一种具有导航功能的保密箱及其定位方法技术

本发明专利技术涉及一种具有导航功能的保密箱及其定位方法，包括箱体、手环和安全保护装置，安全保护装置嵌入箱体内，手环设有温度检测模块，手环与安全保护装置无线连接；所述安全保护装置包括微处理器、箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块。一旦人体的温度低于设定值或保密箱发生异常或无线电波发生中断，系统将向监控中心报警，并且人体与保密箱也会同时报警，能实时监控人体、保密箱以及人体与保密箱的状态。采用组合定位技术，提高单点定位精度，能实时定位跟踪保密箱的位置信息、姿态信息、速度信息，对保密箱的运行路线进行实时监控和记录。

【技术实现步骤摘要】
一种具有导航功能的保密箱及其定位方法
本专利技术涉及箱包安全
，具体涉及一种具有导航功能的保密箱及其定位方法。
技术介绍
目前，箱包锁大多采用拨码方式或机械结构，也有部分箱包采用了电子密码识别的方式。由于自身功能的单一以及低保密性，己经不能很好的满足社会和市场的需求。目前的两种传统的箱包方式，都存在较大的缺陷：对于拨码方式，由于其采用了机械结构，使用相应的机械手段就可以打开，不具备良好的安全性能；对于简易的电子密码方式，其采用的是几个单一的数字组合形成的密码，容易破解；同时，拨码方式和电子密码方式都不能进行远程监控和实时定位，也不能进行远程报警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有导航功能的保密箱及其定位方法，用以解决现有保密箱保密性功能单一、安全性差的问题，本专利技术的保密箱集实时定位，远程监控和自动报警等功能于一体。为实现上述目的，具体地，该具有导航功能的保密箱包括箱体、手环和安全保护装置，安全保护装置嵌入箱体内，手环设有温度检测模块，手环与安全保护装置无线连接；所述安全保护装置包括微处理器、箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块，箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块均与微处理器连接，并接受和执行微处理器指令。所述箱体内还设有自毁机构，自毁机构与微处理器连接。所述微处理器为MCU。所述安全保护装置还包括芯片加密模块，芯片加密模块与微处理器连接。所述组合定位模块包括包括卫星定位模块和惯性测量单元。所述卫星定位模块为GPS/BD兼容模块。所述惯性测量单元包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计和气压高度计。所述惯性测量单元优选三轴正交加速度计、三轴正交陀螺仪、三轴正交磁力计和气压高度计所述手环上设有手环报警器。所述箱体上设有连接微处理器的摄像头。保密箱的定位方法，所述组合定位模块包括卫星定位模块和惯性测量单元；所述定位方法包括以下步骤：S1、采用基于模糊推理系统的带宽自适应的载波相位跟踪回路，当卫星信号信噪比降低时缩小载波相位跟踪回路带宽，提高接收机的抗噪声干扰能力；S2、采用基于模糊推理系统的量测噪声模型自适应的卡尔曼滤波组合导航算法，描述量测噪声变化，实时调整量测噪声方差阵，提高组合导航算法抗噪声干扰能力。所述的步骤S1具体步骤如下：S101、根据经下变频和数模转换后的GPS数字信号计算信噪比C/N0，公式如下：其中：上两式中A是GPS信号幅度，ME是积分计数值，δiq为信号噪声标准差，TInt为积分时间。S102、建立模糊控制系统，以C/N0为输入，以GPS跟踪回路带宽为输出，采用如下模糊推理规则：(1)如果信噪比低于30dB，则锁相环带宽窄；(2)如果信噪比为30～40dB，则锁相环带宽适中；(3)如果信噪比高于40dB，则锁相环带宽宽；将模糊控制系统当前输出作为下一次载波相位跟踪回路带宽值，实现载波回路带宽的自适应调整，提高GPS或北斗导航系统噪声抗干扰能力。所述的步骤S2具体步骤如下：S201、计算尔曼滤波器的新息，如式(4)其中，zk为实际量测量，Hk为量测矩阵，为系统状态的一次估计。S202、计算新息理论方差，可以由式(5)计算：其中Fk/k-1为系统状态转移矩阵，Pk-1为估计状态方差阵，Qk-1为系统噪声阵，Rk-1为量测噪声阵。S203、计算新息的实际方差，其可由最近N个新息向量计算得到，用式(6)表示：S204、计算新息实际方差与理论方差的比值。由于和都被设置为对角阵，因此比值也为对角阵：S205、设计模糊推理系统，以新息实际方差与理论方差的比值作为模糊推理系统的输入，以量测噪声模型的修正系数作为模糊推理系统的输出，模糊推理规则有以下三条：(1)如果新息实际方差与理论方差的比值变低，则量测噪声模型的修正系数变小；(2)如果新息实际方差与理论方差的比值不变(为1)，则量测噪声模型的修正系数不变(为1)；(3)如果新息实际方差与理论方差的比值变高，则量测噪声模型的修正系数变大。基于模糊推理系统的自适应卡尔曼滤波算法可以保证组合导航系统在量测噪声变化较大的情况下量测噪声模型仍是准确的，系统状态估计值仍是最优的。本专利技术具有如下优点：1、手环通过无线电与保密箱内的安全保护装置连接，一旦人体的温度低于设定值或保密箱发生异常或无线电波发生中断，系统将向监控中心报警，并且人体与保密箱也会同时报警，能实时监控人体、保密箱以及人体与保密箱的状态。2、采用组合定位技术，提高单点定位精度，能实时定位跟踪保密箱的位置信息、姿态信息、速度信息，对保密箱的运行路线进行实时监控和记录。3、通过设置芯片加密模块内置加密芯片，所有数据须经加密后进行传输，使得传输的数据更加安全稳定可靠。4、一旦保密箱发生异常，监控中心或微处理器将启动自毁机构，防止秘密的泄露，造成不可挽回的损失。5、本专利技术不仅对卫星信号接收机带宽进行实时调整，同时对组合导航算法中的量测噪声模型也进行自适应修正，使得组合导航系统在子系统层面以及组合算法层面的抗噪声干扰能力都得到增强。明显提升了组合导航系统抗噪声干扰能力，在卫星信号信噪比较低以及噪声变化较大的情况下组合导航系统的精度明显提升。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为实施例1中安全保护装置的示意图。图3为自毁机构的结构示意图。图4为保密箱定位方法的示意图。图5为接收机噪比与带宽关系。图6为传统方法与新型方法噪声模型对比结果。图7为传统方法与新型方法导航精度对比结果。图8为本专利技术实施例2中安全保护装置的示意图。图9为实施例2中箱体的结构示意图。图中：1-箱体2-安全保护装置3-拉杆4-箱体报警器5-手环6-手环报警器7-隔板8-自毁溶液存储腔9-拉绳10-摄像头。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1参见图1，该具有导航功能的保密箱包括箱体1、手环5和安全保护装置2，安全保护装置2嵌入箱体1内，箱体1上设有拉杆3，箱体1上设有箱体报警器4，手环5上设有手环报警器6，手环5设有温度检测模块，手环5与安全保护装置2无线连接。一旦人体的温度低于设定值或保密箱发生异常或无线电波发生中断，系统将向监控中心报警，并且手环5与保密箱也会同时报警，能实时监控人体、保密箱以及人体与保密箱的状态。参见图2，安全保护装置2包括MCU(单片机)、箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块，箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块均与MCU连接，接收并执行MCU指令。通信及无线传输模块可以但不限制于是2G、3G、4G等数字网络，也可以是基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)，对于保密性要求较高的单位或部门，可以采用专用网进行连接。为了使传输数据更加安全稳定可靠，数据首先经过芯片加密模块进行加密，再通过专用网将定位数据等信息发给后台管理系统。箱体报警器4与MCU连接。数据存储模块中存储有安全保密箱管理者的信息，利用I/O模块将信息输入数据存储模块中。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述保密箱包括箱体、手环和安全保护装置，安全保护装置嵌入箱体内，手环设有温度检测模块，手环与安全保护装置无线连接；所述安全保护装置包括微处理器、箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块，箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块均与微处理器连接，并接受和执行微处理器指令。

【技术特征摘要】
1.一种具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述保密箱包括箱体、手环和安全保护装置，安全保护装置嵌入箱体内，手环设有温度检测模块，手环与安全保护装置无线连接；所述安全保护装置包括微处理器、箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块，箱体报警器、电源模块、I/O模块、数据存储模块、自毁机构、芯片加密模块、组合定位模块和通信及无线传输模块均与微处理器连接，并接受和执行微处理器指令。2.根据权利要求1所述的具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述箱体内还设有自毁机构，自毁机构与微处理器连接。3.根据权利要求1或2所述的具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述微处理器为MCU。4.根据权利要求1所述的具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述安全保护装置还包括芯片加密模块，芯片加密模块与微处理器连接。5.根据权利要求1所述的具有导航功能的保密箱，其特征在于：所述组合定位模块包括卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国川，
申请(专利权)人：北斗时空物联网北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11