CN209590929U - 一种可远程控制的智能柜锁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可远程控制的智能柜锁装置，包括：低功耗微控制器；与低功耗微控制器相连的用于计量时间的RTC时钟单元、用于通过NBIoT网络进行数据传输的NBIoT无线模块、用于连接外部通讯线路的RS485通信单元；用于对电子钥匙进行鉴权并输出鉴权信号至低功耗微控制器的电子钥匙控制单元；用于接收低功耗微控制器的控制信号以驱动柜锁电机开锁和复位的柜锁驱动单元；用于提供电源的锂电池组；用于将锂电池组的输出电压进行稳压并将稳定电压输送至低功耗微控制器和NBIoT无线模块的LDO电源模块。本实用新型的优点是：采用大容量锂电池供电，设备集成度高，具备多种开锁功能；可实时监测设备的环境数据、开锁状态、电池电量等，自动化程度高。

Description

一种可远程控制的智能柜锁装置

技术领域

本实用新型涉及柜锁监控技术领域，具体涉及一种可远程控制的智能柜锁装置。

背景技术

目前，国内常用的箱体柜锁主要有两种开锁方式，一种是机械式柜锁，使用机械钥匙开锁，它的优点是不用考虑供电问题，缺点是机械钥匙管理十分困难且无法监测箱体状态，箱体故障或损坏时没提示，各设备为信息孤岛，不易远程管理。另外一种是支持刷IC卡和RS485控制柜锁，优点是可实现简单权限管理功能，缺点是需要有源供电，在无源光交箱体上无法使用，且组网方式单一和无法监测箱体状态，信息化程度较低。这两种现状增加了行业内柜锁远程管理的难度，耗费了大量的人力成本，而且授权管理方面的功能有所欠缺。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种可远程控制的智能柜锁装置，该智能柜锁装置通过低功耗微控制器连接多个不同的检测单元和通信单元，以实现对设备环境的全面监测以及对柜锁的远程通信控制。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置包括：

低功耗微控制器；

与所述低功耗微控制器相连的用于计量时间的RTC时钟单元；

与所述低功耗微控制器相连的用于通过NBIoT网络进行数据传输的NBIoT无线模块；

与所述低功耗微控制器相连的用于连接外部通讯线路的RS485通信单元；

用于对电子钥匙进行鉴权并输出鉴权信号至所述低功耗微控制器的电子钥匙控制单元；

用于接收所述低功耗微控制器的控制信号以驱动柜锁电机开锁和复位的柜锁驱动单元。

所述智能柜锁装置还包括：

用于提供电源的锂电池组；

用于将所述锂电池组的输出电压进行稳压并将稳定电压输送至所述低功耗微控制器和所述NBIoT无线模块的LDO电源模块；

与所述LDO电源模块相连的用于接入应急电源的DC5V输入单元，所述DC5V输入单元包括整流桥电路和应急电源接口；

与所述低功耗微控制器相连的用于检测所述锂电池组电压和电量的电池电压监测单元。

所述智能柜锁装置还包括：

与所述低功耗微控制器相连的用于接收外部蓝牙信号的蓝牙通信单元；

与所述低功耗微控制器相连的用于接入以太网的ETH通信单元。

所述智能柜锁装置还包括：触发所述RS485通信单元、所述ETH通信单元、所述NBIoT无线模块开启上行通信窗口并在超时后自动关闭上行通信窗口的触发开关单元。

所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备温湿度信号的温湿度检测单元，所述温湿度检测单元包括温度传感器和湿度传感器。

所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备倾斜信号的倾斜检测单元，所述温湿度检测单元包括倾斜传感器。

所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备内部集水信号的水浸检测单元，所述水浸检测单元包括水浸传感器和检测电路。

所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备箱门开关状态信号的门磁检测单元，所述温湿度检测单元包括微动行程开关。

所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测柜锁开关状态信号的锁舌检测单元，所述锁舌检测单元包括柜锁开关检测传感器。

本实用新型的优点是：采用大容量锂电池供电，设备集成度高，具备多种开锁功能；可实时监测设备的环境数据、开锁状态、电池电量等，自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型中智能柜锁装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1，图中标记1-19分别为：低功耗微控制器1、RTC时钟单元2、NBIoT无线模块3、电子钥匙控制单元4、蓝牙通信单元5、RS485通信单元6、ETH通信单元7、SIM卡8、触发开关单元9、LDO电源模块10、DC5V输入单元11、锂电池组12、电池电压监测单元13、柜锁驱动单元14、锁舌检测单元15、门磁检测单元16、水浸检测单元17、倾斜检测单元18、温湿度检测单元19。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种可远程控制的智能柜锁装置，该智能柜锁装置通过低功耗微控制器1连接多个不同的检测单元和通信单元，以实现对设备环境的全面监测以及对柜锁的远程通信控制。

如图1所示，本实施例中的可远程控制的智能柜锁装置包括一低功耗微控制器1，其主要由32位低功耗MCU、复位电路以及晶振电路组成，以确保其功耗低，续航时间长；低功耗微控制器1上连接有一RTC时钟单元2，RTC时钟单元2包括时钟芯片和时钟晶振电路，从而为系统提供准确稳定的时间基准。

如图1所示，低功耗微控制器1上还连接有一NBIoT无线模块3，其包括NBIoT模组、控制电路和通信接口，以实现低功耗微控制器1通过NBIoT无线网络进行数据传输的功能，继而实现对柜锁的远程控制，NBIoT无线模块可将信号波通过天线进行发射，也可通过SIM卡8进行发送；同理，外部传来的无线信号也可通过天线进行获取，或通过SIM卡8进行获取，并传输至低功耗微控制器1。

如图1所示，为满足本地开锁功能，低功耗微控制器1上连接有一电子钥匙控制单元4，其包括电子钥匙和锁体鉴权模块，当有电子钥匙尝试打开柜锁时，锁体鉴权模块对其进行鉴权，以确认当前身份的电子钥匙是否有权限打开该柜锁，并将该鉴权信号传输至低功耗微控制器1。

如图1所示，为进一步地拓宽本地开锁的方式，低功耗微控制器1上还连接有一蓝牙通信单元5，其主要包括2.4GHz蓝牙通信模块，当有人尝试通过蓝牙方式打开柜锁时，蓝牙通信单元5将接收外部蓝牙信号并传输至低功耗微控制器1，由其判断是否满足开锁条件，并将反馈信号通过蓝牙通信单元5送至外部蓝牙设备上进行结果显示，从而实现蓝牙方式开锁的功能。

如图1所示，低功耗微控制器1上还连接有一RS485通信模块6，其包括隔离通信模块，以使低功耗控制器1与外部数据线连接实现RS485通信功能。

如图1所示，为增强本智能柜锁装置的远程控制的稳定性和可靠性，低功耗微控制器1上还连接有ETH通信单元7，其包括100M以太网通信模块，可方便从外部接入以太网，方便与所述低功耗微控制器1进行通信，以实现柜锁和设备的远程控制。

如图1所示，为了使RS485通信单元6、ETH通信单元7和NBIoT无线模块3的上行通信窗口在合适的时间内开启，低功耗微控制器1上还连接有一触发开关单元9，其包括按键开关和触发电路，当低功耗微控制器1需要通过RS485通信单元6、ETH通信单元7和NBIoT无线模块3中的一个或多个与外部进行通信时，触发开关单元9通过触发电路触发其上行通信窗口开启，当低功耗微控制器1不需要与外部信号进行通信时，在时间超过一定限度后将自动关闭上行通信窗口，从而降低本智能柜锁装置的功耗。

如图1所示，低功耗微控制器1上连接有一柜锁驱动单元14，其包括柜锁电机驱动电路和到位检测电路，柜锁驱动单元14可通过柜锁电机驱动电路驱动柜锁电机进行开/关锁，通过到位检测电路检测柜锁开启位置，且在开锁周期超时后使柜锁电机复位。

如图1所示，低功耗微控制器1上还连接有锁舌检测单元15、门磁检测单元16、水浸检测单元17、倾斜检测单元18和温湿度检测单元19；其中，锁舌检测单元15包括柜锁开关检测传感器，以监测柜锁锁体的打开状态，并将锁体打开状态信号传输至低功耗微控制器1；门磁检测单元16包括微动行程开关，可实现对箱门开关状态的实时监控，并将箱门开关状态实时传输至低功耗微控制器1；所述水浸检测单元17包括水浸传感器和检测电路，水浸传感器可监测箱内是否进水，并通过检测电路将水浸信号传输至低功耗微控制器1；倾斜检测单元18包括用于实时监测设备是否发生倾斜的倾斜传感器，监测到的倾斜信号将实时传输至低功耗微控制器1；温湿度检测单元19则包括温度传感器和湿度传感器，用于监测箱内的温度和湿度，并将温湿度信号传输至低功耗微控制器1；低功耗微控制器1将收到的上述多种信号通过上行通信窗口传输至远端的系统管理平台，实现对设备的全面监控，方便运维人员进行远程的监测和控制。

如图1所示，为使本智能柜锁装置可正常工作，本智能锁柜装置还包括一锂电池组12，锂电池组12采用多个大容量锂电池组成，可为系统提供充足的电量，确保其续航时间；锂电池组12与LDO电源模块10相连，LDO电源模块10包括锂电池专用电容器、防反接电路、滤波电容、LDO电压芯片和储能滤波电容，可将锂电池组12传输来的电压进行线性稳压后输出额定的稳定电压至低功耗微控制1和NBIoT无线模块中，为各级单元提供稳定的工作电压，确保系统的稳定性。为了实现对锂电池组12电压和电量的实时监测，以方便维护和更换电池，锂电池组12上还连接有一电池电压监测单元13，电池电压监测单元13将实时获取的电压信号和电量信号传输给低功耗微控制器1，当电池电量不足时通过低功耗微控制器1向外部发出电量不足的提示，方便运维人员及时处理。由于本智能柜锁装置主要由锂电池组12进行供电，当锂电池组12电量不足或出现故障时，为确保装置仍可继续正常工作，LDO电源模块10上还连接有以DC5V输入单元，DC5V输入单元包括整流桥和电源接口，可接入外部电源以实现应急电源的供给。

如图1所示，本实施例中的智能柜锁装置的工作方法如下：

（1）锂电池组12通过低功耗LDO电源模块10输出3.3V电压接入低功耗微控制器1和NBIoT无线模块3等，为各级设备提供工作电源。

（2）锂电池组12通过电池电压监测单元13接入低功耗微控制器1，实现锂电池组12电压过低和电量的监测功能。

（3）DC5V输入单元11在锂电池组12无电时提供应急电源输入，保证各级设备获得工作电源。

（4）温湿度检测单元19接入低功耗微控制器1，实现设备环境温度和湿度数据采集，并通过上行通道传输监测数据或超限告警到系统管理平台。

（5）倾斜检测单元18、水浸检测单元17、门磁检测单元16、锁舌检测单元15也都接入低功耗微控制器1，实现设备多种状态的实时检测，并通过上行通道把状态和告警信息传输到系统管理平台。

（6）NBIoT无线模块3、ETH通信单元7、RS485通信单元6、蓝牙通信单元5也都接入到低功耗微控制器1，实现网络鉴权认证和系统通信功能。

（7）柜锁驱动单元14与低功耗微控制器1和锁体连接，当收到上行NBIoT无线模块3、ETH通信单元7、RS485通信单元6或本地的蓝牙和电子钥匙的开锁命令后，柜锁驱动单元14驱动柜锁电机进行开锁动作，且在开锁周期超时后自动驱动柜锁电机到复位状态。

（8）电子钥匙控制单元4内嵌单总线鉴权模块，配合电子钥匙实现电子钥匙鉴权和本地开锁的功能。

（9）触发开关单元9接入到低功耗微控制器1，实现触发后上行通信窗口开启并在超时后自动关闭上行通信窗口，以降低设备功耗。

本实施例的有益效果是：（1）采用大容量锂电池供电，设备集成度高，具备远程NBIoT无线通信、以太网、RS485和本地蓝牙、电子钥匙应急开锁功能；（2）可实时监测设备的环境数据、开锁状态、箱体姿态、电池电量等，自动化程度高；（3）设备直接对接系统管理平台，无需现场布线，新建施工或利用旧址改造方便，可以大幅度降低施工难度并大量减少进行设备安装及后期维护工作的人力成本。

Claims (9)

1.一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置包括：

低功耗微控制器；

与所述低功耗微控制器相连的用于计量时间的RTC时钟单元；

与所述低功耗微控制器相连的用于通过NBIoT网络进行数据传输的NBIoT无线模块；

与所述低功耗微控制器相连的用于连接外部通讯线路的RS485通信单元；

用于对电子钥匙进行鉴权并输出鉴权信号至所述低功耗微控制器的电子钥匙控制单元；

用于接收所述低功耗微控制器的控制信号以驱动柜锁电机开锁和复位的柜锁驱动单元。

2.根据权利要求1所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：

用于提供电源的锂电池组；

用于将所述锂电池组的输出电压进行稳压并将稳定电压输送至所述低功耗微控制器和所述NBIoT无线模块的LDO电源模块；

与所述LDO电源模块相连的用于接入应急电源的DC5V输入单元，所述DC5V输入单元包括整流桥电路和应急电源接口；

与所述低功耗微控制器相连的用于检测所述锂电池组电压和电量的电池电压监测单元。

3.根据权利要求1所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：

与所述低功耗微控制器相连的用于接收外部蓝牙信号的蓝牙通信单元；

与所述低功耗微控制器相连的用于接入以太网的ETH通信单元。

4.根据权利要求3所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：触发所述RS485通信单元、所述ETH通信单元、所述NBIoT无线模块开启上行通信窗口并在超时后自动关闭上行通信窗口的触发开关单元。

5.根据权利要求1所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备温湿度信号的温湿度检测单元，所述温湿度检测单元包括温度传感器和湿度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备倾斜信号的倾斜检测单元，所述温湿度检测单元包括倾斜传感器。

7.根据权利要求1所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备内部集水信号的水浸检测单元，所述水浸检测单元包括水浸传感器和检测电路。

8.根据权利要求6所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测设备箱门开关状态信号的门磁检测单元，所述温湿度检测单元包括微动行程开关。

9.根据权利要求1所述的一种可远程控制的智能柜锁装置，其特征在于所述智能柜锁装置还包括：与所述低功耗微控制器相连的用于检测柜锁开关状态信号的锁舌检测单元，所述锁舌检测单元包括柜锁开关检测传感器。