智能电表箱内置锁的制作方法

本发明智能电表箱内置锁，属于。

背景技术：

多年来在电表箱使用管理方面采用普通锁具进行封装，存在诸多使用和管理上的问题，主要体现在以下几个方面：

1、安全系数低；普通锁具闭锁机构简单，往往采用通用型或配置普通钥匙即可打开，表箱锁受到外力破坏时也容易被打开；

2、易生锈腐蚀；由于普通锁具无防潮措施，锁具一般直接外置，受到周围环境影响，雨雪非常容易导致锁具生锈腐蚀，导致锁具无法打开；

3、无开闭锁记录；由于普通锁具不具有开闭锁动作记录和存储等功能，锁具的开启或关闭等操作缺乏管控；

4、电表箱管理混乱；在进行例行维护的过程中，电表箱的安装位置、表位、安装表计等信息采集为空白，无法做到账卡物一致管理，管理登记效率低。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种智能电表箱内置锁；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：智能电表箱内置锁，包括壳体，所述壳体的内部设置有控制器和锁扣开关，所述控制器的控制端通过导线与锁扣电机相连，所述锁扣电机与锁扣开关传动连接；

所述控制器还通过导线与读卡器、定位模块、数据存储模块、声光报警模块相连；

所述控制器还连接有无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网络与监控终端、监控中心计算机相连；

所述控制器的电源输入端与电源模块相连；

所述壳体的一侧还设置有锁扣开关孔和读卡器插口，用于插入锁定销和rfid识别卡；

所述锁扣开关包括锁定机构和动作机构，所述锁定机构的转轴上设置有回复弹簧，所述动作机构的转轴与锁扣电机传动连接，插入锁定销后可将锁定机构置于锁定状态。

所述控制器使用的芯片为控制芯片u1，所述控制器的电路结构为：

所述控制芯片u1的14脚串接电阻r29后接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的20脚、21脚、22脚、23脚与扩展存储器相连；

所述控制芯片u1的41脚、42脚、43脚与定位模块相连；

所述控制芯片u1的5脚并接晶振y1的一端后与电容c35的一端相连，

所述控制芯片u1的6脚并接晶振y1的另一端后与电容c36的一端相连，所述电容c35的另一端并接电容c36的另一端后接地；

所述控制芯片u1的60脚串接电阻r38后接地；

所述控制芯片u1的7脚并接电容c42的一端、电阻r37的一端后与复位开关s1的一端相连，所述电容c42的另一端并接开关s1的另一端后接地，所述电阻r37的另一端接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的1脚并接二极管d5的负极，电容c44的一端后与电池bt2的正极相连，所述电容c44的另一端并接电池bt2的负极后接地；

所述控制芯片u1的32脚并接二极管d5的正极、控制芯片u1的48脚、64脚、19脚后接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的4脚并接晶振y2的一端后与电容c47的一端相连，

所述控制芯片u1的3脚并接晶振y2的另一端后与电容c45的一端相连，所述电容c47的另一端并接电容c45的另一端后接地；

所述控制芯片u1的39脚、40脚、51脚、52脚分别与工作指示灯相连；

所述控制芯片u1的9脚、10脚、11脚、24脚、25脚、37脚与编程接口相连；

所述控制芯片u1的59脚、61脚、62脚与状态指示灯相连；

所述控制芯片u1的58脚串接电阻r44后与三极管q10的基极相连，所述三极管q10的发射极接地，所述三极管q10的集电极与电阻r40的一端相连，所述电阻r40的另一端并接二极管d10的正极后与蜂鸣器ls1的控制端相连，所述二极管d10的负极并接蜂鸣器ls1的电源端后与vbat电源输入端相连；

所述控制芯片u1的28脚串接电阻r27后接地；

所述控制芯片u1的26脚、27脚与数据存储模块相连。

所述定位模块使用的芯片为定位芯片u2，所述定位模块的电路结构为：

所述定位芯片u2的1脚串接电阻r14后与控制芯片u1的43脚相连；

所述定位芯片u2的2脚串接电阻r15后与控制芯片u1的42脚相连；

所述定位芯片u2的6脚串接电阻r16后与控制芯片u1的41脚相连；

所述定位芯片u2的28脚并接电池bt1的正极后与vrtc输入电源相连，所述电池bt1的负极接地；

所述定位芯片u2的32脚接定位天线e1；

所述定位芯片u2的34脚并接定位芯片u2的35脚、电容c11的一端后与电感l2的一端相连，所述电容c11的另一端接地，所述电感l2的另一端接vcc输入电源；

所述定位芯片u2的39脚与三极管q3的集电极相连，所述三极管q3的基极并接电阻r11的一端后与电阻r12的一端相连，所述电阻r11的另一端与输入电源相连，所述电阻r12的另一端并接三极管q3的发射极后接地；

所述定位芯片u2的41脚串接电阻r13和发光二极管d3后接地。

所述数据存储模块使用的芯片为存储芯片u3，所述数据存储模块的电路结构为：

所述存储芯片u3的1脚、2脚、3脚、4脚、7脚均接地；

所述存储芯片u3的5脚并接电阻r18的一端后与控制芯片u1的27脚相连；

所述存储芯片u3的6脚并接电阻r17的一端后与控制芯片u1的26脚相连；

所述存储芯片u3的8脚并接电容c16的一端，电阻r18的另一端、电阻r17的另一端后与3.3v输入电源相连，所述电容c16的另一端接地。

所述电源模块使用的芯片为稳压器u4和稳压器u5，所述电源模块的电路结构为：

所述稳压器u4的1脚并接电阻r6的一端后与vbat电源输入端相连；

所述稳压器u4的2脚接地；

所述稳压器u4的3脚并接电阻r6的另一端后与电阻r8的一端相连，所述电阻r8的另一端与三极管q2的集电极相连，所述三极管q2的基极并接电阻r2的一端后与电阻r5的一端相连，所述三极管q2的发射极并接电阻r5的另一端后接地，所述电阻r2的另一端与输入电源相连；

所述稳压器u4的4脚与电容c8的一端相连，所述电容c8的另一端并接有极电容c4的负极，电容c2的一端后接地；

所述稳压器u4的5脚并接电容c2的另一端、有极电容c4的正极后与3.3v输入电源相连；

所述稳压器u5的1脚并接稳压器u5的3脚后与输入电源相连；

所述稳压器u5的2脚接地；

所述稳压器u5的4脚与电容c31的一端相连，所述电容c31的另一端并接电容c26的一端，电容c24的一端后接地；

所述稳压器u5的5脚并接电容c26的另一端，电容c24的另一端后与3.3v输入电源相连。

所述无线通信模块使用的芯片为无线通信芯片u6，所述无线通信模块的电路结构为：

所述无线通信芯片u6的1脚并接电容c87的一端，电容c88的一端，二极管d11的负极后与输入电源相连；

所述无线通信芯片u6的2脚并接电感l11的一端后与二极管d12的负极相连，所述二极管d12的正极并接电阻r57的一端后接地；

所述无线通信芯片u6的3脚并接电阻r56的一端后与电阻r57的另一端相连；

所述电阻r56的另一端并接电感l11的另一端，电容c85的一端，电容c86的一端后与输入电源相连，所述电容c85的另一端并接电容c86的另一端后接地；

所述无线通信芯片u6的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚均接地。

所述控制芯片u1具体为nxp10系列芯片；所述存储芯片u3的型号为at24c16；所述稳压器u4的型号为spx3819m5，所述稳压器u5的型号为spx3819m5；所述无线通信芯片u6的型号为xl1101。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明在现有电表箱锁具结构的基础上进行改进，通过在锁壳内部设置控制系统及相应的功能模块，使得改进后的电表箱内置锁具备开锁信息记忆、设备信息存储、外力破坏报警、防腐蚀及设备定位等功能，可广泛应用于电表箱维护管理，有效提高了设备使用的信息化管理水平，有效提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的电路结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中央控制器的电路图；

图4为本发明定位模块的电路图；

图5为本发明数据存储模块的电路图；

图6为本发明电源模块的电路图；

图7为本发明无线通信模块的电路图；

图中：1为壳体、2为控制器、3为锁扣开关、4为锁扣电机、5为读卡器、6为定位模块、7为数据存储模块、8为声光报警模块、9为无线通信模块、10为监控终端、11为监控中心计算机、12为电源模块、13为锁定机构、14为动作机构。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明智能电表箱内置锁，包括壳体1，所述壳体1的内部设置有控制器2和锁扣开关3，所述控制器2的控制端通过导线与锁扣电机4相连，所述锁扣电机4与锁扣开关3传动连接；

所述控制器2还通过导线与读卡器5、定位模块6、数据存储模块7、声光报警模块8相连；

所述控制器2还连接有无线通信模块9，所述无线通信模块9通过无线网络与监控终端10、监控中心计算机11相连；

所述控制器2的电源输入端与电源模块12相连；

所述壳体1的一侧还设置有锁扣开关孔和读卡器插口，用于插入锁定销和rfid识别卡；

所述锁扣开关3包括锁定机构13和动作机构14，所述锁定机构13的转轴上设置有回复弹簧，所述动作机构14的转轴与锁扣电机4传动连接，插入锁定销后可将锁定机构13置于锁定状态。

所述控制器2使用的芯片为控制芯片u1，所述控制器2的电路结构为：

所述控制芯片u1的14脚串接电阻r29后接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的20脚、21脚、22脚、23脚与扩展存储器相连；

所述控制芯片u1的41脚、42脚、43脚与定位模块6相连；

所述控制芯片u1的5脚并接晶振y1的一端后与电容c35的一端相连，

所述控制芯片u1的6脚并接晶振y1的另一端后与电容c36的一端相连，所述电容c35的另一端并接电容c36的另一端后接地；

所述控制芯片u1的60脚串接电阻r38后接地；

所述控制芯片u1的7脚并接电容c42的一端、电阻r37的一端后与复位开关s1的一端相连，所述电容c42的另一端并接开关s1的另一端后接地，所述电阻r37的另一端接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的1脚并接二极管d5的负极，电容c44的一端后与电池bt2的正极相连，所述电容c44的另一端并接电池bt2的负极后接地；

所述控制芯片u1的32脚并接二极管d5的正极、控制芯片u1的48脚、64脚、19脚后接3.3v输入电源；

所述控制芯片u1的4脚并接晶振y2的一端后与电容c47的一端相连，

所述控制芯片u1的3脚并接晶振y2的另一端后与电容c45的一端相连，所述电容c47的另一端并接电容c45的另一端后接地；

所述控制芯片u1的39脚、40脚、51脚、52脚分别与工作指示灯相连；

所述控制芯片u1的9脚、10脚、11脚、24脚、25脚、37脚与编程接口相连；

所述控制芯片u1的59脚、61脚、62脚与状态指示灯相连；

所述控制芯片u1的58脚串接电阻r44后与三极管q10的基极相连，所述三极管q10的发射极接地，所述三极管q10的集电极与电阻r40的一端相连，所述电阻r40的另一端并接二极管d10的正极后与蜂鸣器ls1的控制端相连，所述二极管d10的负极并接蜂鸣器ls1的电源端后与vbat电源输入端相连；

所述控制芯片u1的28脚串接电阻r27后接地；

所述控制芯片u1的26脚、27脚与数据存储模块7相连。

所述定位模块6使用的芯片为定位芯片u2，所述定位模块6的电路结构为：

所述定位芯片u2的1脚串接电阻r14后与控制芯片u1的43脚相连；

所述定位芯片u2的2脚串接电阻r15后与控制芯片u1的42脚相连；

所述定位芯片u2的6脚串接电阻r16后与控制芯片u1的41脚相连；

所述定位芯片u2的28脚并接电池bt1的正极后与vrtc输入电源相连，所述电池bt1的负极接地；

所述定位芯片u2的32脚接定位天线e1；

所述定位芯片u2的34脚并接定位芯片u2的35脚、电容c11的一端后与电感l2的一端相连，所述电容c11的另一端接地，所述电感l2的另一端接vcc输入电源；

所述定位芯片u2的39脚与三极管q3的集电极相连，所述三极管q3的基极并接电阻r11的一端后与电阻r12的一端相连，所述电阻r11的另一端与输入电源相连，所述电阻r12的另一端并接三极管q3的发射极后接地；

所述定位芯片u2的41脚串接电阻r13和发光二极管d3后接地。

所述数据存储模块7使用的芯片为存储芯片u3，所述数据存储模块7的电路结构为：

所述存储芯片u3的1脚、2脚、3脚、4脚、7脚均接地；

所述存储芯片u3的5脚并接电阻r18的一端后与控制芯片u1的27脚相连；

所述存储芯片u3的6脚并接电阻r17的一端后与控制芯片u1的26脚相连；

所述存储芯片u3的8脚并接电容c16的一端，电阻r18的另一端、电阻r17的另一端后与3.3v输入电源相连，所述电容c16的另一端接地。

所述电源模块12使用的芯片为稳压器u4和稳压器u5，所述电源模块12的电路结构为：

所述稳压器u4的1脚并接电阻r6的一端后与vbat电源输入端相连；

所述稳压器u4的2脚接地；

所述稳压器u4的3脚并接电阻r6的另一端后与电阻r8的一端相连，所述电阻r8的另一端与三极管q2的集电极相连，所述三极管q2的基极并接电阻r2的一端后与电阻r5的一端相连，所述三极管q2的发射极并接电阻r5的另一端后接地，所述电阻r2的另一端与输入电源相连；

所述稳压器u4的4脚与电容c8的一端相连，所述电容c8的另一端并接有极电容c4的负极，电容c2的一端后接地；

所述稳压器u4的5脚并接电容c2的另一端、有极电容c4的正极后与3.3v输入电源相连；

所述稳压器u5的1脚并接稳压器u5的3脚后与输入电源相连；

所述稳压器u5的2脚接地；

所述稳压器u5的4脚与电容c31的一端相连，所述电容c31的另一端并接电容c26的一端，电容c24的一端后接地；

所述稳压器u5的5脚并接电容c26的另一端，电容c24的另一端后与3.3v输入电源相连。

所述无线通信模块9使用的芯片为无线通信芯片u6，所述无线通信模块9的电路结构为：

所述无线通信芯片u6的1脚并接电容c87的一端，电容c88的一端，二极管d11的负极后与输入电源相连；

所述无线通信芯片u6的2脚并接电感l11的一端后与二极管d12的负极相连，所述二极管d12的正极并接电阻r57的一端后接地；

所述无线通信芯片u6的3脚并接电阻r56的一端后与电阻r57的另一端相连；

所述电阻r56的另一端并接电感l11的另一端，电容c85的一端，电容c86的一端后与输入电源相连，所述电容c85的另一端并接电容c86的另一端后接地；

所述无线通信芯片u6的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚均接地。

所述控制芯片u1具体为nxp10系列芯片；所述存储芯片u3的型号为at24c16；所述稳压器u4的型号为spx3819m5，所述稳压器u5的型号为spx3819m5；所述无线通信芯片u6的型号为xl1101。

本发明采用nfc、gps定位、信息存储等技术，具备开闭锁信息记忆、设备信息存储、外力破坏报警、防腐蚀及设备定位等功能，可广泛安装应用于电表箱的开闭锁管理，有效解决现场设备管理混乱的情况，规范了电表箱管理，有效提高了设备管理和运维的信息化水平，有效提高了工作效率；有益效果体现在如下几个方面：

1、安全性；与普通锁具相比，本发明采用蓝牙、nfc、gprs无线通信技术，只支持通过密钥开锁，除外力破坏外，锁具无法通过配置钥匙打开，安全性更高；

2、防潮不易腐蚀；针对电表箱锁长期室外使用的特殊情况，本发明采用内置安装方式，有效避免了锁具淋雨等问题，且装置壳体采用防腐蚀工艺制作，有效保证了锁具使用上的可靠性并提高了使用寿命；

3、信息存储和记忆；本发明通过设置相应的数据存储模块，使其具有开锁记忆存储、设备信息存储、坐标定位等功能，实现表箱信息管理规范化；

4、外力破坏报警；本发明通过设置声光报警模块使其具备报警功能，当内置锁遇到强行打开或外力破坏时，控制器可控制相应模块发出报警声音，同时通过通信模块将报警信号传输至相应的监控终端，起到一定警示作用。

本发明提供的内置锁安装在电表箱的箱体开关上，将壳体设置在开关表面，同时安装与其配套的锁具；安装完毕后，要求内置锁可以实现以下功能：电表箱内置锁内部设置有一套身份识别锁控系统，当关闭电表箱盖后，内置锁处于锁定状态，此时使用任何外力或钥匙均无法将内置锁打开；当检修维护人员对电表箱进行例行维护时，使用专用的rfid识别卡插入壳体侧面设置的读卡器插口，同时将锁定销插入锁扣开关孔中，此时内置锁内部设置的读卡器对识别卡信息进行读取，并将读取数据通过无线通信模块上传至监控中心的服务器，与预置工作人员的身份信息进行核对，当核对无误后，服务器向内置锁反馈开锁信息，此时可将电表箱盖打开，同时插入的rfid识别卡处于锁定状态，没有相应权限的人员无法将识别卡取出；当维护人员操作完毕后，使用已认证身份的监控终端向无线通信模块发送解锁信号，控制器核对信息无误后将向动作机构发出解锁信号，此时动作机构控制锁定机构将锁定销弹出，同时将识别卡从读卡器插口中弹出，回收动作完成后工作人员将电表箱盖再次合上并锁定，完成整个维护工作；在维护过程中，控制器将记录电表箱的开闭盖动作，工作人员在总结一天的工作时，可以通过内置锁设置的定位模块判断工作地点，同时在监控终端中可以查询到当天检修电表箱的详细参数，有效提高电表箱的管理效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。