CN201276901Y - 电子锁具 - Google Patents
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Abstract
一种电子锁具，包括电性连接一机械开关组件、一电子控制组件以及一外部手持设备，该电子控制组件包括与该机械开关组件相连接的一状态检测模块和一机构控制模块、一与后台监控中心无线通讯连接的数据收发模块以及与上述三模块相连结的一主控制器模块，该外部手持设备与该数据收发模块通信连接，该外部手持设备发送的唤醒信号唤醒该主控制器模块以生成自检状态信息并回传，该外部手持设备根据回传的该自检状态信息决定是否向该后台监控中心发送施解封基本信息并接收该后台监控中心回传的施解封密钥信息，进而发射施解封命令。该电子锁具的密钥保管具有高安全性，而且在货运途中还可进行实时监测，从而保证了被锁物件的全程安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种安全装置，尤其涉及一种锁具。
背景技术
在许多需要固定或者防盗的场合，最常用的一种装置就是锁具，早期出现的锁具为机械式的，其通过适配的钥匙上设置的凸点或者凹点来拨动锁具内部的锁栓，从而达到锁住或者开启的目的，然而该种机械锁具由于其结构上的限制往往锁住的方式较为单一且易被恶意开启。随着现代科技的发展，出现了一种较上述的机械式锁具先进一些的电子锁具，该种电子锁具可通过输入密码或者通过电子感应设备以执行锁住或者开启操作，然而，上述的电子锁具往往存在密码保管的安全性问题，从而无法确保使用锁具的物品的安全。
发明内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种施解封密码安全性可得到保证的电子锁具。
为了实现上述的目的，本实用新型提供一种电子锁具，包括电性连接的一机械开关组件以及一电子控制组件；所述机械开关组件包括一锁杆、一锁座、一手动开关机构以及一电动锁紧机构，所述锁杆设置在所述锁座的上方且可上下移动拔出或***所述锁座，所述手动开关机构设置在所述锁杆的一侧且旋转后可与所述锁杆形成活动抵顶，所述电动锁紧机构设置在所述手动开关机构的上方且与所述机构控制模块电性连接以被所述机构控制模块驱动卡顶住所述手动开关机构；所述电子控制组件包括一状态检测模块、一机构控制模块、一数据收发模块以及与上述三模块相连结的一主控制器模块，所述状态检测模块以及所述机构控制模块与所述机械开关组件电性连接，所述数据收发模块还与一后台监控中心无线通讯连接；还包括与所述数据收发模块通信连接的一外部手持设备，所述外部手持设备内部带有施解封基本信息；所述外部手持设备发送的唤醒信号经过所述数据收发模块传输至所述主控制器模块，所述主控制器模块控制所述状态检测模块检测所述机械开关组件的状态并生成自检状态信息，所述外部手持设备根据回传的所述自检状态信息决定是否向所述后台监控中心发送所述施解封基本信息并接收所述后台监控中心回传的施解封密钥信息，进而发射施解封命令并传输至所述机构控制模块以控制所述机械开关组件进行施解封动作。
所述锁杆的底端内部埋设有一磁钢，所述锁座的内部近底端设置有一电磁感应传感器，且使得施封时所述磁钢与所述电磁感应传感器相对，所述电磁感应传感器与所述状态检测模块电性连接。
所述手动开关机构包括一可旋转的旋柄、一内轴、一滚珠以及一活动推杆，所述旋柄连接在所述内轴的一端，所述内轴的圆柱面的相对两侧分别设有一互相平行的切平面，且使得施封或者解封时所述切平面分别为水平或者竖直方向，所述滚珠抵顶在所述内轴的圆柱面或者切平面与所述活动推杆之间，以在所述内轴旋转施封时推动所述活动推杆移动卡抵住所述锁杆。
所述手动开关机构还包括一开关压杆以及一第一微动开关，所述开关压杆凸出设置在所述内轴的另一端偏离轴心的位置，所述第一微动开关设置所述内轴前端位于所述开关压杆一侧的位置，且使得施封时所述开关压杆压住所述第一微动开关；所述电子控制组件还包括一电源管理模块，所述电源管理模块的输出端与所述状态检测模块、所述机构控制模块以及所述数据收发模块的输入端相连接从而为上述三模块提供工作电源，所述电源管理模块的输入端与所述第一微动开关的输出端相连接，以通过所述第一微动开关的压住或者释放控制所述电源管理模块的启闭。
所述电动锁紧机构包括一凸轮、一电机以及一第二微动开关，所述凸轮的底端设置有一凸出的半圆凸台，所述凸轮设置在所述内轴的上方且其顶部与所述电机相连以被所述电机驱动转动，所述电机与所述机构控制模块电性连接，所述第二微动开关设置在所述凸轮的一侧且与所述状态检测模块电性连接，施封时所述凸轮压住所述第二微动开关且所述半圆凸台近距离正对所述切平面。
所述电子锁具还包括一外壳，所述状态检测模块包括一外壳防拆检测单元、一锁杆***/剪断检测单元以及一施解封状态检测单元，所述外壳防拆检测单元与所述外壳上设置的微动开关电性连接，所述锁杆***/剪断检测单元与所述电磁感应传感器电性连接，所述施解封状态检测单元与所述第二微动开关电性连接，所述自检状态信息包括外壳安全信息、锁杆状态信息以及施解封状态信息。
所述电子控制组件还包括一外部存储模块，所述外部存储模块与所述主控制器模块之间通过GPIO接口连接，以存储电子锁具的施封密钥信息以及各状态信息。
为了在使用的过程中实时监控所述电子锁具的安全状况，所述电子控制组件还包括一定时控制模块，所述定时控制模块与所述主控器模块相连接，所述定时控制模块产生一定时启动信息以定时唤醒所述主控制器模块。
所述数据收发模块包括一GPS定位单元、一无线数据通信单元以及一GPRS数据通信单元，所述GPS定位单元监视被锁物件的地理位置信息并与所述主控制器模块之间采用TTL电平串口连接，所述无线数据通信单元与所述主控制器模块之间采用SPI接口连接且与所述外部手持设备通讯连接，所述GPRS数据通信单元与所述主控制器模块之间采用TTL电平串口连接且与所述后台监控中心通讯连接。
本实用新型具有以下有益效果，本实用新型的电子锁具通过外部手持设备对其进行施解封操作，密钥保存于后台监控中心，只有***指定的操作人员才能获得施解封密钥，这样确保了密钥保管的高安全性，而且施解封之前进行的电子锁具各部件的安全状态检测也进一步保证了电子锁具的安全性，同时，电子锁具在货运途中还可进行实时监测，遇到异常情况实时报警从而保证被锁物件的全程安全。
附图说明
图1是本实用新型的电子锁具的控制原理框图；
图2是本实用新型的电子锁具的主视图；
图3是本实用新型的电子锁具除去外壳后的主视图；
图4是本实用新型的电子锁具处于解封状态时的局部配合结构示意图；
图5是本实用新型的电子锁具处于解封状态时另一角度的局部配合结构示意图；
图6是本实用新型的电子锁具处于施封状态时的局部配合结构示意图；
图7是本实用新型的电子锁具处于施封状态时另一角度的局部配合结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的电子锁具可应用于集装箱或其他厢式运输装置的运输监管，也可用于固定储物场所的防盗。为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
请参阅图1至图2所示，本实用新型的电子锁具包括一外壳1、设置于该外壳1内部的一机械开关组件2、与该机械开关组件2电性连接的一电子控制组件3以及可与该电子控制组件3通讯连接的一外部手持设备4。
请结合参阅图3至图7所示，该机械开关组件2包括一手动开关机构、一电动锁紧机构、一锁座25以及一锁杆26，该手动开关机构包括一开关钥匙21、一第一微动开关22、一滚珠23以及一活动推杆24，该电动锁紧机构包括、一凸轮27、一电机28以及一第二微动开关29。
该开关钥匙21包括依次连接的一旋柄211、一内轴212以及一开关压杆213。该旋柄211尾端凸出设置在外壳1的外部，且可从水平方向旋转90度至竖直方向，该水平方向以及该竖直方向可分别对应该电子锁具的施封或者解封状态，也可分别对应该电子锁具的解封或者施封状态，二者原理相同，故而以下仅以水平方向对应电子锁具的施封状态，竖直方向对应电子锁具的解封状态为例进行叙述。该内轴212的后端与该旋柄211伸入该外壳1内部的前端相连，该内轴212的中轴线沿水平方向，且其侧面的圆柱面的相对两侧分别设有一互相平行的切平面2121，该内轴212被该旋柄211带动旋转，且该电子锁具解封时，该两切平面2121为竖直方向，该电子锁具施封时，该两切平面2121为水平方向。该开关压杆213凸出设置在该内轴212的前端偏离轴心的位置，该开关压杆213随着该内轴212的旋转而转动。
该第一微动开关22设置在该内轴212的前端位于该开关压杆213一侧的位置，且该电子锁具施封时，该开关压杆213压住该第一微动开关22。
该滚珠23呈圆球状，其一侧与该内轴212的侧面相抵顶，相对的另一侧与该活动推杆24的一端相抵顶。
该活动推杆24垂直于该内轴212设置，且其不与该滚珠23相抵顶的另一端呈半球状。
该锁座25的顶端设置有锁孔，内部近底端设置有一电磁感应传感器251，该电磁感应传感器251可为一霍尔传感器。
该锁杆26的近底端的外周设有一圆弧状凹槽261，该锁杆26的底端内部埋设有一磁钢262，该电子锁具施封时，该锁杆26的底端***该锁座25顶端的锁孔内，该凹槽261与该活动推杆24的半球状前端相卡抵，该磁钢262与该电磁感应传感器251相对。
该凸轮27设置在内轴212的上方，该凸轮27的底端设置有一凸出的半圆凸台271。
该电机28的驱动轴与该凸轮27的顶端相连，以使得该凸轮27被该电机28驱动转动，且使得该电子锁具施封时，该半圆凸台271近距离正对该内轴212上的该切平面2121。
该第二微动开关29设置在该凸轮27的一侧，且使得该电子锁具施封时，该凸轮27压住该第二微动开关29。
请参阅图1所示，该电子控制组件3包括一状态检测模块31、一机构控制模块32、一工作状态指示模块33、一外部存储模块34、一定时控制模块35、一数据收发模块36、一主控制器模块37以及一电源管理模块38。
该状态检测模块31包括一外壳防拆检测单元311、一锁杆***/剪断检测单元312以及一施解封状态检测单元313。
该外壳防拆检测单元311与设置在该外壳1上的微动开关电性相连，以实时监测电子锁具的该外壳1是否被非法拆开并输出外壳安全信息。该外壳1合上时，该外壳防拆检测单元311输出高电平；该外壳1被拆开时，该外壳防拆检测单元311输出低电平，该外壳防拆检测单元311与该主控制器模块37之间通过GPIO(通用输入输出接口)连接。
该锁杆***/剪断检测单元312与该电磁感应传感器251的输出端相连接，以通过该电磁感应传感器251的霍尔器件感应该锁杆26是否***、拔出或者是否被剪断，进而输出锁杆状态信息。该锁杆26***后，霍尔器件输出一固定大小的电压值；该锁杆26被剪断或者被拔出时，霍尔器件输入另一固定大小电压值。该锁杆***/剪断检测单元312检测电压的变化量来判断锁杆状态，该锁杆***/剪断检测单元312与该主控制器模块37之间通过ADC接口(模数转换接口)连接。
该施解封状态检测单元313与该第二微动开关29的输出端相连接以实时监测电子锁具的施解封状态并产生施解封状态信息，也可在异常时输出报警信号。施封时，该第二微动开关29被压住，该施解封状态检测单元313输出低电平；解封时，该第二微动开关29被释放，该施解封状态检测单元313输出高电平。该施解封状态检测单元313与该主控制器模块37之间通过GPIO(通用输入输出接口)连接。
该机构控制模块32与该电机28相连接，从而输出控制信号控制该电机28的旋转以完成施解封动作。该机构控制模块32与该主控制器模块37之间通过GPIO连接，该主控制器模块35发出高电平或低电平时，该机构控制模块32控制该电机28不同方向旋转，同时该机构控制模块32还具有电机堵转监测功能。
该工作状态指示模块33采用红、绿LED指示灯指示当前的状态及操作情况，该工作状态指示模块34与该主控制器模块37之间通过GPIO(通用输入输出接口)连接。
该外部存储模块34存储电子锁具施封时所用的密钥以及各状态量和状态报警信息等，该外部存储模块34与该主控制器模块37之间通过SPI口(高速同步串行口)连接。
该定时控制模块35与该主控制器模块37相连，该定时控制模块35内部设置有定时时钟以控制该主控制器模块37定时醒来进而控制各模块监测各状态量是否异常，如若异常，该电子控制组件3将报警信息发送至该后台监控中心5。
该数据收发模块36包括一GPS定位单元、一无线数据通信单元以及一GPRS数据通信单元。该GPS定位单元用来监视被锁物件的地理位置信息，同时发生报警时能知道具体的地理位置，该GPS定位单元与该主控制器模块37之间采用TTL电平(晶体管-晶体管逻辑电平)串口连接。该无线数据通信单元主要完成该主控制器模块37与该外部手持设备4之间的通信，主要包括扫描、状态查询、施封、解封和清除报警信息等五类操作，该无线数据通信单元与该主控制器模块37之间采用SPI接口连接。该GPRS数据通信单元主要完成该主控制器模块37与后台监控中心5之间的通信，主要工作内容为获取密钥以及施封基本信息的传输，该GPRS数据通信单元与该主控制器模块37之间采用TTL电平串口连接。
该主控制器模块37接收该状态检测模块31输出的信息并通过该数据收发模块36收发命令，控制该机构控制模块32、该工作状态指示模块33以及该外部存储模块34的工作，从而向该外部手持设备4或者该后台监控中心5发射各种状态信息及报警信息。
该电源管理模块38的输出端与该状态检测模块31、该机构控制模块32、该工作状态指示模块33、该数据收发模块36以及该主控制器模块37相连接，该电源管理模块38采用锂离子可充电电池从而为上述各模块提供工作电压。该电源管理模块38的输入端与该第一微动开关22的输出端相连接，从而通过该第一微动开关22的压住或者释放信号控制该电源管理模块38的开启或者关闭，以此来控制该电子锁具的功耗，延长电池的使用寿命。该电源管理模块38还具有电源电压监控功能，电池电量低于3.6V时即报警，该电源管理模块38与该主控制器模块37之间通过ADC接口(模数转换接口)连接。
该外部手持设备4通过无线的方式与该主控制器模块37进行通讯，其可向该主控制器模块37发出查询信息并将接收到的自检状态信息传输至该后台监控中心5，还可以接收该后台监控中心5发送的施解封密钥信息，并对该主控制器模块37发出施封/解封命令。
将该电子锁具应用于集装箱等厢式运输设备时，具体的操作步骤如下：
1、厢式运输设备在起点装箱完毕后，操作人员将该锁杆26***该锁座25顶部的锁孔内，关紧箱门并将该开关钥匙21旋转至施封的位置。
2、用该外部手持设备4向该电子控制组件3发出查询信息，该电子控制组件3自检各部分的状态(锁外壳是否完整、机械开关是否到位、锁杆是否到位等)并生成自检状态信息，如自检无误则向该外部手持设备4发送正常自检状态信息，并进入接收施封指令状态；若状态异常则向该外部手持设备4发射异常自检状态信息，不可以进行施封。
3、该外部手持设备4接收到正常自检状态信息后，将操作人员所用的用户名、密码结合箱车号、货单号等施封基本信息一起通过该数据收发模块36传输至该后台监控中心5，并通过该GPRS数据通信单元获取施解封密钥信息，获取施解封密钥信息成功后向该电子锁具发射施封命令。
4.该电子锁具接收到施封指令后，该机构控制模块32控制该电机28转动执行施封操作，施封成功后该后台监控中心5发射施封操作成功信息，并将该施解封密钥信息存储于该外部存储模块34中。
5.运输途中该定时控制模块35定时输出一启动信息以控制该主控制器37定时醒来进而控制各模块检测各状态量是否异常，检测得到的状态信息通过该数据收发模块36实时传输至该后台监控中心5，一旦检测到非法开关锁或破坏锁体则该电子锁具立即实时将报警信息发送至该后台监控中心5以对货物进行实时的监管，也可以将状态信息保存在该外部存储模块34中。
6.运输至终点后，操作人员用该外部手持设备4查询该电子锁具状态，若状态异常，则不能直接解封，需要清除报警状态方可解封；若状态正常则可直接解封。清除报警和解封操作都需要从该后台监控中心5获取施封密钥信息，施解封密钥信息的获取方法与施封相同，该电子锁具会将该外部手持设备4解封时输入的密钥与该外部存储模块34中存储的施解封密钥信息进行比较，如若二者一致，该电子锁具接收该外部手持设备4发射的解封信息，该电机28转动回位，该开关钥匙21可以转动回到竖直的方向，该锁杆26可以拔出，解封及开锁完成。
本实用新型的电子锁具通过外部手持设备对其进行施解封操作，密钥保存于后台监控中心，只有***指定的操作人员才能获得施解封密钥，这样确保了密钥保管的高安全性，而且施解封之前进行的电子锁具各部件的安全状态检测也进一步保证了电子锁具的安全性，同时，电子锁具在货运途中还可进行实时监测，遇到异常情况实时报警从而保证被锁物件的全程安全。
然而，以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电子锁具，包括电性连接的一机械开关组件以及一电子控制组件，其特征在于，所述机械开关组件包括一锁杆、一锁座、一手动开关机构以及一电动锁紧机构，所述锁杆设置在所述锁座的上方且可上下移动拔出或***所述锁座，所述手动开关机构设置在所述锁杆的一侧且旋转后可与所述锁杆形成活动抵顶，所述电动锁紧机构设置在所述手动开关机构的上方且与所述机构控制模块电性连接以被所述机构控制模块驱动卡顶住所述手动开关机构；
所述电子控制组件包括一状态检测模块、一机构控制模块、一数据收发模块以及与上述三模块相连结的一主控制器模块，所述状态检测模块以及所述机构控制模块与所述机械开关组件电性连接，所述数据收发模块还与一后台监控中心无线通讯连接；
还包括与所述数据收发模块通信连接的一外部手持设备，所述外部手持设备内部带有施解封基本信息；
所述外部手持设备发送的唤醒信号经过所述数据收发模块传输至所述主控制器模块，所述主控制器模块控制所述状态检测模块检测所述机械开关组件的状态并生成自检状态信息，所述外部手持设备根据回传的所述自检状态信息决定是否向所述后台监控中心发送所述施解封基本信息并接收所述后台监控中心回传的施解封密钥信息，进而发射施解封命令并传输至所述机构控制模块以控制所述机械开关组件进行施解封动作。
2.根据权利要求1所述的电子锁具，其特征在于，所述锁杆的底端内部埋设有一磁钢，所述锁座的内部近底端设置有一电磁感应传感器，且使得施封时所述磁钢与所述电磁感应传感器相对，所述电磁感应传感器与所述状态检测模块电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的电子锁具，其特征在于，所述手动开关机构包括一可旋转的旋柄、一内轴、一滚珠以及一活动推杆，所述旋柄连接在所述内轴的一端，所述内轴的圆柱面的相对两侧分别设有一互相平行的切平面，且使得施封或者解封时所述切平面分别为水平或者竖直方向，所述滚珠抵顶在所述内轴的圆柱面或者切平面与所述活动推杆之间，以在所述内轴旋转施封时推动所述活动推杆移动卡抵住所述锁杆。
4.根据权利要求3所述的电子锁具，其特征在于，所述手动开关机构还包括一开关压杆以及一第一微动开关，所述开关压杆凸出设置在所述内轴的另一端偏离轴心的位置，所述第一微动开关设置所述内轴前端位于所述开关压杆一侧的位置，且使得施封时所述开关压杆压住所述第一微动开关；所述电子控制组件还包括一电源管理模块，所述电源管理模块的输出端与所述状态检测模块、所述机构控制模块以及所述数据收发模块的输入端相连接从而为上述三模块提供工作电源，所述电源管理模块的输入端与所述第一微动开关的输出端相连接，以通过所述第一微动开关的压住或者释放控制所述电源管理模块的启闭。
5.根据权利要求3所述的电子锁具，其特征在于，所述电动锁紧机构包括一凸轮、一电机以及一第二微动开关，所述凸轮的底端设置有一凸出的半圆凸台，所述凸轮设置在所述内轴的上方且其顶部与所述电机相连以被所述电机驱动转动，所述电机与所述机构控制模块电性连接，所述第二微动开关设置在所述凸轮的一侧且与所述状态检测模块电性连接，施封时所述凸轮压住所述第二微动开关且所述半圆凸台近距离正对所述切平面。
6.根据权利要求5所述的电子锁具，其特征在于，所述电子锁具还包括一外壳，所述状态检测模块包括一外壳防拆检测单元、一锁杆***/剪断检测单元以及一施解封状态检测单元，所述外壳防拆检测单元与所述外壳上设置的微动开关电性连接，所述锁杆***/剪断检测单元与所述电磁感应传感器电性连接，所述施解封状态检测单元与所述第二微动开关电性连接，所述自检状态信息包括外壳安全信息、锁杆状态信息以及施解封状态信息。
7.根据权利要求1所述的电子锁具，其特征在于，所述电子控制组件还包括一外部存储模块，所述外部存储模块与所述主控制器模块之间通过GPIO接口连接，以存储电子锁具的施封密钥信息以及各状态信息。
8.根据权利要求1所述的电子锁具，其特征在于，所述电子控制组件还包括一定时控制模块，所述定时控制模块与所述主控器模块相连接，所述定时控制模块产生一定时启动信息以定时唤醒所述主控制器模块。
9.根据权利要求1所述的电子锁具，其特征在于，所述数据收发模块包括一GPS定位单元、一无线数据通信单元以及一GPRS数据通信单元，所述GPS定位单元监视被锁物件的地理位置信息并与所述主控制器模块之间采用TTL电平串口连接，所述无线数据通信单元与所述主控制器模块之间采用SPI接口连接且与所述外部手持设备通讯连接，所述GPRS数据通信单元与所述主控制器模块之间采用TTL电平串口连接且与所述后台监控中心通讯连接。
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20090722 Effective date of abandoning: 20080903 |