CN106597926A - 一种便携式智能枪箱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种便携式智能枪箱装置，包括源模块电路、ARM处理器平台、指纹采集模块电路等；电源模块电路连接到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路的电源端上，给其供电；ARM处理器平台的CAMER接口连接到指纹采集模块电路、进行指纹的提取和比对，只有经过授权合法用户才能开启枪箱；实现了取枪人身份的指纹快速比对合法用开启枪箱；实现了远程对取枪人身份的增减授权；实现了每个枪箱具有全球唯一ID身份序列号，保证了每个枪箱的唯一性；实现了取枪人的位置开锁信息开锁时间被记录在枪箱装置内，便于查询；应用在军队、公安的演习中可实现取枪人身份快速识别、远程监控、实时授权；对取枪人身份信息时间地点的记录，有助于相关部门的监管。
Description
技术领域
本发明公开一种便携式智能枪箱装置，涉及到指纹采集识别技术、GPS&GPRS通讯技术的智能枪箱，属于枪械管理技术领域。
背景技术
枪械的使用在中国受到依法严格管控。然而，个别人滥用***酿成惨剧，给社会带来不安定因素，如何对枪械有效的管理成为社会的强烈需求，需要各地各部门加大整治力度，坚持依法“寻枪”、“灭枪”“用枪”，以保证社会治安状况的稳定安全。现有枪械管理***依托于枪柜，由于其体积庞大，***复杂，不能随身携带，在实际应用中有很大的局限性。而便携式枪箱是用来随身携带、装载枪械的装置，是枪械离开监管***的最后一道防线。目前国内、国外的便携式枪箱只具有机械钥匙开锁功能，其功能单一，存在很多弊端，枪箱没有的唯一ID地址，不能记录现相关取枪信息；由于传统的机械钥匙开锁模式所限，当枪械被取出时，无法确认取枪人身份、取枪时间、地点等相关信息；当有临时任务发生时，不能及时对取枪人调配，进行远程合法授权；上级主管单位不能实时掌控枪箱的位置信息。
随着科技的发展，传统的机械钥匙枪箱已不能满足军队、公安、司法、监管部门对枪箱信息化建设的需求，一种具有唯一ID身份、可以识别取枪人身份、可以远程授权操作、可记录枪箱开锁信息、可随身携带的智能枪箱成为枪箱行业和枪械管理部门的迫切需求。
发明内容
本发明公开了一种便携式智能枪箱装置，实现了合法用户指纹开启枪箱功能、远程授权功能、远程监控枪箱状态功能、每个枪箱具有唯一的身份ID功能，更具有低功耗和便携式设计功能。指纹识别开锁技术、GPS&GPRS定位通讯技术、监控中心管理授权技术集中应用在枪箱上，使枪箱成为枪械管理末端的一个重要的信息化节点。
本发明所述的便携式智能枪箱装置由电源模块电路、ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路、枪箱监控中心组成；电源模块电路连接到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路的电源端上，给其供电；ARM处理器平台的CAMER接口连接到指纹采集模块电路、进行指纹的提取和比对，只有经过授权的、合法用户的指纹才能开启枪箱；ARM处理器平台的串行接口连接到GPS&GPRS模块电路，通过GPS网络获取枪箱GPS数据，再将GPS数据和开锁人信息、枪箱状态打包成新的GPRS数据，通过GPRS网络将此数据上传到枪箱监控中心；枪箱监控中心根据协议发送授权数据，再通过GPRS网络传送到ARM处理器平台，进行数据指令交互；ARM处理器平台通过IO接口连接到开锁模块电路、发出开锁指令，开锁模块电路驱动电机执行开锁动作，打开枪箱;每个枪箱具有唯一的ID地址。
本发明所述的电源模块电路由充电连接器J2、充电管理芯片AU1、锂电池VBAT、开关K1、电源芯片AU2、电容AC5组成；充电连接器J2的电源端连接到充电管理芯片AU1的输入端，给其供电；充电管理芯片AU1的输出端连接到充电连接器锂电池VBAT上，给其充电，同时连接到电源开关K1上，当没有外部输入电压时，由锂电池供电，当有外部电压时，由外部电压供电；开关K1闭合后，输出VCCIN电压到电源稳压芯片AU2的输入端，经稳压后，输出AVCC3V3电压到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、开锁模块电路的电源端，提供***供电电压。
本发明所述的指纹采集模块电路由采集仪组件J1组成；指纹数据从采集仪组件J1的Camer接口传送到ARM处理器平台U1的Camer接口，U1对收到指纹数据进行分析、和***内预存的指纹进行比对，控制枪箱开启；同时将枪箱信息和用户信息上传到远程枪箱监控中心；采集仪组件J1的电源端连接到V_Camer网络；采集仪组件J1的接地端连接到GND网络；单片机的使能信号与J1的使能端连接；单片机的I2C总线与J1的I2C引脚连接进行数据和指令的传送； ARM处理器平台U1的并行总线接口分别连接到采集仪组件J1的并行接口。
本发明所述的开锁模块由开关管Q1、二极管D20、和电磁锁J10组成；ARM处理器平台U1的IO端口发出开锁信号到开关管Q1的G级，开关管Q1的D、S级导通，VCCIN电压加载在电磁锁J10上，电磁锁J10得电，完成开启枪箱动作，二极管D20为反向释放二极管;其中，ARM处理器平台U1的IO端口和开关管Q1的G脚相连；开关管Q1的S脚和GND相连；开关管Q1的D脚和电磁锁J10的一端、D20的A脚相连地相连；电磁锁J10的另一端、D20的K脚、和VCCIN相连。
本发明所述的GPS&GPRS模块电路由GPS&GPRS模块JGPS组成；ARM处理器平台U1的串口发送端，连接到JGPS是串口接收端上，发送JPS指令、JPRS数据；ARM处理器平台U1的串口接收端连接到JGPS是串口发送端上，接收GPS数据和GPRS数据；JPRS的电源端连接到VDD3V3网络；JPRS的接地端连接到GND网络；当合法用户指纹开锁是，ARM处理器平台U1的串口发送端连接到JGPS的串口接收端，发送查询GPS指令，JGPS在收到查询指令后，向卫星获取GPS数据（如时间、经纬度等），再将GPS数据通过传送到ARM处理器平台U1的串口接收端，ARM处理器平台U1再将开锁信息人员连同GPS数据一起发送到JGPS上，由GPRS通道传送到远程枪箱监控中心；远程枪箱监控中心对收到的数据进行监控授权，再将反馈信息通过GPRS通道传送到ARM处理器平台U1，ARM处理器平台U1收到反馈信息，再次发出确认信息到远程枪箱监控中心，完成一次标准通讯。
本发明的积极效果在于：本发明在传统的枪箱基础上，增加了枪箱全球唯一的枪箱地址ID、增加了低功耗设计、增加了一个指纹采集模块电路、电子开锁模块电路、GPS&GPRS模块电路和枪箱监控中心。只有经过授权的用户才能以指纹方式开启枪箱，同时通过GPS网络获取枪箱的位置、时间等数据，再将枪箱的开锁人信息和GPS数据打包成GPRS数据，通过GPRS网络将此数据上传到枪箱监控中心，由中心存档GPRS数据，方便日后查询；枪箱监控中心也可以通过GPRS网络主动监控枪箱的状态，核对枪箱的开锁记录，对开锁人进行实时授权。
实现了取枪人身份的指纹快速比对、合法用开启枪箱；实现了远程对取枪人身份的增减、授权；实现了每个枪箱具有全球唯一的4字节ID身份序列号，保证了每个枪箱的唯一性；实现了取枪人的位置、开锁信息、开锁时间被记录在枪箱装置内，便于查询；实现了远程监控中心可实时监控每一个枪箱的状态；枪箱内可存放2只***；本发明应用在军队、公安的演习中可实现取枪人身份快速识别、远程监控、实时授权，丰富战术的演练；对取枪人身份信息、时间、地点的记录，有助于相关部门的监管，提高涉枪案件的破案率。
附图说明：
图1为本发明的***框图；
图2为本发明的电源模块电路；
图3为本发明的指纹采集模块电路；
图4为本发明开锁模块电路；
图5为本发明的GPS&GPRS模块电路；
图6为本发明的按键模块电路。
具体实施方式
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
本发明所述***如框图1所示，由电源模块电路、ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路、枪箱监控中心组成；电源模块电路连接到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路的电源端上，给其供电；ARM处理器平台的CAMER接口连接到指纹采集模块电路、进行指纹的提取和比对，只有经过授权的、合法用户的指纹才能开启枪箱；ARM处理器平台的UART接口连接到GPS&GPRS模块电路，通过GPS网络获取枪箱GPS数据，再将GPS数据和开锁人信息、枪箱状态打包成新的GPRS数据，通过GPRS网络将此数据上传到枪箱监控中心；ARM处理器平台通过IO接口连接到开锁模块电路、发出开锁指令，开锁模块电路驱动电机执行开锁动作，打开枪箱。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明所述的电源模块电路如图2所示，由充电连接器J2、充电管理芯片AU1、锂电池VBAT、开关K1、电源芯片AU2、电容AC5组成；充电连接器J2的电源端连接到充电管理芯片AU1的输入端，给其供电；充电管理芯片AU1的输出端连接到充电连接器锂电池VBAT上，给其充电，同时连接到电源开关K1上，当没有外部输入电压时，由锂电池供电，当有外部电压时，由外部电压供电；开关K1闭合后，输出VCCIN电压到电源稳压芯片AU2的输入端，经稳压后，输出AVCC3V3电压到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、开锁模块电路的电源端，提供***供电电压。其中， AU1选用RT905GQW-WDFN-10L，充电电压固定于4.2V，内部集成了电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电、防倒充电路等电路，充电电流可通过一个电阻器进行外部设置；AU2芯片选用TPS79318；J2的、1、2、3脚、AU1的5脚，R1、R2的一端，AU2的2脚、AC5的一端和GND相连；J2的10、11、12脚和AU1的1脚相连；AU1的6脚和R1的一端相连；AU1的8脚和R2的一端相连；AU1的10脚和锂电池、K1的一端相连；K1的另一端、AU2的1脚、3脚和VCCIN相连；AU2的5脚和AC5的一端相连。
实施例3
在实施例1的基础上，本发明所述的指纹采集模块电路如图3所示，由采集仪组件J1组成；指纹数据从采集仪组件J1的Camer接口传送到ARM处理器平台U1的Camer接口，U1对收到指纹数据进行分析、和***内预存的指纹进行比对，控制枪箱开启；同时将枪箱信息和用户信息上传到远程枪箱监控中心；采集仪组件J1的电源端连接到V_Camer网络；采集仪组件J1的接地端连接到GND网络；单片机的使能信号与J1的使能端连接；单片机的I2C总线与J1的I2C引脚连接进行数据和指令的传送； ARM处理器平台U1的并行总线接口分别连接到采集仪组件J1的并行接口。其中采集仪组件使用的是公司自主研发的S580采集头模组，指纹技术在枪箱行业上的应用设计，使枪箱成为枪械管理末端的一个重要的信息化节点，在国内外枪箱行业，都是首创应用。J1的3、10、11脚是电源端，连接到V_Camer网络；J1的1脚是连接到GND网络；单片机的77脚发出使能信号，连接到J1的使能端上1、8脚；单片机的I2C总线76、51脚连接到J1的I2C引脚上，进行数据和指令的传送；U1的3脚和J1的7脚相连，U1的2脚和J1的9脚相连，U1的14脚和J1的12脚相连，U1的13脚和J1的13脚相连；U1的并行总线接口5、6、7、8、9、10、11、12脚分别连接到J1的并行接口15、16、17、18、19、20、21、22脚上。U1的77脚和J1的1脚、8脚相连；U1的76脚和J1的4脚相连；U1的51脚和J1的5脚相连；U1的3脚和J1的7脚相连；U1的2脚和J1的9脚相连；U1的14脚和J1的12脚相连；U1的13脚和J1的13脚相连；U1的5脚和J1的15脚相连；U1的6脚和J1的16脚相连；U1的7脚和J1的17脚相连；U1的8脚和J1的18脚相连；U1的9脚和J1的19脚相连；U1的10脚和J1的20脚相连；U1的11脚和J1的21脚相连；U1的12脚和J1的22脚相连；J1的3脚、10脚、11脚和V_Camer相连; J1的14脚和GND相连。
实施例4
在实施例1的基础上，本发明所述的开锁模块如图4所示，由开关管Q1、二极管D20、和电磁锁J10组成；ARM处理器平台U1的IO端口发出开锁信号到开关管Q1的G级，开关管Q1的D、S级导通，VCCIN电压加载在电磁锁J10上，电磁锁J10得电，完成开启枪箱动作，二极管D20为反向释放二极管;其中，ARM处理器平台U1的IO端口和开关管Q1的G脚相连；开关管Q1的S脚和GND相连；开关管Q1的D脚和电磁锁J10的一端、D20的A脚相连地相连；电磁锁J10的另一端、D20的K脚、和VCCIN相连。
实施例5
在实施例1的基础上，本发明所述的GPS&GPRS模块电路如图5所示，由GPS&GPRS模块JGPS组成；ARM处理器平台U1的串口发送端，连接到JGPS是串口接收端上，发送JPS指令、JPRS数据；ARM处理器平台U1的串口接收端连接到JGPS是串口发送端上，接收GPS数据和GPRS数据；JPRS的电源端连接到VDD3V3网络；JPRS的接地端连接到GND网络；当合法用户指纹开锁是，ARM处理器平台U1的串口发送端连接到JGPS的串口接收端，发送查询GPS指令，JGPS在收到查询指令后，向卫星获取GPS数据（如时间、经纬度等），再将GPS数据通过传送到ARM处理器平台U1的串口接收端，ARM处理器平台U1再将开锁信息人员连同GPS数据一起发送到JGPS上，由GPRS通道传送到远程枪箱监控中心；远程枪箱监控中心对收到的数据进行监控授权，再将反馈信息通过GPRS通道传送到ARM处理器平台U1，ARM处理器平台U1收到反馈信息，再次发出确认信息到远程枪箱监控中心，完成一次标准通讯。其中，U1的50脚和JGPS的8脚相连；U1的49脚和JGPS的9脚相连；JGPS的7脚和GND地相连；JGPS的6脚和地VDD3V3相连。
实施例6
在实施例1的基础上，本发明所述的按键模块电路如图6所示，采用的是AD按键法，由电阻R347、R612、电容C610、开关SW1、SW2组成。当开关SW1或SW2被按下后，在AD5节点上由不同的电压，ARM处理器平台U1根据AD5节电上的电压，判断是哪个按键被按下。当SW1被按下时，执行录入功能，当SW2被按下时，执行删除功能。其中，U1的73脚和C610、R347、R612、R627的一端相连；C610、SW1、SW2的一端和GND相连；R612的另一端和SW1相连、R627的另一端和SW2相连；R347的另一端和VCC3V3相连。
Claims (5)
1.一种便携式智能枪箱装置，其特征在于：
由电源模块电路、ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路、枪箱监控中心组成；电源模块电路连接到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、外设模块电路的电源端上，给其供电；ARM处理器平台的CAMER接口连接到指纹采集模块电路、进行指纹的提取和比对，只有经过授权的、合法用户的指纹才能开启枪箱；ARM处理器平台的串行接口连接到GPS&GPRS模块电路，通过GPS网络获取枪箱GPS数据，再将GPS数据和开锁人信息、枪箱状态打包成新的GPRS数据，通过GPRS网络将此数据上传到枪箱监控中心；枪箱监控中心根据协议发送授权数据，再通过GPRS网络传送到ARM处理器平台，进行数据指令交互；ARM处理器平台通过IO接口连接到开锁模块电路、发出开锁指令，开锁模块电路驱动电机执行开锁动作，打开枪箱;每个枪箱具有唯一的ID地址。
2.如权利要求1所述的一种便携式智能枪箱装置，其特征在于：
所述的电源模块电路由充电连接器J2、充电管理芯片AU1、锂电池VBAT、开关K1、电源芯片AU2、电容AC5组成；充电连接器J2的电源端连接到充电管理芯片AU1的输入端，给其供电；充电管理芯片AU1的输出端连接到充电连接器锂电池VBAT上，给其充电，同时连接到电源开关K1上，当没有外部输入电压时，由锂电池供电，当有外部电压时，由外部电压供电；开关K1闭合后，输出VCCIN电压到电源稳压芯片AU2的输入端，经稳压后，输出AVCC3V3电压到ARM处理器平台、指纹采集模块电路、GPS&GPRS模块电路、开锁模块电路的电源端，提供***供电电压。
3.如权利要求1所述的一种便携式智能枪箱装置，其特征在于：
所述的指纹采集模块电路由采集仪组件J1组成；指纹数据从采集仪组件J1的Camer接口传送到ARM处理器平台U1的Camer接口，U1对收到指纹数据进行分析、和***内预存的指纹进行比对，控制枪箱开启；同时将枪箱信息和用户信息上传到远程枪箱监控中心；采集仪组件J1的电源端连接到V_Camer网络；采集仪组件J1的接地端连接到GND网络；单片机的使能信号与J1的使能端连接；单片机的I2C总线与J1的I2C引脚连接进行数据和指令的传送；ARM处理器平台U1的并行总线接口分别连接到采集仪组件J1的并行接口。
4.如权利要求1所述的一种便携式智能枪箱装置，其特征在于：
所述的开锁模块由开关管Q1、二极管D20、和电磁锁J10组成；ARM处理器平台U1的IO端口发出开锁信号到开关管Q1的G级，开关管Q1的D、S级导通，VCCIN电压加载在电磁锁J10上，电磁锁J10得电，完成开启枪箱动作，二极管D20为反向释放二极管;其中，ARM处理器平台U1的IO端口和开关管Q1的G脚相连；开关管Q1的S脚和GND相连；开关管Q1的D脚和电磁锁J10的一端、D20的A脚相连地相连；电磁锁J10的另一端、D20的K脚、和VCCIN相连。
5.如权利要求1所述的一种便携式智能枪箱装置，其特征在于：
所述的GPS&GPRS模块电路由GPS&GPRS模块JGPS组成；ARM处理器平台U1的串口发送端，连接到JGPS是串口接收端上，发送JPS指令、JPRS数据；ARM处理器平台U1的串口接收端连接到JGPS是串口发送端上，接收GPS数据和GPRS数据；JPRS的电源端连接到VDD3V3网络；JPRS的接地端连接到GND网络；当合法用户指纹开锁是，ARM处理器平台U1的串口发送端连接到JGPS的串口接收端，发送查询GPS指令，JGPS在收到查询指令后，向卫星获取GPS数据（如时间、经纬度等），再将GPS数据通过传送到ARM处理器平台U1的串口接收端，ARM处理器平台U1再将开锁信息人员连同GPS数据一起发送到JGPS上，由GPRS通道传送到远程枪箱监控中心；远程枪箱监控中心对收到的数据进行监控授权，再将反馈信息通过GPRS通道传送到ARM处理器平台U1，ARM处理器平台U1收到反馈信息，再次发出确认信息到远程枪箱监控中心，完成一次标准通讯。
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