应用于电力计量箱的无线智能锁系统.pdf

本发明涉及应用于电力计量箱的无线智能锁系统，包括智能锁具、智能钥匙、移动终端和监测控制模块；所述智能锁具用于控制计量箱门的开启与关闭，且其内置有一RFID芯片；所述智能钥匙用于读取所述RFID芯片的RFID信息，并通过所述移动终端将该RFID信息及其授权密钥发送至所述监测控制模块；所述监测控制模块用于实时监测、控制并记录所述智能锁具的工作状态，其通过对所述RFID信息及授权密钥进行身份验证，产生一开锁信息并发送至所述智能锁具，实现智能锁具的开启与关闭，并由所述智能锁具将开启与关闭状态反馈至所述监测控制模块，实现监测控制模块对所述智能锁具的工作状态的记录与监测。

1.  应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：包括智能锁具、智能钥匙、移动终端和监测控制模块；所述智能锁具用于控制计量箱门的开启与关闭，且其内置有一RFID芯片；所述智能钥匙用于读取所述RFID芯片的RFID信息，并通过所述移动终端将该RFID信息及其授权密钥发送至所述监测控制模块；所述监测控制模块用于实时监测、控制并记录所述智能锁具的工作状态，其通过对所述RFID信息及授权密钥进行身份验证，产生一开锁信息并发送至所述智能锁具，实现智能锁具的开启与关闭，并由所述智能锁具将开启与关闭状态反馈至所述监测控制模块，实现监测控制模块对所述智能锁具的工作状态的记录与监测。

2.  根据权利要求1所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述监测控制模块包括登录设置模块、信息管理模块、钥匙管理模块、锁具管理模块、授权管理模块及计量箱状态信息管理模块；
所述登录设置模块用于设置授权登录的用户信息及生成与用户信息对应的授权密钥，生成与智能钥匙对应的用户信息数据库及授权密钥数据库，并保存至所述信息管理模块；
所述钥匙管理模块接收由所述智能钥匙通过移动终端发送的授权密钥，其通过调用所述信息管理模块中的授权密钥数据库对所述智能钥匙发送的授权密钥进行身份验证，产生一授权状态信息，并发送至所述锁具管理模块；同时所述钥匙管理模块记录智能钥匙的使用状态，并根据智能钥匙的授权密钥于所述用户信息数据库中获取对应的用户信息，并进行记录和保存；
所述锁具管理模块记录智能锁具的RFID信息，生成一RFID数据库，并保存至所述信息管理库；当所述锁具管理模块接收到所述授权状态信息时，根据所述授权状态信息判断是否接收由所述智能钥匙通过移动终端发送的RFID信息；如果授权状态信息为授权，则所述锁具管理模块接收智能钥匙发送的RFID信息，并调用所述RFID数据库对智能钥匙发送的RFID信息进行验证，产生开锁信息，并发送至所述智能锁具，实现智能锁具的开启；同时所述锁具管理模块记录并保存所述智能锁具的当前状态；如果授权状态信息为不授权，则所述锁具管理模块不接收智能钥匙发送的RFID信息，产生一报警信号，且不产生开锁信息，实现智能锁具保持关闭，同时所述锁具管理模块记录并保存所述智能锁具的当前状态；
所述授权管理模块根据所述钥匙管理模块的授权状态信息记录所述智能钥匙的授权密钥状态，并根据所述锁具管理模块的开锁信息及报警信号记录所述智能锁具的RFID信息的授权状态，以实现对智能钥匙及智能锁具的操作授权管理；
所述计量箱状态信息管理模块根据所述开锁信息的产生及所述报警信号的产生判断计量 箱的状态，并进行记录和保存。

3.  根据权利要求2所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述移动终端的用户信息由所述登录设置模块进行设置，以实现用户授权登陆。

4.  根据权利要求2所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述智能锁具的RFID芯片内嵌有一全球唯一编码。

5.  根据权利要求1所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述智能钥匙与所述移动终端之间通过蓝牙通讯的方式实现信息互送。

6.  根据权利要求1所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述移动终端和监测控制系统之间通过一服务器实现信息互送；且所述监测控制系统与所述智能锁具之间通过所述服务器实现信息互送。

7.  根据权利要求6所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述移动终端与服务器之间通过3G/4G网络实现信息互送；所述服务器与监测控制系统之间通过互联网实现信息互送；所述服务器与智能锁具之间通过3G/4G网络实现信息互送。

8.  根据权利要求1所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述智能锁具还包括
锁体基座，开设有相邻设置的把手安装槽和把手锁定槽；所述把手锁定槽一侧开设有一锁定通孔；
开锁把手，一端设置于把手安装槽中，另一端设置于把手锁定槽中，并固设有一槽口正对朝向所述锁定通孔孔口的锁紧通槽；
以及电磁锁紧部件，安装于把手锁定槽外侧，其锁定端设置于所述锁定通孔；
所述RFID芯片封装于开锁把手内部，并根据开锁信息控制电磁锁紧部件的锁定端伸入或伸出所述锁紧通槽，实现计量箱门的关闭或开启。

9.  根据权利要求8所述的应用于电力计量箱的无线智能锁系统，其特征在于：所述电磁锁紧部件包括一电磁线圈、一铁芯和一锁舌；所述电磁线圈设置于把手锁定槽外侧；所述铁芯一端设置于电磁线圈中，另一端外露于电磁线圈外；所述锁舌设置于所述锁定通孔中，并与所述铁芯中外露于电磁线圈外的一端连接，且其可由电磁线圈驱动伸入或伸出所述锁紧通槽。

应用于电力计量箱的无线智能锁系统
技术领域
本发明涉及电力安全领域，特别是涉及应用于电力计量箱/柜的无线智能锁系统。
背景技术
随着供电网络的不断发展，电力公司设备盗窃案逐渐增加，窃电现象屡禁不止，财产损失严重。由于现有计量箱主要依靠传统机械锁具进行保护，则开锁的机械钥匙防复制能力差，容易被破解，容易造成设备损坏和偷电漏电现象。并且，设备的损坏和防窃电工作都需依靠外勤人员的发现或用电检查，大大增加了用电检查人员的劳动量。另外，由于电能计量箱数量极多，则开锁钥匙的数量和种类较多，导致钥匙管理不便并容易发生差错。同时，当计量箱的锁具发生故障时，需要破坏计量箱箱体才能实现开锁，不仅导致整个计量箱报废，增加维修成本，而且开锁效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种安全性高、防复制能力强、能够自动记录计量箱设备的巡检情况、降低工作人员劳动强度及避免人工管理引起的差错的应用于电力计量箱的无线智能锁系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：应用于电力计量箱的无线智能锁系统，包括智能锁具、智能钥匙、移动终端和监测控制模块；所述智能锁具用于控制计量箱门的开启与关闭，且其内置有一RFID芯片；所述智能钥匙用于读取所述RFID芯片的RFID信息，并通过所述移动终端将该RFID信息及其授权密钥发送至所述监测控制模块；所述监测控制模块用于实时监测、控制并记录所述智能锁具的工作状态，其通过对所述RFID信息及授权密钥进行身份验证，产生一开锁信息并发送至所述智能锁具，实现智能锁具的开启与关闭，并由所述智能锁具将开启与关闭状态反馈至所述监测控制模块，实现监测控制模块对所述智能锁具的工作状态的记录与监测。
进一步，所述监测控制模块包括登录设置模块、信息管理模块、钥匙管理模块、锁具管理模块、授权管理模块及计量箱状态信息管理模块；
所述登录设置模块用于设置授权登录的用户信息及生成与用户信息对应的授权密钥，生成与智能钥匙对应的用户信息数据库及授权密钥数据库，并保存至所述信息管理模块；
所述钥匙管理模块接收由所述智能钥匙通过移动终端发送的授权密钥，其通过调用所述信息管理模块中的授权密钥数据库对所述智能钥匙发送的授权密钥进行身份验证，产生一授权状态信息，并发送至所述锁具管理模块；同时所述钥匙管理模块记录智能钥匙的使用状态，并根据智能钥匙的授权密钥于所述用户信息数据库中获取对应的用户信息，并进行记录和保 存；
所述锁具管理模块记录智能锁具的RFID信息，生成一RFID数据库，并保存至所述信息管理库；当所述锁具管理模块接收到所述授权状态信息时，根据所述授权状态信息判断是否接收由所述智能钥匙通过移动终端发送的RFID信息；如果授权状态信息为授权，则所述锁具管理模块接收智能钥匙发送的RFID信息，并调用所述RFID数据库对智能钥匙发送的RFID信息进行验证，产生开锁信息，并发送至所述智能锁具，实现智能锁具的开启；同时所述锁具管理模块记录并保存所述智能锁具的当前状态；如果授权状态信息为不授权，则所述锁具管理模块不接收智能钥匙发送的RFID信息，产生一报警信号，且不产生开锁信息，实现智能锁具保持关闭，同时所述锁具管理模块记录并保存所述智能锁具的当前状态；
所述授权管理模块根据所述钥匙管理模块的授权状态信息记录所述智能钥匙的授权密钥状态，并根据所述锁具管理模块的开锁信息及报警信号记录所述智能锁具的RFID信息的授权状态，以实现对智能钥匙及智能锁具的操作授权管理；
所述计量箱状态信息管理模块根据所述开锁信息的产生及所述报警信号的产生判断计量箱的状态，并进行记录和保存。
进一步，所述移动终端的用户信息由所述登录设置模块进行设置，以实现用户授权登陆。
进一步，所述智能锁具的RFID芯片内嵌有一全球唯一编码。
进一步，所述智能钥匙与所述移动终端之间通过蓝牙通讯的方式实现信息互送。
进一步，所述移动终端和监测控制系统之间通过一服务器实现信息互送；且所述监测控制系统与所述智能锁具之间通过所述服务器实现信息互送。
进一步，所述移动终端与服务器之间通过3G/4G网络实现信息互送；所述服务器与监测控制系统之间通过互联网实现信息互送；所述服务器与智能锁具之间通过3G/4G网络实现信息互送。
在本发明中，所述智能锁具还包括
锁体基座，开设有相邻设置的把手安装槽和把手锁定槽；所述把手锁定槽一侧开设有一锁定通孔；
开锁把手，一端设置于把手安装槽中，另一端设置于把手锁定槽中，并固设有一槽口正对朝向所述锁定通孔孔口的锁紧通槽；
以及电磁锁紧部件，安装于把手锁定槽外侧，其锁定端设置于所述锁定通孔；
所述RFID芯片封装于开锁把手内部，并根据开锁信息控制电磁锁紧部件的锁定端伸入或伸出所述锁紧通槽，实现计量箱门的关闭或开启。
在本发明中，所述电磁锁紧部件包括一电磁线圈、一铁芯和一锁舌；所述电磁线圈设置 于把手锁定槽外侧；所述铁芯一端设置于电磁线圈中，另一端外露于电磁线圈外；所述锁舌设置于所述锁定通孔中，并与所述铁芯中外露于电磁线圈外的一端连接，且其可由电磁线圈驱动伸入或伸出所述锁紧通槽。
由上述技术方案可知，本发明通过RFID芯片，实现了智能锁具的唯一性，有效地提高了智能锁具的防复制性和安全性，并结合网络，实现无线化办公，有效提高工作效率；同时由于RFID芯片能够对数据进行存储和写入，方便了计量箱设备的巡检情况的记录，降低工作人员劳动强度。并且，通过智能锁具、智能钥匙与监测控制系统之间的信息交互及多重身份验证，并由监测控制系统实现智能锁具的开启和关闭，大大提高了计量箱/柜的使用安全性，有效避免窃电现象的发生。故本发明应用于电力计量箱的无线智能锁系统安全性高、防复制能力强、能够自动记录计量箱设备的巡检情况、降低工作人员劳动强度及避免人工管理引起的差错。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明应用于电力计量箱的无线智能锁系统的结构示意图；
图2是本发明的监测控制模块与智能锁具、智能钥匙、移动终端、服务器之间的关系示意图；
图3是本发明的智能锁具的结构示意图；
图4是本发明的智能锁具的局部结构分解示意图。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，本发明应用于电力计量箱的无线智能锁系统包括智能锁具10、智能钥匙20、移动终端30和监测控制模块40。所述智能锁具10用于控制计量箱门的开启与关闭，且其内置有一RFID芯片；所述智能钥匙20用于读取所述RFID芯片的RFID信息，并通过所述移动终端30将该RFID信息及其授权密钥发送至所述监测控制模块40；所述监测控制模块40用于实时监测、控制并记录所述智能锁具10的工作状态，其通过对所述RFID信息及授权密钥进行身份验证，产生一开锁信息并发送至所述智能锁具10，实现智能锁具10的开启与关闭，并由所述智能锁具10将开启与关闭状态反馈至所述监测控制模块40，实现监测控制模块40对所述智能锁具10的工作状态的记录与监测。
具体地，在本实施例中，所述监测控制模块40包括信息管理模块41、登录设置模块42、钥匙管理模块43、锁具管理模块44、授权管理模块45及计量箱状态信息管理模块46。
所述登录设置模块42用于设置授权登录的用户信息及生成与用户信息对应的授权密钥，生成与智能钥匙20对应的用户信息数据库及授权密钥数据库，并保存至所述信息管理模块 41。
所述钥匙管理模块43接收由所述智能钥匙20通过移动终端30发送的授权密钥，其通过调用所述信息管理模块41中的授权密钥数据库对所述智能钥匙20发送的授权密钥进行身份验证，产生一授权状态信息，并发送至所述锁具管理模块44。同时所述钥匙管理模块43记录智能钥匙20的使用状态，并根据智能钥匙20的授权密钥于所述用户信息数据库中获取对应的用户信息，并进行记录和保存。具体地，当所述智能钥匙20发送的授权密钥与信息管理模块41中的授权密钥中的用户信息及密钥信息一致时，则授权状态信息为授权，此时钥匙管理模块43记录并保存智能钥匙20的使用状态为授权使用、同时记录并保存使用者的用户信息及使用时间，以方便对智能钥匙20的管理。当所述智能钥匙20发送的授权密钥与信息管理模块41中的授权密钥中的用户信息及密钥信息不一致时，则授权状态信息为不授权，此时钥匙管理模块43记录并保存智能钥匙20的使用状态为非授权使用、同时记录并保存使用者的用户信息及使用时间，以及时得知智能钥匙20的非法使用。
所述锁具管理模块44记录智能锁具10的RFID信息，生成一RFID数据库，并保存至所述信息管理库。当所述锁具管理模块44接收到所述授权状态信息时，根据所述授权状态信息判断是否接收由所述智能钥匙20通过移动终端30发送的RFID信息。具体地，当所述锁具管理模块44接收到的授权状态信息为授权，则所述锁具管理模块44接收智能钥匙20发送的RFID信息，并调用所述RFID数据库对智能钥匙20发送的RFID信息进行验证，产生开锁信息，并发送至所述智能锁具10，实现智能锁具10的开启；同时所述锁具管理模块44记录并保存所述智能锁具10的当前状态——智能锁具10授权开启，并同时记录和保存使用时间及使用者的用户信息；如果授权状态信息为不授权，则所述锁具管理模块44不接收智能钥匙20发送的RFID信息，产生一报警信号，且不产生开锁信息，实现智能锁具10保持关闭，同时所述锁具管理模块44记录并保存所述智能锁具10的当前状态——智能锁具10非授权使用、同时记录并保存使用者的用户信息及使用时间。
所述授权管理模块45根据所述钥匙管理模块43的授权状态信息记录所述智能钥匙20的授权密钥状态，并根据所述锁具管理模块44的开锁信息及报警信号记录所述智能锁具10的RFID信息的授权状态，以实现对智能钥匙20及智能锁具10的操作授权管理；
所述计量箱状态信息管理模块46根据所述开锁信息的产生及所述报警信号的产生判断计量箱的状态，并进行记录和保存。具体地，当锁具管理模块44产生开锁信息时，智能锁具10开启并通过RFID芯片发送一开启信号到计量箱状态信息管理模块46中，则计量箱状态信息管理模块46记录并保存计量箱的状态为打开状态、及计量箱打开的时间和使用者用户信息；当锁具管理模块44不产生开锁信息而产生报警信号时，智能锁具10保持关闭并通过RFID 芯片发送一不授权关闭信号到计量箱状态信息管理模块46中，则计量箱状态信息管理模块46记录并保存计量箱的状态为不授权关闭状态、及计量箱打开的时间和使用者用户信息；当锁具管理模块44不产生开锁信息和报警信号时，计量箱状态信息管理模块46记录并保存计量箱的状态为正常关闭状态，无使用时间及使用者用户信息。
为了增强本发明无线智能锁系统的安全性，作为一种更优的技术方案，所述信息管理模块41分别对用户信息数据库、授权密钥数据库、RFID数据库进行加密。
在本实施例中，所述移动终端30的用户信息由所述登录设置模块42进行设置，以实现用户授权登陆。
进一步，所述智能锁具10的RFID芯片内嵌有一全球唯一。
在本实施例中，所述智能钥匙20与所述移动终端30之间通过蓝牙通讯的方式实现信息互送。
在本实施例中，所述移动终端30和监测控制系统之间通过一服务器50实现信息互送；且所述监测控制系统与所述智能锁具10之间通过所述服务器50实现信息互送。
在本实施例中，所述移动终端30与服务器50之间通过3G/4G网络实现信息互送；所述服务器50与监测控制系统之间通过互联网实现信息互送；所述服务器50与智能锁具10之间通过3G/4G网络实现信息互送。
在本实施例中，所述移动终端30为智能手机或智能平板。
请同时参阅图3和图4，在本发明中，所述智能锁具10包括锁体基座锁体基座1、开锁把手2、RFID芯片4和电磁锁紧部件3。所述开锁把手2设置于锁体基座1中；所述RFID芯片4内嵌于所述开锁把手2内部；所述电磁锁紧部件3设置于锁体基座1一端外侧，并用于将所述开锁把手2锁紧于所述锁体基座1中。
具体地，所述锁体基座1开设有相邻设置的把手安装槽11和把手锁定槽12。所述把手锁定槽12一侧开设有一锁定通孔121。
所述开锁把手2一端设置于把手安装槽11槽中，另一端设置于把手锁定槽12中，并固设有一槽口正对朝向所述锁定通孔121孔口的锁紧通槽211。
进一步，为了加固本装置对计量箱的锁紧，作为一种更优的技术方案，所述锁体基座1还包括一转动盘体13和一转动锁紧部件14。所述转动盘体13安装于所述把手安装槽11槽内，且其开设有一铰接槽131；所述开锁把手2中设置于把手安装槽11的一端通过一轴柱和一扭簧与所述铰接槽131连接。所述转动锁紧部件14设置于所述把手安装槽11槽底，其由一体的两舌形片组成。所述两舌形片分别为驱动片141和锁紧片142。所述驱动片141通过一轴接于把手安装槽11的转轴与所述转动盘体13轴接，并由开锁把手2驱动其旋转以带动 所述锁紧片142转动，实现对计量箱的锁紧或打开。且所述转动锁紧部件14所述两舌形片之间的夹角为120°～135°。
所述电磁锁紧部件3安装于把手锁定槽12外侧，其锁定端设置于所述锁定通孔121中并可伸入所述锁紧通槽211。具体地，所述电磁锁紧部件3包括一电磁线圈31、一铁芯32和一锁舌33。所述电磁线圈31设置于把手锁定槽12外侧；所述铁芯32一端设置于电磁线圈31中，另一端外露于电磁线圈31外；所述锁舌33设置于所述锁定通孔121中，并与所述铁芯32中外露于电磁线圈31外的一端连接，且其可由电磁线圈31驱动伸入或伸出所述锁紧通槽211。在本实施例中，所述电磁线圈由所述RFID芯片根据开锁信息进行控制其得电或断电，从而驱动所述铁芯32伸出或伸入所述锁紧通槽，以实现实现计量箱门的开启或关闭。
以下为本发明应用于电力计量箱的无线智能锁系统的工作原理：
首先，按照常规的锁具安装方法将本发明的智能锁具10安装于计量箱的门体即可。需要开启计量箱的门体时，通过智能钥匙20读取内嵌于开锁把手2中的RFID芯片4的RFID信息，并通过移动终端30将RFID信息及智能钥匙20的授权密钥发送至服务器50，并由服务器50将读取得到的RFID信息及智能钥匙20的授权密钥发送至监测控制模块40中的钥匙管理模块43。钥匙管理模块43随即调用所述信息管理模块41中的授权密钥数据库对所述智能钥匙20发送的授权密钥进行身份验证，产生一授权状态信息，并发送至所述锁具管理模块44。此时钥匙管理模块43记录并保存此时智能钥匙20的使用状态、使用时间及使用者用户信息。所述锁具管理模块44根据所述授权状态信息判断是否接收由所述读取得到的RFID信息——当所述锁具管理模块44接收到的授权状态信息为授权时，所述锁具管理模块44接收所述读取得到的RFID信息，并调用所述RFID数据库对智能钥匙20发送的RFID信息进行验证，产生开锁信息并发送至所述智能锁具10；此时RFID芯片接收到开锁信息，控制电磁线圈31通电，将铁芯32吸入，铁芯32带动锁舌33伸出开锁把手2的锁紧通槽211。由于开锁把手2通过扭簧和铰接槽131连接，则得到释放的开锁把手2因扭簧作用而从把手锁定槽12中弹出。然后，用过人手转动开锁把手2，从而驱动锁紧部件中的驱动片141转动，则驱动片141带动锁紧片142转动，从而使锁紧片142与计量箱体分离，实现了计量箱门体的开启。此时RFID芯片返回一开启信号到计量箱状态信息管理模块46，计量箱信息管理模块41记录并保存此时计量箱的使用状态、使用时间及使用者用户信息。同时锁具管理模块44记录并保存此时智能锁具10的使用状态、使用时间及使用者用户信息；授权管理模块45记录并保存此时智能钥匙20、智能锁具10的授权状态、时间及使用者用户信息。
然而，当授权状态信息为不授权时，则所述锁具管理模块44不接收智能钥匙20发送的RFID信息，产生一报警信号，且不产生开锁信息，实现智能锁具10保持关闭。此时，钥匙 管理模块43记录并保存此时智能钥匙20的使用状态、使用时间及使用者用户信息；计量箱信息管理模块41记录并保存此时计量箱的使用状态、使用时间及使用者用户信息；锁具管理模块44记录并保存此时智能锁具10的使用状态、使用时间及使用者用户信息；授权管理模块45记录并保存此时智能钥匙20、智能锁具10的授权状态、时间及使用者用户信息。
相对于现有技术，本发明应用于电力计量箱的无线智能锁系统安全性高、防复制能力强、能够自动记录计量箱设备的巡检情况、降低工作人员劳动强度及避免人工管理引起的差错。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。