專利名稱：電力安全智能鎖控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力安全智能鎖控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在變電站/發(fā)電廠的重要區(qū)域存在出入通道門(如高壓室門、繼保室門、安具室 門、通訊機房門、辦公室、會議室、資料室、員工宿舍)、各類設(shè)備箱柜門(如保護柜門、監(jiān)控 柜門、端子箱門、機構(gòu)箱門、匯控柜門、構(gòu)架爬梯門)及各類手動設(shè)備操作機構(gòu)，對于上述重 要門禁及操作機構(gòu)通常要采用鎖具進行閉鎖，需要實現(xiàn)不同級別的工作人員都只能開相應(yīng) 的鎖，但是現(xiàn)有的鑰匙的管理手段都是采用對應(yīng)鎖具進行編號，人工進行管理，容易走錯位 置(設(shè)備間隔)，存在安全隱患，理論上任何人都可以打開某一重要箱門的鎖具，易造成事 故或者重大損失。因此在現(xiàn)有變電站等電力系統(tǒng)中需要建立一個結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、對開 鎖權(quán)限進行管理的鎖控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、安全可 靠、大大提高了工作效率高的電力安全智能鎖控系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本系統(tǒng)包括管理員工作站、通過局域通訊網(wǎng)與所述 管理員工作站通訊的主控機、智能鑰匙以及設(shè)置在各個終端場所的鎖具，每個鎖具內(nèi)分別 裝有不同的RFID碼片；所述主控機內(nèi)裝有鎖控管理軟件，存儲有不同級別人員的開鎖范圍數(shù)據(jù)，所述開 鎖范圍數(shù)據(jù)包括能否開啟鎖具的范圍以及與每個鎖具內(nèi)RFID碼片相對應(yīng)的RFID碼值；所 述主控機還包括用于識別開鎖人員身份的RFID讀卡器和/或指紋識別器；智能鑰匙傳送/充電器，所述智能鑰匙傳送/充電器將已識別身份人員的開鎖范 圍數(shù)據(jù)傳送至插入其中的智能鑰匙；所述智能鑰匙上設(shè)置有一用于讀取鎖具內(nèi)RFID碼值的讀碼頭，將讀取的RFID碼 值與接收到的開鎖范圍數(shù)據(jù)進行對比，判定是否進行開鎖操作，并將開鎖信息存儲在智能 鑰匙內(nèi)。所述主控機可以采用兩種方式，一種為嵌入式主控機，包括ARMll嵌入式工控機 以及分別與之電連接的TFT彩色液晶觸摸屏、指紋識別器、RFID讀卡器和智能鑰匙傳送/充 電器。另一種為分開式，包括PC機和智能鑰匙傳送/充電器，所述智能鑰匙傳送/充電 器為一獨立部件并與所述PC機通訊。
所述智能鑰匙傳送/充電器除了對鑰匙傳送數(shù)據(jù)外，還連接主控機內(nèi)部電源電 路，為插入其內(nèi)的智能鑰匙進行充電。 上述智能鑰匙可以是多種多樣，其中一種具體實現(xiàn)方式為包括嵌入式MCU及分別3與之電連接的讀碼頭、開鎖機構(gòu)、磁耦合通訊充電模塊、鍵盤和電源，磁耦合通訊充電模塊 接收來自主控機的開鎖范圍數(shù)據(jù)，讀碼頭讀取鎖具內(nèi)的RFID碼值，并通過嵌入式MCU判定 是否啟動開鎖機構(gòu)。進一步，所述智能鑰匙在進行開鎖操作后還可以通過磁耦合通訊充電模塊將開鎖 信息回傳給主控機，主控機再將開鎖信息回傳給管理員工作站進行統(tǒng)計。本發(fā)明的有益效果是由于本系統(tǒng)通過主控機對開鎖人員進行身份驗證，圈定開 鎖人員的開鎖范圍，并利用智能鑰匙實現(xiàn)智能開鎖，其結(jié)構(gòu)合理、流程完善、品質(zhì)優(yōu)良，使 其具有管理全面；使用靈活、高效；投資省、安裝簡單、維護方便；安全、穩(wěn)定、可靠等諸多優(yōu) 點。該系統(tǒng)的使用可為變電站/發(fā)電廠加強人員出入管理、設(shè)備使用管理，提高工作效率， 確保安全生產(chǎn)提供一種有效的技術(shù)手段。與傳統(tǒng)意義上的門禁系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下 優(yōu)點1.管理范圍廣，可以對設(shè)備區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)內(nèi)多種門及各類手動設(shè)備操作機構(gòu) 進行管理；2.主控機內(nèi)部裝有鎖控管理軟件，設(shè)有嚴格的權(quán)限管理功能，使用安全、可靠；在 一次任務(wù)中，只能對圈定范圍內(nèi)的鎖具進行解鎖，可以避免走錯位置(設(shè)備間隔)；3.操作流程完善、高效，可十秒內(nèi)完成圈定和授權(quán)工作，得到最高權(quán)限授權(quán)可以打 開站內(nèi)所有的鎖具，可大大提高工作效率；4.上述嵌入式主控機內(nèi)置工控機、液晶觸摸屏、指紋識別器、RFID讀卡器、鑰匙存 放倉、傳送/充電器等系統(tǒng)部件，體積小、集成度高；還可以采用壁掛式結(jié)構(gòu)設(shè)計，不占用桌 面空間，便于布置；5.智能鑰匙體積小，方便操作和攜帶，功耗低，一次充電可連續(xù)開鎖3000次以上；6.無需鋪設(shè)電纜線，施工簡單、成本低，只需要將鎖具安裝到指定位置，再將對應(yīng) 數(shù)據(jù)寫入軟件數(shù)據(jù)庫即可；7.維護方便，不存在線路維護問題，也不會發(fā)生通訊故障。



圖1是本發(fā)明實施例- 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例 - -中主控機的結(jié)構(gòu)框圖
圖3是本發(fā)明實施例-中智能鑰匙的結(jié)構(gòu)框4是本發(fā)明實施例--中智能鑰匙與智能鑰匙傳送 .的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明實施例: ； -； 充電器通訊的示意圖
具體實施例方式本系統(tǒng)用于對變電站/發(fā)電廠重要區(qū)域出入通道門(如高壓室門、繼保室門、安 具室門、通訊機房門、辦公室、會議室、資料室、員工宿舍)、各類設(shè)備箱柜門(如保護柜門、 監(jiān)控柜門、端子箱門、機構(gòu)箱門、匯控柜門、構(gòu)架爬梯門)及各類手動設(shè)備操作機構(gòu)進行管 理，具有兩種配置方案實施例一如圖1所示，本方案由管理員工作站、局域通訊網(wǎng)、主控機(嵌入式主控機)、智能鑰匙(Smart Key)、鎖具等部件組成，在每個鎖具內(nèi)分別裝有不同的RFID碼片；其中的管 理員工作站配置在有運行和安全管理職能的上級部門(如調(diào)度中心、變電管理所、變電工 區(qū)、集控中心等)，系統(tǒng)管理員可通過局域網(wǎng)設(shè)置或更改人員權(quán)限，安全監(jiān)察人員可查詢、統(tǒng) 計開鎖記錄。作為系統(tǒng)主控單元的主控機為嵌入式主控機且內(nèi)部裝有鎖控管理軟件，由ARMll 嵌入式工控機、12寸TFT彩色液晶觸摸屏、高像素指紋識別器、RFID讀卡器、帶門控的智能 鑰匙存放倉、智能鑰匙傳送/充電器等部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。主控機內(nèi)存儲有不同 級別人員的開鎖范圍數(shù)據(jù)，所述開鎖范圍數(shù)據(jù)包括能否開啟鎖具的范圍以及與每個鎖具內(nèi) RFID碼片相對應(yīng)的RFID碼值。工作人員可在本地主控機或在管理員工作站通過局域通訊 網(wǎng)以WEB方式對其他人員的權(quán)限進行設(shè)置或更改。其中RFID讀卡器和指紋識別器用于識別開鎖人員身份，工作人員可以根據(jù)實際 使用需要來選擇采用某一種驗證方式；其中智能鑰匙傳送/充電器設(shè)置在智能鑰匙存放倉 內(nèi)，可供插入智能鑰匙然后將已識別身份人員的開鎖范圍數(shù)據(jù)傳送至該智能鑰匙。主控機內(nèi)部軟件依據(jù)不同類型的使用人員將開鎖權(quán)限劃分為七級，分別是系統(tǒng) 管理員、安全監(jiān)察人員、值班負責人、運行人員、檢修人員、衛(wèi)生清潔人員、外單位施工人員寸。系統(tǒng)管理員級別最高，是本系統(tǒng)的管理者，可在本地主控機或通過局域通訊網(wǎng)以 WEB方式對其他人員的權(quán)限進行設(shè)置或更改。安全監(jiān)察人員包括安全專責、廠長、站長等人員，有最大的開鎖權(quán)限(開所有鎖)， 并可查詢開鎖記錄。值班負責人有最大的開鎖權(quán)限，并可圈定外單位施工人員和衛(wèi)生清潔人員開鎖范 圍。運行人員(指負責變電站/發(fā)電廠設(shè)備操作和運行狀態(tài)檢測的人員)開鎖權(quán)限為 職責范圍內(nèi)的門或設(shè)備。檢修人員(指負責變電站/發(fā)電廠設(shè)備檢修的人員)開鎖權(quán)限為職責范圍內(nèi)的門 或設(shè)備。衛(wèi)生清潔人員可長期在設(shè)定的區(qū)域內(nèi)開鎖，也可由值班長為其圈定開鎖范圍。外單位施工人員(指土建施工、設(shè)備安裝、設(shè)備維護等外單位人員)沒有固定的開 鎖范圍，工作前需根據(jù)工作票內(nèi)容由值班長為其圈定開鎖范圍。上述權(quán)限定義可根據(jù)不同應(yīng)用場合由系統(tǒng)管理員進行定義和修改。主控機以圖形方式顯示所有納入管理范圍的門或設(shè)備，系統(tǒng)管理員可以通過圖形 界面圈定不同級別人員的固定開鎖范圍；值班長可根據(jù)工作票內(nèi)容為外單位施工人員或衛(wèi) 生清潔人員圈定開鎖范圍。在本實施例中，主控機主要配置如下1. ARMl 1嵌入式工控機CPU 三星 S3C6410，ARMll 內(nèi)核，16/32-bit RISC (精簡指令)，主頻 533MHz ；存儲空間內(nèi)存128MB,閃存2GMB,內(nèi)置2G SD卡;雙聲道音響功率20W ；微型話筒靈敏度-48 士 3Db，頻率響應(yīng)100 IOKHz，信噪比> 60Db ；
通訊接口 雙10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)、一個802. Ilg無線以太網(wǎng)、四個USB2. 0，四 個 Rs232 ；2. TFT彩色液晶觸摸屏12英寸，1024x768點陣，6. 5K彩色，LED背光，電阻式摸屏 板；3.高像素指紋識別器a)像素:500dpi ；b)指紋容量3000枚(可選)；c)記錄容量5OOOO條(可選)；d)拒真率彡 0. 01% ；e)認假率^ 0. 0001% ；f)指紋識別時間^ 1. 2s ；g)有效采集面積18mm X 16mm ；4. RFID讀卡器讀卡頻率125KHz，讀卡距離可達120mm ；5.帶門控的智能鑰匙存放倉可存放四把智能鑰匙和兩把緊急解鎖鑰匙；6.智能鑰匙傳送/充電器采用磁耦合工作原理，無觸點，最大充電功率可達5W、 通訊速率可達19200Bit/s ；智能鑰匙(Smart Key)作為本系統(tǒng)的主要開鎖工具，包括嵌入式MCU及分別與之 電連接的讀碼頭、開鎖機構(gòu)、磁耦合通訊充電模塊、鍵盤和電源等，如圖3所示。智能鑰匙從 主控機接收開鎖范圍數(shù)據(jù)后，在開鎖時利用讀碼頭去讀取鎖具內(nèi)RFID碼值，與接收到的開 鎖范圍數(shù)據(jù)中相應(yīng)的RFID碼值進行對比，判定是否符合開鎖條件，符合條件才可啟動開鎖 機構(gòu)；條件不符則無法開鎖。開鎖操作后記錄相關(guān)操作信息，當插入智能鑰匙傳送/充電器 后自動回傳所有開鎖操作記錄和讀取的RFID卡開鎖信息。主控機最多可記錄15536條開 鎖記錄，超出后滾動覆蓋。上述的開鎖信息包括開鎖人、開鎖對象與時間、閉鎖情況與時間 (部分門或設(shè)備)、未遂開鎖對象與時間等信息，最長保存十年以上。開鎖操作完成后智能 鑰匙通過磁耦合通訊充電模塊將開鎖信息回傳給主控機，主控機再將開鎖信息回傳給管理 員工作站進行統(tǒng)計，并且可在本地主控機或通過局域通訊網(wǎng)以WEB方式查詢開鎖記錄，有 按人員、按時間(年、月、日、區(qū)間)、按門或設(shè)備三種查詢方式，可形成報表，可網(wǎng)絡(luò)傳送。如圖4所示，智能鑰匙和智能鑰匙傳送/充電器之間采用獨特的磁耦合式通訊/ 充電設(shè)計，既保持二者準確通訊，又能為智能鑰匙充電，確保有極高的通訊和充電可靠性， 通訊速率可達19200Bit/s。所述鑰匙端磁耦合線圈與外部的傳送/充電器端磁耦合線圈形 成磁耦合回路產(chǎn)生磁場變化信號，所述鑰匙端磁耦合線圈將磁場變化信號轉(zhuǎn)化為電信號， 再經(jīng)所述橋式整流器和調(diào)制/解調(diào)電路調(diào)為Uart信號，傳輸給所述主控電路，回傳信息時 則過程可逆。本系統(tǒng)中的鎖具有掛鎖、房門鎖、二次設(shè)備柜門鎖、端子箱/機構(gòu)箱門鎖和RFID電 控鎖等類型。掛鎖、房門鎖、二次設(shè)備柜門鎖、端子箱/機構(gòu)箱門鎖均為“一匙通”鎖具，內(nèi)部 裝有RFID碼片，可由智能鑰匙識別和開啟；RFID電控鎖用于辦公室、會議室、資料室、員工 宿舍等有保密性要求的場所，智能鑰匙可對RFID電控鎖進行授權(quán)、解鎖和解鎖信息查詢， 解鎖信息通過智能鑰匙回傳給主控機。實施例二
如圖5所示，本實施中與實施例一不同之處在于，系統(tǒng)中的主控機包括兩部分，即 PC機和智能鑰匙傳送/充電器，所述智能鑰匙傳送/充電器為一獨立部件并與所述PC機 通訊，此時PC機具有用戶自定義顯示器，還外接有RFID讀卡器和指紋識別器。當工作人員 需要開鎖時，在PC機進行身份驗證，圈定此人的開鎖范圍數(shù)據(jù)，然后與智能鑰匙傳送/充電 器通訊將數(shù)據(jù)傳送至智能鑰匙傳送/充電器；此時，智能鑰匙傳送/充電器內(nèi)相應(yīng)鑰匙的指 示燈會亮，同時智能鑰匙傳送/充電器和智能鑰匙之間通過磁耦合通訊將數(shù)據(jù)傳送至鑰匙 中。本實施例其它特征與實施例一相同，此系統(tǒng)的好處是可以直接在PC機處設(shè)置或更改人 員權(quán)限，安全監(jiān)察人員可查詢開鎖記錄。
權(quán)利要求
1.一種電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于包括管理員工作站、通過局域通訊網(wǎng)與 所述管理員工作站通訊的主控機、智能鑰匙以及設(shè)置在各個終端場所的鎖具，每個鎖具內(nèi) 分別裝有不同的RFID碼片；所述主控機內(nèi)存儲有不同級別人員的開鎖范圍數(shù)據(jù)，所述開鎖范圍數(shù)據(jù)包括能否開啟 鎖具的范圍以及與每個鎖具內(nèi)RFID碼片相對應(yīng)的RFID碼值；所述主控機還包括用于識別開鎖人員身份的RFID讀卡器和/或指紋識別器；智能鑰匙傳送/充電器，所述智能鑰匙傳送/充電器將已識別身份人員的開鎖范圍數(shù) 據(jù)傳送至插入其中的智能鑰匙；所述智能鑰匙上設(shè)置有一用于讀取鎖具內(nèi)RFID碼值的讀碼頭，將讀取的RFID碼值與 接收到的開鎖范圍數(shù)據(jù)進行對比，判定是否進行開鎖操作，并將開鎖信息存儲在智能鑰匙 內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于所述主控機為嵌入式 主控機，包括ARMll嵌入式工控機以及分別與之電連接的TFT彩色液晶觸摸屏、指紋識別 器、RFID讀卡器和智能鑰匙傳送/充電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于所述主控機為分開式， 包括PC機和智能鑰匙傳送/充電器，所述智能鑰匙傳送/充電器為一獨立部件并與所述PC 機通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于所述智能鑰匙傳送/ 充電器連接主控機內(nèi)部電源電路，為插入其內(nèi)的智能鑰匙進行充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于所述智能鑰匙包括嵌 入式MCU及分別與之電連接的讀碼頭、開鎖機構(gòu)、磁耦合通訊充電模塊、鍵盤和電源，磁耦 合通訊充電模塊接收來自主控機的開鎖范圍數(shù)據(jù)，讀碼頭讀取鎖具內(nèi)的RFID碼值，并通過 嵌入式MCU判定是否啟動開鎖機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力安全智能鎖控系統(tǒng)，其特征在于所述智能鑰匙通過磁 耦合通訊充電模塊將開鎖信息回傳給主控機，主控機再將開鎖信息回傳給管理員工作站進 行統(tǒng)計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、大大提高了工作效率高的電力安全智能鎖控系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括管理員工作站、通過局域通訊網(wǎng)與所述管理員工作站通訊的主控機、智能鑰匙以及設(shè)置在各個終端場所的鎖具，在主控機內(nèi)存儲有不同級別人員的開鎖范圍數(shù)據(jù)，所述開鎖范圍數(shù)據(jù)包括能否開啟鎖具的范圍以及與每個鎖具內(nèi)RFID碼片相對應(yīng)的RFID碼值；當開鎖人員取走智能鑰匙之前需要在主控機進行身份確認，確認后主控機將已圈定好的開鎖范圍數(shù)據(jù)傳送至智能鑰匙，最后智能鑰匙通過識別鎖具內(nèi)RFID碼值來判定是否開鎖。該系統(tǒng)的使用可為變電站/發(fā)電廠加強人員出入管理、設(shè)備使用管理，提高工作效率，確保安全生產(chǎn)提供一種有效的技術(shù)手段。
文檔編號G07C9/00GK102044100SQ201010131690
公開日2011年5月4日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者栗新 申請人:珠海理想科技有限公司