块，用于从可信执行环境TEE中获取与所述第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息；

验证模块，用于根据所述第一身份凭证信息的第一哈希值和所述第二身份凭证信息，对所述操作终端进行身份验证。

在其中一个实施例中，所述操作终端还包括：

身份合约模块，用于接收发送的待验证信息，其中，所述待验证信息包括由所述操作终端从接收到的所述服务器发起的查询请求中获得的第一身份凭证信息、所述服务器对所述第一身份凭证信息的第一哈希值；

TEE模块，用于接收所述身份合约模块发送的所述第一身份凭证信息，并根据所述第一身份凭证信息进行查询，以得到与所述第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息，并将所述第二身份凭证信息返回给所述身份合约模块；

所述身份合约模块，还用于根据所述第一身份凭证信息的第一哈希值和所述第二身份凭证信息，对所述操作终端进行身份验证。

在其中一个实施例中，还包括通信卫星，所述通信卫星与所述服务器和操作终端均通过无线组网互联，用于进行卫星定位来获取物流终端位置信息，将所述位置信息发送至所述服务器。

在其中一个实施例中，所述服务器包括物联网网关和协同管理器，接收所述信息数据及位置信息，对上述接收到的信息作综合分析并进行协同处理，将处理结果转发至所述操作终端；

所述协同管理器接收所述信息数据及位置信息，进行综合定位分析处理，从而精确定位物流终端，并将生成的精确定位数据反馈发送至所述服务器；

所述物联网网关用于接收所述通信卫星传来的位置信息或向所述通信卫星发送变频后的信息数据。

在其中一个实施例中，所述电子锁外壳包括指示模块、充电模块和报警模块：

所述指示模块用于显示各种需要处理的数据和信息及各种运行结果；

所述充电模块用于对所述电子锁本体进行供电；

所述报警模块用于电子锁的故障指示和蜂鸣报警。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明这种RFID物流电子锁能够被循环使用、坚固耐用不易被破坏、便捷开锁/关锁、非法开锁可自动报警、施封记录可查询、实时和历史位置信息可追溯，实现对集装箱的低成本、高安全性以及全面性的物流追踪管理，结合卫星定位、无线网络通信和RFID技术，能够通过RFID芯片、GPS模块和无线通信模块实现对集装箱的无接触验证、实时定位、位置信息上传并远程开关锁，以便于掌控货物当前状态，保障货物安全，通过分析处理结果对电子锁进行各种运算和控制，具有多生物特征识别得特点，智能化程度高。本装置利用RFID技术、无线通讯技术以及卫星定位技术的综合利用，结合锁体的机械结构性能，实现对集装箱的运输过程的有效监管。一方面，利用卫星定位及无线通信技术，实施跟踪集装箱的位置信息，并提供轨迹查询，通过锁体的防拆结构，实现集装箱的运输全流程监管。另一方面，通过RFID技术，实现对集装箱无接触的开锁管理，且通过RFID芯片编码的唯一性，实现对电子锁的防伪效果，整体功能齐全，使用便捷。

附图说明

图1是本发明一种RFID物流电子锁的结构示意图；

图2是本发明电子锁本体的结构示意图；

图3是本发明判断装置的结构示意图；

图4是本发明操作终端的结构示意图；

图5是本发明操作终端的另一种结构示意图；

图6是本发明操作终端的另一种结构示意图；

图7是本发明电子锁外壳的结构示意图。

实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

结合图1—图7所示，一种RFID物流电子锁，包括电子锁本体1、服务器2和操作终端3；

所述服务器2接收所述操作终端3的信息，对上述接收到的信息作分析并进行协同处理，将处理结果转发至其通信范围内的所有操作终端3；

所述操作终端3包括建立允许使用网络的所有操作终端3的身份认证系统5，用户通过所述操作终端3申请接入所述服务器2时，先对所述操作终端3进行身份认证，通过身份认证后，才允许用户使用所述操作终端3接入所述服务器2。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述电子锁本体1包括电子锁外壳11、开关锁驱动电路、锁杆本体12和卡接装置，所述锁杆本体12一端固定设置在所述电子锁外壳11上，另一端活动连接在所述电子锁外壳11上，所述卡接装置设置在所述电子锁外壳11内，与所述锁杆本体12一端相配合，当锁杆本体12插入到电子锁外壳11内后，将锁杆本体12的插入端卡接固定，所述开关锁驱动电路用于控制电子锁的远程开启关闭。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述电子锁本体1还包括判断装置13，所述判断装置13设置在所述锁杆本体12和电子锁外壳11内，用于判断所述锁杆本体12是否插入到电子锁外壳11内，所述判断装置13包括：

RFID射频标签131，固定设置在所述锁杆本体12一端；

接收芯片132，设置在所述锁杆本体12另一端；

传输线133，设置在所述锁杆本体12内，被所述锁杆本体12包裹；

发射线圈134，设置在所述电子锁外壳11内，与插入后的锁杆本体12上的RFID射频标签131相配合。

当将锁杆本体12另一端插入到电子锁外壳11内后，此时的发射线圈发射出信号，被锁杆本体12上的Rfid射频标签131接收，由于Rfid射频标签131有一唯一的标签，只有标签对应后，Rfid射频标签131才能接收发射线圈134发出的信号，将该信号反馈至接收芯片132，接收芯片132再发送一对应的信号到Rfid射频标签131，Rfid射频标签131将该信号再次反馈至发射线圈134，发射线圈134将该信号反馈至开关锁驱动电路，开关锁驱动电路即可判断，锁杆本体12另一端已经插入到位，即可进行上锁。

同时，为了监测上锁的锁杆本体12外部是否被暴力剪断，本方案还控制发射线圈134间隔性的向Rfid射频标签131发射信号，如能够接收到对应的反馈信号，即表示锁杆本体12外部没有被剪断，如无法接收信号，则表示，外部锁杆本体12已经被剪断。

优选的，所述卡接装置包括：

导向块，所述导向块设置在所述电子锁外壳11内，所述导向块上设有一供锁杆本体12插入的纵向导向道，所述纵向导向道侧壁上设有一与所述纵向导向道相连通的横向导向道；

卡接槽，所述卡接槽设置在锁杆本体12安装有RFID射频标签131的一端；

横向往复装置，所述横向往复装置设置在所述电子锁外壳11内，当穿过所述横向导向道，与所述卡接槽相配合，用于限制所述锁杆本体12被拉出纵向导向道。

优选的，所述横向往复装置包括：

驱动装置，所述驱动装置设置在所述电子锁外壳11内，与所述开关锁驱动电路相连接；

偏心块，所述偏心块设置在所述驱动装置输出端，与所述驱动装置传动连接；以及

卡接条，所述卡接条一端插入在所述导向块的横向导向道内，且与所述偏心块相配合；

当所述偏心块正反转动时，在偏心块的带动下，所述卡接条与所述卡接槽相配合，限制锁杆本体12被拉出导向块或者，所述卡接条与所述卡接槽相分离，无法限制锁杆本体12被拉出导向块。

优选的，所述卡接条与所述偏心块相配合的一面设有一矩形避空槽，所述偏心块包括：

圆形转盘，所述圆形转盘固定设置在驱动装置输出端；以及

偏心块，所述偏心块固定设置在所述圆形转盘上，且与所述矩形避空槽相配合。

需要说明的是，驱动装置为正反电机，当控制电机正传时，通过偏心凸块和矩形避空槽的作用，将卡接条插入到横向导向道内，对锁杆本体12进行卡接固定，完成整个卡接固定过程。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述身份认证系统5包括信息采集子单元51和信息识别子单元52；通过所述信息采集子单元51和所述信息识别子单元52获取并处理用户的身份信息，基于所述处理后的身份信息并验证用户的身份，进而允许用户使用所述操作终端3接入所述服务器2。

信息采集子单元51包括指纹信息采集装置，用于通过指纹传感器获取指纹图像；信息识别子单元52包括指纹信息识别装置，用于预处理指纹图像并提取指纹特征。

优选的，指纹传感器可选择光学传感器、半导体传感器、超声波传感器中的一种；一般可选择半导体传感器，其识别指纹的准确度和精度比较高，功耗较低，体积也较小。

示例性的，采集到的指纹图像会受到油脂、污渍和水分的影响，需要通过预处理来降低这些噪音的干扰；指纹图像预处理包括去噪、分割、增强、二值化、细化等。依据现有的细化算法研究结果，常用的有模板匹配的方法，比如根据某个像素局部邻域的图像特征进行处理的单联通发和迭代法、神经网络算法、边缘搜索和外轮廓计算等。

优选的，提取的指纹特征包括细节点特征，对细化后的二值指纹图像ft的每个非边界像素，以该像素为中心的八个相邻点计算灰度变化差的绝对值之和S，所述像素坐标为(x，y)，计算公式为

式中，

为i的灰度值，

；若S=2，则记录像素(x，y)为脊终结点；若S=6或8，则记录像素(x，y)为脊分叉点。

基于细节点特征，进一步计算指纹匹配所需的特征。取指纹图像f中的任意两个细节点a和b，对应的坐标分别为（xa，ya）和（xb，yb），对应的方向分别为Oa和Ob；计算细节点间距Dist(a，b)为

，计算细节点a与b间方向差DO（a，b）为

，计算细节点a与b间连线方向O（a，b）为

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述操作终端3还包括存储单元32、判断单元31和处理单元33；

所述存储单元32，用于存储所述RFID射频标签131的身份信息和用户的身份信息，通过所述RFID射频标签131设置身份Id，记录上述身份Id及其对应关系；

所述判断单元31，基于所述身份认证系统5判断用户是否有相关权限；

所述处理单元33，将接收到的信息进行关联和归类，为信息的更新和身份验证提供数据基础。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述判断单元31包括匹配单元315，用于指纹信息的匹配；所述处理单元33接收到所述所述身份认证系统5发送的所述指纹特征，与指纹信息库中的指纹特征进行匹配，若匹配成功，则允许用户使用所述操作终端3接入所述服务器2，若匹配失败，则拒绝接入。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述匹配单元315包括：

获取子单元3151，基于待匹配指纹图像的指纹特征获取细节点、细节点之间的方向差及连线方向；

线匹配子单元3152，将待匹配指纹图像中细节点之间的连线与所述指纹信息库对应模板图像中细节点之间的连线进行线匹配；

确定子单元3153，修改误差限，确定所述待匹配指纹图像与所述模板图像中未匹配点的对应点，得到对应点数组；

计算子单元3154，基于所述对应点数组，确定旋转中心及相对旋转角度、计算图像区域掩码和计算匹配分数；

比较子单元3155，比较预设阈值与所述匹配分数的大小。

示例性的，线匹配中对于待匹配指纹图像f中的第a个细节点与f中其他细节点b的连线ab（1≤b≤numf，且a≠b，numf为图像f中细节点个数），用特征向量Fabf表示为：

式中

为f中连线ab穿过的纹线条数，Distf（a，b）为f中细节点a与b间的距离，Dof（a，b）为f中细节点a与b间的方向差，

为f中细节点a的方向与ab连线方向的夹角，

，

为细节点a与b间连线方向。

对于模板图像g中取第i个细节点，与其他细节点j的连线ij（1≤j≤numg，且i≠j，numg为g中细节点个数）

用特征向量Fijg表示为：

式中

为g中连线ij穿过的纹线条数，Distg

为g中细节点i与j间的距离，

为g中细节点i与j间的方向差，

为g中细节点i的方向与ij连线方向的夹角，

，

为细节点i与j间连线方向。

若连线ab和连线ij同时满足下列公式，且细节点a与i的类型相同，细节点b与j的类型相同，则连线ab和连线ij满足线匹配，需满足的公式如下：

式中limit为误差限，取值可通过实验得出。

示例性的，若线匹配成功，则将两条线的端点信息记录到数组corr中，对于未匹配成功的点中寻找对应点时，修改上述误差限进行对应点的匹配，比如增大同时减少或是同时增大。

示例性的，基于所述数组corr，取坐标中的平均值（cen_xf,cen_yf）,（cen_xg,cen_yg）为旋转中心，方向的平均值为相对旋转角度q；根据待匹配指纹图像的所有细节点处和模板图像的所有细节点处分别生成对应的掩码图像mskf和mskg，掩码图像对应的面积分别为S_f和S_g，以（cen_xg,cen_yg）为中心，将模板图像g的掩码图像逆时针旋转角度q，旋转后的掩码图像与掩码图像mskf根据中心点对齐，二者的重叠面积为S_msk；若

，则提示对应面积太小匹配分数为0，匹配结束，否则找出图像f和图像g在掩码共同区域内的细节点数num_mf和num_mg，那么匹配分数的计算公式如下

，式中h_corr为数组corr的行数。

本发明另一种实施例中，所述信息采集子单元51还可采用指静脉验证，即手部静脉识别；这种验证方式拥有活体识别的特性，身份验证也更加精确，相比指纹识别验证有更高的稳定性。优选的，可在终端设备上设置指静脉采集器，一般是通过红外线和照相设备获取手指的静脉图像，对静脉图像进行预处理提取静脉纹理，依据现有研究成果可采用重复线跟踪算法提取；进一步地可通过FAST算法提取静脉纹理中的特征点，计算特征点的邻域梯度值和方向，构建梯度直方图来描述特征点；相对应的，操作终端3中建立静脉图像的信息库。依据待匹配图像的特征点与操作终端3中模板图像的特征点的平均欧氏距离与成功匹配的特征点对数作为相似度的衡量标准，设定预设阈值确定匹配结果。

所述判断单元31还包括：

归一化模块311，对掌内静脉图像进行尺度归一化预处理；

图像增强模块312，采用区域方差变换与单尺度Retinex相结合的灰度矫正方法对归一化处理后的静脉图像进行离散化处理；

图像粗匹配模块313，通过改进的灰度差曲面方法进行图像粗匹配；

图像精匹配模块314，基于相关系数法进行图像精匹配。

所述身份验证具体步骤包括：

对掌内静脉图像进行尺度归一化预处理；

对待预处理数据进行特征提取，获取特征组，所述特征组能够反映对象的基本信息；

将所述特征组输入到已训练好模型中，得到处理结果；

基于所述处理结果，得到目标对象。

所述归一化包括：通过MinMaxScaler函数

X_std=(X-X.min(axis=0))/(X.max(axis=0)-X.min(axis=0))

X_scaled=X_std/(max-min)+min

标准化：(X-mean)/std

离散化：离散化是把连续型的数值型特征分段，每一段内的数据都可以当做成一个新的特征

On-hot: N个维度来对N个类别进行编码，并且对于每个类别，只有一个维度有效，记作数字1 ；其它维度均记作数字0

Xgboost（把输入的数据进行运算，得到成单率，通过成单率识别出目标用户）

XGBoost算法可以看成是由K棵树组成的加法模型（集成了多个加法模型，每个加法模型对特征进行计算）：

加法模型的目标函数定义为：（通过目标函数对加法模型的参数进行优化训练）：

XGBoost目标函数（通过目标函数对xGboost的参数进行优化训练）：

。

本发明另一种实施例中，所述操作终端3包括：

接收模块321，用于接收所述服务器2发送的待验证信息；其中，所述待验证信息包括由所述服务器2从接收到的所述操作终端3发起的查询请求中获得的第一身份凭证信息、所述服务器2对所述第一身份凭证信息的第一哈希值；

获取模块322，用于从可信执行环境TEE中获取与所述第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息；

验证模块323，用于根据所述第一身份凭证信息的第一哈希值和所述第二身份凭证信息，对所述操作终端3进行身份验证。

身份验证过程中包括：操作终端3、服务器2、身份合约模块和TEE（TrustedExecution Environment,可信执行环境）四个主体。其中，可信执行环境TEE的功能被设计为信息录入方法和信息认证方法，登记认证机构在向可信执行环境TEE的信息录入方法中，所提交的信息包括但不限于：信息类别、信息归属身份id（identity document,身份标识号）、信息哈希值、登记认证机构签名等请求参数；可信认证机构在向可信执行环境TEE的信息认证方法中，所提交的信息包括但不限于：信息归属身份id、信息类别、可信认证机构等请求参数。由于可信执行环境TEE不允许任何用户直接读取TEE中存储的数据，只有拥有特定密钥或经过授权才可以获取到相关数据，将身份信息保存在可信执行环境TEE中，保证了身份信息的安全性。

接收模块321用于接收发送的待验证信息；其中，待验证信息包括由从接收到的操作终端3发起的查询请求中获得的第一身份凭证信息、对第一身份凭证信息的第一哈希值；获取模块322用于从可信执行环境TEE中获取与第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息；验证模块用于根据第一身份凭证信息的第一哈希值和第二身份凭证信息，对操作终端3进行身份验证。本申请提出的身份验证装置既提供了对身份信息的验证功能，还提高了身份凭证信息存放的安全性。

优选的，所述操作终端3还包括：

身份合约模块324，用于接收发送的待验证信息，其中，所述待验证信息包括由所述操作终端3从接收到的所述服务器2发起的查询请求中获得的第一身份凭证信息、所述服务器2对所述第一身份凭证信息的第一哈希值；

可选地，在本申请一些实施例中，待验证信息还包括操作终端3对签名信息的签名，身份合约模块还用于根据签名信息和签名，对自动识别模块进行权限验证；在自动识别模块权限验证通过后，身份合约模块将第一身份凭证信息发送给可信执行环境TEE，从可信执行环境TEE中获取与第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息；

可选地，身份合约模块可通过验证操作终端3公钥的方式，验证自动识别模块是否有权限对待操作终端3进行身份验证，在本申请一些实施例中，身份合约模块可用于根据签名信息和签名，计算自动识别模块的公钥；根据身份合约模块之中存储的自动识别模块的参考公钥和自动识别模块的公钥，对自动识别模块进行权限验证；

可选地，在本申请一些实施例中，身份合约模块可用于在身份合约模块之中存储的自动识别模块的参考公钥和自动识别模块的公钥一致时，确定自动识别模块权限验证通过；

TEE模块325，用于接收所述身份合约模块324发送的所述第一身份凭证信息，并根据所述第一身份凭证信息进行查询，以得到与所述第一身份凭证信息匹配的第二身份凭证信息，并将所述第二身份凭证信息返回给所述身份合约模块324；

所述身份合约模块324，还用于根据所述第一身份凭证信息的第一哈希值和所述第二身份凭证信息，对所述操作终端3进行身份验证。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，还包括通信卫星4，所述通信卫星4与所述服务器2和操作终端3均通过无线组网互联，用于进行卫星定位来获取物流终端位置信息，将所述位置信息发送至所述服务器2。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述服务器2包括物联网网关21和协同管理器22，接收所述信息数据及位置信息，对上述接收到的信息作综合分析并进行协同处理，将处理结果转发至所述操作终端3；

所述协同管理器22接收所述信息数据及位置信息，进行综合定位分析处理，从而精确定位物流终端，并将生成的精确定位数据反馈发送至所述服务器2；

所述物联网网关21用于接收所述通信卫星4传来的位置信息或向所述通信卫星4发送变频后的信息数据。

优选的，所述物联网网关21包括多个相并联的多通道网关设备，所述多通道网关设备包括射频分合路器、多信道网关模块和网络模块；接收状态信息时，所述射频分合路器用于接收通信卫星的位置信息并分路给所述多信道网关模块；发送状态信息时，所述射频分合路器用于将所述多信道网关模块的信息数据合路后，传输至所述通信卫星4；接收状态信息时，所述多信道网关模块将自所述射频分合路器接收的位置信息解码解调为基带信息，再通过网络接口传输至地面网络；发送状态信息时，接收地面网络的基带信息并调制编码成信息数据格式，通过无线通信传输至所述通信卫星4；接收状态信息时，所述网络模块用于将所述多信道网关模块解调的基带信息汇集后传输至地面网络；发送状态信息时，所述网络模块用于将地面网络传来的基带信息调制后发送给至所述多信道网关模块。

所述多信道网关模块包括对外接口、卫星物联网通信模块、多通道卫星物联网网关模块；

其中，对外接口用于实现与网络模块和射频分合路器的信息传输；

卫星物联网通信模块用于实现卫星物联网信息与基带信号的转换；

多通道卫星物联网网关模块用于完成多路通信模块的控制和信息传输。

通过无线通信接收数据进行预处理，以使同步轨道通信卫星能够接收到信号，同步轨道通信卫星接受信息后并转发给物联网网关，由物联网网关接收并传输至服务器2，经服务器2处理后并上传至操作终端3。

进一步地，本发明一种RFID物流电子锁的较佳的实施例中，所述电子锁外壳11包括指示模块111、充电模块112和报警模块113：

所述指示模块111用于显示各种需要处理的数据和信息及各种运行结果；

所述充电模块112用于对所述电子锁本体1进行供电；

所述报警模块113用于电子锁的故障指示和蜂鸣报警。

RFID物流电子锁结合卫星定位、无线网络通信和RFID技术，能够通过RFID芯片、GPS模块和无线通信模块实现对集装箱的无接触验证、实时定位、位置信息上传并远程开关锁，以便于掌控货物当前状态，保障货物安全。

如上系统结构图，每个集装箱配装RFID物流电子锁，RFID芯片可储存相关数据与集装箱信息进行绑定，每个RFID物流电子锁具有唯一的身份识别号，可实现机械锁和电子锁双重锁定，集装箱从发货仓出门即可通过固定式大功率RFID读写设备进行校验集装箱信息，及时上传集装箱出门信息给后台，且可通过RFID技术自动对该电子锁进行关锁，无需人工操作。

另外，通过 提供网络化的移动目标定位通讯服务，集装箱运输过程通过GPS/北斗定位以及4G通信实施上传集装箱的位置信息，实现全程货物监控，该锁具有双向通讯功能，能够通过无线方式控制机械执行开启与锁定，实现远程开锁、关锁，也可由手持式RFID设备进行线下开锁、关锁，锁体采用防拆设计，内置光感报警设备，当非法破坏锁体时，电子锁会实时通过内置的GSM模块报警给后台。

同理，集装箱到达目的地仓库时，可通过固定式大功率RFID读写设备进行校验集装箱信息，及时上传集装箱出门信息给后台，且可通过RFID技术自动对该电子锁进行开锁，开锁后RFID电子锁可与集装箱信息解绑，重复利用。

整个物流过程全程监控，异常状态实时报警，实现对集装箱运输过程的低成本、高安全性、便捷性以及全面性的物流追踪管理。

综上所述，本发明这种RFID物流电子锁能够被循环使用、坚固耐用不易被破坏、便捷开锁/关锁、非法开锁可自动报警、施封记录可查询、实时和历史位置信息可追溯，实现对集装箱的低成本、高安全性以及全面性的物流追踪管理，结合卫星定位、无线网络通信和RFID技术，能够通过RFID芯片、GPS模块和无线通信模块实现对集装箱的无接触验证、实时定位、位置信息上传并远程开关锁，以便于掌控货物当前状态，保障货物安全，通过分析处理结果对电子锁进行各种运算和控制，具有多生物特征识别得特点，智能化程度高。本装置利用RFID技术、无线通讯技术以及卫星定位技术的综合利用，结合锁体的机械结构性能，实现对集装箱的运输过程的有效监管。一方面，利用卫星定位及无线通信技术，实施跟踪集装箱的位置信息，并提供轨迹查询，通过锁体的防拆结构，实现集装箱的运输全流程监管。另一方面，通过RFID技术，实现对集装箱无接触的开锁管理，且通过RFID芯片编码的唯一性，实现对电子锁的防伪效果，整体功能齐全，使用便捷。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种RFID物流电子锁，其特征在于，包括电子锁本体、服务器和操作终端；

所述服务器接收所述操作终端的信息，对上述接收到的信息作分析并进行协同处理，将处理结果转发至其通信范围内的所有操作终端；

所述操作终端包括建立允许使用网络的所有操作终端的身份认证系统，用户通过所述操作终端申请接入所述服务器时，先对所述操作终端进行身份认证，通过身份认证后，才允许用户使用所述操作终端接入所述服务器；

所述身份认证系统包括信息采集子单元和信息识别子单元；通过所述信息采集子单元和所述信息识别子单元获取并处理用户的身份信息，基于处理后的身份信息并验证用户的身份；

所述操作终端还包括存储单元、判断单元和处理单元；

所述存储单元，用于存储电子锁身份信息和用户的身份信息；

所述判断单元，基于所述身份认证系统判断用户是否有相关权限；

所述处理单元，将接收到的信息进行关联和归类，为信息的更新和身份验证提供数据基础。

2.如权利要求1所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述电子锁本体包括电子锁外壳、开关锁驱动电路、锁杆本体和卡接装置，所述锁杆本体一端固定设置在所述电子锁外壳上，另一端活动连接在所述电子锁外壳上，所述卡接装置设置在所述电子锁外壳内，与所述锁杆本体一端相配合，当锁杆本体插入到电子锁外壳内后，将锁杆本体的插入端卡接固定，所述开关锁驱动电路用于控制电子锁的远程开启关闭。

3.如权利要求2所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述电子锁本体还包括判断装置，所述判断装置设置在所述锁杆本体和电子锁外壳内，用于判断所述锁杆本体是否插入到电子锁外壳内，所述判断装置包括：

RFID射频标签，固定设置在所述锁杆本体一端；

接收芯片，设置在所述锁杆本体另一端；

传输线，设置在所述锁杆本体内，被所述锁杆本体包裹；

发射线圈，设置在所述电子锁外壳内，与插入后的锁杆本体上的RFID射频标签相配合。

4.如权利要求1所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述判断单元包括匹配单元，用于指纹信息的匹配；所述处理单元接收到所述身份认证系统发送的指纹特征，与指纹信息库中的指纹特征进行匹配，若匹配成功，则允许用户使用所述操作终端接入所述服务器，若匹配失败，则拒绝接入。

5.如权利要求4所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述匹配单元包括：

获取子单元，基于待匹配指纹图像的指纹特征获取细节点、细节点之间的方向差及连线方向；

线匹配子单元，将待匹配指纹图像中细节点之间的连线与所述指纹信息库对应模板图像中细节点之间的连线进行线匹配；

确定子单元，修改误差限，确定所述待匹配指纹图像与所述模板图像中未匹配点的对应点，得到对应点数组；

计算子单元，基于所述对应点数组，确定旋转中心及相对旋转角度、计算图像区域掩码和计算匹配分数；

比较子单元，比较预设阈值与所述匹配分数的大小。

6.如权利要求1所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述判断单元还包括：

归一化模块，对掌内静脉图像进行尺度归一化预处理；

图像增强模块，采用区域方差变换与单尺度Retinex相结合的灰度矫正方法对归一化处理后的静脉图像进行离散化处理；

图像粗匹配模块，通过改进的灰度差曲面方法进行图像粗匹配；

图像精匹配模块，基于相关系数法进行图像精匹配。

7.如权利要求1所述的RFID物流电子锁，其特征在于，还包括通信卫星，所述通信卫星与所述服务器和操作终端均通过无线组网互联，用于进行卫星定位来获取物流终端位置信息，将所述位置信息发送至所述服务器。

8.如权利要求7所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述服务器包括物联网网关和协同管理器，接收所述信息数据及位置信息，对上述接收到的信息作综合分析并进行协同处理，将处理结果转发至所述操作终端；

所述协同管理器接收所述信息数据及位置信息，进行综合定位分析处理，从而精确定位物流终端，并将生成的精确定位数据反馈发送至所述服务器；

所述物联网网关用于接收所述通信卫星传来的位置信息或向所述通信卫星发送变频后的信息数据。

9.如权利要求2所述的RFID物流电子锁，其特征在于，所述电子锁外壳包括指示模块、充电模块和报警模块：

所述指示模块用于显示各种需要处理的数据和信息及各种运行结果；

所述充电模块用于对所述电子锁本体进行供电；

所述报警模块用于电子锁的故障指示和蜂鸣报警。

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