智能钥匙管理装置 技术领域
本实用新型涉及一种智能钥匙管理装置，它与专门的钥匙柜配套使用，适用于有大量钥匙需要进行集中、高效、安全管理的单位。
背景技术
目前国内一般单位对钥匙的安全管理仍然停留在传统的人为防范手段，这种管理方式由于过多的依赖人的自我约束性，一方面存在着极大安全隐患；另一方面，管理单位也无法对分散在各人手中的钥匙进行及时有效的监管。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全、科学、高效的智能钥匙管理装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：
本实用新型由指纹采集仪、中心计算机、单片机控制电路、钥匙状态采样电路、驱动及执行电路组成，指纹采集仪与中心计算机相连接，中心计算机通过通讯接口与单片机控制电路中的单片机相连接，钥匙状态采样电路与单片机控制电路相连接，单片机控制电路的输出端接驱动及执行电路的输入端。
本实用新型的工作原理如下：
本实用新型采用指纹识别技术，钥匙使用人必须通过指纹验证后才能取出钥匙。由于指纹的终身不变性和相异性，通过指纹来辨识取用钥匙人的身份具有非常高的准确性与可靠性，可以有效杜绝非法取用钥匙的情况发生。本实用新型使用计算来进行指纹的识别运算。并通过计算机向单板机发出指令，由单板机来控制系统的各种动作，进而实现系统地各种功能，本装置可以24小时对钥匙使用情况进行监控、记录、报警，极大地方便了管理人员对钥匙使用情况的了解与控制。
本实用新型的有益效果是使钥匙的管理更加安全、科学，并且管理效率大大提高，而且具有较多的功能。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图
图2为本实用新型的单片机控制电路原理图
图3为本实用新型的钥匙状态采样电路原理图
图4为本实用新型的驱动及执行电路原理图
图5为本实用新型的主程序流程图
图6为本实用新型的中断程序流程图
具体实施方式
由图1-6所示的实施例可知，它是由指纹采集仪、中心计算机、单片机控制电路、钥匙状态采样电路、驱动及执行电路组成，指纹采集仪与中心计算机相连接，中心计算机通过通讯接口与单片机控制电路中的单片机相连接，钥匙状态采样电路与单片机控制电路相连接，单片机控制电路的输出端接驱动及执行电路的输入端。
本实施例中的单片机控制电路由单片机U1及其外围元件晶体Q1、C1、C2、上拉电阻R2、接口模块U2、U3、总线收发器U4及其外围元件上拉电阻R1、三八译码器U5、U6、反相器U7A-U8A组成，接口模块U3采用RS485，接口模块U2采用MAX487E，接口模块U2的2、3脚与单片机U1的4脚相连接，接口模块U2的1、4脚分别与单片机U1的10、11脚相连接；接口模块U2与U3之间接有由电阻R3、R4、稳压二极管DW1、DW2组成的保护电路，接口模块U2的6、7脚分别使电阻R4、R3接接口模块U3的1、2脚，稳压二极管DW1接在U2的7脚与地之间，稳压二极管DW2接在U2的6脚与地之间；接口模块U3与中心计算机相连接，单片机U1的输出端5-7脚分别与三八译码器U6的输入端1-3脚相连接，单片机U1的13脚与三八译码器U6的4、5脚相连接，三八译码器U6的7、9-15脚经插座CZ1分别接钥匙状态采样电路的总线收发器U10-U17的19脚；单片机U1的21-28脚经插座CZ3分别接钥匙状态采样电路的总线收发器U10-U17的2-9脚；单片机U1的1-3脚分别接三八译码器U5的1-3脚，单片机U1的12脚接三八译码器U5的4、5脚，三八译码器U5的7、9-15脚依次分别经反相器U8A-U7A、插座CZ4接驱动及执行电路的锁存器U18-U25的11脚；单片机U1的32-39脚分别接总线收发器U4的9-2脚，U4的11-18脚经插座CZ2分别接驱动及执行电路的锁存器U18-U25的9-2脚。
本实施例中的钥匙状态采样电路为由总线收发器U10-U17及其外围元件上拉电阻R5-R12，受控于钥匙牌的行程开关KG1-KG60，门控开关KG61、KG62、紧急开关KG63、接线板CZ6-CZ8组成的8组60路钥匙采样电路和3路报警采样电路，各开关分组通过接线板分别与总线收发器U10-U17相连接，其中第一组8路钥匙采样电路的行程开关KG1-KG8的一端经接线板CZ6接总线收发器U10的18-11脚，它们的另一端分别经CZ6接地；3路报警采样电路中的钥匙柜前门门控开关KG61、后防护门门控开关KG62、紧急开关KG63的一端分别经接线板CZ8接总线收发器U17的6-8脚，它们的另一端分别经CZ8接地。
本实施例中的驱动及执行电路为由锁存器U18-U25及其外围元件上拉电阻R13-R20、高压驱动模块U27-U35及其外围元件电容C3-C11，继电器J1-J63，续流二极管D1-D63，锁定、释放电磁铁DT1-DT61，电器R22-R81，发光二极管LED1-LED60，接线板CZ10-CZ13组成的9组60路钥匙锁定、释放电路和控制前门电锁、键盘锁及蜂鸣器的电路；其中第一组7路钥匙锁定、释放电路由锁存器U18及其外围元件上拉电阻R13、高压驱动模块U27及其外围元件电容C3、继电器J1-J7、续流二极管D1-D7、锁定、释放电磁铁DT1-DT7、电阻R22-R28、发光二极管LED1-LED7、接线板CZ10组成，锁存器U18的13-19脚与高压驱动模块U27的7-1脚相连接，继电器J1-J7的一端分别接高压驱动模块U27的16-10脚，继电器J1-J7的另一端分别接+12V，继电器J1-J7的常开触点J1-1-J7-1的一端分别接+12V，继电器J1-J7的常开触点J1-1-J7-1的另一端经接线板CZ10分别接锁定、释放电磁铁DT1——DT7的线圈的一端，锁定、释放电磁铁铁DT1-DT7的线圈的另一端分别接地，每个锁定、释放电磁铁的线圈的两端并联有由发光二极管与电阻串联组成的显示电路；控制钥匙柜前门电锁LOCK的继电器J61、控键盘锁的继电器J62、控制蜂鸣器S的继电器J63的一端分别接+12V，它们的另一端分别接高压驱动模块U35的12、11、10脚，继电器J61的常开触点J61-1的一端接+12V，其另一端经接线板CZ13接钥匙柜前门电锁LOCK的电源正端；继电器J62的常开触点J62-1的一端接+12V，其另一端经接线板CZ13接锁定、释放电磁铁DT61的线圈的一端，DT61的线圈的另一端接地，DT61的衔铁控制键盘锁；继电器J63的常开触点J63-1的一端接+12V，其另一端经接线板CZ13接蜂鸣器S的一端，蜂鸣器S另一端接地。
本实施例的工作过程简述如下：
一、钥匙状态采样过程(参见图1-4)：
在图2中，单片机U1内置EEPROM存储应用程序。U1接收到中心计算机发出的采集令后通过P14、P15、P16连接U6并由U6译为8位地址线。然后分别选通图3中U10-U17。例如：P14、P15、P16均为“0”，则图3中CZ1中AD20为低电平，U10的19脚为低电平，U10被选中有效。U1读取P2端口数据即可得到IN1-IN8共8个钥匙的状态。如果钥匙在钥匙牌插孔中压下行程开关KGXX，即可得到数据位为“1”，否则数据位为“0”。依次操作即可读取63个开关(KG1-KG3)的状态。通过程序控制依次经U2、U3发送给中心计算机，写入数据库。
二、控制钥匙牌释放及报警：
U1接收到中心计算机释放指令后将完成开门、报警及释放等，具体工作过程如下：
U1的P1口的P10、P11、P12依次经U5作三八译码、U7反相后选通图4中U18-U26中的一组，通过U1的P0端口数据向U18等发出执行指令。例如：需要释放1号钥匙牌(KG1)。P10、P12、P12均为“0”，则U5中Y0为“0”，经U7A反相后，图4中U18的11脚即AD10为“1”，U18被选中有效，U18的19脚为“1”，经U27的1脚控制U27的16脚为“0”，继电器J1吸合，其触点J1-1闭合，+12V经CZ10的1、2脚加至OUT1端，控制DT1吸合，DT1的衔铁缩回，释放钥匙牌。同时LED1亮，表示可以取出钥匙。
控制前门电锁LOCK，由J61经CZ13的1、2脚为电锁LOCK加+12V电源开锁：
J62控制键盘锁由锁定、释放电磁铁DT61完成，其工作过程同上述的控制钥匙释放过程；
控制蜂鸣器S报警为J63经CZ13的5、6脚为蜂鸣器S加+12V电源发出报警蜂声。
三、紧急释放：
当检测到紧急释放信号，即：图3中KG63为闭合时，程序按上述控制钥匙释放过程依次释放所有钥匙牌。
本实施例可以实现以下功能：
1、能对所有管理人员的相关资料进行管理，包括：管理人员姓名、性别、年龄(出生年、月、日)、职务、部门、指纹信息、所管理的钥匙编号等。
2、一名操作员可以管理多把钥匙，一把钥匙可以被多名操作员管理。
3、某些重要场所的钥匙可以被设置成由两个以上的操作员共同操作才能提取或还回。
4时区设置，以对钥匙的提取及还回时间进行限制，可以定义几个时间段，具有超时报警功能。
5、以记录、处理各种钥匙柜的报警信息，如：指纹错误、柜门超时未关闭、非法提取钥匙、超时区等紧急报警等。
6、操作人员可以按级别进行授权，考虑分为二级；A、系统管理员，具有最高权限；B只能进行钥匙存取工作。
7、可以对系统的所有操作进行记录，具有检索，打印功能。
8、可以在紧急状态进释放所有的钥匙，包括：火警、紧急战备状态等。
9可以识不同地址码的单片机。
10超时报警，当钥匙柜打开后延时1分钟，超时后发出警告信息，同时锁定所有钥匙。
11、主机及钥匙柜门均有防拆装置，非法打开时可以报警。
12、钥匙状态指示，包括：可以取出/不能取出，钥匙在位/还回等。
13、妨劫持功能，例如：操作员登记的是食指，被劫持时使用其它手指(如：中指)可以操作，但不能打开相应的钥匙，同时可以发出报警信息。