CN1959044B - 一种安保锁及其物流安全系统和管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安保锁及其物流安全系统和管理方法，安保锁包括锁头、带锁销槽的锁座、控制器和相连的传感器，锁头包括与锁销槽配合的锁销和与控制器信号连接的锁销驱动装置；控制器包括微处理器、与之电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；锁头、锁座分别安装在相对两门页上箱内一侧并相互配合，控制器安装在箱门或箱体上至少部分位于箱外一侧，传感器设置在锁头和锁座配合时相互临近的结构上；该系统包括安保锁、带密匙机的中央数据服务器和与之网络连接的发货方终端、收货方终端；该方法使用系统对安保锁密码进行加密、传递和解密。本发明通过安保锁、系统和方法提高了集装箱、厢式货车运输安全。

Description

一种安保锁及其物流安全系统和管理方法

技术领域

本发明涉及集装箱或厢式货车车厢安全装置，及使用该安全装置的物流安全系统和管理方法，更具体地说，涉及一种用于集装箱或厢式货车车厢的安保锁及使用该安保锁的物流安全系统和管理方法。

背景技术

集装箱或厢式货车货物运输经常会发生运输过程中的货物丢失、调包等事件，给货主带来极大的损失。内陆集物流链涉及到诸多环节，如发货方、承运方、收货方等，如何确保货物运输的安全，如何确定货物运输过程中的发生风险事件后的责任承担者，如何通过管理的配合来降低货运安全的风险，这些问题都需要一套有效的解决方案。

目前，集装箱或厢式货车车厢都是采用机械关封来进行封箱，货运安全评价都是通过机械关封的完好性来判断，但机械关封很容易伪造，通过从机械关封外表的完整性并不能确保货物运输过程中没有发生风险事件。

为了提供集装箱或厢式货车物流运输安全，目前也出现了一些电子锁，其安装在集装箱或厢式货车车厢门外，需要通过输入密码的方式才能将锁打开。货物装箱完成后电子锁上锁时将自动生成密码，货物运输到指定目的地以后才通过电话方式将密码告诉授权开锁人进行开锁。这种模式只适合一些非常封闭的环境，而且必须确保电话通话双方的可信才能保证安全。很显然，一方面这种安装在箱门外的电子锁容易被破坏，箱内货物容易被盗取；另一方面，直接将明密码进行传递的方式存在密码容易被窃取的缺陷，使集装箱或厢式货车物流运输依然存在很高的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述电子锁容易被破坏的缺陷，提供一种安装在箱门内的安保锁。

本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的上述明密码传递容易被窃取的缺陷，提供一种物流安全系统。

本发明要解决的技术问题之三在于，针对现有技术的上述明密码传递容易被窃取的缺陷，提供一种物流安全系统管理方法。

本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是：构造一种安保锁，包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；其特征在于，还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧，该传感器设置在所述锁头或锁座上，且位于当该锁头和锁座配合时相互临近部分的结构上。

在本发明所述的安保锁中，所述开关控制模块控制所述锁销的开关动作，控制锁销关闭后所述封箱码生成模块自动产生封箱码并存储在所述数据存取模块中，并加密生成封箱码伪码，该封箱码伪码通过所述信号收发模块发出，所述控制器通过所述信号收发模块接收到开箱码并验证其正确后，所述开关控制模块控制锁销打开；在所述控制器未接收到正确的开箱码，所述传感器感应到相临近的锁头与锁座分离时，该控制器报警模块发出报警信号。

在本发明所述的安保锁中，所述控制器还包括控制面板、电源管理模块、数字式实时时钟和复位及看门狗电路，该控制面板包括输入按键和数据显示器，所述控制器安装时该控制面板位于箱外一侧。

在本发明所述的安保锁中，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的齿轮齿条装置，所述锁销连接在该齿条上。

在本发明所述的安保锁中，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的连杆滑块机构，该连杆滑块机构包括连接到该微电机输出轴并随其转动的连杆和与该连杆滑动连接并沿所述锁销运动方向滑动的滑块，所述锁销连接在该滑块上。

在本发明所述的安保锁中，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的螺杆传动机构，该螺杆传动机构的螺母受单面约束并在螺杆的驱动下沿所述锁销运动方向发生移动，所述锁销连接在该螺杆传动机构的螺母上。

在本发明所述的安保锁中，所述锁座转动连接在门页上并带有位于箱外的转动手柄，该锁座包括锁杆，所述锁销槽设置在该锁杆与所述锁头配合的一端端部，所述锁头还包括位于锁销下方的定位块，该定位块对所述锁杆端部进行定位并保证锁销与锁销槽正确配合，所述传感器设置在该定位块临近该锁杆的位置上。

在本发明所述的安保锁中，还包括自带蓄电池电源。

本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是：构造一种物流安全系统，包括安保锁，该安保锁包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧；其特征在于，该系统还包括发货用户终端、带有密匙机的中央数据服务器和收货用户终端，所述密匙机包括加密控制器，所述发货用户终端、收货用户终端与所述中央数据服务器通过网络进行连接，该中央数据服务器接收到发货用户终端上传的密码后，与所述加密控制器对该密码进行解密。

在本发明所述的物流安全系统中，所述密匙机与所述中央数据服务器通过串口或USB口连接，所述发货用户终端和收货用户终端通过互联网与所述中央数据服务器连接。

在本发明所述的物流安全系统中，所述发货用户终端、收货用户终端是手持终端。

本发明解决其技术问题之三所采用的技术方案是：提供一种物流安全系统管理方法，包括安保锁，该安保锁包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧，该传感器设置在所述锁头或锁座上，且位于当该锁头和锁座配合时相互临近部分的结构上；该系统还包括发货用户终端、带有密匙机的中央数据服务器和收货用户终端，所述发货用户终端、收货用户终端与所述中央数据服务器通过网络进行连接；其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.箱门关闭后，发货人发送指令给安保锁控制器，控制器发送指令给微电机，微电机操作锁销对集装箱进行封箱，封箱码生成模块根据安保锁标签号采用编码算法自动生成封箱码；

b.通过人工读取或无线读取方式将封箱码传递到发货用户终端；

c.发货人访问中央数据服务器，将发货用户终端中的封箱码和收货人信息通过网络上传到中央数据服务器并保存在密匙机中，中央数据服务器和加密控制器将收到的封箱码和收货人信息解密后分配到该收货人数据库并通知收货人；

d.收货人使用授权用户名和密码访问中央数据服务器，获取经密匙机解码的开箱码；

e.将开箱码通过手持终端或控制器面板输入安保锁控制器，控制器对接收到的开箱码进行验证正确后控制锁销打开。

在本发明所述的物流安全系统管理方法中，当所述安保锁首次使用前须进行初始化处理，生成对应与该安保锁惟一的安保锁标签号。

在本发明所述的物流安全系统管理方法中，在步骤a之后，当所述控制器未接收到正确的开箱码，所述传感器感应到相临近的锁头和锁座分离时，该控制器报警模块发出报警信号。

实施本发明的一种安保锁及其物流安全系统和管理方法，具有以下有益效果：

1.安保锁安装在箱内，提高了对锁破坏的难度，从而提高了集装箱或

  厢式货车物流运输安全；

2.安保锁锁头与锁座之间采用传感器感应配合状态，在发生非法开箱

  门时及时报警并记录开箱时间，随时监控箱门安全状态，在发生非

  法开门事件时提供重要的破案线索；

3.采用伪码传递、解码获取开箱码的管理机制，提高了密码安全性；

4.密码存储设备与中央服务器采用串口或USB口连接，提高了密码数

  据的安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种安保锁实施例一的结构示意图；

图2是图1的A部局部放大图；

图3是本发明一种安保锁的控制器的一种实施方式组成框图；

图4是本发明一种安保锁的控制器的另一种实施方式组成框图；

图5是本发明一种物流安全系统的一种实施例的结构示意图；

图6是本发明一种物流安全系统管理方法的流程图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示，在本发明的一种安保锁实施例一中，安保锁包括锁头1、锁座2、控制器3和传感器4。锁头1包括锁销11、锁销驱动装置12，锁座2包括锁杆21和连接在锁杆一端的平衡球22，锁杆21的另一端带有与锁销11配合的锁销槽23，锁杆21转动连接在一扇箱门门页上的内侧，其转动操作手柄24位于箱门外侧，锁头1固定安装在另一扇相对的门页上的内侧，并保证锁销11与锁销槽23能够配合。

锁头1还包括位于锁销11下方的定位块13，当锁杆21转动到定位块13上时，锁销11与锁销槽23处于配合的位置，传感器4设置在定位块13上临近锁杆21的位置，与控制器3信号连接。传感器4可采用各种接近开关。

控制器3设置在与锁头1同一箱门的外侧，与锁销驱动装置12电连接。在其他的实施方式中，控制器3还可以设置在另一扇箱门外侧或箱体外侧，与锁销驱动装置12通过无线信号连接。此外，控制器3还可以设置在箱门或箱体的开孔中，将控制器3的部分结构露出箱外，以便与外部进行通讯。

如图3所示是安保锁控制器3一种实施方式的组成框图。控制器3包括微处理器和与微处理器电连接的开关控制模块、数据存储模块、封箱码生成模块、报警模块(图中未示出)和信号收发模块(图中未示出)。

开关控制模块控制锁销11的开关动作，控制锁销11关闭后封箱码生成模块自动产生封箱码存储在数据存取模块中，并加密生成封箱码伪码，该封箱码伪码通过信号收发模块发出，控制器通过信号收发模块接收到开箱码并与数据存取模块中的封箱码比较验证其正确后，开关控制模块控制锁销11打开；在控制器未接收到正确的开箱码而传感器感应到的锁头1与锁座2分离时(如非法开箱门)，该控制器报警模块发出报警信号，并由数据存取模块记录非法开箱门的时间数据。通过封箱码的生成、存储和开箱码的验证开门机制，保证箱门的高度安全。

如图4所示是安保锁控制器3另一种实施方式的组成框图。控制器3包括微处理器和与微处理器电连接的开关控制模块、数据存储模块、封箱码生成模块、报警模块(图中未示出)、信号收发模块(图中未示出)、实时时钟、电源管理模块、复位及看门狗电路和控制面板，控制面板包括输入按键和数据显示器。当采用在箱门或箱体上开孔安装控制器3时，控制面板应露出箱外。

安保锁可自带高容量蓄电池电源，也可在操作时由外部供电。

实施例二

实施例二与实施例一基本相同，区别在：

锁座2为带有锁销槽23的固定锁座，固定连接在箱门内侧。锁头1的锁销驱动装置12包括微电机和该微电机驱动的齿轮齿条装置，锁销11连接在该齿条上，当微电机驱动齿轮转动时，齿条带动锁销11移动实现安保锁的开锁和闭锁。

传感器4设置在锁头1或锁座2上，位于当锁头1和锁座2配合时相互临近部分的结构上，与控制器3信号连接，使传感器4感应到锁头1和锁座2的配合，当控制器3未接收到正确的开箱码，而传感器4感应到的锁头1与锁座2分离时(如非法开箱门)，控制器报警模块发出报警信号，并由数据存取模块记录非法开箱门的时间数据。

实施例三

实施例三与实施例一基本相同，区别在：

锁座2为带有锁销槽23的固定锁座，固定连接在箱门内侧。锁头1的锁销驱动装置12包括微电机和该微电机驱动的连杆滑块机构，该连杆滑块机构包括连接到该微电机输出轴并随其转动的连杆和与该连杆滑动连接的滑块，滑块受两个方向的面约束，保证其沿锁销运动方向滑动，锁销11连接在该滑块上，当微电机驱动连杆转动时，连杆驱动该滑块滑动，滑块带动锁销11移动实现安保锁的开锁和闭锁。

传感器4设置在锁头1或锁座2上，位于当锁头1和锁座2配合时相互临近的部分的结构上，与控制器3信号连接，使传感器4感应到锁头1和锁座2的配合，当控制器3未接收到正确的开箱码，而传感器4感应到的锁头1与锁座2分离时(如非法开箱门)，控制器报警模块发出报警信号，并由数据存取模块记录非法开箱门的时间数据。

实施例四

实施例四与实施例一基本相同，区别在：

锁座2为带有锁销槽23的固定锁座，固定连接在箱门内侧。锁头1的锁销驱动装置12包括微电机和该微电机驱动的螺杆传动机构，该螺杆传动机构的螺母受面约束并在螺杆的驱动下沿锁销11运动方向发生移动，锁销11连接在该螺杆传动机构的螺母上，当微电机驱动螺杆转动时，螺杆驱动螺母滑动，螺母带动锁销11移动实现安保锁的开锁和闭锁。

传感器4设置在锁头1或锁座2上，位于当锁头1和锁座2配合时相互临近的部分的结构上，与控制器3信号连接，使传感器4感应到锁头1和锁座2的配合，当控制器3未接收到正确的开箱码，而传感器4感应到的锁头1与锁座2分离时(如非法开箱门)，控制器报警模块发出报警信号，并由数据存取模块记录非法开箱门的时间数据。

安保锁的上述实施例仅是示例性说明，安保锁的实施方式远不限于上述实施例，如安保锁不同结构的驱动装置与转动连接在箱门上的锁座2的组合，又构成了新的实施例。此外锁销驱动装置还可以采用其他常见的驱动机构。

如图5所示是本发明一种物流安全系统的一种实施例结构示意图。该系统采用如上所述的安保锁锁闭箱门，通过网络进行密码传递，使开箱密码安全到达收货用户进行正常开箱。

在该实施例中，包括锁闭集装箱箱门或箱式货车车厢厢门的上述安保锁、发货用户终端101、带密匙机104的中央数据服务器102和收货用户终端105，带密匙机104包括加密控制器，发货用户终端101和收货用户终端105通过互联网106连接，为了防止对密匙机104的直接访问带来的安全隐患，密匙机104与中央数据服务器102采用串口线103通过串口进行连接，也可以通过USB口进行连接。发货用户终端101和收货用户终端105可以是台式终端，也可以是手持终端。

中央数据服务器102接收到发货用户终端101上传的密码后，中央数据服务器102与加密控制器对该密码进行解密。

在另一种实施例中，发货用户终端101和收货用户终端105通过局域网进行连接。

如图6所示是本发明一种物流安全系统管理方法的流程图，该管理方法对上述物流安全系统进行安保锁的封箱码加密、传递、解密、取码和验证开箱进行管理，保证集装箱或箱式货车物流运输的安全。

对于安保锁新锁，需要进行初始化设置，通过中央数据服务器102和加密控制器，将对应于该安保锁唯一的序列号和集装箱ID号写入该锁，形成该锁的标签号，该标签号同时记录在密匙机104中。

在一个完整物流运输过程中，该管理方法的步骤如下：

a.箱门关闭后，发货人发送指令给安保锁控制器，控制器发送指令给

  微电机，微电机操作锁销对集装箱进行封箱，封箱码生成模块根据

  安保锁标签号采用编码算法自动生成封箱码(该密码不能直接用于

  开箱，是一个包含该安保锁标签号信息的伪码)；

b.通过人工读取或无线读取方式将封箱码传递到发货用户终端；

c.发货人访问中央数据服务器，将发货用户终端中的封箱码和收货人

  信息通过网络上传到中央数据服务器并保存在密匙机中，中央数据

  服务器和加密控制器将收到的封箱码和收货人信息解密后分配到

  该收货人数据库并通知收货人；

d.收货人使用授权用户名和密码访问中央数据服务器，获取经密匙机

  解码的开箱码；

e.将开箱码通过手持终端或控制器面板输入安保锁控制器，控制器对

  接收到的开箱码进行验证正确后控制锁销打开。

在封箱步骤完成后，当控制器未接收到正确的开箱码，而传感器感应到相临近的锁头和锁座分离时，该控制器报警模块发出报警信号。

本发明所采用的密码加密、解密方法是常用的加密、解密算法。

Claims (14)

1.一种安保锁，包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；其特征在于，还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧，该传感器设置在所述锁头或锁座上，且位于当该锁头和锁座配合时相互临近部分的结构上。

2.根据权利要求1所述的安保锁，其特征在于，所述开关控制模块控制所述锁销的开关动作，控制锁销关闭后所述封箱码生成模块自动产生封箱码并存储在所述数据存取模块中，并加密生成封箱码伪码，该封箱码伪码通过所述信号收发模块发出，所述控制器通过所述信号收发模块接收到开箱码并验证其正确后，所述开关控制模块控制锁销打开；在所述控制器未接收到正确的开箱码，所述传感器感应到相临近的锁头与锁座分离时，该控制器报警模块发出报警信号。

3.根据权利要求1或2所述的安保锁，其特征在于，所述控制器还包括控制面板、电源管理模块、数字式实时时钟和复位及看门狗电路，该控制面板包括输入按键和数据显示器，所述控制器安装时该控制面板位于箱外一侧。

4.根据权利要求3所述的安保锁，其特征在于，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的齿轮齿条装置，所述锁销连接在该齿条上。

5.根据权利要求3所述的安保锁，其特征在于，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的连杆滑块机构，该连杆滑块机构包括连接到该微电机输出轴并随其转动的连杆和与该连杆滑动连接并沿所述锁销运动方向滑动的滑块，所述锁销连接在该滑块上。

6.根据权利要求3所述的安保锁，其特征在于，所述锁销驱动装置包括微电机和该微电机驱动的螺杆传动机构，该螺杆传动机构的螺母受单面约束并在螺杆的驱动下沿所述锁销运动方向发生移动，所述锁销连接在该螺杆传动机构的螺母上。

7.根据权利要求4或5或6所述的安保锁，其特征在于，所述锁座转动连接在门页上并带有位于箱外的转动手柄，该锁座包括锁杆，所述锁销槽设置在该锁杆与所述锁头配合的一端端部，所述锁头还包括位于锁销下方的定位块，该定位块对所述锁杆端部进行定位并保证锁销与锁销槽正确配合，所述传感器设置在该定位块临近该锁杆的位置上。

8.根据权利要求7所述的安保锁，其特征在于，还包括自带蓄电池电源。

9.一种物流安全系统，包括安保锁，该安保锁包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧；其特征在于，该系统还包括发货用户终端、带有密匙机的中央数据服务器和收货用户终端，所述密匙机包括加密控制器，所述发货用户终端、收货用户终端与所述中央数据服务器通过网络进行连接，该中央数据服务器接收到发货用户终端上传的密码后，与所述加密控制器对该密码进行解密。

10.根据权利要求9所述的物流安全系统，其特征在于，所述密匙机与所述中央数据服务器通过串口或USB口连接，所述发货用户终端和收货用户终端通过互联网与所述中央数据服务器连接。

11.根据权利要求9或10所述的物流安全系统，其特征在于，所述发货用户终端、收货用户终端是手持终端。

12.一种物流安全系统管理方法，包括安保锁，该安保锁包括锁头和锁座，所述锁座包括锁销槽，所述锁头包括与该锁销槽配合的锁销和锁销驱动装置；还包括与所述锁销驱动装置信号连接的控制器和与该控制器信号连接的传感器，该控制器包括微处理器，与微处理器电连接的开关控制模块、数据存取模块、封箱码生成模块、报警模块和信号收发模块；该锁头和锁座分别安装在相对的两门页上位于箱内一侧并相互配合，该控制器安装在箱门或箱体上并至少有部分结构位于箱外一侧，该传感器设置在所述锁头或锁座上，且位于当该锁头和锁座配合时相互临近部分的结构上；该系统还包括发货用户终端、带有密匙机的中央数据服务器和收货用户终端，所述发货用户终端、收货用户终端与所述中央数据服务器通过网络进行连接；其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.箱门关闭后，发货人发送指令给安保锁控制器，控制器发送指令给微电机，微电机操作锁销对集装箱进行封箱，封箱码生成模块根据安保锁标签号采用编码算法自动生成封箱码；

b.通过人工读取或无线读取方式将封箱码传递到发货用户终端；

c.发货人访问中央数据服务器，将发货用户终端中的封箱码和收货人信息通过网络上传到中央数据服务器并保存在密匙机中，中央数据服务器和加密控制器将收到的封箱码和收货人信息解密后分配到该收货人数据库并通知收货人；

d.收货人使用授权用户名和密码访问中央数据服务器，获取经密匙机解码的开箱码；

e.将开箱码通过手持终端或控制器面板输入安保锁控制器，控制器对接收到的开箱码进行验证正确后控制锁销打开。

13.根据权利要求12所述的物流安全系统管理方法，其特征在于，当所述安保锁首次使用前须进行初始化处理，生成对应与该安保锁唯一的安保锁标签号。

14.根据权利要求12或13所述的物流安全系统管理方法，其特征在于，在步骤a之后，当所述控制器未接收到正确的开箱码，所述传感器感应到相临近的锁头和锁座分离时，该控制器报警模块发出报警信号。

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