CN103470106A - 基于无线通信的智能电子锁系统 - Google Patents
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Abstract
基于无线通信技术的智能电子锁系统，专用于高压开关柜柜门监测和控制的电子锁系统。包括：远方管理工作站、局域网(或GPRS无线网络)、变电站管理系统、无线集中控制器以及无线遥控电子锁。远方管理工作站可以实时监测电子锁的状态并发出开锁指令，通过局域网(也可以是GPRS无线网络)传输电子锁状态和命令数据，变电站管理系统主要实现就地管理，并通过485总线和无线集中控制器连接，形成一主多从式现场总线系统，无线集中控制器通过无线组网方式，和无线遥控锁进行通信，每个无线遥控锁都有自己的识别ID号码，无线遥控电子锁无需外部辅助电源，可以直接使用自带高能锂电池对开锁机构进行操作，实现打开柜门和对柜门状态进行监测。
Description
发明名称
基于无线通信的智能电子锁系统
技术领域
本发明属于一种用于高压开关柜柜门监测和控制的电子锁系统。
背景技术
在电力系统中，若高压柜的防误措施不完善，经常会发生误操作，造成人身伤亡、系统大面积停电及设备损坏等严重事故。目前国内外工程中主要应用的是传统式五防电磁锁，既通过交流220V供电，驱动电磁铁对锁芯进行控制，当带电显示器有电时，电磁铁得电使锁芯无法运动，起到带电闭锁的作用，反之，可以用钥匙打开电磁锁。这种传统的电磁铁闭锁装置需要交流或直流的辅助电源，不但功耗大，而且在打开柜门后需长时间通电保持，容易发热烧坏线包，这种电磁铁的故障率高，一旦发生故障，难以打开柜门，强行开门时，容易损坏柜体结构，往往造成检修后恢复送电的延误。而如何通过遥控方式对柜门进行控制，并可以远程组网，一直是工程中没有解决的问题，而国家智能电网的发展，对于智能可控的电子锁提出了迫切的需要。
基于无线通信的智能电子锁，可以更有效的记载和监控对机柜内的设备进行的操作、防止误操作、防止有可能发生安全生产事故和各种安全隐患。对于安装在机柜内许多重要的通信设备，监控设备，在进行各种设备的日常维护和操作中，是有效的手段进行鉴权和监控，只有相关专业人员在授权的情况下才可打开机柜。不仅在性能上较传统电磁铁闭锁装置有显 著提高，而且还实现了远程无线监控，是传统电磁铁闭锁装置理想的升级替代产品。
实用新型内容
本发明目的是提供一种基于无线通信的智能电子锁系统。该系统不仅具备电力上的五防功能，即防止误拉误合断路器、防止带负荷拉合闸刀、防止带接地刀合闸、防止合闸于接地闸刀(线)、防止误入有电间隔。还具备远程无线监控功能。用户在主监控室可监测每一个电子锁的状态，也可远程进行开锁操作。同时该系统把电子锁中的执行机构和控制机构分离，执行机构不须专门设置供电电源，即可完成检测高压和防误闭锁功能，控制机构仅由内部的锂电池供电即可完成无高压时解锁功能。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中标号：1-远方管理工作站 2-局域网 3-变电站管理主机 4-无线集中控制器 5-无线遥控电子锁 6-执行机构 7-三芯插头 8-控制机构9-带电检测电路 10-电磁锁 11-挡片 12-验电电路 13-锂电池 14-无线通信模块
图2为通信组网结构示意图。
具体实施方式：
基于无线通信的智能电子锁系统，其具体实施方式包括：电子锁解锁 和开锁，远程无线监控。
电子锁解锁和开锁由执行机构(6)和控制机构(8)实现。
其中执行机构由带电检测电路(9)、挡片(10)、电磁锁(11)组成，控制机构(8)由验电电路(12)、锂电池(13)、无线通信模块(14)组成。执行机构(6)与控制机构(8)通过三芯插头(7)连接。高压传感器的信号接入执行机构(6)的传感信号线进行检测，当检测到有高压时，电磁锁不解锁，挡片(10)合上；当检测到无高压时，电磁锁可以解锁。当控制机构中的验电电路(12)检验到锂电池(13)的电量充足时，可通过电子钥匙上解锁按钮，实现电磁锁解锁，也可通过集中控制器(4)发送解锁命令解锁。解锁成功时执行机构内的挡片(10)打开。装置内部具有光电式位置传感器，可对锁芯的状态进行测试，将锁的状态量通过无线通信方式上传至集中控制器。
带电检测电路(9)由定时通电电路组成，定时通电电路在得到解锁指令时，接通解锁电路进行电磁锁解锁；带电检测电路在检测到高压时，会通过高压带电指示灯显示。
电磁锁(11)由挡片，双稳态电磁铁和转动轴等组成，电磁铁动作时，带动挡片移动；在闭锁时，挡片会完全挡住操作孔，在解锁成功后，挡片会下滑，此时开关柜的门锁可人为操作。
验电电路(12)采用传感器技术检测锂电池内的电池容量，当电池容量低于一定值时，电池容量指示灯报警。同时内部自带光电位置传感器，可准确判断电子锁的状态是开锁还是闭锁。
锂电池(13)为高性能锂电池，无需充电，可使执行机构的电磁铁动作次数超过2000次。
无线通信模块(14)采用超低功耗的射频芯片，采用抗干扰性极强的 433M频率段。采用ShockBurst技术能够提供高速的数据传输，而不需要昂贵的高速MCU来进行数据处理/时钟覆盖。
远程无线监控由远方管理工作站(1)、局域网(2)、变电站管理系统(3)、无线集中控制器(4)和无线遥控电子锁(5)组成。
无线集中控制器(4)和无线遥控电子锁(5)通过无线通信进行连接。一台集中控制器最多可与128台电子锁连接，每一台电子锁都具备自己的ID号。无线传输距离可达到800米，两者之间采用标准的Modbus协议。
无线集中控制器(4)与变电站管理系统(3)通过485总线进行连接。集中控制器将电子锁上传的状态量通过485总线上传至变电站管理系统，变电站管理系统可以清晰地显示每一个电子锁的状态。同时，当上传的信号当中显示高压无电时，如需开锁时，变电站管理系统可发送开锁命令进行开锁操作。
变电站管理系统(3)与远方管理工作站(1)通过局域网或GPRS无线网络连接，两者之间采用的是标准的网络协议。用户可以在远方管理工作站通过网络命令操作变电站管理系统，从而达到操作电子锁的功能。同时变电站管理系统中的状态量也会通过网络通信上传至远方管理工作站。
本发明达到高压开关柜中的“五防”要求，解决当前高压开关柜等多种开关柜难以完善五防机构的难关。
本发明采用执行机构和控制机构组合的防误闭锁装置，装置无须外部和内部供电，仅有控制机构的高能锂电池提供电源，解决了高压开关柜中没有低压电源的问题。
本发明可采取就地操作和远程操作的管理方式。用户可就地通过变电站管理系统或远程远方管理工作站进行对高压柜柜门的监测和管理。 实现自动化控制。
从经济角度上，本发明省去了如外部或内部电源，专业高压监测等设备，大大节约了成本。
从稳定性和使用周期上，本发明采用低功耗双稳态电磁铁和活动锁片，控制机构内一组电池能够完成多达2000次解锁功能，解决了使用周期短，不稳定的问题，使配电设备稳定性大大加强，使用周期增加。
从实用性上，本发明在达到电气柜中五防的要求的同时，采用无线通信组网的模式，使用户不用去电力现场就可以准确地监测到现场高压柜柜门的状态，同时还可进行远程操作，极大地增强了实用性。
Claims (1)
1.基于无线通信的智能电子锁系统，主要包括：远方管理工作站(1)、局域网(或GPRS无线网络)(2)、变电站管理系统(3)、无线集中控制器(4)以及无线遥控电子锁(5)。无线遥控电子锁(5)包括执行机构(6)、三芯插头(7)、控制机构(8)。执行机构(6)通过三芯插头(7)与控制机构(8)连接。执行机构(6)包括带电检测电路(9)、电磁锁(10)、挡片(11)。控制机构(8)包括验电电路(12)、锂电池(13)、无线通信模块(14)。
远方管理工作站(1)实时监测电子锁(5)的状态并发出开锁指令，通过局域网(2)传输电子锁状态和命令数据。变电站管理系统(3)主要实现就地管理，并通过485总线和无线集中控制器(4)连接，形成一主多从式现场总线系统。无线集中控制器(4)通过无线组网方式，和无线遥控电子锁(5)进行通信，每个无线遥控电子锁(5)都有自己的识别ID号码，方便无线集中控制器(4)识别。无线遥控电子锁(5)由包括执行机构(6)、三芯插头(7)、控制机构(8)构成，执行机构(6)中带电检测电路(9)检测高压侧线路是否带电，电磁锁(10)通过打开或关闭挡片(11)来执行解锁和闭锁功能。高压侧线路无电，可以解锁。控制机构(8)通过三芯插头(7)与执行机构(6)连接，验电电路(12)识别控制机构中锂电池(13)是否有足够电量开锁，蓄电池(13)为无线遥控电子锁(5)开锁或闭锁提供电源，控制机构(8)通过无线通信模块(14)与无线集中控制器(4)建立无线通信方式。
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2012
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