CN208444317U - 一种钥匙管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单片机控制及应用领域，公开了一种钥匙管理系统。通过本实用新型创造，可提供一种能够对电厂钥匙等进行集中式存放管理的系统，一方面可自动采集存放钥匙的在位状态，并分别在钥匙柜本体及诸如电脑等的上位机上自动显示存放钥匙的借出情况，方便管理人员统计钥匙及掌握钥匙的借出情况，提升了工作效率，利于无纸化管理；另一方面通过在钥匙管理工位面板上布置矩阵键盘电路、第一IC卡射频电路、存储电路和第一蜂鸣警示电路，还可以实现正确借出和定位存放钥匙的目的，确保钥匙管理的正确性，可提升用户体验。

Description

一种钥匙管理系统

技术领域

本实用新型属于单片机控制及应用领域，具体涉及一种钥匙管理系统，可用于电厂钥匙等的管理控制。

背景技术

在诸如电厂等钥匙较多的场所，对于钥匙的保管，大多还是使用传统的钥匙柜，进一步对于柜门的开闭，使用的依旧为机械锁，不便于使用与管理。目前市场上的智能钥匙是在钥匙内植入“记忆芯片”IC卡，这在一定程度上实现了智能化，但电厂的钥匙众多，改造起来将是一不小的“工程”。另一方面，柜门的开闭控制，市场上常见的是IC卡门禁控制、指纹识别控制和手机WIFI控制，其中，在安全方面手机WIFI控制的安全性还存在一定的不足，同时产品的投资较大，需要日常维护。

综上，现有钥匙管理主要存在如下两个问题：(1)电厂钥匙众多，使用与清点时仍需人工操作，管理不方便；(2)柜门使用传统机械锁，在取钥匙前还需再找柜门钥匙，增加了使用人员的工作量。

实用新型内容

为了解决现有技术中因电厂钥匙众多而导致使用与清点时存在管理不方便的问题，本实用新型目的在于提供一种新型的钥匙管理系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种钥匙管理系统，包括上位机、钥匙柜和用于绑定钥匙的钥匙标签，其中，所述钥匙柜包括位于柜体内部的钥匙管理工位面板，所述钥匙标签内嵌有IC卡芯片；

所述钥匙管理工位面板的主视面布置有若干个钥匙管理工位，并在每个所述钥匙管理工位处配置有钥匙挂钩、第一电磁锁、行程开关和钥匙在位指示LED灯，其中，所述第一电磁锁用于打开或封闭所述钥匙挂钩，所述行程开关的常开型触点支路布置在所述钥匙挂钩处，用于在钥匙离开时闭合而在钥匙归位时断开，所述钥匙在位指示LED灯布置在所述钥匙挂钩的周围；

所述钥匙管理工位面板上还布置有第一单片机最小系统电路单元、矩阵键盘电路单元、第一IC卡射频电路单元、存储电路单元、第一蜂鸣警示电路单元、挂钩开闭驱动电路单元和对应每个钥匙管理工位的且包含所述行程开关、所述钥匙在位指示LED灯、第一电阻和第一直流电源的钥匙状态采集及显示电路单元，其中，所述矩阵键盘电路单元包括有若干个露出所述钥匙管理工位面板的主视面的且分别与所述钥匙管理工位一一对应的按键开关；

所述第一单片机最小系统电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述第一IC卡射频电路单元、所述存储电路单元、所述第一蜂鸣警示电路单元和所述挂钩开闭驱动电路单元，其中，由所述挂钩开闭驱动电路单元控制各个第一电磁锁的供电支路的导通或断开；

在各个所述钥匙状态采集及显示电路单元中，所述第一直流电源、所述第一电阻、所述钥匙在位指示LED灯的阳极依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯的阴极、所述行程开关的常开型触点支路和接地端依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯的阴极还电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输入端；

所述第一单片机最小系统电路单元通讯连接所述上位机。

优化的，所述钥匙柜还包括柜门开闭控制机构，其中，所述柜门开闭控制机构包括第二单片机最小系统电路单元、蓝牙通讯电路单元、第二IC卡射频电路单元、开柜状态显示电路单元、第二蜂鸣警示电路单元、柜门开闭驱动电路单元和用于打开或关闭柜门的第二电磁锁；

所述第二单片机最小系统电路单元分别通讯连接所述蓝牙通讯电路单元、所述第二IC卡射频电路单元、所述开柜状态显示电路单元、所述第二蜂鸣警示电路单元和所述柜门开闭驱动电路单元，其中，由所述柜门开闭驱动电路单元控制所述第二电磁锁的供电支路的导通或断开。

进一步优化的，所述柜门开闭驱动电路单元包含第二电阻、第三电阻、光耦合器、第四电阻、NPN型三极管、二极管、第五电阻、第一发光二极管、继电器、第二直流电源和第三直流电源，其中，所述第二直流电源、所述第二电阻、所述光耦合器的发光支路、所述第三电阻和所述第二单片机最小系统电路单元的输出端依次电性串联，所述第三直流电源、所述光耦合器的受光支路、所述第四电阻和所述NPN型三极管的基极依次电性串联，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极分别电连接所述二极管的阳极和所述第一发光二极管的阴极，所述第一发光二极管的阳极电连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端和所述二极管的阴极分别电连接所述第三直流电源，所述继电器的线圈支路电性并联在所述二极管的两端，所述继电器的常开型触点支路电性串联所述第二电磁锁的供电支路。

进一步优化的，所述开柜状态显示电路单元包含第二发光二极管和第三发光二极管，其中，所述第二发光二极管与所述第三发光二极管的发光颜色不同；

所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阴极分别电连接所述第二单片机最小系统电路单元的输出端，所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阳极分别在串联电阻后电连接第四直流电源。

进一步优化的，所述第二单片机最小系统电路单元也通讯连接所述上位机。

进一步优化的，所述柜门开闭控制机构包括有两组所述柜门开闭驱动电路单元和所述第二电磁锁。

具体的，所述蓝牙通讯电路单元采用型号为HC-05的蓝牙模块。

优化的，所述第一蜂鸣警示电路单元包含第六电阻、PNP型三极管、蜂鸣器和第五直流电源；

所述第六电阻的一端电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输出端，所述第六电阻的另一端电连接所述PNP型三极管的基极，所述PNP型三极管的集电极接地，所述PNP型三极管的发射极、所述蜂鸣器和所述第五直流电源依次电性串联。

优化的，所述第一单片机最小系统电路单元通过I/O口扩展电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述挂钩开闭驱动电路单元和各个所述钥匙状态采集及显示电路单元。

具体的，所述第一单片机最小系统电路单元或所述第二单片机最小系统电路单元采用型号为STC89C52的单片机芯片。

本实用新型的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种可对电厂钥匙等进行集中式存放管理的系统，通过在钥匙柜内的钥匙管理工位控制板上布置第一单片机最小系统电路和在各个钥匙管理工位布置的钥匙状态采集及显示电路，可自动采集存放钥匙的在位状态，并分别在钥匙柜本体及诸如电脑等的上位机上自动显示存放钥匙的借出情况，方便管理人员统计钥匙及掌握钥匙的借出情况，提升了工作效率，利于无纸化管理；

(2)由于在钥匙管理工位面板上还布置有矩阵键盘电路，可以在借出钥匙时，通过按下与所借目标钥匙及所在钥匙管理工位一一对应的按键，输入所借目标钥匙的序号，并利用第一单片机最小系统电路及挂钩开闭驱动电路，驱动所在钥匙管理工位处的电磁锁打开钥匙挂钩，以便所借目标钥匙能够借出；

(3)由于在钥匙管理工位面板上还布置有第一IC卡射频电路、存储电路和第一蜂鸣警示电路，可以在归还钥匙时，利用第一IC卡射频电路识别钥匙标签中的IC卡芯片序列号，进而可验证该IC卡芯片序列号是否与本地存储的IC卡芯片序列号匹配，若匹配，则可驱动与该IC卡芯片序列号对应钥匙管理工位处的电磁锁打开钥匙挂钩，实现钥匙的定点归还目的，若不匹配，则利用第一蜂鸣警示电路发出报警，提示钥匙不在本柜归还；

(4)通过将机械锁换成电磁锁，并通过布置新设计的第二单片机最小系统电路、蓝牙通讯电路、第二IC卡射频电路和柜门开闭驱动电路，不但可实现IC卡门禁控制目的，还可以建立钥匙柜与诸如智能手机等用户信任终端的蓝牙通信，以便接收来自用户信任终端的开柜指令，实现对柜门开闭的近程无线控制目的，如此可进一步提升工作效率，方便管理人员开柜使用；

(5)通过布置新设计的开柜状态显示电路和第二蜂鸣警示电路，可以在开柜校验时自动展示开柜校验结果，方便管理人员从视觉和声觉上感知开柜是否成功，提升用户体验，便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的钥匙管理系统的系统结构示意图。

图2是本实用新型提供的钥匙管理系统中钥匙管理工位的结构示意图。

图3是本实用新型提供的钥匙管理系统中第一单片机最小系统电路单元、存储电路单元、第一蜂鸣警示电路单元、I/O口扩展电路单元及挂钩开闭驱动电路单元的电路图。

图4是本实用新型提供的钥匙管理系统中矩阵键盘电路单元的电路图。

图5是本实用新型提供的钥匙管理系统中第一IC卡射频电路单元的电路图。

图6是本实用新型提供的钥匙管理系统中部分钥匙状态采集及显示电路单元的电路图。

图7是本实用新型提供的钥匙管理系统中第二单片机最小系统电路单元、蓝牙通讯电路单元、第二蜂鸣警示电路单元及开柜状态显示电路单元的电路图。

图8是本实用新型提供的钥匙管理系统中柜门开闭驱动电路单元的电路图。

图9是本实用新型提供的钥匙管理系统中第二IC卡射频电路单元的电路图。

上述附图中：201-钥匙管理工位；202-钥匙挂钩；203-第一电磁锁；205-钥匙在位指示LED灯；3-钥匙标签；4-钥匙；5-钥匙挂环。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1～9所示，本实施例提供的所述钥匙管理系统，包括上位机、钥匙柜和用于绑定钥匙的钥匙标签3，其中，所述钥匙柜包括位于柜体内部的钥匙管理工位面板，所述钥匙标签3内嵌有IC卡芯片。

所述钥匙管理工位面板的主视面布置有若干个钥匙管理工位201，并在每个所述钥匙管理工位201处配置有钥匙挂钩202、第一电磁锁203、行程开关(即图6中的K1/K2/～/K6)和钥匙在位指示LED灯205(即图6中的LED1/LED2/～/LED6)，其中，所述第一电磁锁203用于打开或封闭所述钥匙挂钩202，所述行程开关的常开型触点支路布置在所述钥匙挂钩202处，用于在钥匙离开时闭合而在钥匙归位时断开，所述钥匙在位指示LED灯205布置在所述钥匙挂钩202的周围(如图2所示，所述钥匙在位指示LED灯205位于对应钥匙挂钩202的正上方)；所述钥匙管理工位面板上还布置有第一单片机最小系统电路单元、矩阵键盘电路单元、第一IC卡射频电路单元、存储电路单元、第一蜂鸣警示电路单元、挂钩开闭驱动电路单元和对应每个钥匙管理工位的且包含所述行程开关、所述钥匙在位指示LED灯205、第一电阻(即图6中的R3/R4/～/R8)和第一直流电源(即图6中的+5V)的钥匙状态采集及显示电路单元，其中，所述矩阵键盘电路单元包括有若干个露出所述钥匙管理工位面板的主视面的且分别与所述钥匙管理工位201一一对应的按键开关(即图4中的S1～S16)。

所述第一单片机最小系统电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述第一IC卡射频电路单元、所述存储电路单元、所述第一蜂鸣警示电路单元和所述挂钩开闭驱动电路单元，其中，由所述挂钩开闭驱动电路单元控制各个第一电磁锁203的供电支路的导通或断开；在各个所述钥匙状态采集及显示电路单元中，所述第一直流电源、所述第一电阻、所述钥匙在位指示LED灯205的阳极依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯205的阴极、所述行程开关的常开型触点支路和接地端依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯205的阴极还电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输入端；所述第一单片机最小系统电路单元通讯连接所述上位机。

如图1～9所示，在所述钥匙管理系统的结构中，所述钥匙柜用于集中存放大量的钥匙，例如电厂钥匙，其中，单个钥匙一一对应地存放在各个钥匙管理工位201上。同时如图2所示，所述钥匙标签3可以但不限于通过钥匙挂环5与对应的钥匙4绑定在一起。

所述钥匙管理工位面板用于具体存放钥匙，并自动采集和记录存放钥匙的在位状态，如图6所示的部分钥匙状态采集及显示电路单元，其可以自动采集和记录六把钥匙的在位状态，其中，在每个钥匙管理工位201，所述行程开关用于实现对应钥匙在位状态的如下采集：(1)由于在对应位钥匙离开时其常开型触点支路会闭合，不但可以向所述第一单片机最小系统电路单元的输入端发送低电平信号，以表示对应钥匙的不在位状态，还可以点亮对应的所述钥匙在位指示LED灯205(其可以但不限于为红色发光二极管)，以对外指示对应钥匙的不在位状态；(2)由于在对应位钥匙归位时其常开型触点支路会断开，此时会向所述第一单片机最小系统电路单元的输入端发送高电平信号，以表示对应钥匙的在位状态，同时所述钥匙在位指示LED灯205不点亮。

所述矩阵键盘电路单元用于提供人机交互界面，以便一对一地对各个钥匙管理工位201进行开锁借出操作，即在借出钥匙时，通过按下与所借目标钥匙及所在钥匙管理工位一一对应的按键开关，可输入所借目标钥匙的序号，并利用所述第一单片机最小系统电路单元及所述挂钩开闭驱动电路单元，驱动所在钥匙管理工位处的第一电磁锁打开钥匙挂钩202，以便所借目标钥匙能够借出，如图4所示，由于所述矩阵键盘电路单元具体包含有4*4个按键，可以实现十六把钥匙的独立借出。

所述第一IC卡射频电路单元用于在钥匙标签3靠近接触时，识别该钥匙标签3中的IC卡芯片序列号，并将该IC卡芯片序列号传送至所述第一单片机最小系统电路单元，然后由所述第一单片机最小系统电路单元来验证该IC卡芯片序列号是否与本地存储的IC卡芯片序列号(它们存储在所述存储电路单元中)匹配，若匹配，则可驱动与该IC卡芯片序列号对应钥匙管理工位处的第一电磁锁203打开钥匙挂钩202，实现钥匙的定点归还目的，若不匹配，则利用第一蜂鸣警示电路单元发出报警，提示钥匙不在本柜归还。所述第一IC卡射频电路单元可具体采用型号为MFRC522的射频模块作为核心器件，其具体电路可如图5所示。此外，如图3所示，所述存储电路单元可以但不限于采用AT24C02存储芯片。

所述挂钩开闭驱动电路单元用于在所述第一单片机最小系统电路单元的控制下，独立驱动位于不同钥匙管理工位201处的第一电磁锁203，以便借出钥匙或让钥匙归位；如图3所示，所述挂钩开闭驱动电路单元可以但不限于采用uln2003驱动芯片。此外，所述第一电磁锁203可以但不限于采用3～5V工作电压的微型电磁锁。

所述第一单片机最小系统电路单元除用于前述控制功能外，还用于根据来自钥匙状态采集及显示电路单元的高低电平信号，识别对应钥匙的在位状态情况(本处所涉及的软件程序为现有技术)，并将所有钥匙的实时在位状态情况发送至上位机；具体的，如图3所示，所述第一单片机最小系统电路单元可以但不限于采用型号为STC89C52的单片机芯片。所述上位机用于按照预制的人机交互界面程序(本处所涉及的软件程序为现有技术)，一方面实时展示所有钥匙的在位状态情况，使管理人员能够掌握钥匙的借出情况，另一方面还可以结合现有数据库技术，使管理人员能够对钥匙借出信息进行登记、浏览、删除和查询等操作，其中，在删除钥匙借出信息时需先输入密码，密码正确后方可进行操作，这样增加了系统的安全性；当钥匙借出后可登记借出时间，归还后可在原钥匙记录上对钥匙的使用信息进行编辑。所述上位机可以但不限于为计算机或智能手机。

由此通过前述钥匙管理系统的详细描述，一方面通过在钥匙柜内的钥匙管理工位面板上布置第一单片机最小系统电路和在各个钥匙管理工位布置的钥匙状态采集及显示电路，可自动采集存放钥匙的在位状态，并分别在钥匙柜本体及诸如电脑等的上位机上自动显示存放钥匙的借出情况，方便管理人员统计钥匙及掌握钥匙的借出情况，提升了工作效率，利于无纸化管理；另一方面通过在钥匙管理工位面板上布置矩阵键盘电路、第一IC卡射频电路、存储电路和第一蜂鸣警示电路，还可以实现正确借出和定位存放钥匙的目的，确保钥匙管理的正确性，可提升用户体验。

优化的，所述钥匙柜还包括柜门开闭控制机构，其中，所述柜门开闭控制机构包括第二单片机最小系统电路单元、蓝牙通讯电路单元、第二IC卡射频电路单元、开柜状态显示电路单元、第二蜂鸣警示电路单元、柜门开闭驱动电路单元和用于打开或关闭柜门的第二电磁锁；所述第二单片机最小系统电路单元分别通讯连接所述蓝牙通讯电路单元、所述第二IC卡射频电路单元、所述开柜状态显示电路单元、所述第二蜂鸣警示电路单元和所述柜门开闭驱动电路单元，其中，由所述柜门开闭驱动电路单元控制所述第二电磁锁的供电支路的导通或断开。

如图7所示，所述柜门开闭控制机构用于控制钥匙柜门的打开或关闭，其中，所述蓝牙通讯电路单元用于与近程的且诸如智能手机等的用户信任终端建立蓝牙通信，以便在配对后，能够接收到来自用户信任终端APP程序的开门请求指令(该开门请求指令可通过管理人员操作手机APP程序生成，例如点击位于APP用户图形界面上的按钮图标)；如图7所示，所述蓝牙通讯电路单元可具体采用型号为HC-05的蓝牙模块作为核心器件，该蓝牙模块的TXD引脚与单片机芯片(即所述第二单片机最小系统电路单元中的核心器件)的RXD引脚相连，该蓝牙模块的RXD引脚与单片机芯片的TXD引脚相连。所述第二IC卡射频电路单元用于在有门禁IC卡接触时，通过复位应答、防冲突机制、选择卡片和三次校验读数据等操作，将读取到的门禁IC卡信息与预设信息进行比对：若信息匹配则向所述第二单片机最小系统电路单元发送开门请求指令，否则发送门禁IC卡读取失败的信息(本处所涉及的软件流程为现有技术)；如图9所示，所述第二IC卡射频电路单元也可具体采用型号为MFRC522的射频模块作为核心器件，该射频模块的MISO、MISI、SCK和SDA这4个引脚分别电连接单片机芯片(即所述第二单片机最小系统电路单元中的核心器件)的I/O端口。所述开柜状态显示电路单元用于展示不同的开柜状态。所述第二蜂鸣警示电路单元用于在不同开柜状态时发出不同的声音指示，例如在门禁IC卡读取失败时(即开柜失败时)发出急促的蜂鸣声，而在驱动柜门打开时发出平缓的蜂鸣声(例如“滴”的一声)。

所述柜门开闭驱动电路单元用于切断或闭合所述第二电磁锁的供电支路，以便实现对第二电磁锁的上电操作(即自动关闭柜门)或下电操作(即自动打开柜门)。如图8所示，所述柜门开闭驱动电路单元包含第二电阻(即图8中的R35/R39)、第三电阻(即图8中的R34/R38)、光耦合器(即图8中的P521)、第四电阻(即图8中的R36/R40)、NPN型三极管(即图8中的Q1/Q2)、二极管(即图8中的D1/D2)、第五电阻(即图8中的R37/R41)、第一发光二极管(即图8中的LED27/LED3)、继电器(即图8中的JIDIANQI)、第二直流电源(即图8中的+5V)和第三直流电源(即图8中的5V)，其中，所述第二直流电源、所述第二电阻、所述光耦合器的发光支路、所述第三电阻和所述第二单片机最小系统电路单元的输出端依次电性串联，所述第三直流电源、所述光耦合器的受光支路、所述第四电阻和所述NPN型三极管的基极依次电性串联，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极分别电连接所述二极管的阳极和所述第一发光二极管的阴极，所述第一发光二极管的阳极电连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端和所述二极管的阴极分别电连接所述第三直流电源，所述继电器的线圈支路电性并联在所述二极管的两端，所述继电器的常开型触点支路电性串联所述第二电磁锁的供电支路。

上述具体电路的工作原理如下：(1)在DOOR1/DOOR2端收到低电平后，所述光耦合器的发光支路发光，所述光耦合器的受光支路导通，所述NPN型三极管的基极呈高电平，集电极与发射极导通，所述继电器因线圈支路上电而使常开型触点支路闭合，使所述第二电磁锁的供电支路导通，所述第二电磁锁因上电而自动关闭柜门，此时，所述第一发光二极管点亮(其可以但不限于为绿色发光二极管)，可对外指示当前柜门被有效锁上，所述二极管用于确保所述继电器的线圈支路存在一定的电压差；(2)在DOOR1/DOOR2端收到高电平后，所述光耦合器的发光支路不发光，所述光耦合器的受光支路截止，所述NPN型三极管的基极呈低电平，集电极与发射极截止，所述继电器因线圈支路下电而使常开型触点支路断开，使所述第二电磁锁的供电支路断开，所述第二电磁锁因下电而自动打开柜门，此时，所述第一发光二极管不点亮。所述第二单片机最小系统电路单元用于根据开门请求指令或其它状况(例如开门5秒时，需要自动上锁)，按照预制程序向其它电路单元发送相应的动作电平(本处所涉及的软件程序为现有技术)，例如向DOOR1/DOOR2端输出高电平或低电平，以实现柜门开闭的控制；具体的，如图7所示，所述第二单片机最小系统电路单元可以但不限于采用型号为STC89C52的单片机芯片。

由此通过将柜门的机械锁换成第二电磁锁，并通过配置新设计的第二单片机最小系统电路、蓝牙通讯电路、第二IC卡射频电路单元和柜门开闭驱动电路，不但可实现IC卡门禁控制目的，还可以建立钥匙柜与诸如智能手机等用户信任终端的蓝牙通信，以便接收来自用户信任终端的开柜指令，实现对柜门开闭的近程无线控制目的，如此可进一步提升工作效率，方便管理人员开柜使用。此外，通过配置新设计的开柜状态显示电路和蜂鸣警示电路，还可以在开柜校验时自动展示开柜校验结果，方便管理人员从视觉和声觉上感知开柜是否成功，提升用户体验，便于实际推广和应用。

进一步优化的，所述开柜状态显示电路单元包含第二发光二极管(即图7中的LED25)和第三发光二极管(即图7中的LED26)，其中，所述第二发光二极管与所述第三发光二极管的发光颜色不同；所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阴极分别电连接所述第二单片机最小系统电路单元的输出端，所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阳极分别在串联电阻(即图7中的R28和R29)后电连接第四直流电源。如图7所示，可以通过两种灯光颜色(例如绿色和蓝色)来对外指示开柜状态，例如在开柜验证成功时，由所述第二单片机最小系统电路单元向所述第二发光二极管的阴极输出低电平信号，使其发出绿光以对外指示开柜成功，而在开柜验证失败时，由所述第二单片机最小系统电路单元向所述第三发光二极管的阴极输出低电平信号，使其发出蓝光以对外指示开柜失败，如此可方便管理人员从视觉上感知开柜是否成功，提升用户体验。

进一步优化的，所述第二单片机最小系统电路单元也通讯连接所述上位机。如图1所示，如此在所述上位机侧还可以对开柜情况进行远程监管。

进一步优化的，所述柜门开闭控制机构包括有两组所述柜门开闭驱动电路单元和所述第二电磁锁。

优化的，所述第一蜂鸣警示电路单元包含第六电阻(即图3中的R42)、PNP型三极管(即图3中的PNP9012)、蜂鸣器和第五直流电源(即图3中的+5V)；所述第六电阻的一端电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输出端，所述第六电阻的另一端电连接所述PNP型三极管的基极，所述PNP型三极管的集电极接地，所述PNP型三极管的发射极、所述蜂鸣器和所述第五直流电源依次电性串联。如图3所示，当所述第一单片机最小系统电路单元向图3中的BEEP端输出脉冲高电平时，使所述PNP型三极管的发射极与集电极之间导通，此时所述蜂鸣器上电发声，而在输出脉冲低电平时，使所述PNP型三极管的发射极与集电极之间截止，此时所述蜂鸣器下电失声，如此可控制所述蜂鸣器的启停，实现声音提示目的。进一步优化的，如图7所示，所述第二蜂鸣警示电路单元也可以采用相同电路结构实现蜂鸣发声，于此不再赘述。

优化的，所述第一单片机最小系统电路单元通过I/O口扩展电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述挂钩开闭驱动电路单元和各个所述钥匙状态采集及显示电路单元。如图3所示，所述I/O口扩展电路单元可以但不限于具体采用型号为8255的扩展芯片扩充单片机芯片(即所述第一单片机最小系统电路单元中的核心器件)的I/O接口，满足大数量的输入输出需求。进一步的，通过该I/O口扩展芯片，还可以实现更多钥匙的管理，例如将所述矩阵键盘电路单元扩展为包含4*10个按键的电路方案，实现四十把钥匙的独立借出。

综上，采用本实施例所提供的钥匙管理系统，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种可对电厂钥匙等进行集中式存放管理的系统，通过在钥匙柜内的钥匙管理工位控制板上布置第一单片机最小系统电路和在各个钥匙管理工位布置的钥匙状态采集及显示电路，可自动采集存放钥匙的在位状态，并分别在钥匙柜本体及诸如电脑等的上位机上自动显示存放钥匙的借出情况，方便管理人员统计钥匙及掌握钥匙的借出情况，提升了工作效率，利于无纸化管理；

(2)由于在钥匙管理工位面板上还布置有矩阵键盘电路，可以在借出钥匙时，通过按下与所借目标钥匙及所在钥匙管理工位一一对应的按键开关，输入所借目标钥匙的序号，并利用第一单片机最小系统电路及挂钩开闭驱动电路，驱动所在钥匙管理工位处的电磁锁打开钥匙挂钩，以便所借目标钥匙能够借出；

(3)由于在钥匙管理工位面板上还布置有第一IC卡射频电路、存储电路和第一蜂鸣警示电路，可以在归还钥匙时，利用第一IC卡射频电路识别钥匙标签中的IC卡芯片序列号，进而可验证该IC卡芯片序列号是否与本地存储的IC卡芯片序列号匹配，若匹配，则可驱动与该IC卡芯片序列号对应钥匙管理工位处的电磁锁打开钥匙挂钩，实现钥匙的定点归还目的，若不匹配，则利用第一蜂鸣警示电路发出报警，提示钥匙不在本柜归还；

(4)通过将机械锁换成电磁锁，并通过布置新设计的第二单片机最小系统电路、蓝牙通讯电路、第二IC卡射频电路和柜门开闭驱动电路，不但可实现IC卡门禁控制目的，还可以建立钥匙柜与诸如智能手机等用户信任终端的蓝牙通信，以便接收来自用户信任终端的开柜指令，实现对柜门开闭的近程无线控制目的，如此可进一步提升工作效率，方便管理人员开柜使用；

(5)通过布置新设计的开柜状态显示电路和第二蜂鸣警示电路，可以在开柜校验时自动展示开柜校验结果，方便管理人员从视觉和声觉上感知开柜是否成功，提升用户体验，便于实际推广和应用。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种钥匙管理系统，其特征在于：包括上位机、钥匙柜和用于绑定钥匙的钥匙标签(3)，其中，所述钥匙柜包括位于柜体内部的钥匙管理工位面板，所述钥匙标签(3)内嵌有IC卡芯片；

所述钥匙管理工位面板的主视面布置有若干个钥匙管理工位(201)，并在每个所述钥匙管理工位(201)处配置有钥匙挂钩(202)、第一电磁锁(203)、行程开关和钥匙在位指示LED灯(205)，其中，所述第一电磁锁(203)用于打开或封闭所述钥匙挂钩(202)，所述行程开关的常开型触点支路布置在所述钥匙挂钩(202)处，用于在钥匙离开时闭合而在钥匙归位时断开，所述钥匙在位指示LED灯(205)布置在所述钥匙挂钩(202)的周围；

所述钥匙管理工位面板上还布置有第一单片机最小系统电路单元、矩阵键盘电路单元、第一IC卡射频电路单元、存储电路单元、第一蜂鸣警示电路单元、挂钩开闭驱动电路单元和对应每个钥匙管理工位的且包含所述行程开关、所述钥匙在位指示LED灯(205)、第一电阻和第一直流电源的钥匙状态采集及显示电路单元，其中，所述矩阵键盘电路单元包括有若干个露出所述钥匙管理工位面板的主视面的且分别与所述钥匙管理工位(201)一一对应的按键开关；

所述第一单片机最小系统电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述第一IC卡射频电路单元、所述存储电路单元、所述第一蜂鸣警示电路单元和所述挂钩开闭驱动电路单元，其中，由所述挂钩开闭驱动电路单元控制各个第一电磁锁(203)的供电支路的导通或断开；

在各个所述钥匙状态采集及显示电路单元中，所述第一直流电源、所述第一电阻、所述钥匙在位指示LED灯(205)的阳极依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯(205)的阴极、所述行程开关的常开型触点支路和接地端依次电性串联，所述钥匙在位指示LED灯(205)的阴极还电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输入端；

所述第一单片机最小系统电路单元通讯连接所述上位机。

2.如权利要求1所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述钥匙柜还包括柜门开闭控制机构，其中，所述柜门开闭控制机构包括第二单片机最小系统电路单元、蓝牙通讯电路单元、第二IC卡射频电路单元、开柜状态显示电路单元、第二蜂鸣警示电路单元、柜门开闭驱动电路单元和用于打开或关闭柜门的第二电磁锁；

所述第二单片机最小系统电路单元分别通讯连接所述蓝牙通讯电路单元、所述第二IC卡射频电路单元、所述开柜状态显示电路单元、所述第二蜂鸣警示电路单元和所述柜门开闭驱动电路单元，其中，由所述柜门开闭驱动电路单元控制所述第二电磁锁的供电支路的导通或断开。

3.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述柜门开闭驱动电路单元包含第二电阻、第三电阻、光耦合器、第四电阻、NPN型三极管、二极管、第五电阻、第一发光二极管、继电器、第二直流电源和第三直流电源，其中，所述第二直流电源、所述第二电阻、所述光耦合器的发光支路、所述第三电阻和所述第二单片机最小系统电路单元的输出端依次电性串联，所述第三直流电源、所述光耦合器的受光支路、所述第四电阻和所述NPN型三极管的基极依次电性串联，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极分别电连接所述二极管的阳极和所述第一发光二极管的阴极，所述第一发光二极管的阳极电连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端和所述二极管的阴极分别电连接所述第三直流电源，所述继电器的线圈支路电性并联在所述二极管的两端，所述继电器的常开型触点支路电性串联所述第二电磁锁的供电支路。

4.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述开柜状态显示电路单元包含第二发光二极管和第三发光二极管，其中，所述第二发光二极管与所述第三发光二极管的发光颜色不同；

所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阴极分别电连接所述第二单片机最小系统电路单元的输出端，所述第二发光二极管和所述第三发光二极管的阳极分别在串联电阻后电连接第四直流电源。

5.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述第二单片机最小系统电路单元也通讯连接所述上位机。

6.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述柜门开闭控制机构包括有两组所述柜门开闭驱动电路单元和所述第二电磁锁。

7.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述蓝牙通讯电路单元采用型号为HC-05的蓝牙模块。

8.如权利要求1所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述第一蜂鸣警示电路单元包含第六电阻、PNP型三极管、蜂鸣器和第五直流电源；

所述第六电阻的一端电连接所述第一单片机最小系统电路单元的输出端，所述第六电阻的另一端电连接所述PNP型三极管的基极，所述PNP型三极管的集电极接地，所述PNP型三极管的发射极、所述蜂鸣器和所述第五直流电源依次电性串联。

9.如权利要求1所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述第一单片机最小系统电路单元通过I/O口扩展电路单元分别通信连接所述矩阵键盘电路单元、所述挂钩开闭驱动电路单元和各个所述钥匙状态采集及显示电路单元。

10.如权利要求2所述的一种钥匙管理系统，其特征在于：所述第一单片机最小系统电路单元或所述第二单片机最小系统电路单元采用型号为STC89C52的单片机芯片。