一种多模式防盗安全箱技术领域
本发明涉及安全防护技术领域，具体涉及一种多模式防盗安全箱。
背景技术
安全箱作为存放贵重物品的理想专业用箱，广泛应用于部队、医疗救护、广电器
材、公安消防、机械制造、个人消费等众多领域。但其仍存在下述缺陷：
1、采用机械钥匙进行开箱/锁箱，易导致安全箱被盗或遭到暴力破坏；
2、防护模式单一，增大安全箱被盗的风险；
3、安全箱被盗后缺少主动保护和远程跟踪功能，无法掌握安全箱的实时状态；
4、缺少开箱权限远程控制功能，如安全箱配置密码锁时，由于密码泄露可能会导
致安全箱内的物品被窃，因此需要对运输过程中安全箱的开箱密码进行权限控制，使得即
使密码泄露也不会导致安全箱内存放的物品被窃；
5、开箱身份验证简单，降低安全箱的安全性。
综上所述，亟待提供一种具备多防护模式和远程控制功能的安全箱，以满足对其
日益提高的安全性要求。
发明内容
为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种多模式防盗安全箱。
本发明的技术方案是：
所述安全箱包括设置在所述箱体上的锁扣组件、控制器和人机交互界面；所述控
制器包括开箱模块、布防报警模块、离位报警模块和远程监控模块；
所述开箱模块，比对开箱指令及与其对应的预置开箱指令：若比对正确，驱动锁扣
组件动作开箱；若比对错误，向控制中心发送开箱报警信息；
所述布防报警模块，采集所述箱体的位置信息，若所述位置信息的变化量达到其
阈值，向控制中心发送布防报警信息；
所述离位报警模块，采集被配置为与其通信的智能移动设备和所述箱体的间距；
若所述间距达到第一阈值，控制移动设备发出离位报警信息；若所述间距达到第二阈值，向
控制中心发送离位报警信息；
所述远程监控模块，依据控制中心下发的查询指令向其发送安全箱的状态信息。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述开箱模块包括指令配置单元和指令比
对单元；
所述指令配置单元，用于采集输入到所述人机交互界面的开箱指令和预置开箱指
令，以及接收所述控制中心下发的预置开箱指令；
所述指令比对单元，采集所述人机交互界面中一个用户输入的开箱指令，比对所
述开箱指令及与其对应的预置开箱指令：若比对正确，驱动锁扣组件动作开箱；若比对错
误，向控制中心发送开箱报警信息；
或者，
所述指令比对单元，采集所述人机交互界面中多个用户输入的开箱指令，分别比
对每个用户输入的开箱指令及与其对应的预置开箱指令：若所有用户的开箱指令均比对正
确，驱动锁扣组件动作开箱；若任一用户的开箱指令比对错误，向控制中心发送开箱报警信
息。
本发明进一步提供的优选技术方案为：
所述开箱指令包括数字密码型指令、指纹密码型指令和RFID电子标签指令；
所述预置开箱指令为加密后的数字密码型指令、加密后的指纹密码型指令和加密
后的RFID电子标签指令。
本发明进一步提供的优选技术方案为：
所述布防报警模块包括角度/位移检测单元；
所述布防报警模块采集箱体的位置信息包括采集所述角度/位移检测单元输出的
角度信息和位移信息。
本发明进一步提供的优选技术方案为：
所述角度/位移检测单元为三轴加速度传感器，所述采集箱体的位置信息包括采
集所述三轴加速度传感器的任一轴向检测角度和/或任一轴向检测位移；
或者，
所述角度/位移检测单元包括角度传感器和位移传感器，所述采集箱体的位置信
息包括采集所述角度传感器输出的角度信息和采集所述位移传感器输出的位移信息；
或者，
所述角度/位移检测单元包括陀螺仪传感器，所述采集箱体的位置信息包括采集
所述陀螺仪传感器的轴向检测角度和/或轴向检测位移。
本发明进一步提供的优选技术方案为：
所述离位报警模块包括无线通信模块，其用于与所述智能移动设备建立通信连
接；
所述智能移动设备与箱体的间距达到第一阈值时，离位报警模块控制智能移动设
备产生振动和/或声音和/或闪光和/或文字提示信号进行预警。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述远程监控模块向控制中心发送安全箱
的状态信息包括：
依据报警类型查询指令控制通讯模块向控制中心发送报警类型；
依据定位查询指令控制通讯模块向控制中心发送安全箱的位置信息；
依据语音监听指令控制通讯模块与控制中心建立语音通信连接，向其发送实时语
音信息。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述控制器还包括录音模块、电源模块和
通讯模块；
所述录音模块，用于当所述安全箱处于报警状态时启动录音，监听所述安全箱；
所述电源模块，用于向所述人机交互界面和控制器供电；
所述通讯模块，用于向所述控制中心传输报警信息；
所述通讯模块包括第一通信单元、第二通信单元和定位单元；所述第一通信单元
向所述控制中心的智能移动设备传输实时语音和短信；所述第二通信单元向所述控制中心
的服务器传输报警类型和安全箱的位置信息；所述定位单元用于获取所述安全箱的位置信
息。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述控制器还包括应用设置模块；所述应
用设置模块包括灵敏度调节单元、报警间隔调节单元和日志单元；
所述灵敏度调节单元，通过改变箱体位置信息变化量的阈值调节所述布防报警模
块发送布防报警信息的灵敏度；以及通过改变第一阈值和第二阈值调节所述离位报警模块
发送离位报警信息的灵敏度；
所述报警间隔调节单元，用于调节通讯模块传输安全箱位置信息的发送周期，及
调节通讯模块传输报警信息的发送周期；
所述日志单元，存储控制器的运行状态。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述控制器还包括用户管理模块，用于配
置所述控制器的用户等级及其操作权限；
所述用户等级包括普通用户和管理员用户；
所述普通用户的操作权限包括开箱模块、布防报警模块和离位报警模块的操作
权；
所述管理员用户的操作权限包括开箱模块、布防报警模块、离位报警模块、应用设
置模块和用户管理模块的操作权。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述锁扣组件包括第一固件、第二固件和
舵机；
所述第一固件包括通过弹簧连接的第一支板和第二支板；所述第一支板固定在所
述箱体的上盖内侧，第二支板的底部包含一个凸状部件；所述舵机设置在所述第二支板的
另一侧；
所述第二固件包括固定在所述箱体中下盖内侧的第三支板；所述第三支板的端部
设置一个通孔。
本发明进一步提供的优选技术方案为：
驱动锁扣组件锁箱包括：控制所述第二支板的凸状部件插入第三支板的通孔实现
锁箱；
驱动锁扣组件开箱包括：所述舵机转动控制第二支板压缩所述弹簧向第一支板移
动，所述凸状部件与通孔分离实现开箱且在预置时间后所述舵机恢复初始状态。
本发明进一步提供的优选技术方案为：所述人机交互界面包括触控显示模块、指
纹模块和RFID模块；
所述触控显示模块为所述控制器的用户操作输入接口；
所述指纹模块，用于采集指纹信息；
所述RFID模块，用于采集RFID电子标签指令。
与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，其开箱指令可以采用数字加密指令、指
纹加密指令和RFID电子标签指令替代机械钥匙，提高安全箱的安全性；
2、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，指令配置单元除了采集用户输入到人机
交互界面的指令，还可以接收控制中心下发的预置开箱指令。即控制器可以在安全箱运输
前存储好预置开箱指令，也可以在安全箱运输完成后再接收控制中心下发的预置开关指
令，限制安全箱用户或运输人员的开箱权限，更一步地提高安全箱的安全性；
3、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，指令比对单元可以比对多用户的开箱指
令，进一步限制了安全箱用户的开箱权限，使得所有用户可以互相监督，提高安全箱的安全
性。
4、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，布防报警模块通过监测安全箱位置信息
的变化量，判断安全箱是否处于用户的安全监控范围内，其角度/位移检测单元可以采用多
种传感器检测安全箱的角度和位移信息；
5、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，离位报警模块通过监测安全箱与移动设
备的间距，判断安全箱是否处于用户的安全监控范围内，并向移动设备和控制中心发送报
警信息；
6、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，远程监控模块与控制中心建立通信连
接，便于控制中心监控安全箱；
7、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，录音模块当安全箱处于报警状态时启动
录音，监听安全箱，提高了安全箱的安全性；
8、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，通讯模块中第一通信单元可以向控制中
心的移动设备传输实时语音和短信，并在远程监控模块接收控制中心下发的语音监听指令
后，自动启动向控制中心传输实时语音；第二通信单元可以控制中心的服务器传输报警类
型和安全箱的位置信息，提高了控制器于控制中心数据交互的可靠性；
9、本发明提供的一种多模式防盗安全箱，锁扣组件操作简单、安装方便；其舵机可
以在预置时间内恢复初始状态，当箱体打开后，在所述预置时间内舵机恢复初始状态，闭合
箱体即自动锁箱。
附图说明
图1：本发明实施例中一种多模式防盗安全箱结构示意图；
图2：本发明实施例中控制器结构示意图；
图3：本发明实施例中控制器原理示意图；
图4：本发明实施例中电源模块原理示意图；
图5：本发明实施例中充电/升压电路图；
图6：本发明实施例中电压转换电路图；
图7：本发明实施例中微处理器示意图；
图8：本发明实施例中位移/角度检测单元中控制开关电路图；
图9：本发明实施例中位移/角度监测单元中控制电路图；
图10：本发明实施例中无线通信模块中控制开关电路图；
图11：本发明实施例中无线通信模块中控制电路图；
图12：本发明实施例中录音模块中控制开关电路图；
图13：本发明实施例中录音模块中控制电路图；
图14：本发明实施例中触控显示模块中控制开关电路图；
图15：本发明实施例中触控显示模块中控制电路图；
图16：本发明实施例中通讯模块中控制开关电路图；
图17：本发明实施例中通讯模块中控制电路图；
图18：本发明实施例中指纹检测模块中控制开关电路图；
图19：本发明实施例中指纹检测模块中控制电路图；
图20：本发明实施例中RFID模块中控制开关电路图；
图21：本发明实施例中RFID模块中控制电路图；
图22：本发明实施例中锁扣组件立体图；
图23：本发明实施例中锁扣组件锁箱状态示意图；
图24：本发明实施例中锁扣组件开箱状态示意图；
其中，1：第一支板；2：舵机及其控制臂；3：第三支板；4：第二支板；5：弹簧；6：轴承；
11：控制器；12：人机交互界面；13：锁扣组件；111：开箱模块；112：布防报警模块；113：离位
报警模块；114：远程监控模块；115：录音模块；116：电源模块；117：通讯模块；118：应用设置
模块；119：用户管理模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面分别结合附图，对本发明实施例提供的一种多模式防盗安全箱进行说明。
图1为本发明实施例中一种多模式防盗安全箱结构示意图，如图所示，本实施例中
多模式防盗安全箱包括设置在箱体上的锁扣组件13、控制器11和人机交互界面12。其中，
控制器11，用于控制锁扣组件13动作锁箱，及监控安全箱的运行状态防止被盗；
人机交互界面12，为用户的操作界面；
锁扣组件13，为设置在安全箱内侧的机械锁。
一、控制器
图2为本发明实施例中控制器结构示意图，如图所示，本实施例中控制器包括开箱
模块111、布防报警模块112、离位报警模块113、远程监控模块114、录音模块115、电源模块
116、通讯模块117、应用设置模块118和用户管理模块119。下面分别对上述模块进行具体说
明。
1、开箱模块111
本实施例中开箱模块111采集用户输入到人机交互界面12的开箱指令，并比对该
开箱指令及与其对应的预置开箱指令：若比对正确，驱动锁扣组件13动作开箱；若比对错
误，向控制中心发送开箱报警信息。
其中，开箱指令为用户开箱时实际输入的指令，预置开箱指令为开箱的正确指令。
开箱指令包括数字密码型指令、指纹密码型指令和RFID电子标签指令，预置开箱指令为加
密后的数字密码型指令、加密后的指纹密码型指令和加密后的RFID电子标签指令。即用户
可以设置数字密码、指纹密码或RFID电子标签驱动锁扣组件13锁箱，提高了安全箱的安全
性。
本实施例中开箱模块111包括指令配置单元和指令比对单元。具体为：
(1)指令配置单元
本发明中指令配置单元用于采集开箱指令和预置开箱指令。其中采集预置开箱指
令除了采集用户输入到人机交互界面12的预置开箱指令，还可以接收控制中心下发的预置
开箱指令。即控制器可以在安全箱运输前存储好预置开箱指令，也可以在安全箱运输完成
后再接收控制中心下发的预置开关指令，限制安全箱用户或运输人员的开箱权利，更一步
地提高安全箱的安全性。本实施例中控制中心下发的预置开箱指令包括用户名、用户等级、
数字密码/指纹密码/RFID电子标签。
(2)指令比对单元
本发明中指令比对单元比对开箱指令和预置开箱指令包含两种实施方案：
第一种方案：
指令比对单元采集人机交互界面中一个用户输入的开箱指令，比对开箱指令及与
其对应的预置开箱指令：若比对正确，驱动锁扣组件动作开箱；若比对错误，向控制中心发
送开箱报警信息。
第二种方案：
指令比对单元，采集人机交互界面中多个用户输入的开箱指令，分别比对每个用
户输入的开箱指令及与其对应的预置开箱指令：若所有用户的开箱指令均比对正确，驱动
锁扣组件动作开箱；若任一用户的开箱指令比对错误，向控制中心发送开箱报警信息。
本实施例中比对多用户的开箱指令，进一步限制了安全箱用户的开箱权利，使得
所有用户可以互相监督，提高安全箱的安全性。
2、布防报警模块112
本实施例中布防报警模块112采集安全箱箱体的位置信息，若位置信息的变化量
达到其阈值，向控制中心发送布防报警信息；若未达到其阈值则安全箱处于安全状态不报
警。
本实施例中布防报警模块112包括角度/位移检测单元。其中，
布防报警模块采集箱体的位置信息包括采集角度/位移检测单元输出的角度信息
和位移信息。本实施例中集角度/位移检测单元可以采用三轴加速度传感器、角度传感器、
位移传感器和陀螺仪传感器中任一种传感器。
(1)角度/位移检测单元为三轴加速度传感器
本实施例中采集箱体的位置信息可以为采集三轴加速度传感器的任一轴向检测
角度和/或任一轴向检测位移，若角度信息的变化量和/或位移信息的变化量达到各自的阈
值，则向控制中心发送布防报警信息。
(2)角度/位移检测单元包括角度传感器和位移传感器
本实施例中采集箱体的位置信息可以为：采集角度传感器输出的角度信息和采集
位移传感器输出的位移信息，若角度信息的变化量和/或位移信息的变化量达到各自的阈
值，则向控制中心发送布防报警信息。
(3)角度/位移检测单元为陀螺仪传感器
本实施例中采集箱体的位置信息可以为采集陀螺仪传感器的轴向检测角度和/或
轴向检测位移，若角度信息的变化量和/或位移信息的变化量达到各自的阈值，则向控制中
心发送布防报警信息。
3、离位报警模块113
本实施例中离位报警模块113用于采集被配置为与其通信的智能移动设备和箱体
的间距，即智能移动设备与箱体的间距；若间距达到第一阈值，智能移动设备发出离位报警
信息；若间距达到第二阈值，向控制中心发送离位报警信息。其中，本实施例中第一阈值的
优选值为10m，第二阈值的优选值为20m，即当安全箱远离智能移动设备10m及以上时，智能
移动设备发出报警信息提示用户；当安全箱远离智能移动设备20m及以上时，控制器向控制
中心发出报警信息。智能移动设备发出的报警信息可以是振动和/或声音和/或闪光和/或
文字提示信号。
离位报警模块113包括无线通信模块，其用于与智能移动设备建立通信连接。本实
施例中无线通信模块优选采用蓝牙模块。
本实施例中智能移动设备可以为手机、平板电脑等设备。
4、远程监控模块114
本实施例中远程监控模块114，依据控制中心下发的查询指令向其发送安全箱的
状态信息。其中，查询指令包括报警类型查询指令、定位查询指令和语音监听指令。
远程监控模块114依据报警类型查询指令控制通讯模块向控制中心发送报警类
型，本实施例中包括三种报警类型：开箱报警信息、布防报警信息和离位报警信息。
远程监控模块114依据定位查询指令控制通讯模块向控制中心发送安全箱的位置
信息。
远程监控模块114依据语音监听指令控制通讯模块与控制中心建立语音通信连
接，向其发送实时语音信息。
5、录音模块115
本实施例中录音模块115用于当安全箱处于报警状态时启动录音，监听安全箱。在
安全箱发生被盗、被破坏等事故时，便于对事故追查并作为证据。
6、电源模块116
本实施例中电源模块116用于向人机交互界面和控制器供电。即向人机交互界面、
开箱模块111、布防报警模块112、离位报警模块113、远程监控模块114、录音模块115、通讯
模块117、应用设置模块118和用户管理模块119供电。
7、通讯模块117
本实施例中通讯模块117用于向控制中心传输报警信息。通讯模块117包括第一通
信单元、第二通信单元和定位单元。其中，
第一通信单元向控制中心的智能移动设备传输实时语音和短信。第一通信单元通
过语音网络传输实时语音和短息，语音网络可以为2g网络、3g网络等。其中，智能移动设备
可以为手机、平板电脑等设备。
第二通信单元向控制中心的服务器传输报警类型和安全箱的位置信息。第一通信
单元通过数据网络传输报警类型和安全箱的位置信息，数据网络可以为2g、3g、4g网络等。
定位单元用于获取安全性的位置信息，主要包括基站定位方式和卫星定位方式，
本实施例中采用gps卫星定位方式，第二通信单元向控制中心的服务器发送安全箱的位置
信息。
8、应用设置模块118
本实施例中应用设置模块118包括灵敏度调节单元、报警间隔调节单元和日志单
元。其中，
(1)灵敏度调节单元，通过改变箱体位置信息变化量的阈值调节布防报警模块发
送布防报警信息的灵敏度；以及通过改变第一阈值和第二阈值调节离位报警模块发送离位
报警信息的灵敏度。
例如控制器为初始状态时位移变化量阈值为5cm，角度变化量阈值为15度，第一阈
值为10m，第二阈值为20m。若需要提高布防报警模块112发送布防报警信息的灵敏度，可以
将移变化量阈值调整为2.5cm，角度变化量阈值为7.5度；若需要降低布防报警模块112发送
布防报警信息的灵敏度，可以将移变化量阈值调整为7.5cm，角度变化量阈值为12.5度。若
需要提高离位报警模块113发送离位报警信息的灵敏度，可以将第一阈值调整为5m，第二阈
值调整为15m；若需要降低离位报警模块113发送离位报警信息的灵敏度，可以将第一阈值
调整为15m，第二阈值调整为25m。
(2)报警间隔调节单元，用于调节通讯模块传输安全箱位置信息的发送周期，及调
节通讯模块传输报警信息的发送周期。
例如控制器未处于报警状态时通讯模块每隔10min发送一次安全箱位置信息，通
过报警间隔调节单元可以调节安全箱位置信息的发送时间间隔；当控制器为报警状态时通
讯模块每隔1min发送一次报警信息，通过报警间隔调节单元可以调节报警信息的发送时间
间隔。
(3)日志单元，用于存储控制器的运行状态。本实施例中控制器的运行状态包括控
制器中所有模块的操作信息，例如开箱模块的开箱用户、开箱次数等。
9、用户管理模块119
本实施例中用户管理模块119用于配置控制器的用户等级及其操作权限。其中，用
户等级包括普通用户和管理员用户。
普通用户的用户操作权限包括开箱模块、布防报警模块和离位报警模块的操作
权；
管理员用户的用户操作权限包括开箱模块、布防报警模块、离位报警模块、应用设
置模块和用户管理模块的操作权。同时，本实施例中每个等级用户均包括用户名、一个数字
密码型指令、一个RFID电子标签指令和四个指纹密码型指令。
二、人机交互界面
本实施例中人机交互界面12包括触控显示模块、指纹模块和RFID模块。其中，
触控显示模块为控制器的用户操作输入接口，本实施例中触控显示模块的显示面
板采用HMI屏幕。
指纹模块，用于采集指纹信息。
RFID模块，用于采集RFID电子标签指令，本实施中采用基于NFC(13.56MHZ)技术的
PN532芯片。
三、锁扣组件
图22为本发明实施例中锁扣组件立体图，如图所示，本实施例中本发明中锁扣组
件包括第一固件、第二固件和舵机2。其中，
第一固件包括通过弹簧5连接的第一支板1和第二支板4；第一支板1固定在箱体的
上盖内侧，第二支板4的底部包含一个凸状部件；舵机2设置在第二支板4的另一侧。第二固
件包括固定在箱体中下盖内侧的第三支板3；第三支板3的端部设置一个通孔。
本实施例中第二支板4底部的凸状部件可以通过连接件固定在第二支板4的主体
上，也可以与该主体一体塑成；如图21所示，第一支板1为n形支板，第二支板4的顶端设置有
轴承6，使得第二支板4可以在n形支板内侧移动。
图23为本发明实施例中锁扣组件锁箱状态示意图，如图所示，本实施例中驱动锁
扣组件锁箱包括：控制第二支板4的凸状部件插入第三支板3的通孔实现锁箱，此时舵机处
于初始状态未控制其扭臂转动，即弹簧5处于自然状态未被压缩。
图24为本发明实施例中锁扣组件开箱状态示意图，如图所示，本实施例中驱动锁
扣组件开箱包括：舵机2控制其扭臂转动从而控制第二支板4压缩弹簧5向第一支板移动，凸
状部件与通孔分离实现开箱且在预置时间后舵机恢复初始状态。
下面分别结合附图，对本发明实施例提供的控制器电路结构进行说明。
图3为本发明实施例中控制器原理示意图，如图所示，本实施例中控制器包括一个
微处理器，以及分别与该微处理器进行交互的人机交互界面13、录音模块115、布防报警模
块112中的角度/位移检测单元、无线通信模块、通讯模块117中的定位单元和通信单元、锁
扣组件中的舵机、电源模块116。下面对各个模块的电路结构进行具体说明。
1、电源模块
图4为本发明实施例中电源模块原理示意图，如图所示，本实施例中电源模块包括
顺次连接的直流输入接口、充电/升压电路、电池和电压转换电路。其中，
(1)直流输入接口
本实施例中直流输入接口连接外部电源；本实施例中直流输入接口接收5V直流电
压。
(2)充电/升压电路
充电/升压电路还包括三条输出支路；一条输出支路与锁扣组件的舵机连接，一条
输出支路通过控制开关与人机交互界面的触控显示模块连接，一条输出支路通过控制开关
与录音模块连接；充电/升压电路，将直流输入接口输出的直流电压发送至电池，对电池进
行充电；以及对电池输出的直流电压升压，将升压后的直流电压发送至舵机、触控显示模块
和录音模块，向舵机、触控显示模块和录音模块供电。本实施例中电池输出3.7-4.2V直流电
压，充电/升压电路将3.7-4.2V直流电压升压为5V直流电压，向舵机、触控显示模块和录音
模块供电。
图5为本发明实施例中充电/升压电路图，如图所示，本实施例中充电/升压电路包
括act2802芯片，act2802芯片中各引脚连接关系为：
2引脚PB，与控制开关电路连接；
6引脚VIN，顺次通过电阻R10和电容C3接地，该电阻R10的另一端接入直流输入接
口，用于接收外部电源输出的5V直流电压；
7、8引脚VOUT，与PMOS管的源极连接，4引脚nPG与PMOS管Q1的栅极连接，该PMOS管
的漏极为充电/升压电路的升压输出端，本实施例中该升压输出端输出5V直流电压，分别向
舵机、触控显示模块和录音模块供电；act2802芯片正常工作时4引脚nPG为低电平，此时
PMOS管Q1的栅极与源极之间的电压Vgs为负，PMOS管Q1导通，输出5v；相反地act2802芯片不
正常工作时4引脚nPG为高电平，PMOS管Q1的栅极与源极之间的电压Vgs为0，PMOS管Q1截止，
无电压输出。
12引脚BAT，与电池BAT连接；
18～21引脚LED1～LED4，分别通过电阻R34、电阻R33、电阻R32和电阻R31接入微处
理器；18～21引脚LED1～LED4，分别与微处理器的PB0～PB3相连，并分别通过电阻R34、电阻
R33、电阻R32和电阻R31进行上拉，用于检测电量变化。
本实施例中当电量为100％时，LED1～LED4都为高电平；当电量为75％时LED1～
LED3为高电平，LED4低电平；当电量为50％时，LED1、LED2为高电平，LED3、LED4低电平；当电
量为25％时，LED1为高电平，LED2、LED3、LED4低电平；当电量为0％时，LED1～LED4都为低电
平。微处理器采集到这些电平变化再显示到人机交互界面的触控显示模块。
(3)电池
电池还包括两条输出支路，一条输出支路通过控制开关与通讯模块连接，向通讯
模块供电；一条输出支路与电压转换电路连接。本实施例中电池输出3.7-4.2V直流电压，向
通讯模块和电压转换电路供电。
(4)电压转换电路
电压转换电路LOD包括五条输出支路；一条输出支路与微处理器连接，一条输出支
路通过控制开关与布防报警模块112的角度/位移检测单元连接，一条输出支路通过控制开
关与离位报警模块的无线通信模块连接，一条输出支路通过控制开关与人机交互界面的指
纹模块连接，一条输出支路通过控制开关与人机交互界面的RFID模块连接；电压转换电路
对电池输出的电压进行降压，并向微处理器、无线通信模块、角度/位移检测单元、RFID模块
和指纹模块供电。本实施例中电压转换电路输出3.3V直流电压，向微处理器、无线通信模
块、角度/位移检测单元、RFID模块和指纹模块供电。
图6为本发明实施例中电压转换电路图，如图所示，本实施例中电压转换电路包括
spx3819-3.3芯片，该spx3819-3.3芯片中各引脚连接关系为：
1引脚vin与电池输出支路连接，接收电池输出的直流电压；
2引脚gnd接地，且1引脚与2引脚之间并联两个电容C13和C14；
3引脚en通过按键K1与电池输出支路连接；本实施例中当按键K1按下时，3引脚en
为高电平，spx3819-3.3芯片使能工作，5引脚vout输出3.3v电压；当按键K1弹起时，3引脚en
悬空为低电平，spx3819-3.3芯片未能工作，5引脚vout无电压输出。
4引脚byp通过电容C16接地；
5引脚vout的一条支路通过电容C15接地，另一条支路输出直流电压。本实施例中
spx3819-3.3芯片将电池输出的3.7-4.2V直流电压转换为3.3V直流电压向微处理器供电和
角度/位移检测单元供电。
2、微处理器
图7为本发明实施例中微处理器示意图，如图所示，本实施例中微处理器采用
XMEGA芯片，其引脚连接关系为：
6～9引脚，分别与充电/升压电路的18～21引脚连接，采集电量信息；
1～4引脚，62～64引脚，分别用于连接无线通信模块、指纹模块、角度/位移检测单
元、RFID模块、触控显示模块、录音模块和通讯模块的控制开关，控制各个控制开关导通或
关断，从而使得电源模块向上述模块供电；本实施例中采用多路控制开关可以降低控制器
的功耗，更进一步地在箱子运输过程中电池持续处于供电状态，因此降低功耗提高了安全
箱的工作时间，同时也减小电池体积。
16引脚PC0，为pwm信号输出，控制舵机旋转。
18、19引脚，与通讯模块的第一通信单元连接；本实施例中第一通信单元包括
SIM808芯片，18、19引脚即与该SIM808芯片进行数据交互；本实施例中SIM808芯片包括第一
通信单元，第二通信单元和定位单元，可以同时实现向控制中心发送实时语音、短信、报警
类型和安全箱的位置信息。
23、24引脚，与无线通信模块连接；本实施例中无线通信模块包括NRF51822芯片，
23、24引脚即与该NRF51822芯片进行数据交互；
28、29引脚，与指纹模块连接；
32、33引脚，与RFID模块连接；
38、39引脚，与触控显示模块连接；本实施例中触控显示模块为TJC3224K028，38、
39引脚即与TJC3224K028进行数据交互；
42、43引脚，与录音模块连接；
48、49引脚，与角度/位移检测单元连接；本实施例中角度/位移检测单元包括
MPU6050芯片，48、49引脚即与该MPU6050芯片进行数据交互；
53引脚，与电压转换电路连接；本实施例中电压转换电路包括spx3819-3.3芯片，
53引脚与spx3819-3.3芯片的5引脚连接。
3、角度/位移检测单元
图8为本发明实施例中位移/角度检测单元中控制开关电路图，如图所示，本实施
例中控制开关电路包括电阻R24、电阻R25、NPN型三极管Q13和PMOS管Q14；其中，
NPN型三极管Q13的基极与电阻R24连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条
支路与PMOS管Q14的栅极连接，一条支路通过电阻R25与PMOS管Q14的源极连接，一条支路通
过电阻R25与电压转换电路连接，本实施例中电压转换电路包括spx3819-3.3芯片，即该支
路通过电阻R25与spx3819-3.3芯片的5引脚连接；PMOS管Q14的漏极与位移/角度检测单元
的MPU6050芯片连接。
本实施例中电源模块向位移/角度检测单元的MPU6050芯片供电时，微处理器
XMEGA芯片的3引脚PA5为高电平，Q13导通，电阻R25产生压降，电压Vgs为负，Q14导通，VCC_
ANGLE有电压，MPU6050芯片工作；微处理器的3引脚PA5为低电平，Q13截止，电阻R25无压降，
Vgs为0，Q14截止，VCC_ANGLE无电压，MPU6050芯片停止工作。
图9为本发明实施例中位移/角度监测单元中控制电路图，如图所示，本实施例中
位移/角度检测单元包括MPU6050芯片，其引脚连接关系为：
1引脚VCC ANGLE与图8所示控制开关中PMOS管Q14的漏极连接；
2引脚RX ANGLE与微处理器XMEGA芯片的48引脚连接；
3引脚TX ANGLE与微处理器XMEGA芯片的49引脚连接。
4、无线通信模块
图10为本发明实施例中无线通信模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中
控制开关电路包括电阻R20、电阻R21、NPN型三极管Q9和PMOS管Q10；其中，
NPN型三极管Q9的基极与电阻R20连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条支
路与PMOS管Q9的栅极连接，一条支路通过电阻R21与PMOS管Q10的源极连接，一条支路通过
电阻R21与电压转换电路连接，本实施例中电压转换电路包括spx3819-3.3芯片，即该支路
通过电阻R21与spx3819-3.3芯片的5引脚连接；PMOS管Q10的漏极与无线通信模块的
NRF51822芯片连接。
图11为本发明实施例中无线通信模块中控制电路图，如图所示，本实施例中无线
通信模块包括NRF51822芯片，其引脚连接关系为：
1引脚VCC BLUE与图10所示控制开关中PMOS管Q10的漏极连接；
2引脚RX BLUE与微处理器XMEGA芯片的22引脚连接；
3引脚TX BLUE与微处理器XMEGA芯片的23引脚连接。
天线AT BLUE与移动设备进行数据交互。
5、录音模块
图12为本发明实施例中录音模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中控制
开关电路包括电阻R16、电阻R17、NPN型三极管Q5和PMOS管Q6；其中，
NPN型三极管Q5的基极与电阻R20连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条支
路与PMOS管Q6的栅极连接，一条支路通过电阻R16与PMOS管Q6的源极连接，一条支路通过电
阻R17与充电/升压电路连接，本实施例中充电/升压电路包括act2802芯片，即该支路通过
电阻R17与act2802芯片中连接7引脚的PMOS管Q1的漏极连接；PMOS管Q6的漏极与录音模块
连接。
图13为本发明实施例中录音模块中控制电路图，如图所示，本实施例中录音模块
的控制电路引脚连接关系为：
1引脚VCC MP3与图12所示控制开关中PMOS管Q6的漏极连接；
2引脚RX MP3与微处理器XMEGA芯片的42引脚连接；
3引脚TX MP3与微处理器XMEGA芯片的43引脚连接。
6、触控显示模块
图14为本发明实施例中触控显示模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中
控制开关电路包括电阻R14、电阻R15、NPN型三极管Q3和PMOS管Q4；其中，
NPN型三极管Q3的基极与电阻R14连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条支
路与PMOS管Q4的栅极连接，一条支路通过电阻R14与PMOS管Q4的源极连接，一条支路通过电
阻R15与充电/升压电路连接，本实施例中充电/升压电路包括act2802芯片，即该支路通过
电阻R15与act2802芯片中连接7引脚的PMOS管Q1的漏极连接；PMOS管Q4的漏极与触控显示
模块的TJC3224K028芯片连接。
图15为本发明实施例中触控显示模块中控制电路图，如图所示，本实施例中触控
显示模块的控制电路引脚连接关系为：
1引脚VCC TFT与图14所示控制开关中PMOS管Q4的漏极连接；
2引脚RX TFT与微处理器XMEGA芯片的38引脚连接；
3引脚TX TFT与微处理器XMEGA芯片的39引脚连接。
7、通讯模块
图16为本发明实施例中通讯模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中控制
开关电路包括电阻R18、电阻R19、NPN型三极管Q7和PMOS管Q8；其中，
NPN型三极管Q7的基极与电阻R14连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条支
路与PMOS管Q8的栅极连接，一条支路通过电阻R18与PMOS管Q8的源极连接，一条支路通过电
阻R19与电池的输出端连接；PMOS管Q8的漏极与通讯模块的SIM808芯片连接。
图17为本发明实施例中通讯模块中控制电路图，如图所示，本实施例中通讯模块
的控制电路引脚连接关系为：
1引脚VCC SIM与图16所示控制开关中PMOS管Q8的漏极连接；
2引脚RX SIM与微处理器XMEGA芯片的18引脚连接；
3引脚TX SIM与微处理器XMEGA芯片的19引脚连接。
8、指纹模块
图18为本发明实施例中指纹检测模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中
控制开关电路包括电阻R22、电阻R23、NPN型三极管Q11和PMOS管Q12；其中，
NPN型三极管Q11的基极与电阻R22连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条
支路与PMOS管Q12的栅极连接，一条支路通过电阻R23与PMOS管Q12的源极连接，一条支路通
过电阻R22与电压转换电路连接，本实施例中电压转换电路包括spx3819-3.3芯片，即该支
路通过电阻R23与spx3819-3.3芯片的5引脚连接；PMOS管Q10的漏极与指纹模块连接。
图19为本发明实施例中指纹检测模块中控制电路图，如图所示，本实施例中指纹
模块的控制电路引脚连接关系为：
1引脚VCC FINGER与图18所示控制开关中PMOS管Q12的漏极连接；
2引脚RX FINGER与微处理器XMEGA芯片的28引脚连接；
3引脚TX FINGER与微处理器XMEGA芯片的29引脚连接。
9、RFID模块
图20为本发明实施例中RFID模块中控制开关电路图，如图所示，本实施例中控制
开关电路包括电阻R26、电阻R27、NPN型三极管Q15和PMOS管Q16；其中，
NPN型三极管Q15的基极与电阻R26连接，发射极接地，集电极包括三条支路：一条
支路与PMOS管Q16的栅极连接，一条支路通过电阻R27与PMOS管Q16的源极连接，一条支路通
过电阻R26与电压转换电路连接，本实施例中电压转换电路包括spx3819-3.3芯片，即该支
路通过电阻R27与spx3819-3.3芯片的5引脚连接；PMOS管Q16的漏极与RFID模块连接。
图21为本发明实施例中RFID模块中控制电路图，如图所示，本实施例中RFID模块
的控制电路引脚连接关系为：
1引脚VCC RFID与图20所示控制开关中PMOS管Q16的漏极连接；
2引脚RX RFID与微处理器XMEGA芯片的32引脚连接；
3引脚TX RFID与微处理器XMEGA芯片的33引脚连接。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以
通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质
中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁
碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，
RAM)等。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。