一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁及其应用
技术领域
本发明涉及智能锁技术领域，具体为一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁及其应用。
背景技术
随着电力物联网的提出，统一标准和数据共享已经成为首要任务。国家智能电网建设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，面临的问题和困难也越来越严峻。
目前电力物联网所面临的问题主要包括：
(1)配电网设备数量庞杂，种类繁多(如开闭所，环网柜，箱式变压器，JP箱)，安装地点分散，运行环境复杂，信息化和高效管理难度大；
(2)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；
(3)电力设备运行管理要求，定期巡查，由于管理缺失，运行维护人员巡检巡查不到位，一旦发生重大事故，又无法追责；
(4)电力资产数量众多、分布广泛、传统锁及其钥匙管理落后，窃电事件时有发生。
由此可见，提供一种配电设备智能锁及其控制方案是本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁及其应用，以期能提高配电网设备的安全防护等级和信息化管理效率。
本发明为达到上述发明目的采用如下技术方案：
本发明一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁的特点包括：底座与外壳，在所述外壳的四个角上设有沉头孔，在所述底座的四个角上均安装有固定块，所述固定块上均设有螺纹孔，螺栓穿过所述沉头孔旋入到螺纹孔内以形成所述底座与外壳的固定结构；
在所述底座一侧安装有限位板，限位板两侧均设有滑孔，两个滑孔内均设有滑杆，两根滑杆一端安装有固定板，固定板上安装有锁舌，两根滑杆的另一端设有连接板，连接板两端均设有磁铁块，底座与两磁铁块相对的位置上均安装有电磁铁，所述连接板与限位板之间的两根滑杆上均套设有弹簧；
底座另一侧设有单片机、断路器、蓝牙模块与蓄电池；
所述单片机分别与断路器、蓝牙模块蓄电池电性连接，所述断路器与所述电磁铁电性连接，所述蓝牙模块与智能手机远程连接；
当需要关闭智能锁时，所述智能手机通过所述蓝牙模块发送关锁命令给所述单片机，所述单片机断路器控制所述断路器使电磁铁通电，当所述电磁铁通电时，所述电磁铁吸引磁铁块使连接板移动，并通过滑杆带动固定板与锁舌移动，从而将所述锁舌锁在锁扣内，使得智能锁关闭，同时弹簧处于压缩状态；
当需要打开智能锁时，所述智能手机通过所述蓝牙模块发送开锁命令给所述单片机，所述单片机控制所述断路器使电磁铁断电，当所述电磁铁断电时，在所述弹簧的弹力作用下，所述电磁铁与所述磁铁块分离，从而使所述锁舌与锁扣分离后智能锁打开。
本发明所述的配电设备智能锁的特点也在于，所述单片机为C8051F系列单片机，在所述外壳表面设有太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄电池电性连接；所述太阳能电池板将太阳能转换为电能并储存在所述蓄电池内为智能锁供电。
本发明一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁的应用，其特点是应用于智能终端设备中，并由所述智能终端设备和系统平台构成网络环境；
所述统平台采用B/S结构设计并包括：云管理后台、智能手机；所述云管理后台通过GPRS通讯实现对智能终端设备的管理；所述管理包括：授权管理、授权审核及开关锁。
本发明所述的配电设备智能锁的应用的特点也在于，所述授权管理包括：确定授权名称、确定授权日期、确认授权智能锁、确确认授权人员、确认钥匙持有人员，并将确认后的授权信息提交至所述云管理后台进行审核。
智能锁的开关锁过程如下：
(1)定位智能锁：
在电力箱柜安装智能锁，同时将各个箱柜的具体地址以及经纬度录入智能手机，在智能手机里通过地图定位导航将各个箱柜位置串联一起形成定位拓扑图；
(2)手机登录：
当需解锁电力箱柜时，所述智能手机发送登陆账号及密码给所述云管理后台，用于验证手机登陆账号及密码的正确性及权限，当验证通过后，所述智能手机获取到相应箱柜门锁信息；
(3)开锁请求：
所述智能手机通过GPRS通讯向所述云管理后台发送开锁请求信息，所述开锁请求信息包括：人员资料，请求操作，箱柜编号ID并储存在所述云管理后台中；
(4)权限认证：
所述云管理后台接收所述开锁请求信息并进行对比认证，当确认具备开锁条件后，通过GPRS通讯向所述智能手机下达开锁指令，所述智能手机向智能锁的蓝牙模块传达开锁指令，所述单片机接收到所述蓝牙模块发送的开锁指令后，控制断路器执行开锁操作；
(5)信息记录：
在实现锁具正常开启后将锁具状态、锁具开启时间的相关信息通过GPRS通讯发送至所述云管理后台并储存；
(6)锁具关闭：
配电箱开启并完成相关操作后，将配电箱上锁，同时将智能锁状态、锁具关闭时间发送给智能手机，所述智能手机通过GPRS通讯发送至云管理后台并储存。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过智能锁的单片机、断路器、电磁铁控制锁舌的移动，实现了智能锁的开闭，解决了传统配电设备中机械锁安全系数低，钥匙管理落后的问题，有利于降低窃电时间的放生率。
2、本发明利用智能配电设备和系统平台共同构成网络环境，对智能手机开锁实行授权管理，加强了对钥匙的管理，保存并记录了相应的开锁请求，提高了安全防护等级，便于明确责任人。
附图说明
图1是本发明中智能锁的结构示意图；
图2是本发明中智能锁外壳与太阳能电池板的结构示意图；
图3是本发明中智能锁限位板与滑孔的结构示意图；
图4是本发明中智能锁的结构框图；
图5是本发明网络环境架构图；
图中标号：1底座；2外壳；3限位板；4滑孔；5滑杆；6固定板；7锁舌；8连接板；9磁铁块；10电磁铁；11弹簧；12单片机；13断路器；14蓄电池；15蓄电池；16智能手机；17沉头孔；18固定块；19螺纹孔；20螺栓；21太阳能电池板。
具体实施方式
本实施例中，如图1和图2所示，一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁包括：底座1与外壳2，在外壳2的四个角上设有沉头孔17，在底座1的四个角上均安装有固定块18，固定块18上均设有螺纹孔19，螺栓20穿过沉头孔17旋入到螺纹孔19内以形成底座1与外壳2的固定结构；当需要对智能锁进行检修时，只需要将底座1与外壳2上的螺栓20松开，即可将智能锁拆开，对智能锁进行检修。
在底座1一侧安装有限位板3，如图3所示，限位板3两侧均设有滑孔4，两个滑孔4内均设有滑杆5，两根滑杆5一端安装有固定板6，固定板6上安装有锁舌7，两根滑杆5的另一端设有连接板8，连接板8两端均设有磁铁块9，底座1与两磁铁块9相对的位置上均安装有电磁铁10，连接板8与限位板3之间的两根滑杆5上均套设有弹簧11；
如图4所示，底座1另一侧设有单片机12、断路器13、蓝牙模块14与蓄电池15；
单片机12分别与断路器13、蓝牙模块14、蓄电池15电性连接，断路器13与电磁铁10电性连接，蓝牙模块14与智能手机16远程连接；
当需要关闭智能锁时，智能手机16通过蓝牙模块14发送关锁命令给单片机12，单片机12断路器13控制断路器13使电磁铁10通电，当电磁铁10通电时，电磁铁10吸引磁铁块9使连接板8移动，并通过滑杆5带动固定板6与锁舌7移动，从而将锁舌7锁在锁扣内，使得智能锁关闭，同时弹簧11处于压缩状态；
当需要打开智能锁时，智能手机16通过蓝牙模块14发送开锁命令给单片机12，单片机12控制断路器13使电磁铁10断电，当电磁铁10断电时，在弹簧11的弹力作用下，电磁铁10与磁铁块9分离，从而使锁舌7与锁扣分离后智能锁打开。
本实施例中，单片机12为C8051F系列单片机，在外壳2表面设有太阳能电池板21，太阳能电池板21与蓄电池15电性连接；太阳能电池板21将太阳能转换为电能并储存在蓄电池15内为智能锁供电，节能环保。
本实施例中，如图5所示，一种基于定位拓扑图的配电设备智能锁是应用于智能终端设备中，由智能终端设备和系统平台构成网络环境；
系统平台采用B/S结构设计，包括：云管理后台、智能手机16，云管理后台通过NB-IOT通讯实现对智能终端设备的管理；管理包括：授权管理、授权审核及开关锁；
其中，授权管理包括：确定授权名称，例如：XX单位XX月份开锁计划；确定授权日期，例如：2020-01-01至2020-06-30的08:00:00-18:00:00表示在2020年1月1号至2020年6月30号每天的早上八点至晚上6点为开锁授权时间；确认授权智能锁、确认授权人员、确认钥匙持有人员，并将确认后的授权信息提交至云管理后台进行审核。
本实施例中，智能锁的开关锁过程如下：
1定位智能锁：
在电力箱柜安装智能锁，同时将各个箱柜的具体地址以及经纬度录入智能手机，在智能手机里通过地图定位导航将各个箱柜位置串联一起形成定位拓扑图；
2手机登录：
当需解锁电力箱柜时，智能手机16发送登陆账号及密码给云管理后台，用于验证手机登陆账号及密码的正确性及权限，当验证通过后，智能手机16获取到相应箱柜门锁信息；
3开锁请求：
智能手机16通过GPRS通讯向云管理后台发送开锁请求信息，开锁请求信息包括：人员资料，请求操作，箱柜编号ID并储存在云管理后台中；
4权限认证：
云管理后台接收开锁请求信息并进行对比认证，当确认具备开锁条件后，通过GPRS通讯向智能手机16下达开锁指令，智能手机16向相智能锁的蓝牙模块传达授权开锁指令，单片机12接收到蓝牙模块14发送的开锁指令后，控制断路器13执行开锁操作；
5信息记录：
在实现锁具正常开启后将锁具状态、锁具开启时间的相关信息通过GPRS通讯发送至云管理后台并储存；
6锁具关闭：
配电箱开启并完成相关操作后，将配电箱上锁，同时将智能锁状态、锁具关闭时间发送给智能手机16，智能手机16通过GPRS通讯发送至云管理后台并储存。
