远程管理智能现场控制箱的制作方法

本实用新型属于电气设备现场控制技术领域，特别涉及一种远程管理智能现场控制箱。

背景技术：

现场控制箱的主要作用是在现场设备旁就近操作设备启停的控制箱，一般包括箱体和设置在箱体内的控制芯片等，箱体上设有箱门，箱门上还设置有机械锁。正常情况下，箱门处于锁止的状态；当出现紧急情况时，工作人员需采用钥匙开锁。目前，现场控制箱采用这种需人工开锁的机械锁，存在如下问题：(1)由于机械锁开锁繁琐，可能会因工作人员开锁不及时，进而导致事故发生；(2)机械锁易被破坏，若被不法人员破坏，则存在安全隐患；(3)一个现场控制箱需配备一把钥匙，因此钥匙众多，增加了工作人员管理钥匙的难度。

另外，目前部分现场控制箱仅具有现场控制功能，并不具备远程数据传输功能，工作人员需到现场去获取相关数据。还有部分现场控制箱通过信号传输线缆进行远程数据传输，线缆铺设成本高，且易损坏。总而言之，目前现场控制箱难以跟上先进自动化控制高速发展的节奏。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种远程管理智能现场控制箱。

本实用新型提供的远程管理智能现场控制箱，至少包括设有箱门的箱体、设于箱门上的智能锁、以及设于箱体内的终端单元，其中：

智能锁进一步包括离合器、电机、锁舌机构和外把手本体；所述离合器由可相对转动的一内环和一外环、以及一弹簧插销构成，弹簧插销从外环的外侧贯穿插入外环和内环；所述电机连接所述弹簧插销；所述外环一端带联锁杆，联锁杆连接锁舌机构；在外环另一端，所述外把手本体连接所述内环；

终端单元进一步包括微控制器、以及与微控制器相连的存储器、NB-IoT模块、蓝牙模块、电源；所述电机连接所述微控制器，微控制器用来向电机发送指令；所述微控制器还与设于箱体外的信息采集设备和/或控制对象设备连接。

本实用新型所设计的离合器简单巧妙，适合低成本量产。电机轴接弹簧插销，弹簧插销插入外环和内环侧边的贯穿孔，电机用来控制弹簧插销。当电机控制弹簧插销完全贯穿插入外环和内环时，外环和内环相对固定，无法相对转动。此时，当转动外把手本体，则可带动外环及联锁杆转动，联锁杆转动引起相连的锁舌机构动作，从而实现开锁。当电机控制弹簧插销从内环的贯穿孔拔出时，外环和内环则可相对转动。此时，当转动外把手本体时，无法带动外环及联锁杆转动，则无法开锁。

作为优选，终端单元还包括行程开关，所述行程开关设于箱门侧，并与微控制器相连。

本实用新型中，行程开关用来检测箱门是否打开，一旦检测到箱门打开，则向微控制器发送信号，微控制器通过NB-IoT模块将接收的信号发送给远端管理平台，远端管理平台对箱门开启情况进行记录。另外，微控制器还可根据行程开关发送的信号，判断此时箱门是否是在微控制器的控制下打开，若不是，微控制器则通过NB-IoT模块向远端管理平台进行报警。

作为优选，微控制器还包括用来扩展功能的开关量接口、脉冲量接口、模拟信号通讯接口、和/或点对点通讯接口。

作为一种具体实施方式，微控制器和存储器采用型号为MSP430F5438A的MCU。

作为一种具体实施方式，NB-IoT模块型号为BC95。

作为一种具体实施方式，蓝牙模块型号为DA14580。

作为一种具体实施方式，电源采用5V开关电源。

下面将提供基于本实用新型远程管理智能现场控制箱的一种具体工作方法，当然也可基于本实用新型远程管理智能现场控制箱设计其他的工作方法。关于远程管理智能现场控制箱的工作方法，均是基于本实用新型所提出的硬件结构实现，其实现还涉及简单的信号传递、以及已有的软件程序，所述简单的信号传递、以及已有的软件程序并不属于本实用新型的保护内容。

本实用新型的工作方法如下：

当需要开锁时，工作人员利用移动智能终端上所安装的APP开锁软件与蓝牙模块无线连接，并通过蓝牙模块向微控制器发送开锁信号。当微控制器接收到开锁信号后，向电机发送开锁指令，接收到开锁指令的电机驱动弹簧插销完全插入外环和内环侧边的贯穿孔内，此时，工作人员转动外把手本体，即可开锁。

当需要锁紧时，关上箱门，工作人员利用移动智能终端上所安装的APP开锁软件与蓝牙模块无线连接，并通过蓝牙模块向微控制器发送锁紧信号。当微控制器接收到锁紧信号后，向电机发送锁紧指令，接收到锁紧指令的电机驱动弹簧插销从内环侧边的贯穿孔拔出，此时，转动外把手本体无法开锁，智能锁被锁紧。另外，也可利用行程开关进行智能锁的自动锁紧。当行程开关检测到箱门已关上，则向微控制器发送锁紧信号，此时微控制器控制电机进行锁紧。

实际现场，微控制器还与设于箱体外的信息采集设备和/或控制对象设备连接，信息采集设备将采集的数据发送给微控制器，微控制器用来对控制对象设备进行控制，例如，微控制器可用来对控制对象设备的通断电进行控制。微控制器所接收的采集数据和/或控制情况，均可利用NB-IoT模块，通过窄带蜂窝网络向远端管理平台发送。同时，微控制器也可通过NB-IoT模块接收来自远端管理平台的指令，例如，接收来自远端管理平台的开锁指令。

和现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

(1)巧妙设计了智能锁的机械结构，该机械结构简单并可靠。

(2)可利用移动智能终端上的APP开锁软件来进行开锁，或者，利用远端管理平台发送开锁指令来进行开锁，只有具备权限的人才能打开现场控制箱上的智能锁，开锁方式更高效安全；无需管理众多钥匙，因而也减少了工作人员的工作量。

(3)可利用窄带物联网将现场采集的相关数据发送至远端管理平台，不仅具备现场控制功能，还具备广域网通信功能，可作为远程数据传输设备，实现了对现场控制箱的远程管理。

(4)设置了用来检测箱门是否打开的行程开关，利用行程开关可判断是否存在异常开锁，可进一步确保安全。另外，还可基于行程开关实现智能锁的自动锁紧。

附图说明

图1为实施例中远程管理智能现场控制箱组成部分的连接示意框图；

图2为实施例中远程管理智能现场控制箱的示意图；

图3为实施例中离合器的侧视图；

图4为实施例中离合器的正视图。

1-箱体，2-箱门，3-微控制器，4-电机，5-离合器，501-内环，502-外环，503-贯穿孔，504-联锁杆，505-连接接口，6-锁舌机构，7-外把手本体，8-行程开关。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

下面将结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

图1所示为实施例中远程管理智能现场控制箱组成部分的连接示意框图，其中，行程开关、蓝牙模块、NB-IoT模块、存储器、电源、电机均连接微控制器，微控制器还与设于箱体外的信息采集设备和/或控制对象设备连接。为便于功能扩展，微控制器还设有开关量接口、脉冲量接口、模拟信号通讯接口、和/或点对点通讯接口，模拟信号通讯接口可以为4-20mA模拟量接口和/或485接口。

图2所示为实施例中远程管理智能现场控制箱的示意图，包括设有箱门2的箱体1、设于箱门2上的智能锁、以及设于箱体1内的终端单元，箱门2侧还安装有行程开关8，行程开关8用来判断箱门是否打开。智能锁进一步包括离合器5、电机4、锁舌机构6和外把手本体7。终端单元进一步包括微控制器3、以及与微控制器3相连的存储器、NB-IoT模块、蓝牙模块、电源，图2中仅画出了终端单元中的微控制器3。电机4连接微控制器3，并接收微控制器3发送的指令。本实施例中，微控制器3设有9个接口，包括：电源接口(即0接口)、电机接口(即1接口)、行程开关接口(即2接口)、NB接口(即3接口)、蓝牙接口(即4接口)、4-20mA接口(即5接口)、485接口(即6接口)、开关量接口(即7接口)、脉冲量接口(即8接口)。其中，4-20mA接口和485接口为模拟信号通讯接口，可用来连接输出模拟信号的信息采集设备；开关量接口和脉冲量接口可用来连接控制对象设备，用来对控制对象设备进行控制。

见图3～4所示，离合器由可相对转动的一内环501和一外环502、以及一弹簧插销构成，内环501和外环502一侧设有贯穿内环501和外环502的贯穿孔503，弹簧插销从贯穿孔503贯穿插入外环502和内环501，以使外环502和内环501相对固定。电机4连接弹簧插销，用来驱动弹簧插销完全插进贯穿孔503和从贯穿孔503部分拔出。外环502一端设联锁杆504，联锁杆504用来连接锁舌机构6；在外环502另一端，外把手本体7通过内环501上的连接接口505与内环501连接，当转动外把手本体7时，可带动内环501转动。

本实用新型智能锁利用外把手本体7的转动驱动内环501转动，从而带动联锁杆504转动；利用离合器中联锁杆504的转动，驱动锁舌机构6中锁舌活动，从而实现开锁。本实用新型可直接采用已有的锁舌机构6和外把手本体7，因此不再赘述锁舌机构6和外把手本体7的具体结构。

上述实施例所述是用以具体说明本实用新型，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本实用新型的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本实用新型的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。