基于物联网技术的智能钞箱管理装置及方法与流程

本发明属于物联网应用技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的智能钞箱管理装置及方法。

背景技术：

虽然随着支付手段不断丰富，促使现金使用量有一定程度的下降，但总体而言，清机加钞仍是自助设备管理团队的首要任务，针对自助设备加钞模式的管理及加钞过程中安全管控仍是各级管理者所要面对的首要问题。加钞过程中对钞箱管理和交接通常有两种模式，分别是传统模式和应用普通物联网技术模式；传统模式全程手工操作，没有任何电子化信息留存，钞箱在运输过程中没有监控管理措施，同时对其他非监控区域也没有控管措施；普通物联网技术模式在运输钞箱过程中没有管控措施，对其他非监控区域也没有任何管控措施；由此可见，现有钞箱加钞管理和钞箱交接模式存在以下缺陷：

1、钞箱在押运途中或非监控区域(本专利将非监控区域称为非法区域)内没有任何实质性的监控措施，容易发生内部作案或第三方外包人员作案，无法迅速掌握罪犯犯案地点，容易造成损失。

2、现有钞箱管理和交接通用的两种模式，在针对抢劫、盗窃或正常押运等情形时，没有任何电子化信息留存。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网技术的智能钞箱管理装置及方法，解决了现有钞箱加钞管理和交接过程中，监控措施不完善，无法迅速定位犯案地点，遇到意外情况没有电子化信息留存等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明首先提供一种基于物联网技术的智能钞箱管理装置，包括钞箱模块、中继模块、车载模块和后端平台；

所述钞箱模块用于对前端钞箱进行监控；

所述中继模块用于接收后端平台指令并传输给前端钞箱模块，然后将钞箱模块的位置信息传输给后端平台；

所述车载模块为中继模块的车载形式，用于移动过程中与所述钞箱模块之间进行数据交换；

所述钞箱模块通过钞箱433mhz无线通讯模块与中继模块中的中继433mhz无线通讯模块进行信息传输；

所述钞箱模块通过钞箱433mhz无线通讯模块与车载模块中的车载433mhz无线通讯模块进行信息传输；

所述钞箱模块通过钞箱nb-iot通讯模块，向中继模块中的中继nb-iot通讯模块或车载模块中的车载nb-iot通讯模块传输钞箱位置及其他信息，并由中继模块或车载模块传输至后端平台。

优选的，所述钞箱模块包括钞箱主控芯片，所述钞箱主控芯片用于主线路板各模块之间工作协调与控制；

所述钞箱主控芯片分别与钞箱北斗卫星定位模块、钞箱nb-iot通讯模块、钞箱433mhz无线通讯模块、门磁传感器模块和钞箱加密模块连接；

所述钞箱北斗卫星定位模块用于实时定位钞箱位置；

所述门磁传感器模块用于钞箱门开或关时，向所述钞箱主控芯片传输信息；

所述钞箱加密模块用于加密钞箱模块与中继模块或车载模块之间传输的信息。

优选的，所述中继模块包括中继主控芯片，用于主线路板各模块的工作协调与控制；所述中继主控芯片分别与中继北斗卫星定位模块、中继nb-iot通讯模块、中继433mhz无线通讯模块、中继电源模块和中继加密模块连接；

所述中继北斗卫星定位模块用于实时定位中继模块位置；

所述中继电源模块用于向中继器提供电能；

所述中继加密模块用于加密钞箱模块与中继模块之间、后端平台与中继模块之间传输的信息。

优选的，所述车载模块包括车载主控芯片，用于主线路板各模块的工作协调与控制；所述车载主控芯片分别与车载北斗卫星定位模块、车载nb-iot通讯模块、车载433mhz无线通讯模块、车载电源模块和车载加密模块连接；

所述车载北斗卫星定位模块用于实时定位车载模块位置；

所述车载电源模块用于向车载中继器提供电能；

所述车载加密模块用于加密钞箱模块与车载模块之间、后端平台与车载模块之间传输的信息。

优选的，所述钞箱nb-iot通讯模块、中继nb-iot通讯模块、车载nb-iot通讯模块均使用license频段，采取带内、保护带或独立载波三种部署方式中的一种。

本发明还提供一种基于物联网技术的智能钞箱管理方法，包括如下步骤：

步骤一：登录后端平台对注册、激活并签到的钞箱进行分配；通过中继模块确定合法区域，随后采用中继北斗卫星定位模块中的地图功能并结合中继nb-iot通讯模块划分合法区域，并划分押运路线；

步骤二：采用扫描设备对步骤一中的钞箱进行扫描识别，后端平台自动生成不可更改的日志记录信息，然后交接给加钞人员；

步骤三：加钞人员根据步骤一中规划的押运路线到达加钞设备指定地点，更换钞箱，将更换下的钞箱运回金库，采用扫描设备对更换下的钞箱扫描识别后交接给库房管理员，后端平台自动生成不可更改的日志记录信息。

优选的，步骤三中，加钞人员未按照步骤一中安排的押运路线进行押运或未验证开启人员身份时开启钞箱，钞箱上的门磁感应器向钞箱主控芯片发送非法开启信息；

中继模块将钞箱位置和报警信息发送至后端平台；后端平台通过闪屏、轰鸣形式发送报警信息。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用nb-iot技术，即窄带物联网(narrowbandinternetofthings,简称nb-iot)；用北斗卫星定位模块确定合法区域，随后结合nb-iot通讯模块划分合法区域并划分押运路线，实现了押运过程监控；此外，钞箱模块通过nb-iot通讯模块向后端平台传输钞箱位置，确保后端平台进一步掌控对钞箱的位置的实时监控。

2、北斗卫星定位模块(bds+gps)对钞箱进行实时定位，能够实时并精确的掌控钞箱位置，若押运途中出现意外情况时，可迅速掌握犯罪地点，本体系统第一时间发送钞箱所在位置并报警，有效防止了钞箱防范措施不完善的问题，降低押运途中出现意外情况的风险；

此外，不管是钞箱被盗、被抢、失误操作或在非法区域行驶，后端平台均会在第一时间报警，并发送钞箱实时位置、人员信息、钞箱信息、车辆信息等，后端平台自动生成不可更改的日志记录信息。

3、本产品采用加密模块对前后端传输的信息进行加密，防止信息被破解和泄漏，确保信息传输的安全性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中钞箱管理装置的连接结构示意图；

图2是实施例2中智能钞箱管理方法的步骤示意图；

图3是实施例2中后端平台工作原理示意图；

图4是实施例2中钞箱的结构示意图；

图5是实施例2中中继器的结构示意图；

图6是实施例2中钞箱与终端显示器传输信息过程示意图；

图7是实施例2中车载中继器的结构示意图。

附图说明：

10：钞箱本体11：门磁感应器12：北斗卫星定位系统

13：通讯系统14：主控线路板15：供电装置

16：rfid芯片

20：终端显示器30：后端平台40：中继器

41：天线42：天线耦合器43：电源

44：usb充电口45：主控芯片46：中继北斗卫星定位系统

47：中继通讯系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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发明中的具体含义。

在本发明中,在未作相反说明的情况下,实用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，一种基于物联网技术的智能钞箱管理装置，包括钞箱模块、中继模块、车载模块和后端平台；

所述钞箱模块用于对前端钞箱进行监控；

所述中继模块用于接收后端平台指令并传输给前端钞箱模块，然后将钞箱模块的位置信息传输给后端平台；

所述车载模块为中继模块的车载形式，用于移动过程中与所述钞箱模块之间进行数据交换；

所述钞箱模块通过钞箱433mhz无线通讯模块与中继模块中的中继433mhz无线通讯模块进行信息传输；钞箱模块通过钞箱433mhz无线通讯模块与车载模块中的车载433mhz无线通讯模块进行信息传输；钞箱433mhz无线通讯模块、中继433mhz无线通讯模块、车载433mhz无线通讯模块均适用多发一收、无线遥控、数据传输等功能；

所述钞箱模块通过钞箱nb-iot通讯模块，向中继模块中的中继nb-iot通讯模块或车载模块中的车载nb-iot通讯模块传输钞箱位置及其他信息，并由中继模块或车载模块传输至后端平台；所述其他信息包括了押运车辆信息、人员信息和钞箱信息等；此外，钞箱nb-iot通讯模块、中继nb-iot通讯模块、车载nb-iot通讯模块均使用license频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式中的一种，与现有网络共存；由于nb-iot构建与蜂窝网络，只消耗大约180khz的宽带，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级；用于钞箱模块向后端平台发送款箱相应信息，节省功耗。

进一步的，所述钞箱模块包括钞箱主控芯片，所述钞箱主控芯片用于钞箱的主线路板各模块之间工作协调与控制；

所述钞箱主控芯片分别与钞箱北斗卫星定位模块、钞箱nb-iot通讯模块、钞箱433mhz无线通讯模块、门磁传感器模块和钞箱加密模块连接；

钞箱北斗卫星定位模块包括定位专用芯片、卫星接收天线、通讯接口；

钞箱nb-iot通讯模块包括天线、处理芯片、通讯接口；

钞箱433mhz无线通讯模块包括天线、处理芯片、通讯接口；

所述钞箱北斗卫星定位模块中包含了北斗卫星定位单元，用于实时定位钞箱位置；

门磁传感器模块用于钞箱门开或关时，向所述钞箱主控芯片传输信息；具体的，门磁传感器模块包括传感器单元、磁铁单元，传感器单元与磁铁单元通过连接线连接，磁铁单元设置在钞箱门框的铁片上；传感器单元与磁铁单元结合，用于判断钞箱门开关的距离；

所述钞箱加密模块用于加密钞箱模块与中继模块或车载模块之间传输的信息，确保信息传输的安全性，防止泄密。

钞箱模块还包括钞箱电源模块，所述钞箱电源模块输出直流电，用于供应钞箱模块所需电能。

进一步的，所述中继模块包括中继主控芯片，用于主线路板各模块的工作协调与控制；所述中继主控芯片分别与中继北斗卫星定位模块、中继nb-iot通讯模块、中继433mhz无线通讯模块、中继电源模块和中继加密模块连接；

所述中继北斗卫星定位模块用于实时定位中继模块位置，；

所述中继电源模块用于向中继器提供电源，该电源模块包括电源转换单元和电池单元，电源转换单元用于将外部电源转换后输出12v的直流电，用于向中继器供应电能；电池单元为能够储存和输出电能的充电电池，用于向中继器提供电能；电源模块还包括充放电控制单元，该充放电控制单元分别与电源转换单元、电池单元连接，当电源转换单元无法供应电能时，可选择电池单元输出电能；

中继加密模块用于加密钞箱模块与中继模块之间以及后端平台与中继模块之间传输的信息，确保信息传输的安全性，防止泄密。

进一步的，所述车载模块包括车载主控芯片，用于主线路板各模块的工作协调与控制；所述车载主控芯片分别与车载北斗卫星定位模块、车载nb-iot通讯模块、车载433mhz无线通讯模块、车载电源模块和车载加密模块连接；

所述车载北斗卫星定位模块用于实时定位车载模块位置；

所述电源模块用于向车载中继器提供电源；

所述车载加密模块用于加密钞箱模块与车载模块之间以及后端平台与车载模块之间传输的信息，确保信息传输的安全性，防止泄密。

本实施例中，钞箱北斗卫星定位模块、中继北斗卫星定位模块和车载北斗卫星定位模块均包含北斗卫星定位单元(bds+gps)，用于实时定位。

总之，本实施例采用北斗卫星定位模块，能够实时监控钞箱模块、中继模块和车载模块的实时位置；钞箱模块通过nb-iot通讯模块向后端平台传输钞箱位置及其他信息，且钞箱模块与中继模块或车载模块之间传输信息通过加密模块进行加密，实现了后端平台能够实时掌控前端钞箱的位置及相关信息，前后端信息传输也得到有效保护，防止泄密。

实施例2

本发明还提供一种基于物联网技术的智能钞箱管理方法，包括如下步骤：

步骤一：登录后端平台对已经在该后端平台注册、激活并签到的钞箱进行分配(把若干钞箱分配给加钞人员)，通过中继模块确定合法区域，随后采用中继北斗卫星定位模块的地图功能并结合中继nb-iot通讯模块进一步划分合法区域，并划分押运路线；中继北斗卫星定位模块实时发送钞箱位置，为了降低功耗，可把中继北斗卫星定位模块持续发送钞箱位置设置为间隔性发送，间隔时间长短可以调控；

步骤二：采用扫描设备对步骤一中的钞箱进行扫描识别，交接给加钞人员；具体的，首先采用扫描设备对钞箱进行扫描识别(钞箱内设有rfid芯片)或对多个钞箱批量识别，后端平台自动生成不可更改的操作记录信息；

步骤三：加钞员根据步骤一中规划的押运路线到达指定的加钞设备地点，更换钞箱后，将更换下的钞箱运回金库，采用扫描设备对更换下的钞箱扫描识别后交接给库房管理员，后端平台自动生成不可更改的日志记录信息。

进一步的，加钞人员未按照步骤一中安排的押运路线进行押运或未验证开启人员身份时开启钞箱，钞箱上的门磁感应器向钞箱主控芯片发送非法开启信息，该非法开启信息包括钞箱信息、车辆信息、人员信息(本后端平台内记载所支配的钞箱信息、车辆信息和人员信息)，同时后端平台自动生成不可更改的操作记录信息；随后中继模块将位置和报警信息发送至后端平台；后端平台通过闪屏、轰鸣等形式发送报警信息。当钞箱位于合法区域时，虽然后端平台显示钞箱位置，但并不会报警。

如果钞箱本体问题或因人员误操作导致上述方式的报警，本实施例后端平台自动生成不可更改的日志记录信息，随后由后管理人员依据应急预案展开应急处理；总之，不管是钞箱被盗、被抢、失误操作或在非法区域行驶，后端平台均会在第一时间报警，并发送钞箱实时位置、人员信息、钞箱信息、车辆信息等。

本实施例中也可采用移动状态的车载模块代替中继模块，安装于押运车中，实现了中继器(中继模块或车载模块均设置在中继器中)的多种安装环境(后台固定式安装，前端押运车中安装)；由于车载模块是中继模块的另一种形式，仅是安装环境不同，其功能相同，因此与上述智能钞箱管理方法相同，此处不在赘述。

参见图3所示，后端平台工作原理步骤如下：

步骤一：设备注册

线下提供设备注册信息并在服务器端完成预登记，生成对应id，设备第一次通电后向服务器发送注册请求，服务器端激活id，并将其下发给设备，注册完成；

步骤二：激活设备

设备激活是系统终端告知后台设备上线，随后导入密钥集；

步骤三：设备签到

设备签到是在安全基础的平台认证，设备终端属于合法设备；确保系统合法；

步骤四：设备数据上报

设备数据上报只保护设备接口协议中上报报文(含通用报文)

步骤五：服务器指令下发

服务器指令下发只保护设备接口协议中下发报文(含通用报文)

步骤六：设备退出签到

后端平台给安全基础平台指令，将该设备退出签到，不再上线；再上线需重新签到。

第七步：后台数据维护

所有数据均会双机备份，其中后端平台可获取加钞平台数据，自动生成不可更改的日志记录信息不可更改。

参见图4、5所示，本实施例还提供一种带定位功能的智能钞箱、中继器和车载中继器，所述智能钞箱包括钞箱本体10，该钞箱本体10右侧设有钞箱门，所述钞箱本体10前侧顶端设有门磁感应器11，所述钞箱本体10前侧面左侧从上至下依次设有北斗卫星定位系统12、通讯系统13、主控线路板14和供电装置15，所述钞箱本体10前侧还设有rfid芯片16；

具体的，钞箱本体10右侧设置钞箱门，且所述钞箱本体10前侧顶端设有门磁感应器11，该门磁感应器11用于感应钞箱门开启状态(感应钞箱门是否开启或关闭)；北斗卫星定位系统12用于实时定位钞箱位置，当钞箱处于异常状态时，通过北斗卫星定位系统12确定钞箱位置，随后通过通讯系统13向后端平台传输信息；本实施例中，在钞箱本体10前侧还设有rfid芯片16，用于钞箱交接或更换时，采用扫描设备对钞箱上的rfid芯片16扫描，并自动生成不可更改的操作记录信息，传输至后端平台系统。

进一步的，参见图6所示，所述中继器包括中继器本体，该中继器本体顶面设有天线耦合器42，所述天线耦合器42顶面设有天线41，所述中继器本体前侧下端右侧设有电源43，所述电源43上设有usb充电口44；所述中继器本体前侧还设有主控芯片45；所述中继器本体左侧设有中继北斗卫星定位系统46和中继通讯系统47。

具体的，参见图6所示，钞箱本体10通过北斗卫星定位系统12向中继器40发送钞箱本体10的实时位置，随后中继器40向后端平台30传输信息，该信息包括钞箱位置信息，钞箱人员信息和押运车辆信息等，最终由终端显示器20显示。

进一步的，参见图7所示，所述车载中继器与中继器结构相同，此处不再赘述。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。