一种能够防误接线的智能电表箱和安全解锁方法与流程

本发明涉及一种智能电表箱，还涉及一种智能电表箱的安全解锁方法。

背景技术：

现有中国实用新型专利cn209841935u公开了一种基于nb-iot的智能电表箱，所述箱体的外表面固定有报警指示灯，箱体的内部固定有电表与nb-iot模块，电表由控制模块、计量模块、通信模块、电源模块、显示模块、按键模块、时钟模块和存储模块构成。所述箱体的外侧设有报警指示灯，所述报警指示灯由控制器控制，箱体的内壁上固定有主控芯片，霍尔磁传感器与主控芯片相连，所述通信模块采用低功耗广域技术，箱体的内部所述nb-iot模块与主控芯片的通讯接口连接。

又一中国发明专利cn108769220a公开了一种智能电表箱环境监控装置及监控方法，具体包括云端服务器，其通过tcp协议实现与电表箱监控模块的连接，实现数据通讯，该云端服务器用于实现对电表箱工作状态信息的存储。电表箱监控模块包含：主控模块，其用于将采集到的电表箱的工作状态信息发送给云端服务器，并实现对电表箱的操作；nb模块，其连接主控模块，用于通过运营商nb-iot网络服务将主控模块通过互联网连接到云端服务器。该专利还提出了一种智能电表箱环境监控系统的环境监控方法，电表箱监控模块中的传感器模块实时监测电表箱的工作状态，主控模块将电表箱的工作状态信息通过nb模块提供的窄带物联网nb-iot发送给云端服务器；客户端通过云端服务器实现对电表箱的操作，所述的操作包含：电表箱的安装，电表箱开锁授权，电表箱的查询和维护。客户端连接电表箱监控模块，主控模块将设备编码信息发送给客户端，客户端将主控模块的设备编码信息发送给云端服务器，云端服务器将开锁授权信息发送给客户端，云端服务器将开锁授权信息发送给客户端，客户端将开锁授权信息发送给主控模块，主控模块将客户端发送的开锁授权信息与云端服务器的预设开锁授权信息进行比较，判断授权合法则打开电表箱门。

基于上述现有关于电表箱的专利，均采用了低功耗的nb-iot技术，第一个发明专利公开了安全报警装置起到了一定警示作用，但未公开采用较安全的上锁措施，给某些不法分子留出了强拆电表箱和盗电的机会。第二个发明专利通过借助开锁授权信息进行有效地设置安全保障，但实现步骤过多，而且所述客户端需要一台实体设备，这使巡检人员携带非常不方便，此外该专利没有公开用来开锁的客户端的权限限制，这有可能导致其他未经允许的客户端也能开锁。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够防误接线的智能电表箱，克服现有技术中未对巡检人员的电表箱解锁进行权限管理的缺陷。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够防误接线的智能电表箱的安全解锁方法，克服现有技术中开锁授权实现步骤较多的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种能够防误接线的智能电表箱，包括箱框、箱框门、位于箱框内相互连接的微型电脑主板和nb-iot模组以及位于箱体外部的与微型电脑主板相连的输入键盘，还包括加密狗，所述加密狗中存储有巡检人员的个人信息及权限信息；还包括安装在所述箱框上的电子锁，电子锁的锁舌能使箱框门锁死；所述微型电脑主板包括信息读取模块、信息发送模块以及密码模块，所述信息读取模块用于读取加密狗信息，所述信息发送模块用于发送加密狗信息，所述密码模块用于动态生成开门密码；通过nb-iot模组实现与云服务器的信息中心通讯，所述信息中心存储了包含巡检人员的个人信息及权限信息的数据库，信息中心配置有信息比对模块，用于加密狗信息与数据库信息的比对。所述加密狗插接在微型电脑主板上使用，所述微型电脑主板将通过信息读取模块读取的加密狗信息以及生成的开门密码通过信息发送模块传给云服务器，云服务器通过信息比对模块对加密狗信息验证成功后，将开门密码发给移动智能终端，在所述输入键盘正确输入开门密码后，能使电子锁解锁。

本发明所述的一种能够防误接线的智能电表箱通过微型电脑主板采用nb-iot物联网技术与远端的云服务器进行通讯，nb-iot相比4g有50-100倍上行容量提升，而且低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，更具有优势的是nb-iot覆盖范围广，使类似地下室之类的位置具备通讯能力；所述加密狗内置单片机电路，使得加密狗具有判断、分析的处理能力，增强了主动的反解密能力。单片机里包含有专用于加密的算法软件，该软件被写入单片机后，就不能再被读出，因此保证加密狗硬件不能被复制。所述加密狗中主要存储了巡检人员的个人信息，包括权限信息，个人信息作为巡检人员的身份真伪认证，而权限信息记载了巡检人员针对智能电表箱所在区域的管理权限及开锁巡检权限。

优选的，所述云服务器上搭建有短信支持模块，所述短信支持模块调用第三方的短信发送平台接口实现短信发送。

优选的，所述微型电脑主板还设有内存硬盘、usb接口和以太网口，并且采用电池供电。

优选的，本发明还包括位于箱框内与微型电脑主板电连接的报警灯和警鸣器。

另外，本发明还包括能与电子锁相适配的钥匙，所述钥匙上设有存储密码的电子芯片，所述密码用于开门校验。带密码的钥匙能够对电子锁单独解锁，而所述电子锁本身使用了可编程存储器和数据读取装置，所述钥匙是难以复制的，这可在保证智能电表箱安全性的基础上，增加一种方便开锁的方式，这便利了巡检人员的巡检作业操作。

本发明还提供了一种采用所述的能够防误接线智能电表箱的安全解锁方法,包括下述步骤：

(1)当巡检人员把加密狗插入微型电脑主板的usb接口中，微型电脑主板的信息读取模块读取加密狗中的信息后，将加密狗信息通过信息发送模块发给云服务器的信息中心；

(2)信息中心将加密狗信息与数据库中的信息通过信息比对模块作比对，若找到巡检人员的相关信息，并且如果巡检人员拥有操作这台设备的权限，信息中心就会启用短信支持模块，通过第三方短信平台将微型电脑主板动态生成的开门密码以短信形式发送到巡检人员的移动智能终端中，相反地，如果找不到巡检人员的相关信息或者没有操作这台设备的权限，报警灯闪烁，警鸣器响起。

(3)巡检人员在箱门上的密码输入键盘中输入正确的密码，微型电脑主板就会使电子锁打开。

本发明所述的一种能够防误接线的智能电表箱的安全解锁方法在云服务器上存储了巡检人员的个人信息及权限信息，通过将加密狗上的数据与云服务器上相关的数据进行匹配，以验证巡检人员的身份，经验证通过后，再把箱门密码发送给巡检人员的移动智能终端上。该安全解锁方法通过将权限认证和密码认证进行组合，这不仅能够有效阻止他人误接线行为的发生，而且通过简单的步骤实现了对巡检人员关于智能电表箱所拥有的权限进行了管理，加强了电力柜的安全性，防止少部分巡检人员的乱管控行为。

本发明采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。

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描述：

图1是本发明能够防误接线的智能电表箱的结构示意图。

图2是本发明能够防误接线的智能电表箱的安全解锁方法结构框图。

附图标记说明：1、微型电脑主板；11、密码模块；12、信息发送模块；13、信息读取模块；2、nb-iot模组；3、加密狗；4、输入键盘；5、电子锁；6、报警灯；7、警鸣器；8、箱框；91、信息比对模块；92、短信支持模块。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“内”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1示出了本发明能够防误接线的智能电表箱的一种实施例，包括：微型电脑主板1、nb-iot模组2、输入键盘4、电子锁5、报警灯6、警鸣器7、箱框8。所述箱框8内固定安装微型电脑主板1，所述微型电脑主板1选用可扩充性强的raspberrypi4，拥有内存硬盘、usb接口、以太网口、电视输出接口和hdmi接口，并且采用电池供电。所述微型电脑主板1包括信息读取模块13、信息发送模块12以及密码模块11，通过usb接口进行对插入的媒介进行读取数据相当于信息读取模块13功能，信息发送模块12是通过tcp协议传动的程序模块，密码模块11是通过动态密码生成算法实现，可使用hotp算法，或者使用totp算法。微型电脑主板1上电连接有nb-iot模组2，为将微型电脑主板1、云服务器和移动智能终端实现通讯提供条件，所述信息中心存储了包含巡检人员的个人信息及权限信息的数据库，信息中心配置有信息比对模块91。报警灯6和警鸣器7一起电连接于微型电脑主板1并位于箱框8上部。所述电子锁5嵌在箱门上并与微型电脑主板1电连接。作为优选的方案，所述输入键盘4带显示器，安装在箱框内并以usb插接于微型电脑主板1上。

如图2示出了一种能够防误接线的智能电表箱的安全解锁方法的结构框图，为了使上述智能电表箱具有身份验证功能和权限管理功能，所述智能电表箱还包括加密狗3，所述加密狗3中存储有巡检人员的个人信息及权限信息，在开门时插接在微型电脑主板1上使用；个人信息及权限信息数据库存储于云服务器的信息中心，信息中心配置有信息比对模块91。所述云服务器上搭建有短信支持模块92，所述短信支持模块92调用第三方的短信发送平台接口实现短信发送。

为了增加另一种备用的开锁方式，所述电子锁5有其适配的钥匙，所述钥匙上设有存储密码的电子芯片。当通过钥匙来开锁时，钥匙插入电子锁5锁孔后，钥匙上的密码被送入电子锁5中的存储器，同时产生磁场，并在电子芯片上的线圈中产生电压，如果钥匙中的密码与这把锁匹配，锁以线圈中所产生的电压为电源被打开。

本实施例还提供了一种能够防误接线智能电表箱的安全解锁方法来实现安全防护和巡检人员的开锁权限管理，如图2所示，当巡检人员把加密狗3插入微型电脑主板1的usb接口中，微型电脑主板1的信息读取模块会读取加密狗3中的信息，通过信息发送模块12将加密狗3信息发给云服务器的信息中心；信息中心的信息比对模块91将加密狗3信息与数据库中的信息作比对。若找到巡检人员的相关信息，并且如果巡检人员拥有操作这台设备的权限，在信息中心搭建的短信支持模块为短信接口调用程序，通过调用第三方短信平台的短信接口，将微型电脑主板1动态生成的开门密码以短信形式发送到巡检人员的移动智能终端中；巡检人员在箱门上的密码输入键盘中输入正确的密码，微型电脑主板1就会使电子锁5打开。相反地，如果找不到巡检人员的相关信息或者没有操作这台设备的权限，报警灯6闪烁，警鸣器7响起。

本实施例中的微型电脑主板1将实时的计量数据存在内存硬盘上，并通过nb-iot模组2上传至云服务器上，相关人员可以通过移动智能终端或者电脑网页端进行访问这些计量数据。

本实施例中一种能够防误接线的智能电表箱采用raspberrypi4作为运算模块，为未来扩展监控和人脸识别等功能预留了支持平台。所述智能电表箱通过nb-iot技术实现智能电表箱、云服务器和移动智能终端三者之间拥有更佳的通讯效果。相比于现有技术，更为主要的改进是本实施例将个人信息及权限信息预存于云服务器上，并使用存有相关信息的加密狗3进行验证，借鉴短信验证码技术，来对电子锁5进行解锁，在进一步保证智能电表箱安全的基础上，以较为高效的安全解锁方法实现巡检人员对智能电表箱的权限管理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。