CN110428524A - 无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，包括设备终端、手持机和远程服务器；设备终端包括无线充电模块的接收端、终端电源管理模块、终端MCU模块、电机模块、终端近距离通信模块和终端远距离通信模块；手持机包括无线充电模块的供能发送端、手持机电源管理模块、手持机MCU模块、手持机近距离通信模块和手持机远距离通信模块。本发明简化了操作，提高了管理设备的使用寿命，降低了设备实施维护的成本，还实现了加密可控的远程通信和操作数据的全程跟踪，并且能够对整个系统的活跃情况进行实时全程监控，相比于传统有电源系统，本发明降低了运营维护的成本，还能提高系统的保密性。

Description

无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统
技术领域
本发明涉及电气设备技术、物联网应用及应急管理领域，具体涉及一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程管理系统。
背景技术
以供电电力系统为例，随着社会的进步，我国电网覆盖面积越来越大，配电箱配电室等配套设施数量也会随之变多。一方面这些配套设施需要得到妥善的保护，另一方面为了维护这些配套设施，社会需要投入大量的人员去管理。
以通信中继箱为例，采用传统钥匙锁箱的形式，由于数量繁多的钥匙会造成管理混乱，如果是简易锁，防护性不高；采用传统附带电源密码锁的形式，密码通讯模块必须时刻处于工作状态，如果采用休眠式设计，信号接收及唤醒装置也必须时刻处于带电工作状态，一方面造成耗能，另一方面容易造成电路及相关器件损坏而导致工作寿命缩短。
以固定式补给柜、应急仓储箱为例，该类装备一般放置于野外无人看管区，分布区域按计划较为分散，内部储存物资供应急所用并受相关部门监管，野外区域布置供电系统成本与技术难度较大，若采用太阳能或充电电源功能的方式，可靠性不高。
以地下停车位地锁装置为例，由于地下室无法安装太阳能供电系统，目前一般采用有线供电形式，我们可以采用A4PW或PMA协议供电，继而采用通讯距离较远的BT、ZigBee和RFID进行加密通讯与目标识别，从而加强车位安全管理。
以大型仓储锁具、室内门锁防护、实验室大型设备锁具管理为例，传统的防护锁具采用如下几种方式：一种是采用机械式锁具，利用钥匙进行开锁，在管理过程中利用备用钥匙进行闭合开启操作管理；另一种是利用密码或刷卡式操作进行开启闭合操作，锁具端需安装电池，管理中利用权限更高的卡进行操作管理，当锁具电池断电时，采用机械钥匙进行开启闭合管理；采用密码开启的锁具装置一般还配置有密码小键盘，可以设置开锁密码，当采用无卡开启时，利用手工输入进行解锁开启操作。
而利用无电源式锁具终端的最大优势在于终端无需供电，利用手持机近场通讯实现一对多开锁，尤其是在锁具数量较多的情况下，利用远程服务器进行实时动态密码下发及匹配，使得管理更加便利。为了保护配套设施，如中国实用新型专利CN201210597Y公开了一种防盗配电箱，包括箱体、安装板、箱门和出线口，箱门通过轴套与箱体连接，安装板位于箱体的背板上，出线口位于箱体的侧板上，箱门上与安装轴套相对一侧有个单置孔，箱体内侧靠近单置孔处装有内置式联动防盗锁及插销机构，插销的位置与单置孔相对应，在箱门有单置孔的一侧，装有自动开启装置。该产品体积小、重量轻、具有结构牢固、安全可靠、防砸、防撬、等特点，应用广泛，尤其油田领域。但是这种防盗箱不能起到多重防护作用，我们需要在配电箱配电室门上安装可靠的密码锁，同时相关操作人员操作的时候需要简单方便可控。
然而现有的密码锁多为有源密码锁，需要持续给密码锁供电，又由于密码锁所用电流与配电箱配电室的主线路上的电流不同，因此要另设一条给密码锁供电的电路，增加了设备实施的成本。此外，现有密码锁不但操作复杂繁琐，而且存在因密码泄露而导致的安全隐患，并且无法对现有密码锁的操作进行全程监控和记录，缺乏可追溯性。
发明内容
本发明目的是：提供一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，无需在固定终端上持续提供电源系统就能实现需使用锁具进行防护的无人装备设施的管理与防护，简化了操作，也无需设计复杂的供电电路系统，提高了管理设备的使用寿命，降低了设备实施维护的成本，还实现了加密可控的远程通信和操作数据的全程跟踪，并且能够对整个系统的活跃情况进行实时全程监控，相比于传统有电源系统，本发明降低了运营维护的成本，还能提高系统的保密性。
本发明的技术方案是：一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，包括设备终端、手持机和远程服务器；
所述设备终端包括依次连接的无线充电模块的接收端、终端电源管理模块、终端MCU模块和电机模块，所述终端电源管理模块的供电输出端分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块的供电输入端，所述终端MCU模块分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块；
所述手持机包括依次连接的无线充电模块的供能发送端、手持机电源管理模块和手持机MCU模块，所述手持机MCU模块分别电连接到手持机近距离通信模块和手持机远距离通信模块；
所述无线充电模块的接收端与无线充电模块的供能发送端配合工作；
所述设备终端与手持机之间通过终端近距离通信模块与手持机近距离通信模块配合建立近距离通信连接；
所述设备终端与远程服务器之间通过终端远距离通信模块建立远距离通信连接；
所述手持机与远程服务器之间通过手持机远距离通信模块建立远距离通信连接。手持机手持机手持机手持机
上述技术方案中，所述无线充电模块选用WPC协议模块。
上述技术方案中，所述电机模块选用伺服电机。
上述技术方案中，所述电机模块上驱动连接有解锁机构。
上述技术方案中，所述终端近距离通信模块和手持机近距离通信模块选用NFC模块或蓝牙模块或RFID模块或WIFI模块。
上述技术方案中，所述终端远距离通信模块和手持机远距离通信模块选用GPRS模块或BD模块或4G模块或5G模块。
上述技术方案中，所述设备终端还包括终端报警模块；
所述手持机还包括手持机报警模块。
上述技术方案中，所述终端报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯；
所述手持机报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯。
本发明的优点是：
1.本发明通过在设备终端内设置无线充电模块的接收端并在手持机内设置无线充电模块的供能发送端，从而实现无源无线的供能模式，无需在固定终端上持续提供电源系统就能实现需使用锁具进行防护的无人装备设施的管理与防护，简化了操作，不但避免了因持续供电造成的电能浪费，而且无需设计复杂的供电电路系统，提高了管理设备的使用寿命，降低了设备实施维护的成本；
2.本发明结构简单，使用方便，只需将手持机靠近设备终端即可完成解锁，适合在供电电力系统、石油管道系统、公路交通系统等领域推广使用，尤其适用于如配电箱、通信中继箱、补给柜、应急仓储箱、车位锁等；
3.本发明采用无源无线的供能模式，极大提高了终端的安全性和稳定性，整个系统寿命长，功耗小，安全性高，对恶劣环境下系统的稳定性和可靠性有极大的提高；
4.本发明实现了加密可控的近距离通信，以及操作数据的全程跟踪，提高了整个系统的安全性和数据可追溯性；
5.本发明实现了一对多实时动态密码匹配，远程服务器管理，使得系统更具有保密性；
6.本发明的远程服务器可以对整个系统的活跃情况做到实时全程监控，与人工相比，运营维护成本更低，同时通过服务器下发认证码，极大提高系统工作的保密性，并且如果某一模块出现问题，远程服务器可以通过对全系统更换认证码来进一步提高系统的安全性。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例一的系统结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
参见图1所示，本发明提供一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，包括设备终端、手持机和远程服务器；近程加密通讯算法、远程跟踪管理算法；
所述设备终端包括依次连接的无线充电模块的接收端、终端电源管理模块、终端MCU模块和电机模块，所述终端电源管理模块的供电输出端分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块的供电输入端，所述终端MCU模块分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块；
所述手持机包括依次连接的无线充电模块的供能发送端、手持机电源管理模块和手持机MCU模块，所述手持机MCU模块分别电连接到手持机近距离通信模块和手持机远距离通信模块；
所述无线充电模块的接收端与无线充电模块的供能发送端配合工作，即当手持机靠近设备终端时，所述无线充电模块的供能发送端给无线充电模块的接收端充电；
所述设备终端与手持机之间通过终端近距离通信模块与手持机近距离通信模块配合建立近距离通信连接；
所述设备终端与远程服务器之间通过终端远距离通信模块建立远距离通信连接；
所述手持机与远程服务器之间通过手持机远距离通信模块建立远距离通信连接。
手持机手持机手持机手持机手持机本发明的远程服务器主要用来存储设备终端和手持机上传的数据，同时会对手持机下发认证码。
本实施例中，所述无线充电模块近距离的可选用WPC协议模块，具体地，本发明的WPC协议模块基于Qi标准实现；稍远距离的采用A4WP/PMA协议模块，WPC协议模块，其利用电磁感应的原理，其中所述无线充电模块的接收端对应电磁感应装置，所述无线充电模块的发送端对应无线充电装置，电磁感应装置用于接收来自无线充电装置传输过来的能量。需要说明的是，所述电磁感应装置和无线充电模块均为现有装置，其在本领域内已足够成熟，为本领域技术人员所熟知。
本实施例中，所述终端近距离通信模块和手持机近距离通信模块选用NFC模块或蓝牙模块或RFID模块或WIFI模块实现。
本实施例中，所述终端远距离通信模块和手持机远距离通信模块选用GPRS模块或BD模块或4G模块或5G模块实现。
本实施例中，所述终端MCU模块和手持机MCU模块均选用低功耗、小型化的MCU模块。
本实施例中，所述电机模块选用伺服电机。
本实施例中，所述电机模块上驱动连接有解锁机构实现设备门禁的锁闭或解锁，该解锁机构可以为例如需使用锁具进行防护的无人装备设施的管理与防护(比如配电箱、通信中继箱、补给柜、应急仓储箱等)上的锁销，该锁销与电机模块的电机轴驱动连接，能够实现锁销的伸缩，而配电箱配电室门还设有与锁销配合锁止的锁销孔，当锁销插入锁销孔内时，配电箱配电室门处于锁闭状态，当锁销从锁销孔内抽出时，配电箱配电室门处于解锁状态。本发明通过手持机靠近设备终端给设备终端供电，从而驱动电机模块将锁销从锁销孔内抽出，实现解锁。至于电机模块与锁销的具体传动连接关系，为本领域技术人员所熟知的常规手段，本发明中不作赘述。
本实施例中，所述终端近距离通信模块和手持机近距离通信模块选用NFC模块或蓝牙模块或RFID模块或WIFI模块实现。
本实施例中，所述终端远距离通信模块和手持机远距离通信模块选用GPRS模块或BD模块或4G模块或5G模块实现。
本实施例中，所述设备终端还包括终端报警模块，所述终端报警模块连接到终端MCU模块；所述手持机还包括手持机报警模块，所述手持机报警模块连接到手持机MCU模块。具体地，所述终端报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯；所述手持机报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯。当远程服务器检测到某一模块出现问题时，向设备终端或手持机发出报警。
本发明的无线充电模块的接收端、终端电源管理模块、终端控制模块、电机模块、终端近距离通信模块和终端远距离通信模块可以集成安装在一个盒体内，且该盒体已做好防潮防灰防腐蚀处理，能够适用于恶劣的环境。
本发明的手持机可配备指纹识别系统，弥补在丢失后他人开启的漏洞。
本发明的手持机还配备可充电模块，采用低功耗设计，可实现野外长时间工作。
本发明的工作原理为：当手持机靠近设备终端时，通过无线充电模块给设备终端供电；手持机先通过手持机远距离通信模块向远程服务器申领认证码，然后再通过手持机近距离通信模块与终端近距离通信模块的配合实现与设备终端的近距离通信，并且在手持机与设备终端通信的同时，终端远距离通信模块将设备终端的操作数据上传到远程服务器，手持机远距离通信模块将手持机的操作数据上传到远程服务器。远程服务器可以对整个系统的活跃情况做到实时全程监控，与人工相比，运营维护成本更低，同时通过远程服务器下发认证码，极大提高系统工作的保密性，并且如果某一模块出现问题，远程服务器可以通过对全系统更换认证码，将之前的认证码作废。本发明的手持机系统可实现一对多动态密码匹配及远程服务器管理功能。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：包括设备终端、手持机和远程服务器；
所述设备终端包括依次连接的无线充电模块的接收端、终端电源管理模块、终端MCU模块和电机模块，所述终端电源管理模块的供电输出端分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块的供电输入端，所述终端MCU模块分别连接到终端近距离通信模块和终端远距离通信模块；
所述手持机包括依次连接的无线充电模块的供能发送端、手持机电源管理模块和手持机MCU模块，所述手持机MCU模块分别电连接到手持机近距离通信模块和手持机远距离通信模块；
所述无线充电模块的接收端与无线充电模块的供能发送端配合工作；
所述设备终端与手持机之间通过终端近距离通信模块与手持机近距离通信模块配合建立近距离通信连接；
所述设备终端与远程服务器之间通过终端远距离通信模块建立远距离通信连接；
所述手持机与远程服务器之间通过手持机远距离通信模块建立远距离通信连接。
2.根据权利要求1所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述无线充电模块选用WPC协议模块。
3.根据权利要求1所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述电机模块选用伺服电机。
4.根据权利要求1或3所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述电机模块上驱动连接有解锁机构。
5.根据权利要求1所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述终端近距离通信模块和手持机近距离通信模块选用NFC模块或蓝牙模块或RFID模块或WIFI模块。
6.根据权利要求1所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述终端远距离通信模块和手持机远距离通信模块选用GPRS模块或BD模块或4G模块或5G模块。
7.根据权利要求1所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述设备终端还包括终端报警模块；
所述手持机还包括手持机报警模块。
8.根据权利要求7所述的无电源无线充电供能式终端及其手持机远程加密管理系统，其特征在于：所述终端报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯；
所述手持机报警模块包括蜂鸣器和/或报警指示灯。
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