劉霞，張玫

（北京電子科技職業(yè)學院，北京100029）

1 引言

隨著人民生活水平的提高，用電需求增加，供電系統(tǒng)發(fā)展迅速，當前配電站及開關(guān)柜都有各自的鎖具和鑰匙，這些鑰匙的數(shù)量龐大并且種類繁多，在使用過程中，鑰匙管理復雜，借還效率低，鑰匙丟失與盜配問題嚴重，臨時開啟難授權(quán)，設備不關(guān)閉無法辨別開鎖人追溯責任，每年都需要更換鎖具和鑰匙，隱形成本高。

由于低壓配電箱日漸呈現(xiàn)數(shù)量多、分布廣的特點，而且配電箱大都是無源的，如果專門為其安裝門禁系統(tǒng)，采用單獨布線上傳數(shù)據(jù)方式，不僅成本高昂，而且施工有難度。而如果將無線設備運用于門禁，后期維護費用較高。采用NB-IOT 技術(shù)的配電站智能鎖管理系統(tǒng)，通過一把授權(quán)鑰匙或授權(quán)移動APP 就可以打開所有配電房及開關(guān)柜鎖具，簡化鑰匙管理程序，解決配電房及開關(guān)柜鑰匙管理難題。電子鑰匙和使用人員進行可追溯管理，隨時綁定人員身份，控制開閉鎖權(quán)限，提高安全性的同時更加強了外包人員的可管理性，在各行業(yè)巡視、檢修、施工等工作過程和場所中使工作可跟蹤、安全有保障，起到非常良好的記錄和管理作用。

2 現(xiàn)狀及需求

老款的配電箱門鎖普遍采用傳統(tǒng)的普通掛鎖，由于低壓配電箱數(shù)量較多且分布廣，一把鑰匙配一把鎖，鑰匙數(shù)量較多，容易丟失，難于管理，所以目前基本上采用通用鑰匙的方式開啟配電箱門鎖，一把鑰匙可以打開一個區(qū)域的所有鎖，這樣難于管理，出現(xiàn)問題無法追責。另外普通掛鎖容易損壞，沒有鑰匙的人員如果需要電時，可以人為破壞，自行送電，這樣也存在人身安全隱患。普通掛鎖長期在室外，易銹蝕受損，導致開鎖困難，工作人員開鎖之后，需要手工記錄巡視檢查和運行維護工作，工作量大且煩瑣。所以急需一個智能鎖管理系統(tǒng)，使鑰匙易于管理，具有多種開鎖方式，具備不同開鎖權(quán)限，并能監(jiān)控與統(tǒng)計開鎖記錄等情況，保護配電設備及人員安全，減少人員工作量。

3 系統(tǒng)方案

智能鎖管理系統(tǒng)采用計算機控制技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)進行通訊，由管理員監(jiān)控平臺、數(shù)據(jù)庫服務器、智能鎖具管理平臺、智能鎖具、智能鑰匙、運維手機APP、各類應用軟件等幾部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

可以在配電現(xiàn)場安裝各種職能鎖具，有源或者無源的，工作人員可以攜帶智能鑰匙或者運維手機到現(xiàn)場，智能管理平臺可以通過適配器與智能鑰匙進行通訊，執(zhí)行開鎖命令，或者通過物聯(lián)通訊網(wǎng)使用運維手機APP 實現(xiàn)開鎖和記錄等功能。系統(tǒng)采用NB-IOT 的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和智能無源技術(shù)，適用于電力配電網(wǎng)現(xiàn)場管理，并可對鑰匙和使用人員追溯管理，綁定人員身份，控制開閉鎖權(quán)限。一把電子鑰匙可管理10 000 把鎖，門鎖、機柜鎖可統(tǒng)一管理?？商峁┮苿幼鳂I(yè)支持，查詢配網(wǎng)站址，并自動生成到崗記錄，工作更方便。

4 系統(tǒng)組成

4.1 系統(tǒng)管理平臺

系統(tǒng)管理平臺由嵌入式工業(yè)計算機、工控機、彩色液晶觸摸屏、高像素指紋識別器、RFID 讀卡器、通訊模塊、智能鑰匙存放倉、傳送/充電適配器等部件組成。計算機可以安裝管理軟件，對鑰匙、人員、鎖等信息進行管理，還可以通過軟件設置人員、鑰匙、鎖的匹配和權(quán)限。管理軟件同時監(jiān)控開鎖信息、保存開鎖記錄。系統(tǒng)管理平臺還可以通過通訊模塊，采用物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)、有線控制技術(shù)等方式與工作人員的可攜帶可移動設備或者現(xiàn)場的智能鎖進行通訊，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。通訊/充電適配器是智能鑰匙與鎖控主控機和管理員工作站信息溝通的橋梁，是鎖控系統(tǒng)的通訊終端之一。通過串行接口（RS232）與PC 機相連可構(gòu)成PC 式主控機，通過專用通信網(wǎng)絡與PC 機相連可單獨作為系統(tǒng)的通訊終端使用。

4.2 可移動設備

可移動設備是指工作人員可以攜帶的用于開鎖的設備，可以是智能鑰匙、電子身份卡、運維手機等，這些設備可以接收或者下載管理平臺的授權(quán)信息，在現(xiàn)場開啟設備鎖。設備易于攜帶，方便使用和管理。運維手機APP 是一種安裝在檢修人員手機上的鎖具控制軟件。通過該軟件遠程登錄智能鎖具管理平臺后，可以獲取相應鎖具的開鎖授權(quán)信息，并可驅(qū)動智能電子鎖執(zhí)行解鎖或者閉鎖動作，同時可將鎖具內(nèi)部傳感器的狀態(tài)信息上傳至智能鎖具管理平臺。智能鑰匙是鎖控系統(tǒng)的主要開鎖工具，可開啟所有系統(tǒng)配置的用于閉鎖設備箱柜門和通道門等的鎖具。有線通訊和充電部件采用接觸式雙線技術(shù)設計，使用時可在傳送/充電適配器上隨意插拔；有三種接收授權(quán)數(shù)據(jù)或回傳操作數(shù)據(jù)方式可通過卡授權(quán)、密碼授權(quán)、短信臨時授權(quán)等方式快速獲得授權(quán)。

4.3 現(xiàn)場設備

現(xiàn)場設備指安裝在配線箱或者環(huán)網(wǎng)柜的電子鎖或者機械鎖，有源的或者無源的。這些鎖具可以由工作人員攜帶的設備打開。智能鎖具有智能電子鎖具和智能機械鎖具。智能電子鎖具為機電一體的高可靠性智能電子鎖具，智能機械鎖具為“一匙通”鎖具。支持多種開鎖授權(quán)方式，鎖具電氣部分采用全密封結(jié)構(gòu)技術(shù)設計，具有防水、防塵、防凝露、防腐蝕等特點。

5 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)后臺提供監(jiān)控、管理與統(tǒng)計功能，可以實現(xiàn)智能化信息監(jiān)控、人員及門鎖位置信息查詢、設備異常報警、開鎖信息記錄與查詢、用戶維護等功能；可以實現(xiàn)各類門鎖的開鎖權(quán)限管理、多種開鎖方式以及多種授權(quán)方式。

5.1 數(shù)據(jù)管理部分

在系統(tǒng)中，可以進入人員管理、門鎖管理、鑰匙管理等，也可以對這些信息進行修改、增加、刪除、賬戶密碼修改維護等，滿足了人員變動的需要。

5.2 權(quán)限管理

在系統(tǒng)中，可對不同的人員設置不同的權(quán)限，用于分配人員與鑰匙、電子鎖之間的關(guān)系，保障每個人都可打開自己權(quán)限內(nèi)的設備，如臨時維修人員只能開啟所能維修的設備。

5.3 統(tǒng)計功能

在系統(tǒng)中，可以統(tǒng)計開鎖記錄、開鎖時間、開鎖人員等信息，用于記錄和后續(xù)查詢，并以此判斷人員是否完成工作、設備是否使用頻率過高、需要加強維護等。

5.4 開鎖功能

系統(tǒng)可以提供多種開鎖方式，管理平臺可以遠程控制開鎖，用于一些沒有權(quán)限或者設備故障，又需要開鎖的情況?？梢酝ㄟ^手機APP 實現(xiàn)就地開鎖，工作人員可以攜帶手機現(xiàn)場開鎖。或者工作人員攜帶智能鑰匙現(xiàn)場開鎖。管理平臺可以通過物聯(lián)網(wǎng)與智能電子鎖具進行信息互傳，智能電子鎖接收控制信息，執(zhí)行解鎖或者閉鎖動作，同時將狀態(tài)上傳給管理員監(jiān)控平臺，實現(xiàn)遠程開鎖。手機APP 通過登錄管理平臺，用藍牙與智能電子鎖進行信息互傳，智能電子鎖接收手機APP 下傳的控制信息，執(zhí)行解鎖或者閉鎖動作，同時將狀態(tài)上傳給手機APP，手機APP 再將狀態(tài)信息回傳給管理員監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了手機APP 就地開鎖。智能鑰匙通過通訊電路向智能電子鎖發(fā)送鑒權(quán)驗證信息，通過后，利用智能電子鎖的解鎖機構(gòu)對智能電子鎖執(zhí)行解鎖或者閉鎖操作，同時將狀態(tài)記錄在電子鑰匙中；智能鑰匙放置在通訊/充電適配器上后，自動向智能鎖具管理平臺回傳記錄的狀態(tài)信息，實現(xiàn)了智能鑰匙就地開鎖。

6 結(jié)論

隨著市場經(jīng)濟發(fā)展，人們對電力配電箱的使用要求也越來越高。但是目前所使用的配電箱門鎖還存在諸多問題，智能門鎖管理系統(tǒng)采用先進的計算機、通訊、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，改進了鑰匙的管理方式，方便了運維管理記錄，完善了多種便捷高效的開鎖方式，使配電箱門鎖等設備系統(tǒng)更加安全，有效地提高了工作人員的日常工作效率，具有安全、穩(wěn)定、可靠等諸多優(yōu)點。