CN202404609U

CN202404609U - 一种智能化钥匙管理系统

Info

Publication number: CN202404609U
Application number: CN2011204946955U
Authority: CN
Inventors: 张震宇; 管帆; 赵震波
Original assignee: Zhejiang Lover Health Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Lover Health Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-12-02

Abstract

本实用新型涉及智能化钥匙管理系统，包括主控和人机对话模块、钥匙柜体、计算机、超高频远距离RFID读写模块、指纹识别模块；主控和人机对话模块由主控芯片与触摸屏相联而成，主控芯片与钥匙柜体、计算机、RFID读写模块、指纹识别模块都相联，用于读写指纹识别模块、RFID读写模块的信息，并接受计算机的指令，将读取的信息传递给计算机，并控制钥匙柜动作；指纹识别模块在主控芯片的控制下，接受主控芯片的指令，读取用户的指纹信息，并传送给主控芯片进行处理；RFID读写模块在主控芯片的控制下，接受主控芯片的指令，将信息写入钥匙标签或从钥匙标签读出钥匙身份信息，并传送给主控芯片进行处理；钥匙柜体受主控芯片的指令控制，启闭柜门及钥匙扣环。

Description

一种智能化钥匙管理系统

技术领域

本实用新型属于钥匙智能化、信息化管理技术领域，特别涉及一种智能化钥匙管理系统。

背景技术

目前有许多场所(如学校、医院、大型企业等)具有众多的大型楼宇和庞大的员工数量，其拥有的钥匙总数也非常多。为集中管理大量钥匙，目前也出现了一系列基于电子和信息技术的钥匙管理系统，代表性的主要有以下几种：

1、钥匙柜上带有指纹识别模块。采用此技术方案，只有得到授权的用户才能使用钥匙，但钥匙本身无任何身份信息。参见图1a。

2、给钥匙加上ID或IC标签。用户可以直接进入取用钥匙，由低频近距离RFID读卡器记录钥匙被取用的信息。参见图1b。

3、利用计算机和网络等技术对钥匙ID身份信息实现本地和远程管理。该技术方案着重于钥匙本身的信息化管理，和用户信息关联程度不是很紧密。参见图1c。

上述三种具有代表性的钥匙管理系统，要么着重管理用户身份信息，要么着重管理钥匙身份信息，未能将用户身份信息和钥匙身份信息紧密联系起来，功能上较为单一、不够全面，智能化和信息化程度也不高。特别是在一些对保密要求较高的单位，上述几种技术方案中，钥匙取用的安全性也有待提高。因此，从整体上而言，现有技术还存在较为明显的不足。

发明内容

本实用新型公开了一种智能化钥匙管理系统，其充分利用了电子技术和信息技术，对现有主流的钥匙管理系统取长补短，达到了综合性能上的优势，弥补了现有技术存在的一些不足。

本实用新型采取以下技术方案：一种智能化钥匙管理系统，包括主控和人机对话模块、钥匙柜体、计算机、超高频远距离RFID读写模块、指纹识别模块；

主控和人机对话模块：由主控芯片与触摸屏相联而成，主控芯片与钥匙柜体、计算机、超高频远距离RFID读写模块、指纹识别模块都相联，用于读写指纹识别模块、超高频远距离RFID读写模块的信息，并与计算机通信，接受计算机的指令，将读取的信息传递给计算机，并控制钥匙柜动作；

指纹识别模块：在主控芯片的控制下，接受主控芯片的指令，读取用户的指纹信息，并传送给主控芯片进行处理；

超高频远距离RFID读写模块：在主控芯片的控制下，接受主控芯片的指令，将信息写入钥匙标签或从钥匙标签读出钥匙身份信息，并传送给主控芯片进行处理；

钥匙柜体：受主控芯片的指令控制，启闭柜门及钥匙扣环。

所述的智能化钥匙管理系统，计算机与主控芯片通过USB2.0方式进行通信。

所述的智能化钥匙管理系统，计算机与Internet相联，远程计算机通过Internet进入到所述的计算机，在异地实现远程管理。

所述的智能化钥匙管理系统，计算机带有管理软件及数据库，管理软件用于管理、查询；数据库用于存储信息。

所述的智能化钥匙管理系统，数据库存储的信息包括用户指纹、钥匙ID身份、事件发生时间。

所述的智能化钥匙管理系统，纹识别模块采用一体化光学指纹识别模块CAMA-SM12。

所述的智能化钥匙管理系统，指纹识别模块与主控芯片之间采用UART通信。

所述的智能化钥匙管理系统，超高频远距离RFID读写模块采用JT-8220UHF超高频远距离RFID读写模块。

所述的智能化钥匙管理系统，超高频远距离RFID读写模块与主控芯片之间采用UART通信。

本实用新型智能化钥匙管理系统可以应用于大型楼宇各房间的钥匙管理，其充分应用了计算机、电子、无线通信、网络、数据库等技术，构成功能全面、性能突出的钥匙管理系统。与现有主流钥匙管理系统比较，本实用新型具有以下特点：

1、采用一体化光学指纹识别模块。指纹存储容量大、识别准确率高。存储容量可达3000枚，并可扩展至8000枚，拒真率小于0.01％，足以应付一般大型企事业单位员工使用之需。

2、采用无源UHF远距离读写模块。读写钥匙上所挂的ISO18000-6C(EPC G2)或ISO-18000-6B卡，距离可稳定在2米，便于管理更多的钥匙。

3、PC机管理软件和SQL数据库。管理软件界面风格友好、功能齐全，同时还支持TCP/IP网络接入协议。钥匙的相关重要信息都记录在数据库中，钥匙管理人员可方便地在本地对钥匙使用情况进行查询和管理等操作，也可在异地通过TCP/IP网络协议登录到现场服务器，对钥匙实现远程管理。

4、主控MCU和人机对话技术优越。主控MCU采用高性能的STM32F107VCT6，人机对话方式采用3.2英寸触摸屏。

5、主控MCU和PC机之间采用USB2.0通信方式。相比于现在大量采用RS232串口的系统，USB2.0技术上更为领先，联机通信更加方便快捷。

附图说明

图1a、1b、1c是现有技术的功能模块图。

图2是实施例一智能化钥匙管理系统的功能模块图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

如图2所示，本实用新型智能化钥匙管理系统包括：

1、主控MCU和人机对话模块：由主控MCU与3.2’触摸屏相联而成，MCU采用STM32F107VCT6芯片，连接外围电路；MCU与钥匙柜体、计算机、超高频远距离RFID读写模块、指纹识别模块都相联。MCU起到读写指纹识别模块、钥匙标签Tag的相关信息，并与PC机通信以及控制钥匙柜体锁止电机驱动和机械结构等作用。3.2’触摸屏作为人机对话装置，直接代替了传统上采用键盘和显示器的设计。

2、指纹识别模块：采用一体化光学指纹识别模块CAMA-SM12，指纹登记容量为3000枚，可扩展到8000枚。认假率(FAR)＜0.0001％，拒真率(FRR)＜0.01％。比对方式采用1∶N和1∶1比对。指纹模板大小为498Byte。安全等级从Level 1至Level 5可设置。指纹特征提取取时间＜0.45秒，1∶1比对时间＜0.5秒，1∶N比对时间(500枚时)＜0.6秒。该模块和主控MCU之间采用UART通信方式，其作用是在主控MCU的控制下，接受MCU的指令，读取用户的指纹信息，并传送给MCU进行处理。

3、无源UHF远距离RFID读写模块：采用JT-8220UHF超高频远距离RFID读写模块，频率范围为902～928MHz，可读写包括各种柔性标签在内的6B和6C卡。同时配接8Dbi天线，稳定读写距离可保持在2米以上。EPC区、保留区和用户区均支持加锁解锁功能，加强了系统的保密性和安全性。支持相邻判别功能，可防止同一张卡在短时间内重复上传。支持块写操作，读写方便。该模块和主控MCU之间采用UART通信方式，其作用是在主控MCU的控制下，接受MCU的指令，将特定信息写入Tag或从Tag读出钥匙身份等信息，并传送给MCU进行处理。

4、计算机：带有管理软件和SQL数据库，并通过Internet与远程计算机通信。该计算机既是本地管理计算机，又是网络服务器。在该计算机上设计的管理软件，其界面风格简洁友好，查询和管理功能齐全。同时，在后台设计的SQL数据库，用户指纹、钥匙ID身份、事件发生时间等所有重要信息都可存储于该数据库中，以备查询。当钥匙系统管理人员不在现场时，可通过Internet，进入到该计算机，在异地实现远程管理。该计算机和主控MCU通过USB2.0方式进行通信，MCU接受计算机指令，可将读取到的指纹、钥匙ID等信息都传给计算机。计算机所涉相关技术都属现有技术。

5、钥匙柜体：主要包括钥匙柜、锁止电机及驱动以及相应的机械结构，其中，电机及驱动接受主控MCU的指令，可打开或关闭柜门、打开或关闭钥匙扣环。钥匙柜体所涉相关技术都属现有技术。

下面通过一个具体应用实例，完整地介绍本实用新型整个系统的工作原理及过程。

假设某事业单位有员工1000人，有房间500间。人员分等级，分为最高领导、中层领导和普通员工，不同等级的人权限不同，即最高领导允许进入所有房间(假设房间编号从001号～500号)，中层领导允许进步一部分房间(假设允许进入的房间编号从001号～100号)，普通员工只允许进入自己所在的房间，这意味着不同级别的人允许取用的钥匙的范围不同。500间房间对应钥匙500把，每把钥匙上都贴有柔性标签(Tag)和房间号，配有采用本钥匙管理系统的钥匙柜体1台。钥匙柜系统软硬件安装和调试完毕后，首先要以下初始化工作：

1、人员指纹信息及相关录入。指纹识别是将读取到的进入者的指纹和系统中原存储的数据库中指纹信息进行比对，然后判断该进入者指纹是否是已采集过的授权指纹。因此，先进行1000人的指纹录入工作，同时，为了便于管理和查询，还要将每个人的姓名、身份证号码、性别、出身年月、所在部门、所任职位、等级(最高领导、中层领导和普通员工)等信息也录入。采集时，约定所有人员一律采集右手大拇指指纹信息。

2、钥匙Tag ID信息录入。每把钥匙都具有惟一的身份编码，为了管理所有钥匙，应将所有钥匙的ID信息录入数据库，钥匙ID信息要和房间编号一一对应。

3、设置好Internet网络的TCP/IP协议，保证计算机能正常上网。

上述准备工作就绪后，则整个系统的工作过程按以下流程：

(1)假设中层领导甲要进入钥匙柜取用钥匙。在显示器提示信息的指导下，首先甲将右手大拇指按到指纹识别器上，系统在数据库中寻找匹配指纹信息，指纹识别通过后，系统认为甲是授权用户，同时判断出了甲的具体部门、身份证号码、职位等等信息。接下来系统在人机对话部分显示欢迎信息，并打开柜门，同时控制电机和相应的机械结构，打开所有允许被甲取用的钥匙(编号从001号～100号)的扣环，等待甲取用。

(2)假设甲在2011年11月21日14:00取用99号钥匙。每个钥匙都被扣在一个钥匙扣环里，要取用钥匙，必须先控制电机驱动相应的机械结构后，才能打开扣环。超高频读卡器一直在其读取距离范围内高速扫描所有钥匙上贴着的Tag信息，若所有钥匙都在原位、未被人取用，则每次都能读到所有钥匙的信息。现假设甲取用了99号钥匙，则在扫描过程中，读取不到99号钥匙的相关信息，系统即认为99号钥匙被人取走，会在显示器上显示相关信息，让甲知道这一情况的发生。同时数据库中记录下该事件发生的时间，认为在该时刻99号钥匙被甲取走，系统写入数据库中相关字段。待甲持钥匙离开钥匙柜距离超过超高频读写模块的读取距离后，系统关闭钥匙柜门和所有扣环。上述过程中，若甲超时，则系统会关闭并显示警告信息。

(3)假设甲在2011年11月21日16:00归还99号钥匙。这一过程和(2)非常类似，基本上就是一个反过程。首先甲必须通过指纹认证重新打开柜门，系统判别出是甲的指纹，扫描到其所持的钥匙ID，打开99号钥匙的扣环，界面提示甲将钥匙放入99号对应的扣环，扣环锁止到位后，显示器上显示归还成功信息，数据库中会记录甲归还99号钥匙的时刻。上述过程中，若甲超时，则系统会关闭并显示警告信息。

(4)假设系统管理人员乙要在异地查看和管理该系统。通过TCP/IP协议，在IE浏览器键入特定网址，输入用户名和密码后，便进入整个软件系统，就像在本地操作计算机一样，进行查询和数据库管理等操作。

以上通过一个假设的实例完整地描述了整个系统的工作流程。其他情况的过程原理，以此类推，不再赘述。

Claims

1.一种智能化钥匙管理系统，其特征是包括主控和人机对话模块、钥匙柜体、计算机、超高频远距离RFID读写模块、指纹识别模块；

钥匙柜体：受主控芯片的指令控制，启闭柜门及钥匙扣环。

2.如权利要求1所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的计算机与主控芯片通过USB2.0方式进行通信。

3.如权利要求2所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的计算机与Internet相联，远程计算机通过Internet进入到所述的计算机，在异地实现远程管理。

4.如权利要求1所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的指纹识别模块采用一体化光学指纹识别模块CAMA-SM12。

5.如权利要求1或4所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的指纹识别模块与主控芯片之间采用UART通信。

6.如权利要求1所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的超高频远距离RFID读写模块采用JT-8220UHF超高频远距离RFID读写模块。

7.如权利要求1或6所述的智能化钥匙管理系统，其特征是：所述的超高频远距离RFID读写模块与主控芯片之间采用UART通信。