CN214826089U - 一种智能物流锁及物流锁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能物流锁及物流锁系统，智能物流锁包括主控模块、电机驱动模块、门锁电机、密码输入模块、SIM卡定位模块、无线通讯模块和电源模块；主控模块与无线通讯模块连接，主控模块通过无线通讯模块与外部设备实现信息交互；SIM卡定位模块与无线通讯模块连接，SIM卡定位模块通过无线通讯模块向主控模块传输物流锁的实时位置信息；密码输入模块与主控模块连接；主控模块、电机驱动模块、门锁电机依次连接；电源模块用于为物流锁提供工作电源。本实用新型通过输入密码进行智能解锁，便于对物流锁的开闭锁状态进行更好的监控，且能够对上锁的货箱进行实时定位，有效提高物流运输过程中货物安全性。

Description

一种智能物流锁及物流锁系统

技术领域

本实用新型涉及物流锁技术领域，尤其涉及一种智能物流锁及物流锁系统。

背景技术

在物流运输过程中，需要防止所运输的货厢(例如：集装箱)在未经允许的情况下被非法打开，从而保证货厢运输的安全性。目前，在运输过程中通常采用传统的机械锁对运送货箱进行封锁，对于运送货箱内的货物的安全性不能做到有效管控，时常会发生运送货物丢失现象，且无法实现对货箱的定位。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种智能物流锁及物流锁系统，通过输入密码实现智能解锁，便于对物流锁的开闭锁状态进行更好的监控，且能够对上锁的货箱进行实时定位，有效提高物流运输过程中货物安全性。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种智能物流锁，包括主控模块、电机驱动模块、门锁电机、密码输入模块、 SIM卡定位模块、无线通讯模块和电源模块；

所述主控模块与所述无线通讯模块连接，所述主控模块通过所述无线通讯模块与外部设备实现信息交互；

所述SIM卡定位模块的信号输出端与所述无线通讯模块连接，所述 SIM卡定位模块通过所述无线通讯模块向所述主控模块传输所述物流锁的实时位置信息；

所述密码输入模块与所述主控模块的密码信号输入端连接；

所述主控模块的控制端与所述电机驱动模块的信号输入端连接，所述电机驱动模块的信号输出端与所述门锁电机的驱动信号输入端连接；

所述电源模块用于为所述物流锁提供工作电源。

优选地，所述智能物流锁还包括报警模块，所述报警模块的信号输入端与所述主控模块的报警信号输出端连接。

优选地，所述电机驱动模块与所述门锁电机之间连接有继电器，所述继电器用于根据所述电机驱动模块输出的驱动信号控制所述门锁电机正转或反转，以使所述智能物流锁开启或关闭。

优选地，所述电源模块包括可充电电池和充电管理电路，所述可充电电池与所述充电管理电路连接。

优选地，所述电源模块还包括第一稳压电路，所述第一稳压电路的电源输入端与所述可充电电池连接，所述第一稳压电路的输出端分别与所述主控模块和电机驱动模块的电源输入端连接，用于向所述主控模块和电机驱动模块提供3.3V直流电源。

优选地，所述第一稳压电路包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的电源输入端与所述可充电电池连接，所述低压差线性稳压器的输出端分别与所述主控模块和电机驱动模块的电源输入端连接。

优选地，所述智能物流锁还包括接口转换模块和USB接口模块，所述接口转换模块分别与所述USB接口模块和主控模块通信连接。

优选地，所述电源模块还包括第二稳压电路，所述第二稳压电路的电源输入端与所述充电管理电路的电源输出端连接，所述第二稳压电路的电源输出端分别与所述接口转换模块和无线通讯模块的电源输入端连接。

优选地，所述主控模块采用型号为ML51TC0AE的微控制器，所述电机驱动模块采用型号为DRV8837C或AMMD1A的电机驱动芯片，所述无线通讯模块为3G/4G模块。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供一种物流锁系统，所述物流锁系统包括远程服务器、移动终端和上述第一个方面所述的智能物流锁，所述移动终端和所述智能物流锁分别与所述服务器通信连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过SIM卡定位模块对物流锁进行定位，通过密码输入模块获取密码，在密码正确的情况下，主控模块发送解锁指令给电机驱动模块驱动门锁电机正转或反转，从而实现物流锁的自动开锁和上锁，通过无线通讯模块实现主控模块与外部设备的信息交互，从而便于外部设备能够实时了解到物流锁的位置及工作状态，实现对物流运输过程中上锁货箱的实时定位以及物流锁开闭锁状态的实时监控，有效提高物流运输过程中货物安全性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型提供的一种优选实施方式中的智能物流锁的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的主控模块的电路原理图；

图3是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的无线通讯模块的电路原理图；

图4是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的SIM卡定位模块的电路原理图；

图5是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的密码输入模块的电路原理图；

图6是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的报警模块的电路原理图；

图7是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的充电管理电路的电路原理图；

图8是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的第一稳压电路的电路原理图；

图9是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的第二稳压电路的电路原理图；

图10是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的接口转换模块的电路原理图；

图11是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的USB接口模块的电路原理图；

图12是本实用新型提供的一个具体实例中的智能物流锁的电机驱动模块的电路原理图；

图13是本实用新型提供的另一个具体实例中的智能物流锁的电机驱动模块的电路原理图；

图14是本实用新型提供一种优选实施方式中的物流锁系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型实施例提供一种智能物流锁，其包括主控模块1、电机驱动模块2、门锁电机3、密码输入模块4、SIM卡定位模块5、无线通讯模块6和电源模块7；主控模块 1与无线通讯模块6连接，主控模块1通过无线通讯模块与外部设备实现信息交互；SIM卡定位模块5的信号输出端与无线通讯模块连接，SIM卡定位模块5通过无线通讯模块向主控模块1传输物流锁的实时位置信息；密码输入模块4与主控模块1的密码信号输入端连接；主控模块1的控制端与电机驱动模块2的信号输入端连接，电机驱动模块2的信号输出端与门锁电机3的驱动信号输入端连接；电源模块7用于为物流锁提供工作电源。

具体地，在本实施方式中，外部设备可以是物流运输公司的远程监控平台或者移动智能终端(例如智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等)。

本实用新型通过SIM卡定位模块5对物流锁进行定位，通过密码输入模块4获取密码，在密码正确的情况下，主控模块1发送解锁指令给电机驱动模块2驱动门锁电机3正转或反转，通过门锁电机3带动电子锁机构动作，从而实现物流锁的自动开锁和上锁，通过无线通讯模块6实现主控模块1与外部设备的信息交互，从而便于外部设备能够实时了解到物流锁的位置及工作状态，实现对物流运输过程中上锁货箱的实时定位以及物流锁开闭锁状态的实时监控，有效提高物流运输过程中货物安全性。

需要说明的是，本实施例中，对电子锁机构的具体结构不做限定，采用现有的通过电机驱动实现开锁和上锁的电子锁机构即可，通过门锁电机3 带动电子锁机构动作实现开锁或上锁，是本领域成熟的现有技术，在此不再赘述。

在一个实施例中，智能物流锁还包括报警模块8，报警模块8的信号输入端与主控模块1的报警信号输出端连接。在物流锁遭到非正常开启或非法破坏的情况下，通过报警模块8进行实时报警，便于物流车司机等工作人员及时查看现场情况，进一步保证车厢内货物的安全性。

在一个实施例中，电机驱动模块2与门锁电机3之间连接有继电器9，继电器9用于根据电机驱动模块2输出的驱动信号控制门锁电机3正转或反转，以使智能物流锁开启或关闭。在开闭锁的过程中，电机驱动模块2 的驱动信号控制继电器9对应的触点吸合，从而通过继电器9控制门锁电机3的正反转使得智能物流锁开锁或上锁。通过继电器9对门锁电机3进行控制，便于利用驱动信号的小电流控制门锁电机3工作所需的大电流，更加安全可靠。例如，采用包括两组常开触点的继电器9，需要开锁时，主控模块1传输开锁信号至电机驱动模块2，电机驱动模块2根据所述开锁信号输出相应的第一驱动信号，使得继电器9的第一触点闭合，门锁电机3 正转，从而实现智能物流锁的开锁；同理，需要上锁时，主控模块1传输上锁信号至电机驱动模块2，电机驱动模块2根据所述上锁信号输出相应的第二驱动信号，使得继电器9的第二触点闭合，门锁电机3反转，从而实现智能物流锁的上锁。

在一个实施例中，电源模块7包括可充电电池701和充电管理电路702，可充电电池701与充电管理电路702连接。可充电电池701为整个智能物流锁提供电力支持，充电管理电路702用于对可充电电池701的充放电进行控制和管理。具体地，可充电电池701可以采用聚合物锂电池，能量比高，安全可靠，使用寿命长。

在一个实施例中，电源模块7还包括第一稳压电路703，第一稳压电路 703的电源输入端与可充电电池701连接，第一稳压电路703的输出端分别与主控模块1和电机驱动模块2的电源输入端连接，用于向主控模块1和电机驱动模块2提供3.3V直流电源。通过第一稳压电路703将电池电压转换为3.3V直流电为主控模块1和电机驱动模块2供电，保证主控模块1和电机驱动模块2稳定工作。具体地，第一稳压电路包括低压差线性稳压器，低压差线性稳压器的电源输入端与可充电电池701连接，低压差线性稳压器的输出端分别与主控模块1和电机驱动模块2的电源输入端连接。通过低压差线性稳压器能够有效降低第一稳压电路的输入电压与输出电压之间的压差，同时压差线性稳压器成本低、具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比，有效降低对可充电电池701输出电压的要求，提高主控模块1和电机驱动模块2的电源供电的稳定性。

在一个实施例中，智能物流锁还包括接口转换模块10和USB接口模块11，接口转换模块10分别与USB接口模块11和主控模块1通信连接。通过USB接口模块11实现智能物流锁与电脑等上位机的快速方便的连接，便于通过上位机对智能物流锁进行数据交互或软件升级。接口转换模块10 用于实现USB接口与主控模块1的异步串口之间的通讯协议的转换，保证主控模块1与上位机之间的正常通讯。在本实施例中，电源模块7还包括第二稳压电路704，第二稳压电路704的电源输入端与充电管理电路702 的电源输出端连接，第二稳压电路704的电源输出端分别与接口转换模块 10和无线通讯模块6的电源输入端连接。通过第二稳压电路704将充电管理电路702输出的电压转换为接口转换模块10和无线通讯模块6所需的电源电压。

在一个实施例中，主控模块1采用型号为ML51TC0AE的微控制器，电机驱动模块2采用型号为DRV8837C或AMMD1A的电机驱动芯片，无线通讯模块6为3G/4G模块。

具体地，如图2-13所示，为本实用新型的一个具体实例中智能物流锁的各主要模块的电路原理图。

在本具体实例中，如图2所示，为主控模块1电路原理图，主控模块1 采用型号为ML51TC0AE的微控制器芯片U1；如图3所示，为无线通讯模块6电路原理图，通讯模块采用4G模块，通过连接LTE天线进行数据的收发，通过该4G模块与主控模块1和图4所示的SIM卡定位模块5连接，从而实现定位信息从SIM卡定位模块5箱向主控模块1的传输，以及实现主控模块1与外部设备之间的信息交互，便于外部设备实时了解智能物流锁的工作状态和具体位置；如图4所示，为SIM卡定位模块5电路原理图，接口P7用于插接SIM卡，SIM卡定位模块5与4G模块连接，用于对智能物流锁进行实时定位，并将实时位置信息通过G模块传输给主控模块1， SIM卡定位模块5为现有技术，在此不再赘述；如图5所示，为密码输入模块4，该密码输入模块4为一个包含S1-S12这12个按键的按键组件，其中，12个按键包括10个数字键0-9、退格键和确认键，用户通过按键组件能够进行开锁密码的输入操作；如图6所示，为报警模块8的电路原理图，其信号输入端BEEP与主控模块1的芯片U1的报警信号输出端BEEP连接，接口B1用于插接扬声器，当智能物流锁出现被非法打开的异常情况时，主控模块1向报警模块8发送报警信号，通过三极管Q2对报警信号进行放大后输出至扬声器进行报警；如图7所示，为充电管理电路702的电路原理图，充电管理芯片U6采用型号为BL4054-4.2的锂电池充电芯片，其电源输入端CHRGb通过发光二极管D1和电阻R5与充电接口连接，发光二极管D1用于指示充电状态，通过充电管理芯片U6的电池管理端口BAT与可充电电池701连接，从而对可充电电池701进行充放电管理，充电管理芯片U6的电源输出端VCC为智能物流锁提供VCC工作电源；如图8所示，为第一稳压电路703的电路原理图，其稳压芯片U4采用型号为HE9073的低压差线性稳压器-LDO，其电源输入端Vin与可充电电池701连接，通过芯片内部电压转换，从电源输出端Vout输出3.3V电压为主控模块1、电机驱动模块2以及报警模块8提供电源；如图9所示，为第二稳压电路704 的电路原理图，其稳压芯片U3采用型号为HX7133的三端线性稳压器，其电源输入端Vin与充电管理芯片U6的信号电源输出端VCC连接，其电源输出端Vout输出转换后的电源VDD，为接口转换模块10和无线通讯模块 6供电；如图10所示，为接口转换模块10的电路原理图，其接口转换芯片 U2采用型号为CH340E的USB转串口芯片，实现将用于连接上位机的USB 接口转换为主控模块1能够识别的异步串口UART或RS232，其数据发送端子TXD、数据接收端子RXD分别与微控制器芯片U1对应的数据传输端子连接，便于通过USB接口模块11实现智能物流锁与电脑等上位机的快速方便的连接，从而通过上位机对智能物流锁进行数据交互或软件升级，接口转换芯片U2的电源输入端子V3和VCC均与第二稳压电路704的稳压芯片U3的电源输出端Vout连接，从而通过稳压芯片U3为其提供电源 VDD；如图11所述，为USB接口模块11的电路原理图，其电源输入端 VCC与充电管理芯片U6的信号电源输出端VCC连接，数据传输端子D-、 D+分别与接口转换芯片U2的USB数据传输端子UD+、UD-连接，通过 USB接口模块11将智能物流锁与电脑等上位机实现通讯；如图12所示，为电机驱动模块2的电路原理图，其驱动芯片U5采用型号为DRV8837C 的H桥电机驱动器，驱动芯片U5的电源端子VM、VCC分别连接稳压芯片U4的电源输出端Vout，由稳压芯片U4提供3.3V直流电源，驱动信号输出端子OUT1、OUT2分别与门锁电机3的正转驱动端子M+、反转驱动端子M-连接，唤醒端子nSLE与微控制器芯片U1的唤醒信号发送端子 SLEEP连接，通过为控制芯片U1发送的唤醒信号只在锁具开关时唤醒，以降低对电能的消耗；在另一个实施例中，电机驱动模块2采用图13所示的型号为AMMD1A的电机驱动芯片U8。

如图14所示，根据本实用新型的第二个方面，本实用新型实施例提供一种物流锁系统，所述物流锁系统包括远程服务器200、移动终端300和上述第一个方面的实施例中的智能物流锁100，移动终端300和智能物流锁 100分别与服务器通信连接。由于该物流锁系统包括了述第一个方面的实施例中的智能物流锁100，因此具有上述实施例中的智能物流锁100的全部优点，智能物流锁100的工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。该物流锁系统中，智能物流锁100实时位置信息、动态解锁密码和物流锁工作状态信息(如是否开启或关闭、是否发出报警信号等)通过其内部的无线通讯模块发送至远程服务器200，移动终端300(如智能手机、智能穿戴设备、平板电脑等)通过APP访问远程服务器200获取实时位置信息、动态解锁密码和物流锁工作状态信息，从而实时对运送的货物的安全状态进行有效监控，移动终端300可以是物流运输监管平台的管理人员持有，也可以是物流的接货人员持有，当通过移动终端300访问远程服务器200获取到解锁密码后，可以通过智能物流锁100上的密码输入模块输入解锁密码进行解锁。

具体地，在一个实施例中，可以在智能物流锁100上粘贴或通过显示屏动态显示包括对应智能物流锁100的ID识别信息的二维码，移动终端300 扫码后，从远程服务器200获取密码。为了进一步提高开锁时货物的安全性，远程服务器200给密码时，需具备以下条件：1、智能物流锁100发送的定位信息显示货物已到收货地点；2、必须是设定的收货方的移动终端300 发送二维码至远程服务器200。即货运单号、移动终端300的手机号、物流车车牌号全部一致，且货车已到收货地点，远程服务器200才能发送密码。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种智能物流锁，其特征在于，包括主控模块、电机驱动模块、门锁电机、密码输入模块、SIM卡定位模块、无线通讯模块和电源模块；

所述主控模块与所述无线通讯模块连接，所述主控模块通过所述无线通讯模块与外部设备实现信息交互；

所述SIM卡定位模块的信号输出端与所述无线通讯模块连接，所述SIM卡定位模块通过所述无线通讯模块向所述主控模块传输所述物流锁的实时位置信息；

所述密码输入模块与所述主控模块的密码信号输入端连接；

所述主控模块的控制端与所述电机驱动模块的信号输入端连接，所述电机驱动模块的信号输出端与所述门锁电机的驱动信号输入端连接；

所述电源模块用于为所述物流锁提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的智能物流锁，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块的信号输入端与所述主控模块的报警信号输出端连接。

3.根据权利要求1所述的智能物流锁，其特征在于，所述电机驱动模块与所述门锁电机之间连接有继电器，所述继电器用于根据所述电机驱动模块输出的驱动信号控制所述门锁电机正转或反转，以使所述智能物流锁开启或关闭。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的智能物流锁，其特征在于，所述电源模块包括可充电电池和充电管理电路，所述可充电电池与所述充电管理电路连接。

5.根据权利要求4所述的智能物流锁，其特征在于，所述电源模块还包括第一稳压电路，所述第一稳压电路的电源输入端与所述可充电电池连接，所述第一稳压电路的输出端分别与所述主控模块和电机驱动模块的电源输入端连接，用于向所述主控模块和电机驱动模块提供3.3V直流电源。

6.根据权利要求5所述的智能物流锁，其特征在于，所述第一稳压电路包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的电源输入端与所述可充电电池连接，所述低压差线性稳压器的输出端分别与所述主控模块和电机驱动模块的电源输入端连接。

7.根据权利要求4所述的智能物流锁，其特征在于，还包括接口转换模块和USB接口模块，所述接口转换模块分别与所述USB接口模块和主控模块通信连接。

8.根据权利要求7所述的智能物流锁，其特征在于，所述电源模块还包括第二稳压电路，所述第二稳压电路的电源输入端与所述充电管理电路的电源输出端连接，所述第二稳压电路的电源输出端分别与所述接口转换模块和无线通讯模块的电源输入端连接。

9.根据权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的智能物流锁，其特征在于，所述主控模块采用型号为ML51TC0AE的微控制器，所述电机驱动模块采用型号为DRV8837C或AMMD1A的电机驱动芯片，所述无线通讯模块为3G/4G模块。

10.一种物流锁系统，其特征在于，包括远程服务器、移动终端和权利要求1-9任意一项所述的智能物流锁，所述移动终端和所述智能物流锁分别与所述服务器通信连接。

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