基于物联网的电子封条系统

技术领域

本发明属于电子设备领域，特别涉及基于物联网的电子封条系统。

背景技术

作为一项新兴技术，电子封条当前的生产还未成熟，有限的电子封条资源局限性大，基本应用于物流运输方面，且造价高昂。现今国际上所使用的封条主要为机械式封条与RFID识别标签结合而成。RFID成本高，需要发射器，读取器，编码器等设备支持，此外，该识别技术含有安全隐私信息泄露的隐患，且当环境水分较高会对识别结果产生影响,而封条经常工作在环境较为恶劣的情境下，工作效率受环境影响较大，工作质量难以得到保证，因此其市场占有率不高。至今仅有部分货物运输港口和国内个别执法部门开始将此项技术运用到工作中，因此电子封条目标群体消费潜力大，具有广阔的市场前景。

发明内容

为了克服上述技术的不足，本发明提供了基于物联网的电子封条系统。由于电子封条主要是对被封锁对象的环境进行监控，其目的是需要知道封条是否被破坏或拆毁，因此，电子封条的技术核心为采集封条完整性，检查封条是否出现异常信息，显示出被破坏迹象。前端传感器会将数据上传至NB模组，NB模组再将数据上传至物联网云平台，云平台数据库会将收集到的数据以及用户设定的设备参数(ID,震动阈值)保存下来并在APP上实时显示。用户在手机控制端APP打开系统开关，预先设置好设备标识码和震动阈值后，就可以实时接收封条设备的震动次数以及所处环境的温湿度情况。一旦监测出异常，则APP会将异常设备标红并产生震动报警，绿色“运行中”按钮变成橙色“停止”按钮。当用户点击相应异常设备，进入对应设备的控制页，关闭所有独立开关后，警报才会消失。针对设备扩展性问题，当用户需要添加设备时，只需要在数据库新增设备，设置相应设备标识码(ID)，并设置不同设备的对应震动阈值即可，APP页面会显示出新增设备，并将检测到震动异常的设备信息全部显示出来，并对用户进行提醒，提高本发明的实用性。

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：

首先初始化传感器与通信接口，然后读取各个系统中的传感器数据，并按照编码要求处理传感器数据，通过NB-IOT数据通信技术将数据发送到云端服务器，最后通过APP端实时显示数据处理的结果，进而实现远程服务器对设备的实时状态监视，远程控制以及界面共享功能。

本发明的有益效果在于：相较于传统封条易脱落、易损坏、警示作用微弱，且一旦被撕毁，难以追究撕毁人的法律责任等缺陷，本发明所设计的电子封条是一种在工作过程中能实现封锁对象在途实时信息获取、状态监控和安全管理的机电合一的高科技产品。它可以同时支持连接警报系统向安保人员发出警告。本发明会为司法执行、物流安全、人员隔离等社会需要提供便利，提升执行权威，促进各项工作的顺利开展。

附图说明

图1为本发明基于物联网的电子封条系统的模块组成图；

图2为本发明基于物联网的电子封条系统的外部封装主视图；

图3为本发明基于物联网的电子封条系统的外部封装俯视图；

图4为本发明基于物联网的电子封条系统的外部封装侧视图；

图5为本发明基于物联网的电子封条系统的内部封装图；

图6为本发明基于物联网的电子封条系统的APP开发流程图；

具体实施方式

以下结合附图，本发明的技术方案进行详细说明。

本发明具体涉及三项技术：分别是前端数据采集技术，基于NB-IOT的无线数据传输技术，最后是发送数据到APP端。

前端数据采集技术：由于电子封条主要是对被封锁对象的环境进行监控，其目的是需要知道封条是否被破坏或拆毁，因此，电子封条的技术核心为利用传感器技术采集封条完整性，目的为检查封条是否出现异常震动，显示出被破坏迹象。

电子封条的设计结构是机械装置与震动传感器相结合，一旦检测出震动等异常就报警。本发明在采集数据时需要初始化传感器与通信接口，然后设置传感器编码标识并读取各个传感器数据再传输至MCU核心处理器，进而完成数据采集的过程。本发明中的震动传感器采用中断触发装置，当检测出震动信号时就会触发中断，将信号传送给系统。此外，温湿度传感器通过合理设置采样点数与相应ADDC通道参数设置即可上传温湿度数据。指纹识别模块利用光的折射和反射原理，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗不一样，光学器件就会收集到不同明暗程度的图片信息，进而完成指纹的采集。

基于NB-IOT的无线数据传输技术：前端数据采集完成后，传感器主要采用NB-IOT数据通信技术采集数据并上传到云平台。数据传输主要分为以下两个步骤。第一个步骤是MCU传送数据至NB-IOT无线通信模块：MCU将各数据信息按相应格式编码后，通过串口与NB-IOT数据通信模块相连接，并通过串口发送AT指令至NB-IOT数据通信模块完成上报数据。其中，在发送数据之前需使用AT指令与云端服务器建立MQTT连接，接收到连接建立成功反馈信息后即可发送数据。第二个步骤是NB-IOT数据通信模块将核心处理器传送的数据上报至云平台，以供监测终端进一步显示和处理。

数据传送至APP端：将AT指令与云端服务器建立MQTT连接成功后，MCU将各传感器检测到的各环境要素等信息按相应格式编码后，通过串口发送模块和NB-IOT数据通信模块即可发送数据。云平台经过数据处理后通过编程语言即可将检测结果上传至APP端，进而完成设计目标。

APP开发上，首先根据需求确定软件功能，接着根据功能抽象出模型实体，创建数据库及对应实体表，然后开发后台接口，在后台中获取远程数据库数据，最后前台通过请求其接口间接获取数据库数据，实现前端交互界面展示功能。APP运用了MVC思想，将实体类、数据请求类和视图界面分离，做到了高内聚、低耦合。其中，请求网络数据库使用了Okhttp和Retrofit两款网络请求框架，简化了数据请求操作。

APP首页定义了一个初始化数据方法，该方法在界面加载时就会被调用，向后台请求数据，并将获取到的数据使用RecyclerView显示到界面中，若请求数据失败则会弹出提示失败提示框。当用户在首页点击每条数据(不同封条设备)时，APP会触发点击监听，跳转到设备界面，在监听方法中获取必要的信息，并传递到设备界面；而在APP设备页面，APP在初始化数据方法中获取首页传递过来的数据并进行设置同时新开启一个线程用于定时获取数据。

APP使用流程：打开APP的系统总开关，APP首页会显示此时所有设备的运行状况，只要有一台设备出现异常，即震动次数超过阈值，手机就会震动并将该设备所在的位置标红，只有当用户点击相应异常设备，进入对应设备的控制页，关闭所有独立开关，震动警报才会消失。用户可以自行设置震动阈值，一旦震动次数超过阈值，则绿色“运行中”按钮变成橙色“停止”按钮，并伴随有震动报警。

此外，针对设备扩展性问题，当用户需要添加设备时，只需要在数据库新增设备，设置相应设备标识码(ID)，并设置不同设备的对应震动阈值即可，APP页面会显示出新增设备，并将检测到震动异常的设备信息全部显示出来，对用户进行提醒，提高本发明的实用性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。