专利名称：实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及遥控和遥讯技术，特别是涉及利用遥控和遥讯技术对在途运输中的高价值资产进行安全监控的装置。
背景技术：
随着商品跨地区的流通，为保障高价值货物在途运输过程中的安全，物流运输企业除了采用行政管理的手段，也不断应用科技技术来提升管理水平。为保障货物在途运输过程中的安全，运输企业希望能在运输过程中及时解决几个问题1、在运输过程中需要对货物及承运车辆严格监控以确保在运输过程中符合管理规范，例如运输时间、线路是在规定的范围；2、运输过程中保证运输车辆的货箱门不被拆封；运输车辆的货箱门被非法拆封时应及时报警和空间位置定位。
现有技术对上述两个问题主要是采用以下两种技术方案解决第一种是车载GPS+GSM/GPRS/CDMA技术，该技术采用GPS卫星定位技术，通过GSM/GPRS/CDMA移动通讯系统向控制中心传送位置信息。但该技术的应用主要是做运输车辆的位置跟踪，并不能跟踪运输过程中运输车辆的货箱门被拆封，运输车辆的货箱门被非法拆封时不能及时报警。
第二种是射频身份识别RFID电子锁技术，整个技术系统由阅读器和电子锁组成。阅读器将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；内置于电子锁内的射频卡进入低频的发射天线工作区域后被激活，同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号经卡内高频发射模块发射出去；阅读器经接收天线接收到射频卡发来的载波信号，经接收处理后，提取出目标识别码送至计算机，完成预设的系统功能和自动识别功能。采用RFID技术的电子锁，锁体内装有射频芯片，它是一个信息载体，当装有射频芯片的电子锁进入阅读器的工作区域内，阅读器可快速读取电子关锁的身份识别ID号码、预先写入的信息和锁体的关/开状态等信息，从而实现电子锁跟踪和锁体开/关状态的监控。
由于阅读器有效工作区域小，在空旷场地只能激活不超过百米范围的射频卡。因此为实现全运输路程中贵重资产的实时监控，就必须在运输路线上安装大密度的阅读器。如有多条运输线路，必然造成大量的设备投资；锁体在被非法打开后，只有在进入阅读器有效工作区域的条件下，系统才能发现，而且不能实现锁体被非法打开后主动、自动向系统报警。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种既能实时监控锁体的开闭状态和空间位置，又能在锁体被异常开启后自动向远方的控制中心系统报警的通讯装置。
本实用新型解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现设计、使用一种实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，包括移动通讯模块、电子锁模块、电池模块和微控制器模块；所述控制模块与电子锁模块的信号线相连，并与所述移动通讯模块通讯连接；所述电池模块分别与电子锁模块、微控制器模块和移动通讯模块电连接；所述微控制器模块检测所述电子锁模块锁体的开闭状态，如果该锁体被异常开启，所述微控制器模块则向所述移动通讯模块发送报警信息，该移动通讯模块将所述报警信息和该锁体所处空间位置信息借助移动通讯网络发送给远方控制中心系统；所述远方控制中心系统借助移动通讯网络向所述移动通讯模块发送开锁指令，所述微控制器模块接收到该开锁指令控制所述电子锁模块的锁体开启。
本实用新型的移动定位技术上采用的是手机移动通讯的定位技术，相比现有的定位技术，具有工耗低，适合移动和无线环境下应用的技术效果；并且在室内、地下车库、楼宇密集城区的环境下采用手机移动通讯也可以准确定位，而一般在这种环境下往往是采用现有技术定位的盲区。整个系统成本低于采用GSM/GPRS/CDMA+GPS的定位方法。
因本实用新型中的微控制器模块在工作的情况下一直是在循环检测信号线，通过判断信号线状态的逻辑关系，确定锁体开闭状态，当锁体被异常开启，微控制器模块通过AT指令控制与其相连的移动通讯模块，采用数据通讯方式或短信息SMS方式与远方的控制中心系统通讯，发送报警信息，并在通讯连接的同时实现定位功能。监控可靠。
本实用新型的锁体开启是由远方的控制中心系统与移动通讯模块通讯，向微控制器模块发送开锁指令，由微控制器模块控制锁体内的微电机工作来开锁的，因此锁体的开启是无人参与的，由控制中心系统集中控制，避免了人为的因素。
本实用新型的锁体内安装有64位ID码的电子标签，采用DALLAS的DS1990器件，DS1990器件为一种单线制通信器件，既是插头拨下或电缆断线(开路)检测，又是锁的唯一编码。因此避免了被仿造的可能。
图1是本实用新型实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置的工作环境示意图；图2是所述通讯装置的示意性结构框图；图3是所述通讯装置的电子锁模块31和微控制器模块33控制连接的电原理示意图；图4是所述通讯装置的微控制器模块33控制电子锁模块31开锁状态流程图；图5是所述通讯装置的微控制器模块33所检测电子锁模块31信号线的逻辑关系与锁体状态对照表。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
如图1所示，本实用新型实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置的工作环境由控制中心系统1、移动通讯网络2和本实用新型通讯装置3组成。控制中心系统1是一个软件管理系统，包括GIS地理信息系统、与移动通讯网络2连接的通讯系统和应用管理系统。移动通讯网络2可以是中国移动通信公司的GSM通讯网络，也可以是中国联通公司的CDMA通讯网络，它是控制中心系统1与本实用新型装置3通讯连接的载体。例如中国移动公司当前采用的CELL ID定位技术和A-GPS定位技术，中国联通公司采用的高通公司的GPSone的定位技术都能满足本实用新型的工作环境要求。本实用新型通讯装置3通过移动通讯网络2向控制中心系统1发送信息，同时也通过移动通讯网络2接收控制中心系统1发送的信息。
本实用新型实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，如图2所示，包括移动通讯模块34、电子锁模块31、电池模块32和微控制器模块33；控制模块33与电子锁模块31的信号线相连，并与移动通讯模块34通讯连接；所述电池模块32分别与电子锁模块31、微控制器模块33和移动通讯模块34电连接。所述微控制器模块33检测电子锁模块31锁体的开闭状态，如果该锁体被异常开启，微控制器模块33则向移动通讯模块34发送报警信息。该移动通讯模块34将所述报警信息和该锁体所处空间位置信息借助移动通讯网络2发送给远方控制中心系统1；远方控制中心系统1借助移动通讯网络2向移动通讯模块34发送开锁指令，微控制器模块33接收到该开锁指令控制所述电子锁模块31的锁体开启，如图1所示。
所述微控制器模块33是各个功能模块的桥梁，按实际需要对各功能模块进行调度，指挥各模块的工作，该模块可以是任何单片机和处理器。本实施例中，微控制器可选用华邦公司生产的型号为W78E51的8位单片机。所述移动通讯模块34可采用支持中国移动通信公司GSM通讯网络的移动通讯模块，也可以采用支持中国联通公司CDMA 1X通讯网络的内嵌有支持GPSone定位功能的移动通讯模块。中国移动通信公司和中国联通公司都提供基于移动通讯的定位服务，在移动通讯模块与中国移动公司或中国联通公司的移动通讯网络信号畅通的情况下，即可确定移动通讯模块当前所处的空间位置。移动通讯模块34可选用西门子公司生产的TC35i型(GSM网络)或AnyData公司生产的DTU800型(CDMA 1X网络)。移动通讯模块34串行口的RX、TX与微控制器模块33的TX、RX串行口连接，从而建立微控制器模块33与移动通讯模块34的通讯连接。所述的电池模块32是为各模块提供工作电源。
如图3所示，所述电子锁模块31由锁体、控制电路331、ID电子标签312和微动开关K和壳体部分组成，电子锁模块有5条信号线与外部其他模块相连。所述控制电路331包括微电机。所述微动开关K的动触点由锁体带动，锁体开启时K的动触点接地，锁体闭合时K的动触点连接控制电路331。所述电子锁模块的机械结构及工作方式见中国实用新型专利CN99202022“电动锁脱扣装置”。ID电子标签312有64位ID码，采用DALLAS公司的DS1990器件，DS1990器件为一种单线制通信器件，能对插头拔下或电缆断线(开路)进行检测，同时其ID码又是锁的唯一编码。电子锁模块31共有J1、J2、J3、J4、J5共5条信号线与外部其他模块相连。
所述微控制器模块33与电子锁模块31的控制连接关系如图3所示，该微控制器模块33的P1.1脚连接开锁控制开关K1的控制输入端，以便电源V+能够通过K1的受控通道与电子锁模块31的电源线J1连接。所述开锁控制开关K1可以是有触点的微型继电器或是无触点的半导体三极管。微控制器模块33的P1.2脚与电子锁模块31的ID码线J3连接，微控制器模块33的P1.3脚与电子锁模块31的锁体开/闭信号线J4相连。电子锁模块31的电源地线J2和信号地线J5分别与微控制器模块33的接地脚相连。控制电路331的电源连接线分别接所述电子锁模块31的电源线J1和电源地线J2；ID电子标签312的两信号端分别接ID码线J3和信号地线J5。微动开关K在锁体闭合时，接所述控制电路331的控制端，在锁体开启时，接所述信号地线J5。图3中，电阻R1、R2为上拉电阻；二极管D和电容C是为微控制器供电的Vcc抗干扰滤波而用(可选用小功率肖特基管，如1N5817，或改用电阻、电感等)。
需要遥控开锁时，远方的控制中心系统1通过移动通讯网络2向所述移动通讯模块34发出开锁指令。移动通讯模块34接收到控制中心系统1的开锁指令后，通过AT指令输出到微控制器模块33。该微控制器模块33接收到开所指令后由其P1.1脚输出0.5秒左右的脉冲信号，使与电子锁模块31的J1线连接的开锁控制开关K1闭合，电池模块22向电子锁模块31的控制电路331供电，进而微电机转动开启电子锁模块31的锁体；从而实现遥控开锁功能。所述开锁流程如图4所示，微控制器模块33的P1.1脚驱动K1闭合后，接着判断锁体是否被开启。如果P1.3脚为低电平，则已实现遥控开锁；如果P1.3脚为高电平，则表示锁体仍未开启，控制中心系统1将再给一次开锁指令。
所述微控制器模块33循环检测J1、J3、J4信号线，判断信号线状态的逻辑关系，确定锁体状态是否异常。信号线的逻辑关系与锁体状态对应关系如图5所示。当锁体是异常开启状态时，微控制器模块通过AT指令控制与其相连的移动通讯模块34，采用数据通讯方式或SMS短信方式与远方的控制中心系统1通讯，发送报警信息，并在通讯连接的同时实现位置定位。
权利要求1.一种实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，包括移动通讯模块(34)，其特征在于还包括电子锁模块(31)、电池模块(32)和微控制器模块(33)；所述微控制器模块(33)与电子锁模块(31)的各信号线电连接，并与所述移动通讯模块(34)通讯连接；所述电池模块(32)分别与电子锁模块(31)、微控制器模块(33)和移动通讯模块(34)电连接；所述微控制器模块(33)将所述电子锁模块(31)锁体被异常开启的报警信号输入所所述移动通讯模块(34)，该移动通讯模块(34)将所述报警信号和该锁体所处空间位置信息借助移动通讯网络(2)发送给远方的控制中心系统(1)；所述控制中心系统(1)借助移动通讯网络(2)向所述移动通讯模块(34)发送开锁指令，所述微控制器模块(33)接收到该开锁指令控制所述电子锁模块(31)的锁体开启。
2.如权利要求1所述的实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，其特征在于所述微控制器模块(33)的P1.1脚连接开锁控制开关K1的控制输入端，以便电源V+通过K1的受控通道与所述电子锁模块(31)的电源线J1连接；微控制器模块(33)的P1.2脚与所述电子锁模块(31)的ID码线J3连接，微控制器模块(33)的P1.3脚与所述电子锁模块(31)的锁体开/闭信号线J4相连；电子锁模块(31)的电源地线J2和信号地线J5分别与所述微控制器模块(33)的接地脚相连。
3.如权利要求2所述的实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，其特征在于所述电子锁模块(31)包括锁体、控制电路(331)、ID电子标签(312)和微动开关K；所述控制电路(331)的电源连接线分别是所述电子锁模块(31)的电源线J1和电源地线J2；ID电子标签(312)的两信号端分别接ID码线J3和信号地线J5；锁体闭合时，所述微动开关K的动触点接所述控制电路(331)的控制端，在锁体开启时，所述微动开关K的动触点接所述信号地线J5。
4.如权利要求2所述的实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，其特征在于所述开锁控制开关K1微型继电器或半导体三极管。
5.如权利要求3所述的实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，其特征在于所述ID电子标签(312)采用DALLAS公司的DS1990器件。
专利摘要本实用新型涉及实时监控锁体开闭状态及锁体空间定位的通讯装置，包括移动通讯模块(34)、电子锁模块(31)、电池模块(32)和微控制器模块(33)；微控制器模块(33)与电子锁模块(31)的信号线相连，并与移动通讯模块(34)通讯连接；电池模块(32)分别与电子锁模块(31)、微控制器模块(33)和移动通讯模块(34)电连接；微控制器模块(33)检测电子锁模块(31)锁体的开闭状态，如果该锁体被异常开启，微控制器模块(33)则通过移动通讯模块(34)向远方控制中心系统(1)发送报警信息；远方控制中心系统(1)借助移动通讯网络(2)向移动通讯模块(34)发送开锁指令。本实用新型监控更可靠，成本更低。
文档编号G01S1/02GK2826558SQ200520064310
公开日2006年10月11日 申请日期2005年9月6日 优先权日2005年9月6日
发明者王劲 申请人:王劲