CN206314828U - 智能钥匙柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种智能钥匙柜，包括：柜体部分、用户交互部分、控制器和主电源，柜体部分包括主柜体（1）、二层门（2）、主柜门（22）和小柜门（23），二层门（2）上设置钥匙单元组（3），小柜门（23）装受控机械锁（5）；用户交互部包括电阻式触摸屏（10），RFID模块（11），指纹读取模块和音频模块（18）；控制器包括ARM主控板（14）和下位机主控板（16），ARM主控板（14）内搭载Windows CE操作系统，运行管理程序；下位机主控板（16），对用户交互部分的各个受控部件和受控机械锁（5）进行指令控制。本实用新型实现了智能化管理用户信息，准确识别用户信息并提供基于权限的智能钥匙管理服务，实现了智能化人机信息交互下的高效率钥匙安全管理。

Description

智能钥匙柜

技术领域

本实用新型属于安防管理技术，具体涉及基于人机交互的钥匙权限管理设备。

背景技术

随着科学技术的日趋成熟，人们试图为智能钥匙开辟新的应用领域。当前许多企事业单位对于钥匙的管理还处在原始的书面记录，这样使钥匙使用记录难以保存和记录信息不清晰，而且一旦出事核查费时费事；同时，人为因素大，钥匙管理制度人为执行难，书面登记信息不实；钥匙的领用、归还、存放等环节不能有效的监管。特别是一些特别重要的部门如监狱、银行、部队等加强钥匙的监管更为重要。针对这些情况，近几年也出现了一系列基于电子技术和信息技术的智能钥匙管理系统，使得钥匙的集中管理变得更加高效、便捷。代表性的主要有以下几种:一是采用钥匙柜代替传统的钥匙盘，同时在钥匙柜上带有指纹识别模块，只有得到授权的用户才能使用钥匙;二是给钥匙加上ID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;三是利用计算机技术和网络等技术对钥匙ID身份信息实现本地和远程管理，使得钥匙管理变得更为方便、可靠。

综观上述三种代表性的钥匙管理系统，第一种钥匙本身无任何身份ID信息，第二种用户可直接进人，且低频读卡器对钥匙标签的读写距离很近，不便管理大量的钥匙，第三种着重于钥匙本身的信息化管理，但和用户信息的关联程度不是很紧密。总体上，现有的钥匙管理系统技术，要么着重管理用户身份信息，要么着重管理钥匙身份信息，未能将这两者紧密联系起来，功能上较为单一、不够全面，智能化和信息化程度也不是很高。因此，从整体上看，现有的系统存在一定的不足。

发明内容

本实用新型所要实现的目的是：基于人机交互的钥匙权限管理功能，依据用户所需要管理的钥匙以及使用人员的具体情况，为每一个使用人员划分钥匙的使用权限，并完成相应的钥匙管理工作。

为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案：

一种智能钥匙柜，其特征在于，所述智能钥匙柜包括：柜体部分、用户交互部分、控制器和主电源，

所述柜体部分包括：主柜体1、二层门2、主柜门22和小柜门23，所述主柜体1底部设置电源接口7、USB接口和LAN接口8；所述二层门2上设置钥匙单元组3，所述小柜门23的内仓中附有主柜门22的受控机械锁5；

所述用户交互部包括：电阻式触摸屏10，用于承载用户操作系统完成与用户操作信息交互；RFID模块11，用于钥匙信息读取；指纹读取模块，用于读取用户提供的指纹信息；音频模块18，用于播放音频信息；

所述控制器包括以ARM11芯片作为主处理器的Tiny6410嵌入式核心板ARM主控板14和下位机控制模块，其中，

所述ARM主控板14内搭载Windows CE操作系统，运行智能钥匙柜的用户操作管理程序；

所述ARM主控板14的232指纹识别接口通过RS-232通讯连接线与指纹读取模块相连接，识别用户指纹，显示屏接口通过显示屏排线与电阻式触摸屏10相连接，控制操作系统与用户操作信息的交互；并分别与所述主柜体1的LAN接口8和USB接口9以延长线的形式相连接，完成与外界的网络和USB串口通讯；

所述下位机控制模块包括下位机主控板16，所述下位机主控板16是下位机控制模块的控制核心，下位机主控板16的P10接口通过232交叉线与ARM主控板14的232通讯接口相连接，以RS-232通讯协议进行通讯；并对用户交互部分的各个受控部件进行指令控制，并通过延时继电器13的通断控制实现对所述受控机械锁5的开关控制；

所述主电源20位于所述小柜门23的内仓中，为控制器提供12V直流的电源供电，并通过电源接口7充电。

所述指纹读取模块分为两部分，一部分是位于智能钥匙柜外侧的指纹读取器12，负责与用户进行直接的指纹录入的人机交互操作；另一部分是位于智能钥匙柜小柜门23内侧的指纹读取电路19，将指纹读取器录12入的用户指纹模拟信号进行A/D转换处理，并将信号传输到控制器。

所述音频模块18位于小柜门23内侧，负责接收来自控制器发来的音频信号，并通过位于小柜门23内罩的喇叭将音频信息进行播放。

所述受控机械锁5与主控板之间有一组IO线连接，实时检测柜门的开关状态。

所述下位机主控板16与钥匙单元组3的每个钥匙单元以串联的方式连接，通过RS-485通讯协议的附加地址位的485指令，对钥匙单元组3的每一个钥匙单元完成独立控制。

所述RFID模块位于小柜门23外侧的中部，负责与用户所持待归还的钥匙进行RFID的信息读取。将钥匙内的RFID编号读取并传输到下位机主控板16。

所述二层门2的左右两侧各有一个机械锁，用于锁定二层门2；所述主柜体1的底部设有小柜门锁6，用于锁定小柜门23。

所述主柜体1设有灯槽，布有一条LED箱体照明灯带4。

所述柜体1底部具有点阵式的通风口21，确保柜体内部的空气流通，便于散热。

本实用新型的优点：

实现了智能化管理用户信息，准确识别用户信息并提供基于权限的智能钥匙管理服务；

相对其他钥匙柜体积更加小巧，节省空间；

将钥匙信息与使用人员对应，把管理钥匙的责任与用户信息相挂钩，大大提高了钥匙管理过程中的安全性；

智能钥匙柜外壳采用碳钢材质，坚实可靠，具有一体化，运行可靠，维护成本低，安装便捷等特点；

基于ARM处理器的智能控制系统，配备指纹识别，RFID通讯等功能，实现了智能化人机信息交互下的高效率钥匙安全管理。

附图说明

图1为智能钥匙柜的主视图；

图2为智能钥匙柜的右轴测图；

图3为智能钥匙柜主柜体的底部视图；

图4为智能钥匙柜的左轴测图。

其中：

具体实施方式

本实用新型的智能钥匙柜主要包括如下部分：钥匙柜主柜体，用户交互部分，控制器部分，下位机部分，主电源，散热风扇和接线端子。

如图1和图2所示，钥匙柜的主柜体1是钥匙柜的主体结构，内有二层门2，48个钥匙单元阵列。于二层门2的左右两侧，各有一个机械锁，用于锁定二层门2。二层门2的顶部上方，主柜体1设有灯槽，布有一条LED照明灯带4。在柜体的小柜门23内仓中，附有主柜门22的受控机械锁5和主电源20。

在主柜体1右侧的小柜门23外侧，是用户交互部分，设置了此部分所涉及的电阻式触摸屏10，RFID模块11和指纹读取器12。

在图3中，可以看到在主柜体1的底部，设有用于锁定小柜门23的小柜门锁6，电源接口7，LAN口8，USB接口9。为保证柜体内部的空气流通，便于散热，柜体底部也设计了点阵式的通风口21。

在图4中，小柜门23内侧上方放置着钥匙柜的主控制器ARM主控板14。通过显示屏排线，将ARM主控板14的显示屏接口与小柜门23外侧的电阻式触摸屏10相连接。电阻式触摸屏10完成与用户操作信息交互的功能。通过3.5mm音频线将ARM主控板14的音频接口与音频模块18相连接，用于播放系统提示音。通过RS-232通讯连接线，将ARM主控板14的232指纹识别接口与指纹读取模块19相连接。指纹读取电路19与小柜门23外侧下方的指纹读取器12构成了指纹读取模块，用于读取用户提供的指纹信息，并将其传输给ARM主控板14，用于钥匙柜管理系统识别用户身份。电阻式触摸屏10、音频模块18和指纹读取模块18构成了ARM主控板14的外设部分。除此之外，主电源20为ARM主控板14提供了12V直流的电源供电。ARM主控板14的网络LAN接口和USB接口也分别与主柜体1的LAN接口8和USB接口9以延长线的形式相连接，用来完成与外界的网络和USB串口通讯。

ARM主控板14与下位机主控板16是以RS-232通讯协议进行通讯的，通过232交叉线将ARM主控板14的232通讯接口与下位机主控板16的P10接口相连接。下位机主控板16由主电源20直接提供12V的直流电源供电。受控机械锁5受到下位机主控板16直接控制，用于管理主柜门22的打开和锁定。在受控机械锁5与下位机主控板16中间串接了一个延时继电器13（延时时间大致设置在100ms），用于屏蔽错误的开门信号。受控机械锁5共有4根接线。用于检测并反馈传输当前门锁状态的白线与蓝线构成一组回路。分别与下位机主控板16的IO和GND接口相连接。用于接收门锁打开信号的黑线和红线构成一组回路。黑线与下位机主控板16的GND接口连接。由于需要与延时继电器13串接，受控机械锁5的红线需要与延时继电器13的5号接线端相连接。另将延时继电器13的9号接线端与下位机主控板16的MAG接口。此外，延时继电器13自身需要12V直流供电，因此将1延时继电器13的14号接线口与下位机主控板16的12V接口相连接，13号接线端与下位机主控板16的GND接口连接。照明灯带4有两根接线，黑色线接下位机主控板16的GND接口，红色线接下位机主控板16的LED接口。箱体内照明可以受到下位机主控板16的继电器控制。另有两根接线与RFID模块11相连接，用于读取用户所取钥匙中的RFID信息。

下位机主控板16上有两组485端口P3和P4，P3为485通讯的独立电源接口，只通过主电源20接通12V和GND，为通讯提供供电。P4接口的B、A、GND、12V分别与钥匙柜上的48号钥匙单元3的P3接口的B、A、GND、12V对应连接。自48号钥匙单元3开始，剩余的47个钥匙单元3也以此规则，将P4与P3接口逐个串接。完成了48个钥匙单元3以及下位机主控板16基于RS-485通讯协议的串接485通讯方式。在预先协定好的485命令规则的基础上，实现了系统基于地址的对于48个钥匙单元3的独立控制。

此外，散热风扇15收到电源的直接供电，开机运行，为柜体内部散热。为使柜体内部的接线更加安全美观，使用接线端子17，将接线按照固定的规则连接。

从操作管理程序实现的功能看，智能钥匙柜实现的功能主要包括以下几部分：管理员及普通用户的登陆与注销、用户管理、钥匙的存取、钥匙的使用记录查询以及系统设置。

管理员及普通用户的登陆与注销。首次登陆，需要使用预设的登录密码进入智能钥匙柜管理系统。后续登陆时，已在用户管理中添加的管理员与普通用户均可通过指纹方式登陆到智能钥匙柜管理系统。并可以在完成操作后主动注销自己的登陆账户。如果账户处于登录状态下3分钟没有任何操作，也将自动注销当前账户。

钥匙的存取，是管理员及普通用户根据由管理员预先在用户管理中划分好的用户钥匙管理权限，对指定的单个或者多个钥匙进行获取与归还的操作。

用户管理，钥匙记录查询以及系统设置。这三部分属于管理员权限下可以使用的功能。用户管理中，管理员可以对用户信息进行创建，删除，修改，查询的操作。用户的基本信息包括用户编号，用户姓名，所属部门，用户级别，操作时限，用户指纹以及用户钥匙管理权限。其中用户级别，包括管理用户和普通用户，用于区分管理员和普通用户的不同权限。

在钥匙查询记录的页面中，管理员可以查询过去一段时间内所有用户对该智能钥匙柜的钥匙的存取操作记录。记录内包含钥匙信息，日期时间，存取状态，用户姓名等记录信息。查询方式可以按用户查询，也可以按钥匙查询。两种查询方式都需要给出指定的查询时间范围。完成后即可获得想要所需的查询记录。

系统设置，是智能钥匙柜在使用之初以及后期运行维护过程中，管理员对只能钥匙柜的设置操作界面。该界面内包含钥匙信息管理，RFID的匹配与读取，网络参数设置，日期时间设置。在钥匙信息管理子界面中，管理员可以对每一把钥匙添加备注信息。RFID的匹配与读取，是对下位机钥匙单元管理模块（以下简称钥匙单元）中钥匙扣内的RFID信息的读取与管理的操作。钥匙柜同样可以通过网络连接，在PC主机上对钥匙管理信息、用户信息等数据进行管理。对此，管理员可以在网络参数设置的选项内对其进行配置。最后，针对用户对钥匙的操作使用权限，管理员需要对系统时间进行校准设置。

Claims (9)

1.一种智能钥匙柜，其特征在于，所述智能钥匙柜包括：柜体部分、用户交互部分、控制器和主电源，所述柜体部分包括：主柜体（1）、二层门（2）、主柜门（22）和小柜门（23），所述主柜体（1）底部设置电源接口（7）、USB接口（9）和LAN接口（8）；所述二层门（2）上设置钥匙单元组（3），所述小柜门（23）的内仓中附有主柜门（22）的受控机械锁（5）；

所述用户交互部包括：电阻式触摸屏（10），用于承载用户操作系统完成与用户操作信息交互；RFID模块（11），用于钥匙信息读取；指纹读取模块，用于读取用户提供的指纹信息；音频模块（18），用于播放音频信息；

所述控制器包括以ARM11芯片作为主处理器的Tiny6410嵌入式核心板ARM主控板（14）和下位机控制模块，其中，

所述ARM主控板（14）内搭载Windows CE操作系统，运行智能钥匙柜的用户操作管理程序；

所述ARM主控板（14）的232指纹识别接口通过RS-232通讯连接线与指纹读取模块相连接，识别用户指纹，显示屏接口通过显示屏排线与电阻式触摸屏（10）相连接，控制操作系统与用户操作信息的交互；并分别与所述主柜体（1）的LAN接口（8）和USB接口（9）以延长线的形式相连接，完成与外界的网络和USB串口通讯；

所述下位机控制模块包括下位机主控板（16），所述下位机主控板（16）是下位机控制模块的控制核心，下位机主控板（16）的P10接口通过232交叉线与ARM主控板（14）的232通讯接口相连接，以RS-232通讯协议进行通讯；并对用户交互部分的各个受控部件进行指令控制，并通过延时继电器（13）的通断控制实现对所述受控机械锁（5）的开关控制；

所述主电源（20）位于所述小柜门（23）的内仓中，为控制器提供12V直流的电源供电，并通过电源接口（7）充电。

2.根据权利要求1所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述指纹读取模块分为两部分，一部分是位于智能钥匙柜外侧的指纹读取器（12），负责与用户进行直接的指纹录入的人机交互操作；另一部分是位于智能钥匙柜小柜门（23）内侧的指纹读取电路（19），将指纹读取器（12）录入的用户指纹模拟信号进行A/D转换处理，并将信号传输到控制器。

3.根据权利要求2所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述音频模块（18）位于小柜门（23）内侧，负责接收来自控制器发来的音频信号，并通过位于小柜门（23）内罩的喇叭将音频信息进行播放。

4.根据权利要求3所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述受控机械锁（5）与主控板之间有一组IO线连接，实时检测柜门的开关状态。

5.根据权利要求4所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述下位机主控板（16）与钥匙单元组（3）的每个钥匙单元以串联的方式连接，通过RS-485通讯协议的附加地址位的485指令，对钥匙单元组（3）的每一个钥匙单元完成独立控制。

6.根据权利要求5所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述RFID模块位于小柜门（23）外侧的中部，负责与用户所持待归还的钥匙进行RFID的信息读取；

将钥匙内的RFID编号读取并传输到下位机主控板（16）。

7.根据权利要求6所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述二层门（2）的左右两侧各有一个机械锁，用于锁定二层门（2）；所述主柜体（1）的底部设有小柜门锁（6），用于锁定小柜门（23）。

8.根据权利要求7所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述主柜体（1）设有灯槽，布有一条LED箱体照明灯带（4）。

9.根据权利要求8所述的智能钥匙柜，其特征在于，所述柜体（1）底部具有点阵式的通风口（21），确保柜体内部的空气流通，便于散热。