CN108397046B - 智能钥匙扣联合管理系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能钥匙扣联合管理系统，其包括监控钥匙存放状态的主控设备，若干控制电路板，以及通讯单元。控制电路板设于一用于存放钥匙的箱体内，每一钥匙均设有与其相对应的RFID标签。每一控制电路板上设有主控单元以及若干RFID读卡器。主控单元通过通讯单元与内主控设备通讯连接，其内设有事件状态机，该事件状态机的非阻塞I/O端口与每一RFID读卡器的控制端通讯连接。RFID读卡器周围设有四钥匙槽，每一钥匙槽的第一端固定在控制电路板上，钥匙的钥匙栓放置于其第二端。本发明通过采用事件状态机非阻塞监控钥匙扣的存放状态，可减小RFID读卡器读信息延迟或者丢失现象。
Description
技术领域
本发明涉及物联网的技术领域，特别涉及一种智能钥匙扣联合管理系统与方法。
背景技术
钥匙管理箱是一种更可以对钥匙进行联网综合管理的一种装置，可对所授权的钥匙进行严格的管理，并能详细的记录钥匙使用者的情况，尽最大可能地解决了因钥匙管理不当引发的各种问题。现有钥匙箱的管理系统的控制性较差，当多人同时借出钥匙时，往往容易引起系统的卡顿，出现某个RFID读卡器读信息延迟或者丢失现象。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种智能钥匙扣联合管理系统，皆在提高钥匙管理箱的控制性强，数据管理清晰，可避免或减小某个RFID读卡器读信息延迟或者丢失现象。
为实现上述目的，本发明提出的智能钥匙扣联合管理系统，其包括用于监控钥匙存放状态的主控设备，若干控制电路板，以及用于将主控设备与控制电路板进行通讯连接的通讯单元。所述控制电路板设于一用于存放钥匙的箱体内，每一钥匙均设有与其相对应的RFID标签。每一控制电路板上设有主控单元以及若干用于读取钥匙上对应的RFID标签信息的RFID读卡器，若干所述RFID读卡器并列设置。
所述主控单元内设有事件状态机以及双向通讯通道，所述事件状态机的非阻塞I/O端口与每一所述RFID读卡器的控制端通讯连接，所述主控单元的双向通讯通道通过通讯单元与所述主控设备通讯连接。
每一所述RFID读卡器周围设有四个呈矩形分布的钥匙槽，每一钥匙槽的第一端固定在所述控制电路板上，所述钥匙槽的第二端设有用于固定钥匙的钥匙栓的固定机构。所述钥匙槽的第一端的两侧分别设有信号指示灯，所述钥匙槽内设有容置腔，该容置腔内设有执行单元，所述执行单元的输入端通过所述通讯单元与主控单元电连接，所述执行单元的输出端与信号指示灯的控制端电连接。
具体地，所述主控单元为stm32F107芯片。
具体地，所述主控单元的双向通讯通道为双向RS485通道，所述通讯单元为RS485通讯模块。
具体地，所述固定机构包括分别设置在所述钥匙槽两侧槽壁上的弹簧卡珠，两所述弹簧卡珠相对设置，钥匙的钥匙栓卡在两所述弹簧卡珠之间；钥匙的钥匙栓上设有避让弹簧卡珠的避让槽。
本发明还提出了一种智能钥匙扣联合管理方法，包括以下步骤：
S1，建立主控设备与移动终端之间的远程通讯连接；
S2，取用钥匙，取用过程如下：
通过移动终端向主控设备发送取用指令，主控设备通过通讯单元将取用指令发送给主控单元，同时检测主控单元的事件状态机是否处于空闲状态；
若事件状态机处于空闲状态，则主控单元对取用指令进行解码，同时事件状态机转为执行状态；
若事件状态机处于非空闲状态，即处于执行状态，则将取用指令放入第一排队队列中，当事件状态机重新进入空闲状态后，主控单元调出第一排队队列的取用指令并对该取用指令进行解码；
主控单元根据解码结果发送执行指令到相应的钥匙槽内的执行单元，执行单元根据执行指令点亮其对应钥匙槽上的信号指示灯，提示用户取用钥匙，同时，更新主控设备内该钥匙槽的钥匙存放状态信息；
其中，所述事件状态机的空闲状态为事件状态机与RFID读卡器之间的无信息交互的状态；
S3，归还钥匙，归还时，将钥匙的钥匙栓扣入空闲钥匙槽内，通过RFID读卡器读取归还的钥匙上的RFID标签信息，该RFID标签信息依次通过主控单元、通讯单元传送至主控设备内，更新主控设备内该空闲钥匙槽的钥匙存放状态信息。
在步骤S2中，将取用指令放入第一排队队列时，根据事件状态机接收取用指令的时间点的将取用指令从上到下依次存入第一排队队列中，接收时间点靠前的放在第一排队队列的上方；当事件状态机进入空闲状态，主控芯片逐个对第一排队队列中的取用指令进行解码，至第一排队队列中最下方的取用指令被解码。
在步骤S3中，通过RFID读卡器读取归还的钥匙上的RFID标签信息时，若同时有两个或两个以上的RFID读卡器读取并向事件状态机发送RFID标签信息，则根据事件状态机接收RFID标签信息的时间点的将RFID标签信息从上到下依次存入第二排队队列中，接收时间点靠前的放在第二排队队列的上方，事件状态机先发送第二排队列表上方的RFID标签信息给主控单元。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、通过单个stm32F107芯片控制多个RFID读卡器，既可降低成本，又可减少交互数据次数，提高数据效率；
2、基于事件状态机非阻塞控制RFID读卡器读信息，保证了多个RFID读卡器在读取信息时不会阻塞，系统不会出现因某个RFID读卡器读信息延迟或丢失现象，并且事件状态机的数据管理较为清晰，可控制性高；
3、基于RS485通道传输多信息，简洁、可靠、性价比高。并且RS485通道采用双向协议，可获取批量数据，有效提高传输通道有效数据利用率；
4、采用双侧控制提示灯，在光线较强的情况下，可增加提示效果；
5、钥匙的固定机构采用双侧弹簧卡珠设计，既可起到限位作用，也可起到卡位作用，并且，弹簧卡珠卡位力度即能保证钥匙扣不会脱落，也便于用于拔出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明智能钥匙扣联合管理系统一实施例的结构示意图；
图2为控制电路板的结构示意图；
图3为钥匙槽的立体图；
图4为钥匙槽的剖视图；
图5为钥匙的钥匙栓与钥匙槽的配合图；
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明提出一种智能钥匙扣联合管理系统。
参照图1，图1为本发明智能钥匙扣联合管理系统一实施例的结构示意图。
该系统包括用于监控钥匙存放状态的主控设备100，若干控制电路板200，以及用于将主控设备100与控制电路板200进行通讯连接的通讯单元230。每一控制电路板200均设于一用于存放钥匙的箱体内，每一钥匙均设有与其相对应的RFID标签。
参照图2-4，图2为控制电路板200的结构示意图，图3为钥匙槽300的立体图，图4为钥匙槽300的剖视图。
如图2-4所示，在本实施例中，该控制电路板200上设有主控单元210以及若干用于读取钥匙上对应的RFID标签信息的RFID读卡器220，若干RFID读卡器220并列设置。主控单元210内设有事件状态机211以及双向通讯通道，事件状态机211的非阻塞I/O端口与每一RFID读卡器220的控制端通讯连接，主控单元210的双向通讯通道通过通讯单元230与主控设备100通讯连接。每一RFID读卡器220周围设有四个呈矩形分布的钥匙槽300，每一钥匙槽300的第一端固定在控制电路板200上，钥匙槽300的第二端设有用于固定钥匙的钥匙栓400的固定机构。钥匙槽300的第一端的两侧分别设有信号指示灯310，钥匙槽300内设有容置腔，该容置腔内设有执行单元240，执行单元240的输入端通过通讯单元230与主控单元210电连接，执行单元240的输出端与信号指示灯310的控制端电连接。
具体地，在本实施例中，主控单元210为stm32F107芯片。
具体地，在本实施例中，主控单元210的双向通讯通道为双向RS485通道，通讯单元230为RS485通讯模块。
具体地，在本实施例中，如图5所示，固定机构包括分别设置在钥匙槽300两侧槽壁上的弹簧卡珠320，两弹簧卡珠320相对设置。钥匙的钥匙栓400上设有避让弹簧卡珠320的避让槽，钥匙的钥匙栓400卡在两弹簧卡珠320之间。
本发明提供的智能钥匙扣联合管理系统的工作过程如下：
S1，建立主控设备100与移动终端之间的远程通讯连接；
S2，取用钥匙，取用过程如下：
通过移动终端向主控设备100发送取用指令，主控设备100通过通讯单元230将取用指令发送给主控单元210，同时检测主控单元210的事件状态机211是否处于空闲状态；
若事件状态机211处于空闲状态，则主控单元210对取用指令进行解码，同时事件状态机211转为执行状态；
若事件状态机211处于非空闲状态，即处于执行状态，则将取用指令放入第一排队队列中，当事件状态机211重新进入空闲状态后，主控单元210调出第一排队队列的取用指令并对该取用指令进行解码；
主控单元210根据解码结果发送执行指令到相应的钥匙槽300内的执行单元240，执行单元240根据执行指令点亮其对应钥匙槽300上的信号指示灯310，提示用户取用钥匙，同时，更新主控设备100内该钥匙槽300的钥匙存放状态信息；
其中，所述事件状态机211的空闲状态为事件状态机211与RFID读卡器220之间的无信息交互的状态；在事件状态机211处于执行状态过程中，主控单元210反馈一执行结果到主控设备100，由主控设备100在测试时间内接收到执行结果，则更新对应钥匙槽300的钥匙存放状态信息并发出应答成功信息给主控单元210，而后，主控单元210的事件状态机211重新进入空闲状态，等待下一次检测。若主控设备100在测试时间内未接收到执行结果，则不更新对应钥匙槽300的钥匙存放状态信息并发出应答失败信息给主控单元210，主控单元210的事件状态机211重新进入空闲状态，等待下一次检测。
S3，归还钥匙，归还时，将钥匙的钥匙栓400扣入空闲钥匙槽300内，通过RFID读卡器220读取归还的钥匙上的RFID标签信息，该RFID标签信息依次通过主控单元210、通讯单元230传送至主控设备100内，更新主控设备100内该空闲钥匙槽300的钥匙存放状态信息。
在步骤S2中，将取用指令放入第一排队队列时，根据事件状态机211接收取用指令的时间点的将取用指令从上到下依次存入第一排队队列中，接收时间点靠前的放在第一排队队列的上方；当事件状态机211进入空闲状态，主控芯片逐个对第一排队队列中的取用指令进行解码，至第一排队队列中最下方的取用指令被解码。
在步骤S3中，通过RFID读卡器220读取归还的钥匙上的RFID标签信息时，若同时有两个或两个以上的RFID读卡器220读取并向事件状态机211发送RFID标签信息，则根据事件状态机211接收RFID标签信息的时间点的将RFID标签信息从上到下依次存入第二排队队列中，接收时间点靠前的放在第二排队队列的上方，事件状态机211先发送第二排队列表上方的RFID标签信息给主控单元210。
在本实施例中，事件状态机211的非阻塞控制方式可通过现有的软件编码来实现，再次不详细说明。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、通过单个stm32F107芯片控制多个RFID读卡器220，既可降低成本，又可减少交互数据次数，提高数据效率；
2、基于非阻塞的事件状态机211控制RFID读卡器220读信息，保证了多个RFID读卡器220在读取信息时不会阻塞，系统不会出现因某个RFID读卡器220读信息延迟或丢失现象，并且非阻塞的事件状态机211的数据管理较为清晰，可控制性高；
3、基于RS485通道传输多信息，简洁、可靠、性价比高。并且RS485通道采用双向协议，可获取批量数据，有效提高传输通道有效数据利用率；
4、采用双侧控制提示灯，在光线较强的情况下，可增加提示效果；
5、钥匙的固定机构采用双侧弹簧卡珠320设计，既可起到限位作用，也可起到卡位作用，并且，弹簧卡珠320卡位力度即能保证钥匙扣不会脱落，也便于用于拔出。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种智能钥匙扣联合管理系统，其包括用于监控钥匙存放状态的主控设备，若干控制电路板，以及用于将主控设备与控制电路板进行通讯连接的通讯单元；所述控制电路板设于一用于存放钥匙的箱体内，每一钥匙均设有与其相对应的RFID标签；其特征在于，每一控制电路板上设有主控单元以及若干用于读取钥匙上对应的RFID标签信息的RFID读卡器，若干所述RFID读卡器并列设置；
所述主控单元内设有事件状态机以及双向通讯通道，所述事件状态机的非阻塞I/O端口与每一所述RFID读卡器的控制端通讯连接，所述主控单元的双向通讯通道通过通讯单元与所述主控设备通讯连接；
每一所述RFID读卡器周围设有四个呈矩形分布的钥匙槽，每一钥匙槽的第一端固定在所述控制电路板上，所述钥匙槽的第二端设有用于固定钥匙的钥匙栓的固定机构；所述钥匙槽的第一端的两侧分别设有信号指示灯，所述钥匙槽内设有容置腔，该容置腔内设有执行单元，所述执行单元的输入端通过所述通讯单元与主控单元电连接，所述执行单元的输出端与信号指示灯的控制端电连接；
所述主控设备通过通讯单元将取用指令或归还指令发送给主控单元，同时检测主控单元的事件状态机是否处于空闲状态；
若事件状态机处于空闲状态，则主控单元对取用指令/归还指令进行解码，同时事件状态机转为执行状态；
若事件状态机处于非空闲状态，即处于执行状态，则将取用指令/归还指令放入第一排队队列/第二排队队列中，当事件状态机重新进入空闲状态后，主控单元调出第一排队队列/第二排队队列的取用指令/归还指令并对该取用指令/归还指令进行解码；
其中，所述事件状态机的空闲状态为事件状态机与RFID读卡器之间的无信息交互的状态。
2.如权利要求 1所述的智能钥匙扣联合管理系统 ，其特征在于，所述主控单元为stm32F107芯片。
3.如权利要求1所述的智能钥匙扣联合管理系统，其特征在于，所述主控单元的双向通讯通道为双向RS485通道，所述通讯单元为RS485通讯模块。
4.如权利要求1～3任意一项所述的智能钥匙扣联合管理系统，其特征在于，所述固定机构包括分别设置在所述钥匙槽两侧槽壁上的弹簧卡珠，两所述弹簧卡珠相对设置，钥匙的钥匙栓卡在两所述弹簧卡珠之间；钥匙的钥匙栓上设有避让弹簧卡珠的避让槽。
5.一种智能钥匙扣联合管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，建立主控设备与移动终端之间的远程通讯连接；
S2，取用钥匙，取用过程如下：
通过移动终端向主控设备发送取用指令，主控设备通过通讯单元将取用指令发送给主控单元，同时检测主控单元的事件状态机是否处于空闲状态；
若事件状态机处于空闲状态，则主控单元对取用指令进行解码，同时事件状态机转为执行状态；
若事件状态机处于非空闲状态，即处于执行状态，则将取用指令放入第一排队队列中，当事件状态机重新进入空闲状态后，主控单元调出第一排队队列的取用指令并对该取用指令进行解码；
主控单元根据解码结果发送执行指令到相应的钥匙槽内的执行单元，执行单元根据执行指令点亮其对应钥匙槽上的信号指示灯，提示用户取用钥匙，同时，更新主控设备内该钥匙槽的钥匙存放状态信息；
S3，归还钥匙，归还时，将钥匙的钥匙栓扣入空闲钥匙槽内，通过RFID读卡器读取归还的钥匙上的RFID标签信息，该RFID标签信息依次通过主控单元、通讯单元传送至主控设备内，更新主控设备内该空闲钥匙槽的钥匙存放状态信息；
其中，S2中，所述事件状态机的空闲状态为事件状态机与RFID读卡器之间的无信息交互的状态。
6.如权利要求5所述的智能钥匙扣联合管理方法，其特征在于，在步骤S2中，将取用指令放入第一排队队列时，根据事件状态机接收取用指令的时间点的将取用指令从上到下依次存入第一排队队列中，接收时间点靠前的放在第一排队队列的上方；当事件状态机进入空闲状态，主控芯片逐个对第一排队队列中的取用指令进行解码，至第一排队队列中最下方的取用指令被解码。
7.如权利要求5所述的智能钥匙扣联合管理方法，其特征在于，在步骤S3中，通过RFID读卡器读取归还的钥匙上的RFID标签信息时，若同时有两个或两个以上的RFID读卡器读取并向事件状态机发送RFID标签信息，则根据事件状态机接收RFID标签信息的时间点的将RFID标签信息从上到下依次存入第二排队队列中，接收时间点靠前的放在第二排队队列的上方，事件状态机先发送第二排队列表上方的RFID标签信息给主控单元。
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