本发明涉及钥匙管理系统技术领域，尤其涉及一种智能钥匙管理系统及控制方法。
背景技术：
在电网各个部门中都有很多的钥匙，一般都是配备专门的人员管理所有的钥匙，人工管理存在很多的缺点，如不能准确记住什么时间什么人借过什么钥匙，还存在很多钥匙迟迟不归还的可能，这样就不能很好地管理钥匙，造成用钥匙的人不能及时用到钥匙，耽误工作日程。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种智能钥匙管理系统及控制方法，能够通过该系统管理所有的钥匙，通过权限设置将钥匙借给应该借的人，方便了钥匙的管理。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智能钥匙管理系统，所述钥匙与钥匙环连接，所述钥匙环设有二维码，包括钥匙柜，所述钥匙柜的左侧为钥匙存放区，右侧为人机交互区；
所述钥匙存放区的顶部左右两侧各设有一条侧轨，所述侧轨上设有一条能沿所述侧轨前后移动的横轨，所述横轨上设有能左右移动的滑块，所述滑块的下部通过伸缩臂连接机械爪；
所述钥匙存放区的上部设有多个水平布置的横架，每个横架上设有多个钥匙架，每个钥匙架与一个对应的单元控制器连接，所述单元控制器与单元显示器及提示器连接；
所述钥匙存放区的下部设有钥匙承接板；所述钥匙存放区还设有钥匙回收区，钥匙回收区设有扫码器；
所述人机交互区设有触屏主控制器，所述触屏主控器与指纹机、键盘、摄像头及打印机连接，所有的所述单元控制器都与所述触屏主控制器通信，所述触屏主控制器还与控制横轨和滑块移动的移位控制器通信，所述触屏主控制器与扫码器连接；
所述二维码记载有每个对应钥匙的坐标及用途信息。
所述钥匙架包括一钥匙挂杆，所述钥匙挂杆的中间设置在所述横架上，前端悬空，后端的下部与伸缩缸连接，所述伸缩缸与所述单元控制器连接。
所述钥匙承接板的上方设有多个红外传感器，所述红外传感器与控制器连接，所述控制器与语音播报器及gsm模块连接。
所述钥匙承接板通过电机带动能够向下翻转并回位，所述钥匙承接板的下方设有钥匙暂存区，所述电机与所述控制器连接。
所述人机交互区还设有一指纹识别兼密码盒，所述指纹识别兼密码盒内存放有主管钥匙，所述主管钥匙能打开钥匙存放区，借去任意的钥匙。
采用所述的一种智能钥匙管理系统的控制方法，包括：
通过触屏主控制器显示与钥匙存放区对应的所有坐标上的钥匙的信息，通过指纹机、键盘及摄像头设置每个坐标上钥匙的使用权限指纹、密码及人脸信息；
借钥匙时：通过触屏主控制器选定需要的坐标上的钥匙并设定待还时间及借用原因，指纹、密码及人脸信息识别通过后，触屏主控制器向对应的单元控制器发送命令将相应坐标对应的钥匙释放到钥匙承接板上，同时单元控制器通过单元显示器显示剩余还回时间，当超过剩余还回时间时相应的提示器报警；
还钥匙时：钥匙回收区的扫码器识别钥匙上的二维码，接收到的指纹、密码及人脸信息与借用时的信息相一致时，机械臂伸出带动机械爪伸到钥匙回收区，机械爪打开，待钥匙挂到机械爪上后，机械爪闭合，在滑块和横轨的带动下，将钥匙挂到相应坐标的钥匙架上；
通过触屏主控制器查询钥匙的借用信息，通过打印机打印借用和归还记录。
所述钥匙架包括一钥匙挂杆，所述钥匙挂杆的中间设置在所述横架上，前端悬空，后端的下部与伸缩缸连接，所述伸缩缸与所述单元控制器连接；
单元控制器收到借用信息后，所述单元控制器控制所述伸缩缸的伸缩杆伸出，钥匙挂杆的后端向上，杠杆原理的作用下钥匙挂杆的前端向下，所挂钥匙在重力的作用下下滑到钥匙承接板上。
所述钥匙承接板的上方设有多个红外传感器，所述红外传感器与控制器连接，所述控制器与语音播报器及gsm模块连接；所述人机交互区还设有一指纹识别兼密码盒，所述指纹识别兼密码盒内存放有主管钥匙；
触屏主控制器向相应的单元控制器发出借用命令后，同时通知所述控制器，在设定时间内，如果红外传感器没有检测到钥匙落下后，通过语音播报器出现错误，并通过gsm模块通知主管人员；
指纹识别兼密码盒只能由主管人员打开，主管人员收到错误的信息后到现场将主管钥匙拿出并借用需要的具体钥匙。
还钥匙的具体方法还包括：横架的初始位置位于钥匙存放区的前端，滑块位于钥匙回收区的正上方，机械爪抓到还回的钥匙后，伸缩臂向上收缩将钥匙停留在到所在的纵坐标上，滑块在横轨上移动，移动到所在的横坐标上，横轨然后向后移动，当到达设定距离后，钥匙环套在钥匙架上，机械爪打开，然后横轨向前移动到初始位置，机械爪闭合，伸缩臂收回到最短，完成还钥匙的过程。
所述钥匙承接板通过电机带动能够向下反转并回位，所述钥匙承接板的下方设有钥匙暂存区；
红外传感器检测到有钥匙落下但是经过设定时间没有人取钥匙后，控制器控制电机转动，带动钥匙承接板翻转，将钥匙落在钥匙暂存区，然后钥匙承接板回位，控制器通过gsm模块通知主管人员有钥匙取下但是没有人取走。
本发明的有益效果：
1、本系统具有钥匙借用时间超周期提示功能，可以通过语音报警、红灯闪亮进行报警。
2、本系统设有指纹识别兼密码盒，存放能拿出所有钥匙的主管钥匙，可以由主管人员打开，具有主管人员应急解锁功能，紧急情况下可以通过主管钥匙打开钥匙柜。
3、本发明通过指纹、人脸及密码多重保护规范了钥匙的管理，只有有权限的人员才可以借钥匙，并由同一个人进行归还，保证了钥匙不会被乱拿，能督促工作人员好好保管钥匙。
4、本发明能够轻松地实现钥匙的规范化、智能化管理，方便查找借用归还信息，即使不能及时收到归还，也能通过借用信息责任到人。
附图说明
图1为钥匙的结构示意图；
图2为钥匙柜的结构示意图；
图3为本发明的电路结构图；
图4为滑块、伸缩臂及机械爪的结构示意图。
其中，1.人机交互区，2.触屏主控制器，3.键盘，4.钥匙回收区，5.钥匙暂存区，6.钥匙承接板，7.横架，8.伸缩缸，9.侧轨，10.横轨，11.滑块，12.钥匙挂杆，13.钥匙环，14.二维码放置区，15.提示器，16.指纹识别兼密码盒，17.伸缩臂，18.机械爪，19.放置板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，所述钥匙与钥匙环13连接，所述钥匙环13设有二维码，二维码设置在二维码放置区14，一种智能钥匙管理系统，如图2-3所示，包括钥匙柜，所述钥匙柜的左侧为钥匙存放区，右侧为人机交互区1；
所述钥匙存放区的顶部左右两侧各设有一条侧轨9，所述侧轨9上设有一条能沿所述侧轨前后移动的横轨10，所述横轨10上设有能左右移动的滑块11，所述滑块11的下部通过伸缩臂17连接机械爪18，机械爪可开合，图中为闭合状态；伸缩臂17和机械爪18通过同一个回收控制器控制伸缩和开合，回收控制器与触屏主控制器2通信；
所述钥匙存放区的上部设有多个水平布置的横架7，每个横架7上设有多个钥匙架，每个钥匙架与一个对应的单元控制器连接，所述单元控制器与单元显示器及提示器15连接；提示器15可以是带有语音提示的同时带有灯光提示。可以设置10*10的一个阵列，一共10排，每排上设有10个钥匙扣，每个钥匙扣上可以悬挂6把钥匙。
所述钥匙存放区的下部设有钥匙承接板6；所述钥匙存放区还设有钥匙回收区4，钥匙回收区4设有扫码器；
所述人机交互区设有触屏主控制器2，所述触屏主控器2与指纹机、键盘3、摄像头及打印机连接，所有的所述单元控制器都与所述触屏主控制器通信，所述触屏主控制器还与控制横轨和滑块移动的移位控制器通信，所述触屏主控制器与扫码器连接；横轨和滑块的移动通过移动电机的带动实现，移动电机由移位控制器控制；
所述二维码记载有每个对应钥匙的坐标及用途信息，钥匙的坐标分为横坐标和纵坐标，如以左下角为原点，往上纵坐标依次增加，往右横坐标依次增加，二维码记载是哪里锁的钥匙。
所述钥匙架包括一钥匙挂杆12，所述钥匙挂杆12的中间设置在所述横架7上，前端悬空，后端的下部与伸缩缸8连接，所述伸缩缸8与所述单元控制器连接。伸缩缸8设置在一放置板19上。
所述钥匙承接板6的上方设有多个红外传感器，所述红外传感器与控制器连接，所述控制器与语音播报器及gsm模块连接。
所述钥匙承接板6通过电机带动能够向下翻转并回位，所述钥匙承接板6的下方设有钥匙暂存区5，所述电机与所述控制器连接。钥匙承接板上可以设置一层橡胶或者布匹，减小钥匙落在钥匙承接板上的声音。
所述人机交互区还设有一指纹识别兼密码盒16，所述指纹识别兼密码盒内存放有主管钥匙，所述主管钥匙能打开钥匙存放区，借取任意的钥匙。指纹识别兼密码盒16是单独的一个部件，只有在指纹和密码都通过后才可以打开。
采用所述的一种智能钥匙管理系统的控制方法，包括：
通过触屏主控制器显示与钥匙存放区对应的所有坐标上的钥匙的信息，通过指纹机、键盘及摄像头设置每个坐标上钥匙的使用权限指纹、密码及人脸信息；密码可以由管理人员进行修改，通过指纹、人脸识别验证是否为管理人员；
借钥匙时：通过触屏主控制器选定需要的坐标上的钥匙并设定待还时间及借用原因，指纹、密码及人脸信息识别通过后，触屏主控制器向对应的单元控制器发送命令将相应坐标对应的钥匙释放到钥匙承接板上，同时单元控制器通过单元显示器显示剩余还回时间，当超过剩余还回时间时相应的提示器报警；提示器可以显示红灯和绿灯，也可以通过语音进行提示，通过触屏主控制器可以设置哪个工位上的绿灯是否点亮，绿灯代表该坐标上的钥匙允许借用，红灯不亮时代表不能借用；
还钥匙时：钥匙回收区的扫码器识别钥匙上的二维码，接收到的指纹、密码及人脸信息与借用时的信息相一致时，机械臂伸出带动机械爪伸到钥匙回收区，机械爪打开，待钥匙挂到机械爪上后，机械爪闭合，在滑块和横轨的带动下，将钥匙挂到相应坐标的钥匙架上；
通过触屏主控制器查询钥匙的借用信息，通过打印机打印借用和归还记录。能够实现信息查询、统计和打印，能打印出借用和归还记录，包括人员信息、借用时间、借用的是哪套钥匙、归还时间等相关信息，可以查询某段时间内哪个坐标上的钥匙的所有借用记录。
所述钥匙架包括一钥匙挂杆，所述钥匙挂杆的中间设置在所述横架上，前端悬空，后端的下部与伸缩缸连接，所述伸缩缸与所述单元控制器连接；
单元控制器收到借用信息后，所述单元控制器控制所述伸缩缸的伸缩杆伸出，钥匙挂杆的后端向上，杠杆原理的作用下钥匙挂杆的前端向下，所挂钥匙在重力的作用下下滑到钥匙承接板上。
所述钥匙承接板的上方设有多个红外传感器，所述红外传感器与控制器连接，所述控制器与语音播报器及gsm模块连接；所述人机交互区还设有一指纹识别兼密码盒，所述指纹识别兼密码盒内存放有主管钥匙；
触屏主控制器向相应的单元控制器发出借用命令后，同时通知所述控制器，在设定时间内，如果红外传感器没有检测到钥匙落下后，通过语音播报器出现错误，并通过gsm模块通知主管人员；
指纹识别兼密码盒由主管人员打开，主管人员收到错误的信息后到现场将主管钥匙拿出并借用需要的具体钥匙。
还钥匙的具体方法还包括：横架的初始位置位于钥匙存放区的前端，滑块位于钥匙回收区的正上方，机械爪抓到还回的钥匙后，伸缩臂向上收缩将钥匙停留在到所在的纵坐标上，滑块在横轨上移动，移动到所在的横坐标上，横轨然后向后移动，当到达设定距离后，钥匙环套在钥匙架上，机械爪打开，然后横轨向前移动到初始位置，机械爪闭合，伸缩臂收回到最短，完成还钥匙的过程。
所述钥匙承接板通过电机带动能够向下反转并回位，所述钥匙承接板的下方设有钥匙暂存区；
红外传感器检测到有钥匙落下但是经过设定时间没有人取钥匙后，控制器控制电机转动，带动钥匙承接板翻转，将钥匙落在钥匙暂存区，然后钥匙承接板回位，控制器通过gsm模块通知主管人员有钥匙取下但是没有人取走。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。