专利名称：电子数码锁和电子数码锁管理控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有无线通讯和监控功能电子数码锁，并涉及一种与此 种电子数码锁配套使用的带无线通讯和定位的电子数码锁管理控制器，特别适应 海关集装箱和货柜车监管运输中的特殊环境下的集装箱和货柜车。(可实时跟踪 每一集装箱和货柜车)。
背景技术：
进出口贸易上，有大量的集装箱和货柜车运输。比如中国，每年有集装箱的进口量已突破6000万箱，需在海关监管下转关的则高达数百万箱，在粵港经 济区也大量的使用货柜车辆。而这些转关集装箱和货柜车在长途的运输中有可 能被非正常的改变运输路线或被非正常途径的开启。在现在使用的技术中，采 用的机械挂锁、 一次性使用的"封签"或-一般的电子数码锁等已不能有效地阻 止此类事件的发生，所以如何提高海关监管力度，防止类似事件发生，是目前 海关工作中的一项重要任务。在现代物流管理中，物品的运输安全也是十分重 要的，但现在的管理方面也存在着技术落后，管理不利的局面有待与新技术的 采用，提高物流管理的能力。实用新型内容本实用新型的目的是为了克服目前采用的机械挂锁、 一次性使用的"封签"， 或一般的电子数码锁等在先技术中的不足，提供一种特别适用于集装箱和货柜车 的电子数码锁，并提供一种与该种电子数码锁配套使用的电子数码锁管理控制 器。本实用新型提供的电子数码锁和电子数码锁管理控制器，通过先进的ZIGBEE 无线通讯技术、GPS定位技术，远程无线通讯技术和互联网技术等，组成一个完 整的物流监控体系，以增加物体在运输中的安全性。由于采用了上述技术，使得整个新的系统更符合现代物流管理的需求，是原由系统不具备的。 本实用新型提供的电子数码锁的技术方案是
一种电子数码锁，包括电子锁具模块、电子标签模块、电源管理模块，还
包括内置天线、ZIGBEE通讯及控制模块，所述ZIGBEE通讯及控制模块与内置天 线、电子锁具模块、电子标签模块分别相连。
上述技术方案中，所述ZIGBEE通讯及控制模块最好由一种ZIGBEE通讯处理 器构成；也可以由一种微处理器及与其相连的ZIGBEE通讯芯片构成。
本实用新型提供的与上述的电子数码锁配套使用的电子数码锁管理控制器 的技术方案如下
一种电子数码锁管理控制器，含有电源管理模块，还包括GPS内置天.线，GPS 卫星定位模块，ZIGBEE通讯模块、ZIGBEE内置天线、带有GSM通讯接口的主控制 模±央，GSM内置天线，GPS内置天线与GPS卫星定位模块相连，GPS卫星定位模块 的定位信息输入至带有GSM通讯接口的主控制模块，ZIGBEE内置天线通过 ZIGBEE通讯模块与主控制器模块相连，GSM内置天线与主控制模块相连。
本实用新型提供的电子数码锁管理控制器，其中的主控制模块一般是由一种 微处理器及其外围器件构成。
将本实用新型的电子数码锁和数码锁管理控制器置于集装箱和货柜车上， 当海关和物流监管部门需要监控运输过程中的含有本实用新型电子数码锁的集 装箱和货柜车时，根据所需监控的集装箱和货柜车上电子数码锁信息，利用建 立的互联网处理平台，通过GSM移动通讯技术的方式获取锁的位置和其状态信 息，确保运输过程中物品的安全性。ZIGBEE电子数码锁和管理控制器具有工作 时间长，定位精度高，体积小，安全性强等特点。利用这一管理平台，管理者 除了可以了解锁的状态信息外，还能够向锁发出开/闭命令,控制锁的开启授权。 同时也可以通过这一网络修改数码锁的密钥。本实用新型的电子数码锁和电子 数码锁管理控制器的技术效益是显著的
1. 本实用新型的电子数码锁能够远程无线监控，远程无线控制开关锁 具。它自带电源，能够长时间地工作，平时利用ZIGBEE技术特点在低功耗状态 下工作，所以，本实用新型电子数码锁的待机时间长，可达到工作待机l年以上的时间。
2. 本实用新型的电子数码锁管理控制器利用GPS技术特点能够实现高精度
定位定位。同时，本实用新型的电子数码锁管理控制器还具有GSM机站定位功能。 在GPS定位不能成功的特定情况下，利用移动系统的机站定位技术也可以实现定 位功能。
3. 本实用新型的电子数码锁的体积小，重量轻，安全可靠，除本数码锁的 特殊功能外，具有一般锁的所有功能。因此本实用新型的电子数码锁使用和安 装方便，不易遭到破坏，成本低，是一种理想的集装箱和货柜车监控设备。本 实用新型的电子数码锁具有防水和抗高温的功能。其温度范围可在+80"C -45 。C之间。
4. 本实用新型的电子数码锁的电子数码钥匙可变，电子数码钥匙的密码 可通过移动由电子数码锁的管理系统集中控制。开闭锁具无需实物传递钥匙， 只要通过移动通讯网络，就可以开启锁具。而且每次使用锁具可在电子标签模 块上任意设置电子数码钥匙，可在使用时多次更改电子数码钥匙而无需人员接 触锁具。
图l是本实用新型电子数码锁的结构图。
图2是本实用新型的电子数码锁管理控制器结构图。
具体实施方式
本实用新型采用了ZIGBEE无线技术、GSM移动通讯技术、GPS卫星定位技术 和电子数码锁技术，其主要包括两部分组成 一部分是带有GSM移动通讯功能、 GPS卫星定位功能、ZIGBEE无线数据传输功能，安装在运输车辆上的数码锁管理 控制器，另一部分是带有ZIGBEE无线数据传输功能、数码锁功能，锁在集装箱 或货柜车后部的电子数码锁。
下面首先结合图l，进一步说明本实用新型的电子数码锁的结构。 如图1所示，本实用新型电子数码锁主要含有电源控制模块，ZIGBEE通讯及控制模块、内置天线、与ZIGBEE模块相联接的电子锁具模块和电子标签模块。 所说的ZIGBEE通讯及控制模块可以是具有处理功能的低功耗的ZIGBEE通 讯处理器(客户最好能提供一种型号)，也可以是一种通用的微处理器，该通用 的微处理器通过ZIGBEE通讯接口芯片与内置天线相连，实现ZIGBE〖E无线通讯。 ZIGBEE通讯及控制模块能够完成电源控制模块、电子锁具模块、电子标签模块 的功能设置；完成信息交流；与网络的同步；锁状态的确定以及自恢复处理。 同时还可以根据用户的需求预先设置开启限定和秘钥参数等。本实施例中，选 用低功耗的ZIGBEE处理器功耗待机时为50 100IM，工作时为2:mA。(根据实 测填写)本模块采用的通讯协议符合国际电联发布的IEE 802.15.4标准。使 用的是直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，2.4GHz(全球)、915Mfc(美国) 和868 MHz(欧洲)。开放频段。
所说的电子锁具模块如一般的电子数码锁的结构相同。含有金属件制成的 锁体和锁闩，但其开关由ZIGBEE控制模块控制，并与其他模块集成在一个腔体 内。当挂置在国际标准集装箱和货柜车的门上，不需改变集装箱和货柜车上的 任何构件。用户可通过无线移动网络远程命令电子锁具模块的控制器开启和锁 住电子锁具。
所说的电子标签模块与一般电子数码锁电子标签的结构相同，含有内置可 读写数据和密码的"电子指纹密码钥匙芯片"(可由电脑系统产生密码)。 一个 电子指纹密码钥匙芯片相对应于一个锁。也就是说， 一个电子标签模块只适用 于一个电子锁具模块。在密码钥匙芯片内，可记录电子数码锁的编号、数码钥 匙编号、置于的集装箱和货柜车编号、车辆号、货物号、时间、合法及非法开 锁等信息。具有限时、限次功能。开锁时仅需密码吻合即完成开锁和信息交换 的全过程。电子标签模块可通过ZIGBEE通讯及控制模块进行远程无线设置，即 通过控制模块进行远程无线修定密钥数码。
所说的内置天线是高增益天线，该天线提供给ZIGBEE通讯及控制模块使用。
所说的电源控制模块含有高效、小型化锂电池以及电源控制和告警芯片。 用户可通过命令监控电源状态。下面结合图2，进一步说明本实用新型的电子数码锁管理控制器的结构。
如图2所示，本实用新型电子数码锁管理控制器主要含有GPS内置天线， GPS卫星定位模块，ZIGBEE通讯模块、ZIGBEE内置天线、带有GSM通讯接口的主 控制模块，GSM内置天线，电源控制管理模块。
所说的GPS内置天线，是带有高增益的有源GPS天线，该天线将接收到的卫 星定位信号放大后传送给GPS卫星定位模块进行处理。
所说的GPS卫星定位模块，处理来自天线模块的卫星信号，经过运算得出相 应位置的经纬度，传送给带有GSM通讯接口的主控制模块，进一步处理。
所说的ZIGBEE通讯模块是一种具有通讯功能的ZIGBEE控制模块，可以采用 与电子数码锁的ZIGBEE通讯及控制模块相同的硬件，也可以仅仅是一利3ZIGBEE 通讯接口芯片，它与ZIGBEE内置天线一起，完成管理控制器与数码锁的逍讯连 接，负责管理控制器开启/关闭命令的下达和数码锁状态信息的接收，它与带有 GSM通讯接口的主控制模块连接。
所说的带有GSM通讯接口的主控制模块，是管理控制器的核心，其主要部件 是微处理器芯片，微处理器芯片的输入输出口与GSM通讯接口相连，并通过GSM 通讯接口与GSM内置天线相连。它负责将锁的数据，GPS的位置数据整理后，通 过GSM内置天线和移动通讯公司的网络传送给系统的处理中心:.同时也把中心的 命令接收处理后通过ZIGBEE无线方式传送给数码锁。由于该模块具有处理能力， 它还要根据用户的需求执行用户有关，定位、定时、秘钥修改、告警、等命令。
所说的电源控制模块是为管理控制器提供一组高可靠的供电。它可以根据 车辆供电系统的不同自动的进行转换，适用范围为5伏-36伏。本供电控制模块 还带有1000毫安的可充电电池，在汽车供电停止后仍可正常工作5天以上。
本实用新型的带ZIGBEE无线通讯技术的电子数码锁通常工作在低功耗状 态下，实时的与安装在车辆上的数码锁定位管理控制器进行通讯，报告锁的现 行状态，同时也受理管理控制器端发送的开/闭所指令。利用ZIGBEE技术特点， 本实用新型电子数码锁待机时间可以很长(长达--年以上)。安装在车辆上的数 码锁定位管理控制器，在处理数码锁发回的状态信息外，同时通过内置的GPS 模块获取位置信息，并将这些位置信息连同锁的状态信息一起，通过控制器内置的GSM模块经移动通讯公司的网络定时的传回给管理中心。同样，管理中心也
可以通过相同的传输途径，将开/闭锁的命令发给数码锁。值得一提的是，,Zigbee 提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，密钥长度128bit， 同时可以灵活确定其安全属性。其提供三种安全模式，包括无安全设定、使用 接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对 称密码。每一层(MAC层，网络层或应用层)都能被保护，为了降低存储要求， 它们可以共享安全密钥。以上技术确保了锁与控制器之间的通讯安全，不会被 坏人利用。由于ZIGBEE通讯技术特点，它的传输距离为70米左右，保证了控制 器与锁之间的传输保证。当锁管理控制器由于某种原因与数码锁失去连接时， 控制器会及时的向中心报告，同时数码锁也失去了开启的功能。
本实用新型的电子数码锁和管理控制器最突出的使用是将本实用新型的 电子数码锁装在集装箱和货柜车上，通过ZIGBEE的技术与安装在车上的管理控 制器进行连接，装在车上的管理控制器再通过移动的GSM网络与连接在互联网上 的管理中心进行连接，以此来实现管理者在任何地方都可对监管物品和车辆进 行定位跟踪，对数码锁的开启和关闭进行控制。同时也能了解到锁的状态。对 非法开启和破坏进行报警，在互联网上可以査寻到锁的所以使用记录，以利于 责任的认定。
装于集装箱和货柜车上的本实用新型的电子数码锁用无线的方式，通过无 线通讯技术将数码锁体、安装在车内的管理控制起、建立在互联网上的管理中 心有效的连接在一起，实现了对移动物体，监管车辆、数码锁的控制管理。用 户可通过无线远程监控获得该锁具的开关状态和物理位置。用户可通过无线远 程开闭锁具或通过互联网络传递锁具的电子密码供远程用户开闭锁具。每个锁 具包含永不重复的电子身份。通过电子身份和可变的电子密码保证锁具的电子 安全。互联网络传递锁具的电子密码可由网络安全协议再次加密传递保证。
权利要求1、一种电子数码锁，包括电子锁具模块、电子标签模块、电源管理模块，其特征在于，还包括内置天线、ZIGBEE通讯及控制模块，所述ZIGBEE通讯及控制模块与内置天线、电子锁具模块、电子标签模块分别相连。
2、 根据权利要求l所述的电子数码锁，其特征在于，所述ZIGBEE通讯及控 制模块由 一种Z IGBEE通讯处理器构成。
3、 根据权利要求l所述的电子数码锁，其特征在于，所述ZIGBEE通讯及控 制模块由一种微处理器及与其相连的ZIGBEE通讯芯片构成。
4、 一种与权利要求l所述的电子数码锁配套使用的电子数码锁管理控制 器，含有电源管理模块，其特征在于，还包括GPS内置天线，GPS卫星 定位模块，ZIGBEE通讯模块、ZIGBEE内置天线、带有GSM通讯接口的主 控制模块，GSM内置天线，GPS内置天线与GPS卫星定位模块相连，GPS 卫星定位模块的定位信息输入至带有GSM通讯接口的主控制模块， ZIGBEE内置天线通过ZIGBEE通讯模块与主控制器模块相连，GSM内置天 线与主控制模块相连。
5、 根据权利要求4所述的电子数码锁管理控制器，其特征在于，所述主控 制模块由 一种微处理器及其外围器件构成。
专利摘要本实用新型涉及一种带有无线通讯和监控功能电子数码锁，包括电子锁具模块、电子标签模块、电源管理模块，还包括内置天线、ZIGBEE通讯及控制模块，所述ZIGBEE通讯及控制模块与内置天线、电子锁具模块、电子标签模块分别相连。本实用新型同时涉及一种与此种电子数码锁配套使用的带无线通讯和定位的电子数码锁管理控制器，本实用新型提供的电子数码锁和电子数码锁管理控制器，基于无线ZIGBEE技术，移动GSM通讯技术、GPS卫星定位技术、无线监控技术、电子标签技术、数码锁技术和互联网技术有效的结合，实现了对流动物体、运输车辆、数码锁的实时监控，特别适用于海关和大型物流企业跟踪监管运输中的集装箱和货柜车。
文档编号G09F3/02GK201144558SQ20072017060
公开日2008年11月5日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者朱起岛, 侠 邱, 邵旭昂 申请人:邱 侠;朱起岛;邵旭昂