具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)及開關(guān)鎖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電子鎖系統(tǒng)，特別是涉及一種具有超高頻(UHF)射頻識別(RFID)功能的智能電子鎖系統(tǒng)及其開關(guān)鎖方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在物流運(yùn)輸行業(yè)中，貨物的安全性是發(fā)貨方和收貨方都關(guān)心的一個重要問題。在一些價值較高的貨物運(yùn)輸途中，司機(jī)可能勾結(jié)不法分子破壞鎖具，盜竊貨物或者替換貨物后，再恢復(fù)鎖具來掩蓋其偷盜行為，給發(fā)貨方和收貨方造成損失。傳統(tǒng)的防范方式是采用人防和在鎖具處設(shè)置鉛封相結(jié)合的措施，但是鉛封工藝簡單，容易仿制，必須投入大量的人力成本進(jìn)行監(jiān)督，且難以杜絕運(yùn)輸過程中的損失。
[0003]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，物流行業(yè)內(nèi)逐漸采用了電子鉛封的技術(shù)。一種方法是在鉛封工藝中加裝一次性超高頻射頻識別的電子標(biāo)簽，通過增加超高頻射頻識別系統(tǒng)，對運(yùn)輸過程中貨物的被盜或被替換現(xiàn)象實(shí)行全方位運(yùn)行監(jiān)控、發(fā)送報警。與傳統(tǒng)鉛封相比，電子鉛封提高了貨物的安全性、完整性和高效性，有效防止了傳統(tǒng)鉛封被盜換等安全問題。但是，一次性電子鉛封具有不可重復(fù)使用的特點(diǎn)，造成了電子標(biāo)簽的浪費(fèi)，增加了營運(yùn)成本。
[0004]目前，市面上可重復(fù)使用的電子鉛封產(chǎn)品，普遍采用的是有源射頻識別技術(shù)，如無線電頻率為2.45GHz或433MHz的有源電子標(biāo)簽。這些有源射頻識別系統(tǒng)各自的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，而且與物流行業(yè)廣泛使用的800/900MHZ頻段的超高頻射頻識別系統(tǒng)不兼容。用戶不可能單獨(dú)為了流通環(huán)節(jié)，淘汰現(xiàn)有的800/900MHZ頻段的超高頻系統(tǒng)，或重新增加2.45GHz或433MHz頻段的有源射頻識別裝置。有源射頻識別產(chǎn)品的價格高昂，維修使用難度高，不適于現(xiàn)有物流系統(tǒng)的集成管理。
[0005]因此，物流運(yùn)輸行業(yè)迫切的需要一種能夠與現(xiàn)有無源超高頻射頻識別系統(tǒng)兼容、可以重復(fù)利用的、集成電子標(biāo)簽的智能電子鎖系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備共用，降低物流系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行成本。本發(fā)明正是基于這種現(xiàn)實(shí)需求而產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)及其開關(guān)鎖方法，用于解決目前物流行業(yè)中一次性電子鉛封不能重復(fù)使用、運(yùn)營成本較高的問題，同時兼容物流行業(yè)廣泛使用的800/900MHZ無源超高頻射頻識別系統(tǒng)，降低物流管理系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)，其特征在于，該智能電子鎖系統(tǒng)包括:智能電子鎖和后臺系統(tǒng)；智能電子鎖包括機(jī)械鎖、微型馬達(dá)、微控制器、電子標(biāo)簽和電池，后臺系統(tǒng)包括讀寫器和后臺計算機(jī)；
[0008]所述后臺計算機(jī)通過所述讀寫器讀取所述電子標(biāo)簽的存儲區(qū)，確定所述機(jī)械鎖的狀態(tài)，并在所述電子標(biāo)簽的存儲區(qū)中寫入控制命令；所述微控制器從所述電子標(biāo)簽的存儲區(qū)獲得控制命令，檢測機(jī)械鎖的開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)該控制命令驅(qū)動所述微型馬達(dá)進(jìn)行開關(guān)鎖動作，并把機(jī)械鎖的狀態(tài)信息寫入所述電子標(biāo)簽的存儲區(qū)。
[0009]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述微控制器通過I2C接口與所述電子標(biāo)簽連接，所述電子標(biāo)簽通過無線接口與所述讀寫器連接。
[0010]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子標(biāo)簽為符合IS0/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的射頻識別電子標(biāo)簽，所述讀寫器為符合IS0/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的射頻識別讀寫器。
[0011]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述電子標(biāo)簽具有唯一標(biāo)識序列號，且具有8k比特以上的存儲空間。
[0012]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述微控制器根據(jù)機(jī)械鎖的鎖舌是否到位檢測判斷所述機(jī)械鎖的開關(guān)狀態(tài)。
[0013]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述智能電子鎖還包括一聲光提示單元，用于通過不同的聲光提示確認(rèn)所述機(jī)械鎖的開關(guān)狀態(tài)。
[0014]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述智能電子鎖還包括一拆卸報警單元，用于當(dāng)所述機(jī)械鎖在運(yùn)輸途中被拆卸時進(jìn)行聲光報警。
[0015]所述的智能電子鎖系統(tǒng)，其中，所述智能電子鎖當(dāng)電子標(biāo)簽的存儲區(qū)的數(shù)據(jù)更新以及拆卸報警時，通過電池給微控制器和電子標(biāo)簽供電。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)的關(guān)鎖方法，其特征在于，包括:
[0017]步驟1，后臺計算機(jī)通過讀寫器將關(guān)鎖密碼和關(guān)鎖命令寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)；
[0018]步驟2，微控制器從電子標(biāo)簽的存儲區(qū)讀取關(guān)鎖密碼和關(guān)鎖命令；
[0019]步驟3，微控制器記錄開鎖密碼，根據(jù)關(guān)鎖命令控制微型馬達(dá)關(guān)閉機(jī)械鎖；
[0020]步驟4，微控制器將機(jī)械鎖的狀態(tài)信息寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)，并擦除電子標(biāo)簽的存儲區(qū)的關(guān)鎖密碼；
[0021]步驟5，后臺計算機(jī)通過讀寫器讀取電子標(biāo)簽的存儲區(qū)的機(jī)械鎖的狀態(tài)信息，并將開鎖密碼加密后寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)的開鎖方法，其特征在于，包括:
[0023]步驟1，后臺計算機(jī)通過讀寫器從電子標(biāo)簽的存儲區(qū)讀取加密后的開鎖密碼，解密得到開鎖密碼；
[0024]步驟2，后臺計算機(jī)通過讀寫器將開鎖密碼和開鎖命令寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)；
[0025]步驟3，微控制器從電子標(biāo)簽的存儲區(qū)讀取開鎖密碼和開鎖命令；
[0026]步驟4，微控制器根據(jù)開鎖命令比較電子標(biāo)簽存儲區(qū)的開鎖密碼與所存儲的開鎖密碼，以決定是否控制微型馬達(dá)打開機(jī)械鎖；
[0027]步驟5，微控制器將機(jī)械鎖的狀態(tài)信息寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)，并擦除電子標(biāo)簽的存儲區(qū)的開鎖密碼；
[0028]步驟6，后臺計算機(jī)通過讀寫器從電子標(biāo)簽的存儲區(qū)讀取機(jī)械鎖的狀態(tài)信息。
[0029]本發(fā)明所述的后臺計算機(jī)通過讀寫器，讀取電子標(biāo)簽的存儲區(qū)，確定機(jī)械鎖的狀態(tài)，并寫入貨物信息和控制命令。微控制器通過與電子標(biāo)簽的I2C接口，獲得相關(guān)操作命令，通過鎖舌到位檢測判斷機(jī)械鎖的開關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動微型馬達(dá)進(jìn)行開關(guān)鎖動作，并把其狀態(tài)寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)。智能電子鎖可根據(jù)控制命令發(fā)出不同的聲光提示以確認(rèn)機(jī)械鎖的開關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)后臺計算機(jī)和智能電子鎖的雙向交互。智能電子鎖具有拆卸報警功能，可將拆卸信息寫入電子標(biāo)簽的存儲區(qū)，通過聲光報警，有效的防止貨物運(yùn)輸途中不法分子對其進(jìn)行破壞拆卸。
[0030]本發(fā)明所述的電子標(biāo)簽的空中接口協(xié)議符合廣泛采用的IS0/IEC18000-6C國際標(biāo)準(zhǔn)，電子標(biāo)簽除具備與讀寫器連接的無線接口外，還具有與微控制器連接的I2C有線接口。電子標(biāo)簽?zāi)茉谖⒖刂破骱统哳l讀寫器間建立通信連接，以實(shí)現(xiàn)微控制器和超高頻讀寫器之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸。電子標(biāo)簽具備8k比特以上的存儲空間，可記錄電子鎖的狀態(tài)信息、貨物信息以及運(yùn)輸?shù)倪^程信息。
[0031]本發(fā)明所述的智能電子鎖平時處于低功耗休眠狀態(tài)。電子標(biāo)簽在與讀寫器通信時處于無源工作模式，依靠讀寫器提供的能量，通過反向散射實(shí)現(xiàn)通信。只有電子標(biāo)簽的存儲區(qū)數(shù)據(jù)更新，以及拆卸報警時，才需要給微控制器和電子標(biāo)簽供電。在執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)鎖操作和數(shù)據(jù)更新后，微控制器處于極低功耗模式，以減少能耗。
[0032]本發(fā)明所述的智能電子鎖采用一體成型、結(jié)構(gòu)加固設(shè)計。背面設(shè)置強(qiáng)磁體，可吸附于金屬車身，安裝方便。智能電子鎖的結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮了外觀造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)布局設(shè)計、抗震沖擊設(shè)計、三防設(shè)計等要求，具有外形美觀、堅固耐用、操作簡單、防爆安全、電力持久等特點(diǎn)，能適合各種工作環(huán)境。
[0033]與現(xiàn)有的電子鉛封系統(tǒng)比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0034]I)本發(fā)明采用的射頻識別空中接口協(xié)議完全符合IS0/IEC18000-6C國際標(biāo)準(zhǔn)，這是物流行業(yè)廣泛的射頻識別標(biāo)準(zhǔn)，可以充分利用現(xiàn)有的射頻識別設(shè)備，不需要增加額外的成本，可快速的集成于現(xiàn)有物流運(yùn)輸系統(tǒng)中；
[0035]2)本發(fā)明中的電子標(biāo)簽具有全球唯一標(biāo)識序列號，防偽造能力強(qiáng)。電子標(biāo)簽的存儲區(qū)可實(shí)時記錄開鎖、關(guān)鎖動作，確保貨物在運(yùn)輸過程中的安全可控；
[0036]3)本發(fā)明的智能電子鎖采用低功耗電路設(shè)計和大容量可充電電池，具有室外長時間使用、可重復(fù)使用的特點(diǎn)；
[0037]4)本發(fā)明具有防拆卸報警功能，有效的防止了在運(yùn)輸過程中，對鎖具的人為破壞，保證了系統(tǒng)的安全性；
[0038]5)本發(fā)明具有機(jī)械鎖與電子鎖雙重鎖閉功能，自動無線開關(guān)鎖及讀取信息等和后臺聯(lián)動操作，內(nèi)含鎖舌位置檢測功能，確保鎖具開關(guān)到位；
[0039]6)本發(fā)明采用一體成型和結(jié)構(gòu)加固設(shè)計思想，具有堅固耐用、操作簡單、防爆安全等特點(diǎn)，適用于苛刻的環(huán)境適應(yīng)性要求。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)的關(guān)鎖步驟示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明具有超高頻射頻識別功能的智能電子鎖系統(tǒng)的開鎖步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0044]如圖1所示，是本發(fā)明具有超高頻射頻識別的智能電子鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]在圖1中，本發(fā)明的智能電子鎖系統(tǒng)包括智能電子鎖和后臺系統(tǒng)。
[0046]所述智能電子鎖包括微控制器1、電子標(biāo)簽2、微型馬達(dá)3、機(jī)械鎖4、電池5。
[0047]微控制器I可以是超低功耗設(shè)計的微控制器，要求具有與外界連接的I2C接口。
[0048]電子標(biāo)簽2可以是任何符合IS0/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的射頻識別電子標(biāo)簽，要求用戶存儲區(qū)容量不少于512比特，要求電子標(biāo)簽具有與外界連接的I2C接口。
[0049]微控馬達(dá)3可以是微型直流電機(jī)。
[0050]機(jī)械鎖4可以是具有一定機(jī)械強(qiáng)度的機(jī)械鎖，要求鎖舌可由微控馬達(dá)3控制，且內(nèi)含拆卸報警傳感器和鎖舌到位檢測傳感器功能。
[0051]電池5可以是大容量充電鋰電池。
[0052]所述后臺系統(tǒng)