专利名称：变电站智能门禁系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据识别系统，特别涉及电力部门通过变电站的以太网络实 施监控各个变电站的门禁状态的监控系统。
技术背景变电站是电网中的枢纽，也是当前电网现代化改造的核心。越来越多的变电站成 为无人值守站，无人值守变电站由于分布区域广、数量多，其设备安全保障、运行维护，都需 要大量的人力、时间、资金，无人变电站出现由于外人侵入造成设备损坏和丢失现象时常发 生。然而现有的变电站门禁系统大部分采用比较传统的机械锁，高级一点的采用市面上比 较普通的电子锁、射频IC卡锁等，但对于变电站数量较多和维护责任人复杂的管理片区， 则存在维护责任难区分、出入方便性不够和丢钥匙换锁的情况。这些简单的门禁锁存在的 问题是现而易见的其一是不管是传统的钥匙还是射频IC卡，都存在被复制、盗用、遗失 的可能，当钥匙或IC卡被领用的期间，正是安全隐患最大的时间；其二是目前变电站的钥 匙都是集中管理的，这是变电站安全管理的重要手段，但变电站的不定期检查和安全故障 发生是随机的，在这种情况下，即使在周围地区存在变电站维护人员，也没有办法直接到现 场，而必须回公司领取钥匙才能去现场，不仅浪费了人力成本，更重要的是减低了变电站检 查和维护的响应速度，直接影响服务质量；其三是普通门禁锁无法进行统一的管理，不能进 行远程的监控和维护，无法与变电站已有的信息通信系统进行交互，并且单一的系统投入 运行后，基本上各自为是，相互之间不能建立起一定的关联，无法集成使用，在造成投资浪 费的同时也降低了管理的效率及成功率
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是针对以上不足而提供一种变电站智能门禁 系统，综合采用RFID技术、以太网通信技术等技术，当变电站管理人员通过RFID卡钥匙进 行变电站门禁操作时，该唯一的RFID卡信息和门禁状态通过变电站的以太网络及时传送 给综合信息平台，同时综合信息平台把该信息及时传送到相关管理人员，而相关管理人员 还可通过短信息的方式查询各变电站的实时门禁状态，控制门禁的开关，从而实现了各变 电站门禁系统的统一管理，方便及时检修和维护。本实用新型所采取的技术方案是一种变电站智能门禁系统，包括有通过以太网络连接的设置在各变电站的各门禁 单元与综合信息平台。门禁单元主要由MCU主控电路及与其连接的RTC电路、锁舌驱动电路、锁舌检测电 路、门状态检测指示电路、读卡模块和RS485通讯电路构成，RS485通讯电路与RS485通讯转 以太网通讯模块连接，RS485通讯转以太网通讯模块通过以太网络与综合信息平台连接。MCU主控电路还与指示报警电路连接。MCU主控电路由主控芯片Ul及与主控芯片Ul连接的存储芯片U4、看门狗芯片TO构成。RTC电路包括有晶体实时时钟芯片U3。读卡模块包括有读射频ID卡芯片U2，钥匙采用RFID技术，这种ID卡号具有唯一 性，没有复制的可能，各门禁单元只有设定的几个ID卡才能开门，并且开关门时钥匙信息 及时上报到综合信息平台，确保门禁的安全。读射频ID卡芯片U2为U2270B，它是一个ID卡进行读写操作的非接触式工作基 站，其射频工作100 150kHz范围内，在频率为125kHz情况下标准的数据传输速率达到 5000波特，它也采用曼彻斯特和双相调制方式。锁舌检测电路、门状态检测指示电路分别包括有具有效应特性的芯片U8、U9和 U10。本实用新型能达到的有益效果是1、本实用新型使各个变电站的门禁系统不再孤立，而是充分利用现有的变电站网 络系统，使各门禁系统处于实时监控状态下，增强门禁系统的安全性和可靠性。2、本实用新型钥匙采用RFID技术，这种ID卡号具有唯一性，没有复制的可能，各 门禁单元只有设定的几个ID卡才能开门，并且开关门时钥匙信息及时上报到综合信息平 台，确保门禁的安全，工作环境适应性性强。
图1本实用新型的逻辑结构框图。图2为各变电站门禁单元电路原理框图。图3为各变电站门禁单元的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图对本本实用新型作进一步的描述如图1、图2、图3所示，该变电站智能门禁系统，包括设置在各变电站的各门禁单 元10和各门禁单元10通过以太网络连接的综合信息平台20，各门禁单元10将各个变电 站的门禁状态的开关门信息、出入人员的身份信息等通过以太网络进行上报和识别给综合 信息平台20，相关管理人员通过综合信息平台20分级浏览监控并下达监控指令，各门禁单 元10主要由MCU主控电路1及与其连接的RTC电路2、锁舌驱动电路3、锁舌检测电路4、门 状态检测指示电路6、读卡模块5和RS485通讯电路8构成，RS485通讯电路8通过RS485 通讯转以太网通讯模块7及以太网络与综合信息平台20连接。读卡模块5读取刷卡人员 的钥匙信息，而锁舌检测电路3、门状态检测指示电路6检查锁舌及门的位置信息，然后通 过MCU主控电路1进行处理，并将处理后的各种信息后通过RS485通讯电路8和RS485通 讯转以太网通讯模块7上报至综合信息平台20，最终根据综合信息平台20下达的指令确定 是否驱动锁舌驱动电路3打开或关闭门，RTC电路2为MCU主控电路提供实时时间和定期 工作任务申请，MCU主控电路1还与指示报警电路9连接，实现门禁状态异常时的报警。其中MCU主控电路1由主控芯片Ul及与主控芯片Ul连接的存储芯片U4、看门 狗芯片U6构成，主控芯片Ul为ATmage64L，完成一系列的信息运算和判断、数据的读取和 存储、命令的接收及发送等，其通过P25、P26脚与存储芯片U4的P6、P5脚采用模拟I2C通讯协议进行数据交互；存储芯片U4为AT24C64，存储各变电站门禁的各种参数信息、开关门信 息及操作记录；主控芯片Ul通过其P3脚与看门狗芯片U6的P4脚连接，看门狗芯片U6为 STM6822SW，负责上电复位及防死机的运行监控工作，主控芯片Ul在运行过程中必须定时 给看门狗芯片TO发送喂狗信息。RTC电路2包括有晶体实时时钟芯片U3，芯片U3为RX8025， 通过其P1(1、P13脚与主控芯片Ul的Pn、P20脚采用I2C通讯协议进行通讯，为MCU主控电路 1提供实时时间和定期工作任务申请，其具有多种定时中断和周期中断功能，本方案中仅采 用周期性秒中断一种中断方式提出定期工作任务中断申请。读卡模块5包括有读射频ID 卡芯片U2，芯片U2为U2270B,其P2, P6, P13脚与主控芯片Ul的P16, P15, P40脚连接，芯片U2 是一个ID卡进行读写操作的非接触式工作基站，其射频工作100 150kHz范围内，在频率 为125kHz情况下标准的数据传输速率达到5000波特，它也采用曼彻斯特和双相调制方式， 在本方案中采用的是12VDC供电，选用了 U2270B特殊的应用电路，芯片U2的P6脚控制载 波的使能，P13脚是待机模式的控制，P2脚是解码信号的输出，在运行过程中芯片U2的P6脚 和P3脚始终处于使能状态，这样当天线读出ID卡的信息时能够及时传送到主控芯片Ul，进 行信息处理，钥匙采用RFID技术，这种ID卡号具有唯一性，没有复制的可能，各门禁单元10 只有设定的几个ID卡才能开门，并且开关门时钥匙信息及时上报到综合信息平台20，确保 门禁的安全。锁舌检测电路4、门状态检测指示电路6分别包括有具有效应特性的芯片U8、 芯片U9和芯片U10，芯片U8、芯片U9和芯片UlO均采用霍尔元件A3144，芯片U8、芯片U9 分别检查检测锁舌是否在开锁状态位置和关锁状态位置，芯片UlO检测门是否在关门状态 位置；锁舌驱动电路3是由两组晶体管及外围电路组成，其中三极管Q2、三极管Q5和三极 管Q8是一组负责驱动电机反转带动锁舌缩回，三极管Q3、三极管Q6和三极管Q7是一组负 责驱动电机正转带动锁舌伸出，二极管05、06、07、08是电机驱动保护电路；RS485通讯电路 8是由芯片MAX485及外围电路构成，负责将主控芯片Ul发出的TTL电平信号转换成RS485 通讯信号进行一定距离传输；RS485通讯转以太网通讯模块9采用专用的串口服务器，将 RS485通讯信号传输到以太网络上，它们是本系统与综合信息平台及管理者进行信息交换 的枢纽，通过此连接可以实现报警信息的上传，如锁被打开、锁被关闭与ID卡信息不一致 时，主控芯片Ul的P14脚驱动报警指示电路9的蜂鸣器SKl报警。 当进行开门操作时，主控芯片Ul先检测门状态检测指示电路6，判断门是否处于 关门状态，在关门状态进项下一步操作，否则退出，其次再检测锁舌检测电路4判断门是否 处于关锁状态，在关锁状态进项下一步操作，否则退出，然后由主控芯片Ul的P33脚和P32脚 发出控制命令，P33脚输出高电平控制电机反转，P32脚输出低电平禁止电机正转，使12VDC 电流经过三极管Q5流向电机并由三极管Q8再到电阻R33、电阻R34和电容C13组成降噪 电路，最后接到数字地，构成回路使电机反向运转，同时系统经过芯片U8状态判断锁舌是 否在开锁状态位置，如果已到开锁位置，主控芯片Ul的P33脚将输出低电平停止电机反转， 开锁成功后，主控芯片Ul的P3tl脚输出高电平、P31脚输出低电平控制开门指示电路发光二 极管D13和发光二极管D20亮绿灯，表示开锁成功；当进行关门操作时，主控芯片Ul先检测 门状态检测指示电路6，判断门是否处于关门状态，在关门状态进项下一步操作，否则退出， 其次再检测锁舌检测电路4，判断门是否处于开锁状态，在开锁状态进项下一步操作，否则 退出，然后由主控芯片Ul的P33脚和P32脚发出控制命令，P33脚输出高电平控制电机反转， P32脚输出低电平禁止电机正转，使12VDC电流经过三极管Q5流向电机并由三极管Q8再到电阻R33、电阻R34和电容C13组成降噪电路，最后接到数字地，构成回路使电机反向运转， 同时系统通过芯片U9状态判断锁舌是否在关锁状态位置，如果已到关锁位置，主控芯片Ul 的P32脚输出低电平禁止电机正转，关锁成功后，主控芯片Ul的P3tl脚输出高电平、P31脚输 出低电平控制开门指示电路发光二极管D13和发光二极管D20亮绿灯，表示关锁成功。
权利要求一种变电站智能门禁系统，其特征在于其包括有通过以太网络连接的设置在各变电站的各门禁单元与综合信息平台。
2.如权利要求1所述的变电站智能门禁系统，其特征在于门禁单元主要由MCU主控 电路及与其连接的RTC电路、锁舌驱动电路、锁舌检测电路、门状态检测指示电路、读卡模 块和RS485通讯电路构成，RS485通讯电路与RS485通讯转以太网通讯模块连接，RS485通 讯转以太网通讯模块通过以太网络与综合信息平台连接。
3.如权利要求2所述的变电站智能门禁系统，其特征在于MCU主控电路还与指示报警 电路连接。
4.如权利要求2或3所述的变电站智能门禁系统，其特征在于MCU主控电路由主控芯 片(Ul)及与主控芯片(Ul)连接的存储芯片(U4)、看门狗芯片(U6)构成。
5.如权利要求2或3所述的变电站智能门禁系统，其特征在于RTC电路包括有晶体实 时时钟芯片(U3)。
6.如权利要求2或3所述的变电站智能门禁系统，其特征在于读卡模块包括有读射 频ID卡芯片(U2)。
7.如权利要求6所述的变电站智能门禁系统，其特征在于所述读射频ID卡芯片(U2) 为 U2270B。
8.如权利要求2或3所述的变电站智能门禁系统，其特征在于锁舌检测电路、门状态 检测指示电路分别包括有具有效应特性的芯片U8、芯片U9和芯片U10。
专利摘要本实用新型公开一种变电站智能门禁系统，包括有通过以太网络连接的设置在各变电站的各门禁单元与综合信息平台，各门禁单元将各个门禁状态的开关门信息、出入人员的身份信息等通过以太网络进行上报和识别，相关管理人员通过综合信息平台分级浏览监控并下达监控指令。本实用新型使各个变电站的门禁系统不再孤立，而是充分利用现有的变电站网络系统，使各门禁系统处于实时监控状态下，增强门禁系统的安全性和可靠性；钥匙采用RFID技术，这种ID卡号具有唯一性，没有复制的可能，各门禁单元只有设定的几个ID卡才能开门，并且开关门时钥匙信息及时上报到综合信息平台，确保门禁的安全，工作环境适应性强。
文档编号G07C1/10GK201749503SQ20092027655
公开日2011年2月16日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者曹建忠, 梁青云 申请人:河南省电力公司郑州供电公司;郑州华力信息技术有限公司