基于GPS与基站的多功能便携式手提箱

纪德康

以GPS与基站定位系统为基础，采用超级铝热剂及光敏电子引信开发出一款多功能手提箱，可以让使用者实时掌握箱体位置，利于材料在大意遗失或被有意盗取情况下的迅速追回；针对一些特定情况，装置可依靠电子引信和远程操控启动自毁功能销毁涉密材料。

【关键词】GPS与基站定位技术 电子设计 保密安全

保密就是保安全，保发展。军队保密工作更是如此。现在保密工作面临新形势，新挑战，保密工作的疏漏也会逐渐显现。在军队内部人员携带一些机密文件或存储介质外出办公时，存在较大的安全隐患，易发生无意丢失或被恶意盗取等情况。在文件遗失后，也不能进行自我保护。

1 结构原理

在普通便携式手提保险箱的基础上加装电子密钥为物理保险，通过“布防”与“撤防”的方式实现用户对箱体的开关。箱体内置夹层内装有预先调配好的超级铝热剂，以接收电信号击发电引火头的方式引燃超级铝热剂，从而实现对箱体内部涉密材料的销毁。箱体内设置有GPS与基站通信模块使得用户可在手机终端APP上查找箱体位置以及必要时发出远程自毁指令。同时，通过感光控制与箱体自毁电路设计实现暴力拆解情况下的箱体自毁。

2 核心功能

2.1 自毁引信

箱体内桥丝式电引火头通过电路接入超级铝热剂两端，可以以电起爆方式引燃试剂。箱体内部引信控制系统主要分两块。一块是通过光敏电阻感受光强变化，在箱体被暴力拆解时，阻值急剧降低，电流达到引信击发所需电流，引燃铝热剂，销毁内部材料。另一块是通过软件发出指令控制，通过箱体内部基站模块与引信连接，实现自毁功能。箱体内部设有机械保险，使用时将其打开，使箱体内部电路处于工作状态。

2.2 GPS与基站定位

本产品采用基于基站定位和 GPS 的双定位跟踪系统，其中基站定位主要是利用基站与目标物的距离来确定目标物的位置，它的定位精确程度取决于目标附近的基站架设的密度。定位精度一般情况下较差，在100m左右，但是不受限于目标物是在室内还是室外。而GPS定位是一种基于移动运营网络的定位方式。基于GPS的定位方式就是了使用定位模块把自己的位置信息发送到后台终端来实现定位。其定位的精度较高，大约在5m左右，但是大多适用于目标物在室外的情况。采用GPS和基站定位相结合的定位技术。无论目标物是处在室内，还是位于室外能实现无缝衔接和防盗功能。

2.3 超级铝热剂

铝热剂指点燃时可以放出大量热的金属与氧化物的混合物或复合物。当铝热剂的粒度从微米级超细化到纳米级，即转化为超级铝热剂时，其反应速率与各方面性能得到大大提升。针对铝热剂的不同性质，采用反复抑制研磨法制作出的纳米复合物Al/MoO3，并通过多次实验确定药剂的适用剂量。因为铝热剂反应不产生气体，所以可以有效保证高温燃烧时不会使箱体快速膨胀产生爆炸。从而保证有效地销毁涉密材料，但其整体外部构造不会受到剧烈损坏，也保证了工作人员的人身安全。

2.4 电子密钥

电子密匙是一种新型的便携式数据保护设备，可保护用户资料不被他人窃取。在箱体机械密码锁处安装电子密钥，分为“布防”和“撤防”两种情况。在使用前将布防钥匙插入其中，装置启动。使用结束后插入撤防钥匙，装置断开。在工作时不用外接电源，方便快捷，难以破解。通过对该保密箱加装电子密钥，从而实现用户对箱体的一对一单独控制，这进一步增加了箱体的保险性能。

3 主要技术指标

（1）光敏电阻：类型：可见光光敏电阻器；尺寸：4.5mm～20mm，相对灵敏度：Ss=（RD-RP）/RD大小在100左右（其中RD是暗电阻，RP是亮电阻）；使用温度：-40～+70℃；反应时间：ms到s之间；光导电增益M>1；光谱响应率<1A/W。

（2）超级铝热剂：最小点火能量为0.7mJ；热点火温度为796K，静电点火激发能量为50uJ；燃烧速度为200mg/s。

（3）销毁时间：1.5-2.0s

（4）最终效果：纸质材料完全燃烬，电子存储载体芯片烧坏。

（5）销毁程度：外部整体结构无明显破裂。

4 创新点

4.1 密闭空间内超级铝热剂燃烧性能与剂量的研究

超级铝热剂热值高、点火引发能量低、能量释放速率快，在火药、炸药和推进剂领域都有着广泛的应用前景。虽然有着较为完备的新型配方与配备方法，但目前超级铝热剂大多仍停留在研究制备阶段，没有得到特别广泛的运用，其良好的功能性能没有得到充分利用。本箱体通过多次实驗研究，对超级铝热剂用以不同的剂量、设置位置、引燃条件和添加剂，最终得出了以静电起火的方式引燃、以胶装试剂夹层平铺配置以及总药量150-200g的实验结论。最终实现超级铝热剂的可靠引燃以及对箱内材料的有效销毁，使得铝热剂的应用更加贴近于实际，大大拓宽了其应用渠道，具有很强的实际意义。

4.2 感光控制引信、超级铝热剂与远程定位操控技术的有机结合

本箱体将几种关键技术有机的结合到一起，实现了最大限度对用户保密材料的安全保障，无论在军用还是民用方面均具有较大前景。军用方面，在军队中保密工作是常抓不懈的一项工作，本产品作为一款新型保密设备，安全系数高，保密效果好，实用性强，适应了部队的保密需求，这也是本设计一个主要的开发方向。民用方面，一些商业机密文件亦或是其他秘密往往价值不菲，更不排除对一些各类机密虎视眈眈的人的存在，而本产品的可靠的保密性、安全性以及实用性恰恰能够有效地保护这些机密不受侵犯。

5 结语

本产品将GPS与基站定位技术与新型火工药剂以及自毁引信设计有机的结合到一起，实现了保险箱定位、自毁、专人专用等诸多功能的集合。其中，箱体定位到手机App电子地图以及自毁功能利用超级铝热剂的可控计量调配实现箱体自毁但不伤及无辜人员等功能是对市场上同类产品的功能补充。本产品投入使用后可在一定程度上填补我军保密工作中存在的一些漏洞，为军队保密工作的开展提供安全保障。

参考文献

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[2]杨东，轩克辉等.光敏电阻的特性及应用研究[J].山东轻工业学院学报，2013（27）：2.

[3]郑保辉，王平胜等.超级铝热剂的研究现状与发展趋势[A].中国工程物理研究院化工材料研究所，绵阳，2014（28）：2

[4]周明安，夏军.非战争军事行动[M].国防科技大学出版社，2011.

作者单位

陆军工程大学 江苏省徐州市 221009endprint