CN105869250A - 一种智能表箱锁监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

一种智能表箱锁监控系统及监控方法，该监控系统包括发卡主站，钥匙终端，锁具，主控终端，所述发卡主站连接钥匙终端，所述钥匙终端连接锁具和主控终端，所述主控终端连接锁具；该方法包括发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤；钥匙终端打开锁具并保存电子钥匙开锁数据的步骤；主控终端监控钥匙终端开锁的步骤。本系统通过主控终端实时记录电子钥匙开锁时间，开锁次数，开锁操作者，钥匙发行事件等，从而对电力计量箱的开启、关闭情况进行有效的监控手段；并通过箱门状态检测电路实时监测表箱门状态，当发现为异常打开表箱时，可通过通讯模块主动上报方式上报集抄主站，提醒管理人员及时处理。

Description

一种智能表箱锁监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及电能计量控制领域，特别涉及一种智能表箱锁监控系统及监控方法。

背景技术

随着社会的经济发展，电力计量器具大量使用，如能保证计量箱完好，对计量箱实现状态实时监控，从而保证计量设施完好，做到防止窃电，保障人员设备安全，意义重大。目前的电力计量箱的锁具采用的传统机械或者磁性锁具，防复制能力差，容易破解。当计量箱被非法打开后，管理人员无法及时发现和处理，容易产生窃电及人员设备安全。供电企业对电力计量箱的开启、关闭情况没有一种有效的监控手段，无法掌握计量箱的操作人员、时间等信息。因此，为了更好对电力计量箱实现监控，对智能表箱锁的研究是非常有必要的。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种智能表箱锁监控系统及方法，通过该系统及方法可对智能表箱锁实时监控，保证设备的安全。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种智能表箱锁监控系统，该监控系统包括发卡主站，钥匙终端，锁具，主控终端；

发卡主站具有下发，登记，分配电子钥匙权限功能；收集和更新电子钥匙信息的功能；按照设定权限收集档案及报表打印功能；

钥匙终端包含射频芯片和钥匙芯片，射频芯片与发卡主站双向通讯，射频芯片与钥匙芯片双向通讯，钥匙芯片的输出端连接锁具，发卡主站向射频芯片发射电子钥匙发行数据，射频芯片用以保存电子钥匙发行数据和电子钥匙开锁数据；钥匙芯片用以读取射频芯片内的保存的电子钥匙发行数据；

主控终端包含主控模块、射频发射接收模块，箱门状态检测电路；射频发射接收模块的输入端连接射频芯片的输出端；射频发射接收模块的输出端连接主控模块的一输入端，主控模块的另一输入端连接箱门状态检测电路；射频发射接收模块用于接收射频芯片的电子钥匙的发行数据和电子钥匙开锁数据，并将电子钥匙开锁数据传送主控模块；箱门状态检测电路用以检测箱门的状态，并将检测结果传输给主控模块。

作为优选的，电子钥匙发行数据包含开锁权限密码，操作者代码，发行时间，失效的操作者代码，失效发行时间。

作为优选的，电子钥匙开锁数据包含电子钥匙开锁数据成功标志，开锁次数，开锁时间以及开锁操作者。

作为优选的，钥匙芯片的输出端通过USB接口方式连接锁具。

作为优选的，钥匙芯片通过7816接口连接射频芯片。

作为优选的，主控终端还包括通讯模块，主控模块与通讯模块双向通讯，通讯模块的输出端连接集抄主站。

作为优选的，所述主控终端还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别连接射频接收模块、主控模块以及通讯模块。

作为优选的，所述钥匙终端还包含为钥匙芯片供电的电池。

作为优选地，所述主站通过加密和发卡器给射频芯片发送电子钥匙发行数据。

作为优选的，所述钥匙终端内部安装电池，顶部设有USB开锁接口，表面设有红色指示灯，黄色指示灯，以及绿色指示灯。

为了实现本发明的目的，本发明的另一技术方案：

一种智能表箱锁监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤；

步骤S2：钥匙终端打开锁具并保存电子钥匙开锁数据的步骤；

步骤S3:主控终端监控钥匙终端开锁的步骤；

其中，步骤S2具体包括以下步骤，S21，钥匙芯片读取射频芯片内的钥匙发行数据，判断是否为有效的操作者；S22，如果步骤S21判断为失效的操作者，则跳转结束；S23，如果步骤S21判断开为有效操作者，则钥匙芯片读取正常钥匙的卡密码；S24，将射频芯片密码与锁具芯片密码进行匹配；S25，如果步骤S24不匹配，跳转结束；S26，如果步骤S24匹配，开锁操作；S37结束；

其中，步骤S3具体包括以下步骤：步骤S31，主控终端通过箱体检测触动开关判断电力计量箱箱门是否打开；步骤S32，如果步骤S31箱体检测触动开关检测到箱门已打开，接合主控终端，并通过射频芯片读取钥匙芯片的电子钥匙开锁数据，判断箱门是否由钥匙终端打开；步骤S33，如果步骤S31中的箱体检测触动开关判断箱门没有打开，则返回开始；步骤S34，如果步骤S32判断箱门是由钥匙终端打开，则判断操作者是否为有效操作者；步骤S35，如果步骤S34判断箱门不是由钥匙终端打开，则主动上报报警，监控结束；步骤S36，如果步骤S34判断操作者为有效操作者，记录操作者事件；步骤S37，如果步骤S34判断操作者不是有效操作者，则主动上报报警，监控结束。

作为优选地，电子钥匙权限的操作权限为多权限分级管理模式，多权限分级包括A级和B级，A级为超级用户，可开启同一工厂出品的所有有关本项目锁具；B级为基本用户，B级包含B1、B2、B3…Bn级，n为大于1的整数；B1、B2、B3…Bn为n个区域分隔的分级，的区域的分隔是同一区域内的一把锁具可由同区域的多把钥匙打开，该区域的一把钥匙可开启同区域的多个锁具，但是该区域的钥匙不能开启其他区域的锁具。

作为优选地，步骤S3还包括将非法操作上传至集抄主站；非法操作具体为箱门不是由钥匙终端打开，打开箱门的操作者不是有效操作者。

作为优选的，发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤主要包括：发卡主站记录发行的电子钥匙权限的步骤；发卡主站记录电子钥匙开锁权限的操作者的步骤；发卡主站记录发行电子钥匙开锁权限的时间的步骤。

本发明的有益效果：本系统通过主控终端实时记录电子钥匙开锁时间，开锁次数，开锁操作者，钥匙发行事件等，从而对电力计量箱的开启、关闭情况进行有效的监控手段；并通过智能表箱门上的箱门状态检测电路实时监测表箱门状态，当发现为异常打开表箱时，可通过通讯模块主动上报方式上报主站，提醒管理人员及时处理。

附图说明

图1为本发明智能表箱锁监控系统的结构原理框图。

图2为钥匙终端的结构示意图；

图3为钥匙终端的顶部结构示意图；

图4为锁具的结构示意图；

图5为本发明监控方法的步骤流程示意图；

图6为钥匙终端打开锁具并保存电子钥匙开锁数据的步骤流程示意图；

图7为主控终端对开锁进行监控的流程示意图；

图8为电子钥匙的多权限分级管理模式示意图；

图9为发卡主站下发电子钥匙的流程示意图；

图10为补发电子钥匙的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

请参阅图1，图1为本发明智能表箱锁监控系统的结构原理框图。本实施例1提供的一种智能表箱锁监控系统，包括发卡主站，钥匙终端，锁具，主控终端。

发卡主站具有下发，登记，分配电子钥匙权限功能；收集和更新电子钥匙信息的功能；按照设定权限收集档案及报表打印功能。所有功能由系统管理员授权不同的操作权限，管理范围。

为了系统运行的及时性，可靠性，稳定性和安全性，并充分考虑系统的可维护性及可扩展性，发卡主站采用标准化设备，主要包括数据库服务器、加密设备以及射频发卡设备。本实施例中，数据库服务器可以是电脑和中央处理器等。

所述钥匙终端包含射频芯片，钥匙芯片，为钥匙芯片供电的电池。所述钥匙芯片与所述发卡主站双向通讯，发卡主站向射频芯片发射电子钥匙发行数据，射频芯片保存电子钥匙发数据和电子钥匙开锁数据,钥匙芯片用以读取射频芯片的数据，可将射频芯片中的数据传输到其中，钥匙芯片的输出端连接锁具，当钥匙终端插进锁具里，锁具芯片保存的密码与钥匙芯片保存的密码相匹配时，电机转动，锁具打开。

其中，发卡主站通过加密和发卡器给射频芯片发送电子钥匙发行数据，电子钥匙发行数据包含开锁权限密码，操作者代码，发行时间，失效的操作者代码，失效发行时间等。

其中，钥匙芯片通过7816接口连接射频芯片，可将射频芯片中保存的电子钥匙发行数据传输到钥匙芯片中，每次钥匙终端开锁时，钥匙终端通过射频芯片将电子钥匙开锁数据传送主控终端，在本实施例中，电子钥匙开锁数据包含开锁记录成功标志，开锁操作者代码，开锁操作时间等。

所述主控终端安装在电力计量表箱里面，由电力计量表箱供电，并具有扩展接口，可对计量箱内的其他情况进行监控。它包含主控模块、射频发射接收模块，以及箱门状态检测电路；射频发射接收模块的输入端连接射频芯片的输出端；射频发射接收模块的输出端连接所述主控模块的一输入端，所述主控模块的另一输入端连接箱门状态检测电路；射频发射接收模块用于接收射频芯片发送的电子钥匙开锁数据，并将电子钥匙开锁数据传送主控模块；箱门状态检测电路检测箱门打开的情况并将检测结果传输给主控模块。

主控终端通过箱门状态检测电路对箱门的状态进行监控，判断电能计量箱是否被非法操作，还可以将非法操作通过国家电网已有的集中采集系统采用主动上报方式，并通过与主控模块的一输出端连接的通讯模块上传至集抄主站进行报警。利用国家电网已有的集中采集系统,可避免通信部分的维护，减少维护成本，使现场维护尽量做到简单易行。

本系统通具有以下优点：

1、发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙,以及射频芯片与主控终端通信，均采用国密算法，这样可保证数据传输过程中的安全可靠。

2、钥匙终端与锁具通过内部的芯片加密比对，密码匹配后通过电机转动开锁，因此安全可靠。

3、主控终端实时记录电子钥匙开锁时间，开锁次数，开锁操作者等，从而对电力计量箱的开启、关闭情况进行有效的监控。

4、通过与智能表箱连接的箱门状态检测电路实时监测表箱状态，对异常数据进行记录，当发现异常可通过通讯模块主动上报方式上报集抄主站，提醒管理人员及时处理，保证计量箱的安全运行。

实施例2

如图2和图3所示，所述钥匙终端可以是手持钥匙终端。其内部安装电池(优选，四节AAA电池)，因为计量箱分布在各个地方，如果将电池放在锁具里面，如果电池寿命到了或者电池故障会给维护造成很大的不便，增加工作量，故将电池安装在钥匙终端里，因此，一旦电池出现问题，只需要更换钥匙终端里面电池，维护方便。钥匙终端的顶部设有USB开锁接口和备用钥匙孔，USB开锁接口与锁具相连，备用钥匙孔可直接插入备用钥匙打开锁具。钥匙终端的表面设有红色指示灯，黄色指示灯，以及绿色指示灯，当钥匙终端与锁具匹配，绿色指示灯显示锁具开启，当钥匙终端与锁具不匹配，红色指示灯亮，黄色指示灯亮代表电池电量低。

实施例3：

如图4所示，图4为锁具的结构示意图。锁具采用挂锁方式，无需安装，可直接应用到现有电表箱上。锁具内置驱动电机，通过内置驱动电机实现驱动锁具的开启。锁具内置锁具芯片，此锁具芯片储存密码与钥匙芯片密码相匹配时，主控终端发出指令内置电机转动锁具打开。上锁时，手动按压即可。

实施例4

请参阅图5，图5为本发明提供的一种智能表箱锁监控系统的监控方法的步骤流程示意图。本实施例提供了一种智能表箱锁监控方法，主要包括以下步骤：

步骤S1:发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤；

步骤S2:钥匙终端打开锁具并保存电子钥匙开锁数据的步骤；

步骤S3：主控终端监控钥匙终端开锁的步骤；

请参阅图6，所述步骤S2具体包含以下步骤：

步骤S21，钥匙芯片读取射频芯片内的钥匙发行数据，判断是否为有效操作者,即判断是否为正常钥匙；

步骤S22，如果步骤S21判断为失效操作者，则跳转结束；

步骤S23，如果步骤S21判断为有效操作者，则钥匙芯片读取正常钥匙的卡密码；

步骤S24，将射频芯片的密码与锁具芯片的密码进行匹配；

步骤S25，如果步骤S24不匹配，跳转结束；

步骤S26，如果步骤S24匹配，开锁操作。

如图7所示，所述步骤S3具体包括以下步骤:

步骤S31，主控终端通过箱门的箱体检测触动开关判断电力计量箱箱门是否打开；

步骤S32，如果步骤S31中的箱体检测触动开关检测到箱门已打开，接合主控终端，并通过射频芯片读取钥匙芯片的电子钥匙开锁数据，判断箱门是否由钥匙终端打开；

步骤S33，如果步骤S31中的箱体检测触动开关判断箱门没有打开，则返回开始；

步骤S34，如果步骤S32判断箱门是由钥匙终端打开，则判断操作者是否为有效操作者；

步骤S35:如果步骤S32判断箱门不是由钥匙终端打开，则主动上报报警，监控结束；

步骤S36:如果步骤S34判断操作者为有效操作者，记录操作者事件；

步骤S37:如果步骤S34判断操作者不是有效操作者，则主动上报报警，监控结束。

实施例5

请参阅图8，图8为电子钥匙的多权限分级管理模式。在实施例4的基础上，所述电子钥匙权限的操作权限为多操作员管理模式，以及多权限分级管理模式。

所述多权限分级包括A级和B级，A级为超级用户，可开启同一工厂出品的所有有关本项目锁具；B级为基本用户，所述B级包括B1、B2、B3…Bn，n为大于1的整数。B1、B2、B3…Bn为n个区域分隔的分级，所谓区域分隔即同一区域内的一把锁具可由同区域的多把钥匙打开，该区域的一把钥匙可开启同区域的多个锁具，但是该区域的钥匙不能开启其他区域的锁具。例如，图8所示B1锁具和B1钥匙才能相互匹配开启，B1钥匙不能开启B2锁具。

实施例6:

在实施例4的基础上，为了总结非法操作，所述步骤S3还包括将所述非法操作上传至集抄主站步骤。所述非法操作具体为箱门不是由钥匙终端打开，打开箱门的操作者不是有效操作者。

实施例7:

请参阅图9，图9为发卡主站下发电子钥匙的流程示意图。在实施例4的基础上，所述发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤主要包括，发卡主站记录发行的电子钥匙权限的步骤；发卡主站记录电子钥匙开锁权限的操作者的步骤；发卡主站记录发行电子钥匙开锁权限的时间(发行电子钥匙开锁权限的时间即发卡时间)的步骤。

实施例8:

请参考图10，图10为补发电子钥匙的流程框图。在实施例4的基础上，一旦电子钥匙丢失，发卡主站需要补发电子钥匙。补发电子钥匙的步骤是：发卡主站记录权限的步骤；发卡主站记录失效操作者的步骤；发卡主站记录新的有效操作的步骤；发卡主站记录新发卡时间的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘如果本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能表箱锁监控系统，其特征在于：包括发卡主站，钥匙终端，锁具，主控终端；

发卡主站具有下发，登记，分配电子钥匙权限功能；收集和更新电子钥匙信息的功能；按照设定权限收集档案及报表打印功能；

钥匙终端包含射频芯片和钥匙芯片，射频芯片与发卡主站双向通讯，射频芯片与钥匙芯片双向通讯，钥匙芯片的输出端连接锁具，发卡主站向射频芯片发射电子钥匙发行数据，射频芯片用以保存电子钥匙发行数据和电子钥匙开锁数据；钥匙芯片用以读取射频芯片内的保存的电子钥匙发行数据；

主控终端包含主控模块、射频发射接收模块，箱门状态检测电路；射频发射接收模块的输入端连接射频芯片的输出端；射频发射接收模块的输出端连接主控模块的一输入端，主控模块的另一输入端连接箱门状态检测电路；射频发射接收模块用于接收射频芯片的电子钥匙的发行数据和电子钥匙开锁数据，并将电子钥匙开锁数据传送主控模块；箱门状态检测电路用以检测箱门的状态，并将检测结果传输给主控模块。

2.根据权利要求1的智能表箱锁监控系统，其特征在于：电子钥匙发行数据包含开锁权限密码，操作者代码，发行时间，失效的操作者代码，失效发行时间。

3.根据权利要求1的智能表箱锁监控系统，其特征在于：电子钥匙开锁数据包含电子钥匙开锁数据成功标志，开锁次数，开锁时间以及开锁操作者。

4.根据权利要求1的智能表箱锁监控系统，其特征在于：钥匙芯片的输出端通过USB接口方式连接锁具。

5.根据权利要求1的智能表箱锁监控系统，其特征在于：钥匙芯片通过7816接口连接射频芯片。

6.根据权利要求1的智能表箱锁监控系统，其特征在于：主控终端还包括通讯模块，主控模块与通讯模块双向通讯，通讯模块的输出端连接集抄主站。

7.一种智能表箱锁监控方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤S1：发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤；

步骤S2：钥匙终端打开锁具并保存电子钥匙开锁数据的步骤；

步骤S3:主控终端监控钥匙终端开锁的步骤；

其中，步骤S2具体包括以下步骤，S21，钥匙芯片读取射频芯片内的钥匙发行数据，判断是否为有效的操作者；S22，如果步骤S21判断为失效的操作者，则跳转结束；S23，如果步骤S21判断开为有效操作者，则钥匙芯片读取正常钥匙的卡密码；S24，将射频芯片密码与锁具芯片密码进行匹配；S25，如果步骤S24不匹配，跳转结束；S26，如果步骤S24匹配，开锁操作；S37结束；

其中，步骤S3具体包括以下步骤：步骤S31，主控终端通过箱体检测触动开关判断电力计量箱箱门是否打开；步骤S32，如果步骤S31箱体检测触动开关检测到箱门已打开，接合主控终端，并通过射频芯片读取钥匙芯片的电子钥匙开锁数据，判断箱门是否由钥匙终端打开；步骤S33，如果步骤S31中的箱体检测触动开关判断箱门没有打开，则返回开始；步骤S34，如果步骤S32判断箱门是由钥匙终端打开，则判断操作者是否为有效操作者；步骤S35，如果步骤S34判断箱门不是由钥匙终端打开，则主动上报报警，监控结束；步骤S36，如果步骤S34判断操作者为有效操作者，记录操作者事件；步骤S37，如果步骤S34判断操作者不是有效操作者，则主动上报报警，监控结束。

8.根据权利要求7的智能表箱锁监控方法，其特征在于：电子钥匙权限的操作权限为多权限分级管理模式，多权限分级包括A级和B级，A级为超级用户，可开启同一工厂出品的所有有关本项目锁具；B级为基本用户，B级包含B1、B2、B3…Bn级，n为大于1的整数；B1、B2、B3…Bn为n个区域分隔的分级，的区域的分隔是同一区域内的一把锁具可由同区域的多把钥匙打开，该区域的一把钥匙可开启同区域的多个锁具，但是该区域的钥匙不能开启其他区域的锁具。

9.根据权利要求7的智能表箱锁监控方法，其特征在于：步骤S3还包括将非法操作上传至集抄主站；非法操作具体为箱门不是由钥匙终端打开，打开箱门的操作者不是有效操作者。

10.根据权利要求7的智能表箱锁监控方法，其特征在于：发卡主站向钥匙终端发行电子钥匙权限的步骤主要包括：发卡主站记录发行的电子钥匙权限的步骤；发卡主站记录电子钥匙开锁权限的操作者的步骤；发卡主站记录发行电子钥匙开锁权限的时间的步骤。