一种智慧锁系统及其控制方法与流程

本申请要求于2019年5月28日提交中国专利局、申请号为201910452046x、申请名称为“一种智慧锁系统及其控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种应用于电力设备的智慧锁系统及其控制方法。

背景技术：

随着国家智能电网建设的深入，作为现代化的大电网，以集团化运作，集约化发展，精益化管理和标准化建设为特征的管理框架已经基本形成。电力配网结构日趋复杂，各种箱柜越来越多，各种电力设备管理越来越困难并且户外设备偷盗破坏现象越来越严重，巡检监察难度大等问题。

目前的配电设备箱柜锁具大都采用传统开锁方式，无法确认操作人的身份，也无法控制和记录开锁的权限和时间，过程无法跟踪。同时还存在钥匙太多，管理不便；钥匙丢失，换锁麻烦；私配钥匙，无法管控；真借假还，无法辨别等问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种应用于电力设备的智慧锁系统及其控制方法。

一方面，本发明提出一种智慧锁系统，包括：

智慧锁，所述智慧锁包括电源模块、校验模块、地址模块、控制模块以及电子锁模块，其中，

所述电源模块用于供电；

所述校验模块用于对开锁密钥进行校验；

所述地址模块用于存储mac地址；

所述控制模块用于根据校验模块的校验结果控制电子锁模块；

智能终端，所述智能终端用于获取地址模块的mac地址，并发送mac地址及智能终端所对应的账号；

有线连接装置，所述有线连接装置用于有线连接智能锁与智能终端；

服务器，所述服务器用于根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥；若无权限，则向智能终端发送无开锁权限消息。

优选的，所述有线连接装置包括：

电源线，所述智能终端通过所述电源线为电源模块供电；以及

信号线，所述智能终端通过所述信号线与电源模块相通信。

优选的，所述电源模块包括：二极管d5、电容c1、电阻r10、稳压二极管d3以及三极管q4，所述二极管d5的正极连接电源线的一端，负极连接三极管q4的集电极，所述电容c1的一端连接三极管q4的集电极，另一端连接公共地，所述电阻r10的一端连接三极管q4的集电极，另一端连接三极管q4的基极，所述稳压二极管d3的正极连接公共地，负极连接三极管q4的基极。

优选的，所述电子锁模块包括：控制芯片u1、电阻r3、r4、电容c2以及锁体，所述电阻r4的一端连接控制模块，另一端连接控制芯片u1的第五引脚，所述电阻r3的一端连接控制模块，另一端连接控制芯片的第六引脚，所述电容c2的一端连接控制芯片u1的第一引脚，另一端连接控制芯片u1的第三引脚，所述控制芯片u1的第一引脚、第三引脚连接锁体。

优选的，所述智慧锁还包括自检模块，所述自检模块包括：内置电源、信号模拟模块；其中，

所述内置电源用于产生电源信号，用于检测智慧锁的电源线路的故障；

所述信号模拟模块用于产生数据信号，用于检测智慧锁的数据线路的故障。

优选的，所述自检模块还包括：通讯模块，

当智慧锁的电源线路故障时，所述通讯模块用于与服务器相通信，当智慧锁的数据线路发生故障时，所述通讯模块向服务器发送开锁密钥请求，并将获取的开锁密钥发送到校验模块。

优选的，当所述电子锁模块开锁后，控制模块通过有线连接装置将开锁事件和mac地址发送到智能终端；智能终端将开锁事件、mac地址及账号发送到服务器；服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储及展示。

另一方面，本发明提出一种智慧锁的控制方法，应用于智慧锁系统，包括以下步骤：

s1：智能终端获取地址模块的mac地址，并发送mac地址及智能终端所对应的账号到服务器；

s2：服务器根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥；若无权限，则向智能终端发送无开锁权限消息；

s3：校验模块对开锁密钥进行校验，并将校验结果发送到控制模块；

s4：当开锁密钥校验成功时，控制模块控制电子锁模块开锁。

优选的，还包括步骤:

s5：当智能终端收到无开锁权限消息时，智能终端向服务器申请临时开锁权限，服务器对该申请审核通过后，向智能终端发送开锁密钥。

优选的，还包括步骤:

s6：当电子锁模块开锁后，控制模块通过有线连接装置将开锁事件和mac地址发送到智能终端；智能终端将开锁事件、mac地址及账号发送到服务器；服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储及展示。

本发明具备以下有益效果：

1.智能终端提交开锁申请时，将mac地址及智能终端所对应的账号发送到服务器，服务器根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥校验模块对开锁密钥进行校验，并将校验结果发送到控制模块，当开锁密钥校验成功时，控制模块控制电子锁模块开锁。通过上述智能开锁方式，不再需要传统的钥匙，使得开锁的方式更加安全、方便；

2.服务器对开锁事件等进行存储，使得在后续出现安全问题时做到有据可依，更有利于责任的追究。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一实施例的智慧锁系统的整体结构示意图；

图2是本发明一实施例的智慧锁系统的智慧锁的结构示意图；

图3是本发明一实施例的智慧锁系统的电源模块的电路图；

图4是本发明一实施例的智慧锁系统的电子锁模块的电路图；

图5是本发明一实施例的智慧锁系统的指示灯模块的电路图；

图6是本发明一实施例的智慧锁系统的自检模块的结构示意图；

图7是本发明一实施例的智慧锁系统的通讯模块的结构示意图；

图8是本发明一实施例的智慧锁的控制方法的流程示意图；

图9是本发明一实施例的智慧锁的控制方法中s5的流程示意图；

图10是本发明一实施例的智慧锁的控制方法中s6的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本实施例的基本思想是改变传统的开锁方式，通过智能终端以及服务器实现智能开锁。智能终端提交开锁申请时，将mac地址及智能终端所对应的账号发送到服务器，服务器根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥校验模块对开锁密钥进行校验，并将校验结果发送到控制模块，当开锁密钥校验成功时，控制模块控制电子锁模块开锁。通过上述智能开锁方式，不再需要传统的钥匙，使得开锁的方式更加安全、方便。同时服务器对开锁事件等进行存储，使得在后续出现安全问题时做到有据可依。

基于上述思想，本发明一实施例提出一种智慧锁系统，如图1所示，包括：智慧锁、有线连接装置、智能终端以及服务器。智能锁通过有线连接装置与智能终端连接，智能终端与服务器远程通讯连接。

在一实施例中，如图2所示，智慧锁包括电源模块、校验模块、地址模块、控制模块以及电子锁模块。

具体的，电源模块用于供电。如图3所示，电源模块包括：二极管d5、电容c1、电阻r10、稳压二极管d3以及三极管q4，所述二极管d5的正极连接电源线的一端，负极连接三极管q4的集电极，所述电容c1的一端连接三极管q4的集电极，另一端连接公共地，所述电阻r10的一端连接三极管q4的集电极，另一端连接三极管q4的基极，所述稳压二极管d3的正极连接公共地，负极连接三极管q4的基极。

其中，二极管d5用于实现反接保护，电容c1用于输入电源信号的滤波，稳压二极管d3用于将三极管q4的基极电压稳定在4.3v。当输入高电平信号时，三极管q4导通，电源模块实现供电，当输入低电平信号时，三极管q4截止，电源模块实现断电。

校验模块用于对开锁密钥进行校验。每个校验模块都内置唯一的校验密钥，在校验模块接收到开锁密钥时，将开锁密钥与内置的校验密钥进行对比，当开锁密钥与校验密钥一致时，则表示该开锁密钥有效，否则，则表示该开锁密钥无效。

地址模块用于存储mac地址。mac(mediaaccesscontrol或者mediumaccesscontrol)地址，意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置。在osi模型中，第三层网络层负责ip地址，第二层数据链路层则负责mac地址。因此一个主机会有一个mac地址，而每个网络位置会有一个专属于它的ip地址。而在本实施例中，通过不同的mac地址来区分不同的智能锁。

控制模块用于根据校验模块的校验结果控制电子锁模块。当校验通过时，校验模块发送高电平信号到控制模块，控制模块也发送高电平信号到电子锁模块，电子锁模块在接收到高电平信号后，实现开锁；当校验不通过时，校验模块发送低电平信号到控制模块，控制模块也发送低电平信号到电子锁模块，电子锁模块在接收到低电平信号后，不实现开锁。

控制模块采用控制器，控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。在本实施例中，可以根据校验结果输出不同的电平信号。

在一实施例中，如图4所示，电子锁模块包括：控制芯片u1、电阻r3、r4、电容c2以及锁体，所述电阻r4的一端连接控制模块，另一端连接控制芯片u1的第五引脚，所述电阻r3的一端连接控制模块，另一端连接控制芯片的第六引脚，所述电容c2的一端连接控制芯片u1的第一引脚，另一端连接控制芯片u1的第三引脚，所述控制芯片u1的第一引脚、第三引脚连接锁体。

控制芯片u1的第五和第六引脚为输入端，第一和第三引脚为输出端，第二引脚连接公共地gnd，第四引脚连接电源端vcc。当第五和第六引脚分别通过电阻r4、r3接收到高电平时，控制芯片通过第一和第三引脚输出高电平控制锁体的电机转动实现开锁；当第五和第六引脚分别通过电阻r4、r3接收到低电平时，控制芯片通过第一和第三引脚输出低电平控制锁体的电机不转动，从而不能实现开锁。

在一实施例中，智慧锁还包括指示灯模块，当智慧锁打开时，指示灯模块显示红灯，当智慧锁锁合时，指示灯模块显示绿灯。具体的，如图5所示，指示灯模块包括：led组d4、电阻r6、r8，led组d4的正极连接电源，负极分别串接电阻r6、r8后连接控制模块。当智慧锁锁合时，控制模块输出red信号为低电平信号，green信号为高电平信号，此时led组d4的绿灯亮，红灯暗；相反，当智慧锁打开时，控制模块输出red信号为高电平信号，green信号为低电平信号，此时led组d4的红灯亮，绿灯暗。

智能终端，所述智能终端用于获取地址模块的mac地址，并发送mac地址及智能终端所对应的账号。智能终端拥有接入互联网能力，通常搭载各种操作系统，可根据用户需求定制化各种功能。在本实施例中，智能终端包括移动智能终端、车载智能终端、智能电视、可穿戴设备等。

有线连接装置，所述有线连接装置用于有线连接智能锁与智能终端。智能锁与智能终端也可以通过无线通讯的方式连接，但是无线通讯的方式更加依赖无线网络，当无线网络信号不好或不存在时，会导致整套系统无法工作。另一方面，无线通讯的方式安全性较低，会导致开锁密钥的泄露等。在本实施例中，智能锁与智能终端通过有线连接装置的连接，使用更加安全。

有线连接装置包括电源线以及信号线。智能终端通过所述电源线为电源模块供电，智能终端还通过所述信号线与电源模块相通信。有线连接装置的一端通过usb插头等插头与智能终端连接，而另一端设有磁性连接件，该磁性连接件与智能锁底部的磁性连接件吸附，从而实现导电以及信号的传输。

服务器，所述服务器用于根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥；若无权限，则向智能终端发送无开锁权限消息。

服务器是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。在本实施例中，服务器可以实现判断该智能终端是否具有开锁权限。

在判断智能终端是否具有开锁权限时，需要判断mac地址与智能终端的账号是否对应。在通常情况下，一台智能终端只能对应一个mac地址，或设定的多个mac地址。而智能终端与mac地址的对应关系均存储在服务器端，因此，服务器只需要将接收到的mac地址与智能终端的账号与存储的mac地址与智能终端的账号进行对比，若该mac地址与该智能终端的账号对应，则该智能终端具有开锁权限。

在一实施例中，智慧锁还包括自检模块，如图6所示，所述自检模块包括：内置电源、信号模拟模块；其中，所述内置电源用于产生电源信号，用于检测智慧锁的电源线路的故障；所述信号模拟模块用于产生数据信号，用于检测智慧锁的数据线路的故障。

自检模块是通过在智慧锁面形成一个回路，通过内置电源对回路供电并发送电源信号以及数据信号来检测电源线路及数据线路是否异常。自检模块每隔一段时间启动，启动后，使电源点、数据点短接形成回路，由内置电源供电，并发送电源信号以及数据信号。若电源信号以及数据信号均能被收到，则电源线路和数据线路均无故障；若电源信号不能被接收到，则电源线路出现故障；若数据信号不能被接收到，则数据信号出现故障。

在一实施例中，如图7所示，自检模块还包括：通讯模块。当智慧锁的电源线路故障时，所述通讯模块用于与服务器相通信，当智慧锁的数据线路发生故障时，所述通讯模块向服务器发送开锁密钥请求，并将获取的开锁密钥发送到校验模块，实现开锁。同时，通讯模块将故障类型发送到服务器，服务器根据故障类型安排维修人员进行及时维修。

在一实施例中，当所述电子锁模块开锁后，控制模块通过有线连接装置将开锁事件和mac地址发送到智能终端；智能终端将开锁事件、mac地址及账号发送到服务器；服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储及展示。服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储，使得在后续出现安全问题时做到有据可依，实现开锁的全程监控。

本发明一实施例中还提出一种智慧锁的控制方法，应用于上述智慧锁系统，如图8所示，包括以下步骤：

s1：智能终端获取地址模块的mac地址，并发送mac地址及智能终端所对应的账号到服务器；

s2：服务器根据接收的mac地址及智能终端所对应的账号，判断该智能终端是否具有开锁权限，若有权限，则向智能终端发送开锁密钥；若无权限，则向智能终端发送无开锁权限消息；

s3：校验模块对开锁密钥进行校验，并将校验结果发送到控制模块；

s4：当开锁密钥校验成功时，控制模块控制电子锁模块开锁。

上述开锁方式，不再需要传统意义上的钥匙，因此避免了钥匙的遗失、失窃等事件，使得开锁更加的方便。同时，服务器端会对智能锁的mac地址及智能终端的账号进行权限判断，而智能锁的检验模块也会对开锁密钥进行校验，使得开锁过程更加安全。

在一实施例中，如图9所示，该控制方法还包括步骤:

s5：当智能终端收到无开锁权限消息时，智能终端向服务器申请临时开锁权限，服务器对该申请审核通过后，向智能终端发送开锁密钥。

在智能终端收到无开锁权限消息时，可以向服务器提交临时开锁权限的申请，在申请中需要说明开锁的原因、开锁人等信息，服务器端对该申请审核通过之后，向智能终端发送开锁密钥，从而实现开锁。

在一实施例中，如图10所示，该控制方法还包括步骤:

s6：当电子锁模块开锁后，控制模块通过有线连接装置将开锁事件和mac地址发送到智能终端；智能终端将开锁事件、mac地址及账号发送到服务器；服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储及展示。

服务器将开锁事件、mac地址及账号进行存储及展示，以实现在后续出现安全问题时，有利于责任的追责。

鉴于实施例一种智慧锁的控制方法与实施例一种智慧锁系统的原理相同，因此不再赘述。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。