专利名称：银行款包及运款车自动监测和保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及银行款包及运款车自动监測和保护系统，用于对银行款包的跟踪、监测。属于RF无线通信、GPS、移动网、远程无线控制领域。二、 背景技术目前抢劫银行款包现象呈多发生，而主要采用的是靠押运员荷枪实弹，未能 釆取一种有效措施，而采用电子的方法一般也就是在押运车上安装了 GPS系统 以及利用声光传感器，发出强烈的声音，威慑抢劫者的心理或者利用高压电线 采取物理高压对犯罪者实施犯罪中止活动，但对款包进行监测、定位、自毁受 到了一定的局限性。三、 发明内容本实用新型解决的技术问题是当开始押运银行款包的时候，银行款包与 押运辆可预定一个范围，在款包与车辆超过这个预定范围即发生报警，传到中 心服务器而远端的中心服务器可以采取措施，可以通过放置在款包里的监测装 置进行位置监测，在无法追回款包的情况下可以触发销毁或者根据需要在钞票 上喷撒记号。技术解决方案本实用新型由服务端和客户端组成，服务端包括中心服务 器、数据库、移动网调制解调组成；客户端包括银行款包监測装置和驾驶室 监测装置，银行款包监测装置包括中央控制模块、传感器模块、电压比较模 块、RF无线电通讯系统模块、手机卡、GSM/GPRS/CDMA通信模块、电源、GPS模 块、传输选择电路模块、外接模块、数据通讯接口、报警电路模块、防暴控制 电路、污染源装置；驾驶室监测装置包括RF无线电通讯系统模块、中央控制 模块、报警电路模块、控制电路；
其中服务端中的中心服务器分别与数据库、移动网调制解调相连；客户 端的银行款包监测装置中GPS模块、传感器模块、电压比较模块、RF无线电通 讯系统模块分别与中央控制模块相连，手机卡与GSM/GPRS/CDMA通信模块相连， 通过传输选择电路模块与中央控制模块相连，传输选择电路模块外接模块，外 接模块外接数据通讯接口，中央控制模块可触发报警电路模块进而触发防暴控 制电路，防暴控制电路与污染源装置相连；客户端的驾驶室监測装置中，中央 控制模块与RF无线电通讯系统模块进行双相数据传输，中央控制模块可触发报 警电路模块同时触发控制电路。银行款包监测装置和驾驶室监测装置中的RF无线电通讯系统模块、中央控 制模块、报警电路模块相同。中央控制模块可以为8位、16位、32位芯片。污染源装置可以采用爆破、化学、电击。外接模块可以是显示器、编程器、无线/有线通讯装置。传感器模块包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、体位传感器、 速度传感器、方向传感器。驾驶室监测装置里RF无线电通讯系统模块通过短程无线电网络和银行款包 监测装置上携带的RF无线电通讯系统模块实现双向通讯。RF无线电通讯系统模块，可以是单向或双向通讯网络；RF无线电通讯系统 模块频段包括315M/400M/900MHz。中央控制模块还包括外接晶振、电池充电电路、电源供电电路。本系统分三部分，车上包括驾驶室监测装置和银行款包监澜装置，具体信号传输过程是银行款包监测装置中中央控制模块从GPS模块获得准确位置 信息，传感器模块、电压比较模块的信号经中央控制模块的处理器处理提供所
需信息，如温度，湿度，装置电压的电压是否过高，过低。如果选择了 GSM/GPRS 模块则通过手机卡把信号发送出去，另外可以通过RF无线电通讯系统模块与驾 驶室装置的RF无线电通讯系统模块进行通信，把报警信号经中央控制模块来触 发报警电路，也可以接收中心服务器的命令来触发驾驶室里的控制电路，对汽 车的油路等进行控制。银行款包监测装置也可以根据预先确定的行进路线来自 动判断款车是否偏离行进路线，来发出报警信号，发送到中心服务器，以及驾 驶室里。驾驶室还可外接其他模块。 本实用新型具有以下特点1. 本银行款包监测装置和驾驶室监测装置完全采用表贴式设计，使得产品整体 体积最大限度地减小，便于使整个产品易于镶嵌于各种提款设备中，不易被 发现。2. 本系统采用最先进的GPS、 GSM/GPRS、 RF通讯模块，使得整体设计轻便、机 械性能可靠、系统功能齐全。本装置具有全球定位系统，手机网络通讯模块， 短程无线电接发收模块，微型GPS接收天线，微型GSM/GPRS手机网络通讯天线。3. 本银行款包监测装置拥有款包自毁或者自污染功能，中心服务器可通过移动 网络向银行款包监测装置发送指令，从而对其进行必要的操作，包括使其自 毁或开启污染源。自毁或污染源可以是各种化学物质包括各种气体，或者是 各种物质的机械组合。这些污染源可以对款包中的钱币进行必要的破坏或者 污染，使得被污染后的钱币无法继续使用或者在流通领域流通。4. 银行款包监测装置装有多种必要的环境传感器监溯子系统，同时还装有多种 控制电路。包括温度、压力、湿度、体位、速度、方向在内的各种传感器的 输出可按预定的程序触发相应的控制电路，通过RF无线电通讯系统模块，
触发自身以及运款车所属的继电器来关断或开启的某种外部设备。5. 本系统同时配有装载在运款车上的RF无线电通讯系统模块，通过短程无线 电网络和银行款包上携带的RF无线电通讯系统模块U4实现双向通讯。当接 收到来自银行款包的命令后，根据具体情况，对所连接的外部设备进行必要 的操作，比如，可以对款车的机械、动力、电力、显示拨部分进行必要的控 制，也可以向款车操作人员进行报警。6. 本系统安装的RF无线电通讯系统模块，可以是单向也可以是双向通讯网络。7. 本系统的款包监测系统具有公路围墙的功能。携带有款包监测系统的款包可 以设置在公路围墙工作状态下，在此状态下，款包必须按照指定路线运行。 如果其路线改变，按照规定的偏离精度范围，如果超出这个范围，装置就会 触发报警系统，报警信息可以同时传到中心服务器和款车驾驶人员。8. 本系统的款包监测装置具有与款车驾驶室相连的短程无线电通讯系统，如果 款包相对于款车驾驶室的距离大于预定的长度，该款包监测系统就会自动启 动报警电路，向中心服务器3以及驾驶室发送报警信号。9. 本系统中心服务器可以通过移动网络改变款包监測系统的工作状态，可以使 其在公路围墙状态下工作，也可以使其在其他工作状态下工作，比如，可以 让其在睡眠状态下工作。在此工作状态下，款包监渊系统听从中心服务器的 调度，只对中心服务器的指令做出反应。10. 本银4于款包监测装置还具有地理围墙功能，该种功能可使其随时接受来自中 心服务器的指令，从而使自己对其在某一个特定区域的位置进行监测。如果 在某一时间其位置超出该指定范围，装置就会启动报警电路。11. 公路围墙的位置数据可以存于款包监测装置的中央控制模块的内部存储器 中，也可以存在其外部存储器中。12. 该公路围墙的数据库只保存对于计算有效的部分，数据的有效性经过特殊处理后才存入中央控制模块的存储器中。13. 该公路围墙的数据处理釆用了曲线拟合思想，从规定道路中选择出少部分 有代表性的信息存储在装置的微控器内存中，即把道路用一些经过预先处 理的直线段来代替，在内存中只保存直线段的最少相关信息，直线段中间的 大部分经纬度数据完全省略.根据直线段的起始点和终止点进而快速找到 当前经纬度应该属于哪个直线段上，在寻找直线段时，只是比较经纬度的大 小而不计算球面距离，所以查找快，当找到某条直线段时，再求当前经纬度 到该直线的最短球面距离并与所设定的范围进行比较，该系统算法采取的是 利用折半查找法对内存中的相关数据进行快速查找。14. 本系统可以设定某个客户需要的范围，规则和不规则的区域，甚至是曲线，来监控和跟踪这一区域。此种公路围墙包括终端装置在二维和三维空间对自 己的运行轨道和多种状态进行监测和控制，并且做出相应的响应。15. 本款包监测装置同时还具有紧急情况触发报警电路功能，该功能允许款车驾 驶员主动触发报警电路和启动污染源。16. 本系统除了对客户端装置所在位置进行监测外，可对多种系统状态参数进行 检测和控制。比如，终端装置所携带的温度/压力传感器可对其所属局部空 间的温度/压力进行监测， 一旦所测的数值超出规定范围，就会向中心服务 器及指定目标进行报警。客户端装置装有电压比较电路U3，并可对其随时监 测，根据所测量的结果决定采取相应的措施。这些措施包括在规定的时间周 期内关断部分或全部终端装置，向服务器报警，也可以在LCD上显示硬件错 误信息。终端装置安装有体位传感器，并对其随时进行监测。比如，如果测 得的速度/加速度或者倾角超出规定范围，或者测定的结果指示异常的行为，
则会向服务器报警。17. 本银行款包监测装置与中心服务器之间的数据通讯可以通过GSM短信可控通 道实现，也可通过GP的TCP/IP数字通讯网络实现。18. 本系统定位功能可以通过自身携带的GPS模块实现，也可以通过移动网络定 位功能实现，或者二者相结合。但是，对于空间运行轨道进行自动监测功能， 由于定位精度的要求， 一般应该通过GPS模块实现。19. 本系统的中心服务器具有强大的网络功能。由于地图数据的数据量一般都很 大，如果使用由单一的中心地图数据库提供数据服务，则会使得互联网用户 査寻自己的装置的状态时，极易使网络通讯阻塞。因此，该系统使用分散的 地图数据库方式。每个用户在自己的PC上都装有当地的地图数据库。当该 用户向中心服务器查询自己的装置的数据时，只是通过被访问的服务器网络 调用其位置坐标的经度和纬度以及其他报警参数。因此，在每个用户的终端 机器上，还装有一伺服服务器。该伺服服务器负责将地图数据转为位置图标， 并显示。如果用户量不大，或者只用到中心服务器，所有的功能可直接在中 心服务器上实现。20. 本系统不光用于银行，同时可以用在公安系统以及与本系统相关的领域内。21. 银行款包监测装置可以自我检测与驾驶室监测装置的射频信号的强度以及 有无，并依据此来判断是否进入和解除地理围墙保护模式，从而可以确保款 包在预定范围内的安全。
图1为本实用新型银行款包监测装置整体结构示意图； 图2为本实用新型服务端与客户端结构示意图； 图3为本实用新型运款车驾驶室监测装置示意图4为本实用新型银行款包自动监測装置电路图； 图5为本实用新型RF短程双向无线电通讯电路示意图； 图6为本实用新型处理器电路与其他电路接口示意图。 五具体实施方式
本系统可实现对银行款车以及对车上的款包进行跟踪、监測，如图l所示GPS模块Ull、传感器模块U2、电压比较模块U3、 RF无线电通讯系统模块 U4分别与中央控制模块Ul相连，手机卡U14与GSM/GPRS/CDMA通信模块U13相 连，通过传输选择电路模块U8与中央控制模块Ul相连，传输选择电路模块U8 外接模块U9，外接模块U9外接数据通讯接口 U10,中央控制模块Ul可触发报 警电路模块U7进而触发防暴控制电路U6，防暴控制电路U6与污染源装置U5相 连。中央控制模块Ul的ll， 14引脚与GPS模块U11的10、 ll脚相连，进行通 讯；中央控制模块U1的5、 6脚与体位传感器ADXL202E的4、 5脚相连，中央 控制模块Ul的3脚TEMP、 4脚VBAT分别与温度传感器、电池电压相连接；中 央控制模块U1外接晶振，复位，防暴电路。中央控制模块U1对所有子系统进行控制和设置。该系统启动后，它首先自 身初始化，然后对所有其他模块进行必要的初始化。之后，对所有硬件进行必 要的检测，比如，对温度传感器的输入阻抗进行计算，看是否符合预先设置的 范围，如果正确，则对另外的硬件设备进行检测。初始化一个重要的任务是对 电源U12的电压检测，如过所测电源电压值低于预定值，按照系统软件规定， 可在一定时间后自动关断系统。如果任意一个硬件检測有问题，则通过报警电 路模块U7发出硬件故障警报。该警报可以多种方式发出可由装置上的发光二 极管向操作人员提示，或者通过网络向中心服务器发出警报。该报警系统同时
还可以按照系统协议关断所有或部分电路。系统初始化结束后，如果一切正确无误，可以先行启动GSM/GPRS/CDMA模块U13，或者此时该模块已经在初始化过 程中被启动。此时，系统可以对其网络功能和RF无线电通讯系统模块U4进行 检测。这些检测包括对GSM网络信号质量、该模块是否在网络注册、数据通讯 信道是否畅通等进行定量检测。如果检测结果正常，则系统可以向中心服务器 系统注册。系统按照系统协议可以采用多种数据通讯方式，这些方式包括短信 息可控信道、GPRS网络数据通讯信道、CDMA各种数据通讯信道等。此时，系统 根据所设定的工作状态，可以在公路围墙状态下工作，或者在范围报警状态下 工作，也可以在待机状态下工作。当该系统在待机状态下时，系统处于被动工 作状态，被动地服从来自中心服务器的各种有效命令，按照这些命令执行相关 的任务。当处范围报警状态下时，系统按照协议定时查询GPS定位数据，如果 发现该数据超出预定范围，则会启动报警电路。当系统处于公路围墙工作状态 下时，该系统则会按照预先输入的地图数据库数据，定时或持续地检测其位置 坐标是否处于所设定的公路范围内。在此状态下，银行款包监測装置1自动根 据预先设置的公路位置坐标数据以及实际GPS位置坐标确定自己相对于公路围 墙的具体位置，进而做出正确响应。银行款包监测装置1在开启GPS模块Ull 后，在任何时间都受中心服务器3控制，比如来自中心服务器3的中断要求对 银行款包监测装置1有优先权。中心服务器3可随时修改银行款包监测装置1 的工作状态，使其处于待机或公路围墙状态。每当银行款包监測装置1的工作 状态转换时，都将向中心服务器3发出相关警告或状态转换信息。银行款包监 测装置1本身有紧急报警功能，操作者可根据需要决定是否或者何时主动触发 该报警功能。与此同时，系统启动GPS模块Ull，按照系统协议在规定时间内定 时或恒定检测GPS定位数据。如果在规定时间内尚未得到有效GPS数据，则按
照系统协议规定，在下一个或几个周期内重复上述过程。得到有效GPS数据后， 按照系统协议，可以继续打开GPS模块Ull，也可以暂时关断该模块。同时，银 行款包监测装置1启动RF无线电通讯系统模块U4,确定其和驾驶室监测装置2 内的相应的RF无线电通讯系统模块U4的通讯是否已经建立。如果该联络尚无 建立，则会通过警报电路向操作人员及其中心服务器3系统发出警报。同时， 继续对该一通讯系统进行检测， 一直到恢复正常的工作状态，当系统有非正常 工作状态转为正常工作状态时，都会按照系统协议向中心服务器3发出有关的 通知。如果银行款包监测装置1发现RF系统与其子系统(驾驶室监測装置2) 的联络中断，则银行款包监测装置1立即向在驾驶室内的操作人员和中心服务 器3发出RF系统与子系统分离的警报，此种情况可能预示装有该监测系统的银 行款包已经和款车分离，需要对银行款包进行必要的监视。同时，银行款包监 测装置1会根据其预定的协议或按照来自中心服务器3的中断请求(后者有优 先权)作出相应的响应。中心服务器3的指令可以是命令该系统立即启动跟踪 其银行款包监测装置1的位置坐标，并且随时向中心服务3上传其位置坐标数 据。与此同时，可按具体情况启动紧急应急措施，如对该系统立即进行跟踪和 截获。如果在中心服务器3对银行款包监测装置1的进行跟踪的过程中，发现有 必要对此款包进行销毁或者采取某种特殊的防爆措施，这时，中心服务器3可 对银行款包监测装置1通过移动网络发出相关的指令。该银行款包监测装置1 收到来自中心服务器3的指令后，根据具体命令，启动相应的防爆硬件系统。银行款包监测装置1上安装的防爆系统受其报警电路控制。具体控制过程 通过防爆继电器对防爆硬件系统进行必要的操作。这种防爆系统可以采用多种 应用系统和多种设计方式。比如，防爆系统可以由装有特殊化学性能的液体和
气体的高压瓶构成。当该防爆系统被系统触发后，其内的污染源以受控方式向 提款包内部物质进行释放，被污染源污染后的钱币如果进入流通领域，就会被 鉴别出来，因而被抢劫的钱币就不能正常的使用，同时还以对提款包的抢劫源 采取必要的措施中心服务器3与银行款包监测装置1与驾驶室监測装置2工作方式如图2、3所示服务端10包括中心服务器3、数据库4、移动网调制解调5组成；客户端20的驾驶室监测装置中，服务端10通过移动网络与客户端20进行双向数 据通讯；而客户端20内银行款包监测装置1与运款车驾驶室监測装置2是通过 RF无线电通讯系统模块U4进行数据通讯，中央控制模块Ul可触发报警电路模 块U7同时触发控制电路U15。银行款包自动监测装置电路图如图4所示MCU采用的ATMEL公司的AT91SAMS256, MCU模块与GSM模块相连，GSM采 用西门子公司的MC55, GPS采用的是ET-301。其中MCU的11， 14脚GPS模块 10， ll脚相连，来进行通讯。MCU外接晶振，复位信号，还有防暴电路。MCU的 5， 6脚接体位传感器ADXL202E的4， 5脚相连。MCU的3脚TEMP与温度传感器 相连，MCU的4脚VBAT与电池电压相连接。RF短程双向无线电通讯电路图5所示RF无线天线工作在900MHz，与MCU中央控制模块相连。其中RF模块的1， 2， 3， 4脚与MCU的48， 47， 44， 32脚相连，进行信道频率的选择。RF模块的 7， 10脚与MCU的9， 10脚进行数据通讯。MCU的16脚外接麦克风，进行远程 语音监测。该RF无线电通讯模块U4用于银行提款监测1装置和运款车驾驶室监测装 置2。该通讯模块也是运款车与银行款包内通讯的完整监測电路，同时，对驾驶
室操作人员进行报警提示。 该电路以以下方式工作在银行款包与银行款车驾驶室上分别安装这部分监测电路，通过RF模块天 线与外界进行无线通信，另外与中央控制模块进行通信来传递信号。在银行款 包的一端需要接一个麦克风，进行远程对款包的声音监渊。中央控制模块U1外 接报警电路模块U7。客户端中央控制模块内处理器MCU电路及其与外部电路接口电路如图6所示AT91SAM7S256是Atmel 32位ARM RISC处理器。它拥有256K字节的高速 Flash，丰富的外设资源，包括一个USB 2.0设备，使外部器件数目减至最低的 完整系统功能集。具体参数详见芯片的Datasheet。该电路以以下方式连接本图为ATMEL公司的32位芯片AT91SAMS256，采用ARM7的内核。其中34， 35脚为RXDO， TXDO与GSM模块相连。11， 14脚RXD1， TXD1与GPS模块相连。AM AD7为传感器的输入端。对应的脚为3， 4， 5， 6脚。其中PWMO, PWM1， PWM2， PWM3 与RF模块相连接进行信号的频率选择。对应的脚为PIO的48， 47， 44， 32脚 或者利用PIOA。 MCU的9， IO脚与RF无线电通讯系统模块进行数据通讯。
权利要求1、银行款包及运款车自动监测和保护系统，由服务端(10)和客户端(20)组成，其特征在于服务端(10)包括中心服务器(3)、数据库(4)、移动网调制解调(5)组成；客户端包括银行款包监测装置(1)和驾驶室监测装置(2)，银行款包监测装置(1)包括中央控制模块(U1)、传感器模块(U2)、电压比较模块(U3)、RF无线电通讯系统模块(U4)、手机卡(U14)、GSM/GPRS/CDMA通信模块(U13)、电源(U12)、GPS模块(U11)、传输选择电路模块(U8)、外接模块(U9)、数据通讯接口(U10)、报警电路模块(U7)、防暴控制电路(U6)、污染源装置(U5)；驾驶室监测装置(2)包括RF无线电通讯系统模块(U4)、中央控制模块(U1)、报警电路模块(U7)、控制电路(U15)；其中服务端(10)中的中心服务器(3)分别与数据库(4)、移动网调制解调(5)相连；客户端(20)的银行款包监测装置(1)中GPS模块(U11)、传感器模块(U2)、电压比较模块(U3)、RF无线电通讯系统模块(U4)分别与中央控制模块(U1)相连，手机卡(U14)与GSM/GPRS/CDMA通信模块(U13)相连，通过传输选择电路模块(U8)与中央控制模块(U1)相连，传输选择电路模块(U8)外接模块(U9)，外接模块(U9)外接数据通讯接口(U10)，中央控制模块(U1)可触发报警电路模块(U7)进而触发防暴控制电路(U6)，防暴控制电路(U6)与污染源装置(U5)相连；客户端(20)的驾驶室监测装置中，中央控制模块(U1)与RF无线电通讯系统模块(U4)进行双相数据传输，中央控制模块(U1)可触发报警电路模块(U7)同时触发控制电路(U15)。
2、根据权利要求l所述的银行款包及运款车自动监溯和保护系统，其特征 在于银行款包监测装置(1)和驾驶室监测装置(2)中的RF无线电通讯系统 模块(U4)、中央控制模块(Ul)、报警电路模块(U7)相同。
3、 根据权利要求l所述的银行款包及运款车自动监渊和保护系统，其特征 在于中央控制模块(Ul)可以为8位、16位、32位芯片。
4、 根据权利要求l所述的银行提款包及运款车自动监测和保护系统，其特 征在于污染源装置(U5)可以采用爆破、化学、电击。
5、 根据权利要求l所述的银行提款包及运款车自动监测和保护系统，其特 征在于外接模块(U9)可以是显示器、编程器、无线/有线通讯装置。
6、 根据权利要求l所述的银行款包及运款车自动监測和保护系统，其特征在于传感器模块(U2)包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、体位传 感器、速度传感器、方向传感器。
7、根据权利要求1所述的银行款包及运款车自动监測和保护系统，其特征 在于驾驶室监测装置(2)里RF无线电通讯系统模块(U4)通过短程无线电 网络和银行款包监测装置(1)上携带的RF无线电通讯系统模块(U4)实现双 向通讯。
8、 根据权利要求l所述的银行款包及运款车自动监测和保护系统，其特征 在于RF无线电通讯系统模块(U4)，可以是单向或双向通讯网络；RF无线电 通讯系统模块(U4)频段包括315M/400M/900朋z。
9、 根据权利要求l所述的银行款包及运款车自动监测和保护系统，其特征在于中央控制模块(Ul)还包括外接晶振、电池充电电路、电源供电电路。
专利摘要本实用新型涉及银行款包及运款车自动监测和保护，用于对被跟踪的现金进行远程监测跟踪领域。本系统由服务端和客户端组成。客户端又分为驾驶室监测装置和银行款包监测装置。驾驶室监测装置与银行款包监测装置通过无线射频来确定两者之间的距离，若银行款包与押运车离开一定距离，银行款包监测装置通过移动网向中心服务器发送报警信号同时向驾驶室里发送报警信号，中心服务器可以定位银行款包的具体位置，如确认无法追回银行款包，中心服务器可以发送命令触发控制电路来毁坏银行款包，也可以远程控制押运车的油路、电路。本实用新型可隐藏银行款包内，有效用于银行反劫行动中，同时也可在公安系统中用于赎金跟踪、车辆跟踪或其他更广泛的范围。
文档编号G08C17/00GK201035726SQ20072013940
公开日2008年3月12日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者于海涛, 刘少清, 庞德兴 申请人:包头奥普德电子科技有限公司