一种智能上锁挂牌装置、系统及方法
技术领域
本发明属于设备安全技术领域，尤其涉及一种智能上锁挂牌装置、系统及方法。
背景技术
上锁挂牌LOTO(Lock Out Tag Out)一直以来是设备安全使用中重要的一安全标准，全球大多数的生产企业都会要求维修人员遵守这个上锁挂牌操作，避免设备在维修过程中意外开启造成安全事故，以保证人员在维修设备过程中的安全性，其中，随着工业智能化的不断发展，设备都逐渐向着自动化、智能化的发展，不再完全依靠人来进行操作，如此，也导致未按规定上锁挂牌操作的安全事故频频发生，而有效监控管理上锁挂牌一直以来都是企业安全管理的重中之重。
现有的上锁挂牌的执行方法，一般采用简单的机械锁以及指示牌配合，对设备的能源开关进行上锁挂牌的相关操作，其中，这需要完全依靠个人行为的实施，如此会存在许多忽视的因素，例如，人员意识的松懈，会经常出现忘记上锁挂牌、故意不上锁挂牌、上锁挂牌随意等违规操作行为，这些都是造成企业设备使用安全事故发生的原因之一，普遍企业都对此存在监管难、监管效果差的现象。
发明内容
本发明为解决上锁挂牌存在的技术问题，提供了一种智能上锁挂牌装置、系统及方法。
本发明的技术方案为：
一种智能上锁挂牌装置，包括：
智能锁，包括锁具本体和设于锁具本体内的电子标签;
设备开关组件，包括用于与外部设备连接的底座、设于底座上的用于控制外部设备开关的能源开关、以及上锁挂牌模块，上锁挂牌模块包括控制器、检测子模块、报警子模块、通信子模块，控制器分别与能源开关、检测子模块、报警子模块、通信子模块信号连接;其中，
响应于能源开关的关闭信号，控制器用于控制报警子模块发出报警提醒，并且控制检测子模块开始实时检测;响应于检测子模块检测到电子标签，控制器用于关闭报警子模块，并且控制通信子模块向外部管理平台上传电子标签的记录信息。
根据本发明一实施例，设备开关组件还包括供电电源、唤醒模块，供电电源用于为设备开关组件供电，控制器经唤醒模块与能源开关信号连接;其中，
响应于能源开关的关闭信号，唤醒模块用于唤醒上锁挂牌模块进入工作状态;响应于能源开关的开启信号，上锁挂牌模块自动进入睡眠省电状态。
根据本发明一实施例，控制器还用于根据预设的操作限定时间对上锁挂牌操作进行监控，以及控制通信子模块向外部管理平台反馈上牌挂锁的操作信息，操作信息包括违规操作信息和正常操作信息。
根据本发明一实施例，控制器还用于在能源开关关闭状态下，控制通信子模块实时反馈检测子模块检测的电子标签的状态变化。
根据本发明一实施例，报警子模块包括灯光报警单元、声音报警单元，电子标签为RFID标签，检测子模块包括RFID检测单元，通信子模块包括窄带物联网通信单元。
一种智能上锁挂牌系统，包括云端服务器、设备终端、以及如上述任意一项实施例所述的的智能上锁挂牌装置;
云端服务器用于接收智能上锁挂牌装置上传的信息并存储管理;
设备终端用于访问云端服务器对上锁挂牌过程全程监控。
一种智能上锁挂牌方法，包括以下步骤：
接收到能源开关的关闭信号，则开启提醒上锁挂牌的报警提醒，同时开启对上锁挂牌的智能锁进行检测，检测在预设的操作限定时间是否有设有电子标签的智能锁进行上锁挂牌：
若在操作限定时间内检测到电子标签，则关闭报警提醒，并且将电子标签的记录信息上报管理平台;
若在操作限定时间内未检测到电子标签，则将未上锁挂牌的违规操作信息上报管理平台。
根据本发明一实施例，还包括以下步骤：
检测到电子标签的信号消失，则检测在预设的开启限定时间内能源开关是否开启：
若在开启限定时间内检测到能源开关开启，则将上锁挂牌的复位信息上报管理平台，记录上锁挂牌操作完成;
若在开启限定时间内未检测到能源开关开启，则将上锁挂牌未复位的违规操作信息上报管理平台。
根据本发明一实施例，上锁挂牌操作完成之后，还包括以下步骤：
进入睡眠省电状态，待接收到能源开关的关闭信号时，再次唤醒。
根据本发明一实施例，将电子标签的记录信息上报管理平台之后还包括步骤：
在能源开关关闭状态下，向管理平台实时反馈检测的电子标签的状态变化。
本发明与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明通过智能锁与设备开关组件的配合使用，可以实现上锁挂牌的智能监控，其中，通过设备开关组件可以很方便地安装在现有设备上，以实现设备的上锁挂牌的智能化，通过报警子模块可以及时、清除地提醒人员进行智能锁的上锁挂牌，通过检测子模块与电子标签可以准确地检测出是否有执行上锁挂牌的操作，通过通信子模块可以实现上锁挂牌过程的全程监控记录，如此，大大减轻了上锁挂牌的监管难度，实现了对上锁挂牌的全方面智能化监控，提高了设备操作的安全性;
2)本发明通过独立的供电电源进行供电，简化了与外部供电线路的连接，方便了在现有设备上的安装，通过上锁挂牌模块在不工作时，即能源开关开启时，自动进入睡眠省电状态，在需要上锁挂牌模块工作时，通过唤醒模块对进行唤醒，如此，供电电源满电情况下可以连续使用，待机时间可长达3年，实现了低耗电量设计，大大提高了供电电源的使用时间;
3)本发明通过通信子模块还能对违规操作行为进行监控，如未在规定时间内进行上锁挂牌、上锁挂牌结束未对电源开关复位等等违规操作行为，另外，通过实时反馈检测子模块检测的电子标签的状态变化，可以实时监控上锁挂牌的变化，及时发现异常情况的发生，可以有效避免如操作过程中被人意外开启能源开关的意外情况，大大提高设备使用的安全性;
5)本发明通过云端服务器与设备终端，可以实现从设备端、到管理平台、再到操作人员全方面地监控共享，使全面的人员实时有效地了解设备上锁挂牌的目前情况，不仅可以避免一些可以远程操控的设备人员对设备进行违规的操作，还可以在操作人员距离能源开关具有一定距离的情况下，有效、方便、及时地查看到上锁挂牌的情况，以提高设备使用操作的安全性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的智能上锁挂牌装置的整体结构图;
图2为本发明的智能上锁挂牌装置的爆炸结构图;
图3为本发明的智能上锁挂牌装置的电路框架图;
图4为本发明的智能上锁挂牌装置的检测子模块电路原理图;
图5为本发明的智能上锁挂牌方法的上锁流程图;
图6为本发明的智能上锁挂牌方法的卸锁流程图;
附图标记说明：
1-智能锁;11-锁具本体;12-电子标签;2-设备开关组件;21-底座;211-外壳;212-底板;22-能源开关;23-上锁挂牌模块;231-控制器;232-检测子模块;233-报警子模块;234-通信子模块;24-供电电源;241-充电电池;25-唤醒模块;3-设备开关座。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
参看图1和图2，本申请提供了一种智能上锁挂牌装置，包括：
智能锁1，包括锁具本体11和设于锁具本体11内的电子标签12;
设备开关组件2，包括用于与外部设备连接的底座21、设于底座21上的用于控制外部设备开关的能源开关22、以及上锁挂牌模块23，上锁挂牌模块23包括控制器231、检测子模块232、报警子模块233、通信子模块234，控制器231分别与能源开关22、检测子模块232、报警子模块233、通信子模块234信号连接;其中，
响应于能源开关22的关闭信号，控制器231用于控制报警子模块233发出报警提醒，并且控制检测子模块232开始实时检测;响应于检测子模块232检测到电子标签12，控制器231用于关闭报警子模块233，并且控制通信子模块234向外部管理平台上传电子标签12的记录信息。
现对本实施例进一步详细说明，但不仅限于此。
本实施例的智能上锁挂牌装置适用于多种电气设备的上锁挂牌，通过本申请的设备开关组件可以十分方便地对原有设备的电气开关进行改造，参看图2，仅需将底座21固定安装在设备壳体上，然后在设备开关座3上安装对应的能源开关22即可，这样，就能使其具有本实施例智能上锁挂牌的功能。参看图2，本实施例的底座包括外壳211和底板212，将电路部分设置在两者之间，本申请的能源开关22基于现有的设备开关，在能源开关内部设有开关状态检测件，开关状态检测件可以为通过磁感应式、弹簧片接触式等等方式反馈能源开关的开启与关闭信号。
本实施例的智能锁的锁具本体可以是密码锁、指纹锁、机械钥匙锁等等，具体对锁具本体不作限制，其中，参看图3，本实施例在锁具本体内设有一电子标签12，该电子便签12对应具有一识别编号，该识别编号可以对应具体的设备，也可以对应具体的操作人员，可供本实施例的检测子模块读取识别，以识别到对应的信息。具体地，本实施例的电子标签12采用RFID标签，检测子模块232采用RFID检测电路，具体电路参看图4，当带有RFID标签的智能锁1对能源开关22进行上锁时，RFID检测电路检测通过天线可以读取到RFID标签中的信息，从而判定能源开关22是否已经上锁挂牌。同样地，本实施例的电子标签和检测子模块还可以采用其他交互方式，例如接触式的信息交互方式，当智能锁对能源开关上锁挂牌时通过插接式、磁吸式等等的信号连接件与检测子电路连接，已使检测子电路能够读取电子标签中的信息。
本实施例通过智能锁与设备开关组件的配合使用，可以实现上锁挂牌的智能监控，其中，通过设备开关组件可以很方便地安装在现有设备上，以实现设备的上锁挂牌的智能化，通过报警子模块可以及时、清除地提醒人员进行智能锁的上锁挂牌，通过检测子模块与电子标签可以准确地检测出是否有执行上锁挂牌的操作，通过通信子模块可以实现上锁挂牌过程的全程监控记录，如此，大大减轻了上锁挂牌的监管难度，实现了对上锁挂牌的全方面智能化监控，提高了设备操作的安全性。
本实施例的报警子模块包括灯光报警单元、声音报警单元，具体灯光报警单元可以利用设备本身的信号指示灯，也可以通过自身设置的指示灯进行报警，报警形式例如红灯指示未上锁挂牌、绿灯指示已上锁挂牌、黄灯指示待机状态，形式可以自由设定，本实施例不作具体限定，声音报警单元可以采用蜂鸣器等报警器，进行声音提醒的报警。本申请的通信子模块采用窄带物联网(NB-LOT)通信单元，通过窄带物联网实现与外部管理平台的信号通信。
较优地，参看图3，本实施例的设备开关组件还包括供电电源24、唤醒模块25，参看图2，本实施例的供电电源采用充电电池241供电的方式，同样地，供电电源24也可以采用直接由外部供电的方式。在采用电池供电的方式下，本实施例考虑到电源的使用时间，本实施例设置了唤醒模块，控制器经唤醒模块与能源开关信号连接，同时对上锁挂牌模块设置了自动睡眠模式，其中，当唤醒模块检测到能源开关的关闭信号，则对上锁挂牌模块进行唤醒，当唤醒模块检测到能源开关的开启信号，则上牌挂锁模块自动进入睡眠省电状态。具体地，本实施例采用非接触方式唤醒通信子模块等电路。
本实施例通过独立的供电电源进行供电，简化了与外部供电线路的连接，方便了在现有设备上的安装，通过上锁挂牌模块在不工作时，即能源开关开启时，自动进入睡眠省电状态，在需要上锁挂牌模块工作时，通过唤醒模块对进行唤醒，如此，供电电源满电情况下可以连续使用，待机时间可长达3年，实现了低耗电量设计，大大提高了供电电源的使用时间。
现结合本装置的上锁挂牌过程对本实施例进行介绍。
当需要进行上锁挂牌时关闭能源开关，当接收到能源开关的关闭信号，则控制器控制报警子模块发出报警提醒，提醒操作人员上锁挂牌，同时开启检测子模块开始实时检测，检测是否有智能锁进行上锁挂牌。
当操作人员按时将智能锁对能源开关进行上锁挂牌，检测子模块检测到电子标签，则控制器用于关闭报警子模块，并且控制通信子模块向外部管理平台上传电子标签的记录信息。但当操作人员未按时或没有将智能锁对能源开关进行上锁挂牌，则控制器控制通信子模块把违规操作信息上传到管理平台。较优地，在能源开关关闭状态期间，控制器控制通信子模块实时反馈检测子模块检测的电子标签的状态变化，即检测智能锁是否保持上锁状态。
当操作人员对设备操作或维修结束后，将智能锁撤走，检测子模块将检测不到电子标签，则检测能源开关是否复位，若按时检测到能源开关恢复回开启信号，则把复位信息上报至管理平台，并完成结束本次上锁挂牌操作，上锁挂牌模块自动进入睡眠省电模式。但当操作人员未按时或没有将能源开关复位，则控制器控制通信子模块把违规操作信息上传到管理平台。
较优地，控制器找上锁挂牌过程中，通过通信子模块向外部管理平台反馈上牌挂锁的操作信息，操作信息包括违规操作信息和正常操作信息，正常操作信息如时间、日期、编号信息、执行操作内容。
本实施例通过通信子模块还能对违规操作行为进行监控，如未在规定时间内进行上锁挂牌、上锁挂牌结束未对电源开关复位等等违规操作行为，另外，通过实时反馈检测子模块检测的电子标签的状态变化，可以实时监控上锁挂牌的变化，及时发现异常情况的发生，可以有效避免如操作过程中被人意外开启能源开关的意外情况，大大提高设备使用的安全性。
本申请还提供一种智能上锁挂牌系统，其包括云端服务器、设备终端、以及如上述实施例中的智能上锁挂牌装置，云端服务器可以通过窄带物联网接收智能上锁挂牌装置上传的信息并存储管理，具体为了便于监控可以处理形成图表的形式，设备终端，例如手机、平板、PC等，可以访问云端服务器对上锁挂牌过程全程监控，查看到历史上每一条上锁挂牌操作的信息，以及现在执行的每一条上锁挂牌操作的信息。
本实施例通过云端服务器与设备终端，可以实现从设备端、到管理平台、再到操作人员全方面地监控共享，使全面的人员实时有效地了解设备上锁挂牌的目前情况，不仅可以避免一些可以远程操控的设备人员对设备进行违规的操作，还可以在操作人员距离能源开关具有一定距离的情况下，有效、方便、及时地查看到上锁挂牌的情况，以提高设备使用操作的安全性。
参看图5，本申请还提供一种基于上述实施例的智能上锁挂牌方法，包括以下步骤：接收到能源开关的关闭信号，则开启提醒上锁挂牌的报警提醒，同时开启对上锁挂牌的智能锁进行检测，检测在预设的操作限定时间是否有设有电子标签的智能锁进行上锁挂牌：
若在操作限定时间内检测到电子标签，则关闭报警提醒，并且将电子标签的记录信息上报管理平台;若在操作限定时间内未检测到电子标签，则将未上锁挂牌的违规操作信息上报管理平台。
较优地，参看图5，将电子标签的记录信息上报管理平台之后还包括步骤：在能源开关关闭状态下，向管理平台实时反馈检测的电子标签的状态变化。
参看图6，本实施例还包括以下步骤：检测到电子标签的信号消失，则检测在预设的开启限定时间内能源开关是否开启：
若在开启限定时间内检测到能源开关开启，则将上锁挂牌的复位信息上报管理平台，记录上锁挂牌操作完成;若在开启限定时间内未检测到能源开关开启，则将上锁挂牌未复位的违规操作信息上报管理平台。
较优地，参看图6，上锁挂牌操作完成之后，还包括以下步骤：进入睡眠省电状态，待接收到能源开关的关闭信号时，再次唤醒。
现结合上述实施例的智能上锁挂牌装置对本方法进行介绍。
当需要进行上锁挂牌时关闭能源开关，当接收到能源开关的关闭信号，则控制器控制报警子模块发出报警提醒，提醒操作人员上锁挂牌，同时开启检测子模块开始实时检测，检测是否有智能锁进行上锁挂牌。
当操作人员按时将智能锁对能源开关进行上锁挂牌，检测子模块检测到电子标签，则控制器用于关闭报警子模块，并且控制通信子模块向外部管理平台上传电子标签的记录信息。但当操作人员未按时或没有将智能锁对能源开关进行上锁挂牌，则控制器控制通信子模块把违规操作信息上传到管理平台。较优地，在能源开关关闭状态期间，控制器控制通信子模块实时反馈检测子模块检测的电子标签的状态变化，即检测智能锁是否保持上锁状态。
当操作人员对设备操作或维修结束后，将智能锁撤走，检测子模块将检测不到电子标签，则检测能源开关是否复位，若按时检测到能源开关恢复回开启信号，则把复位信息上报至管理平台，并完成结束本次上锁挂牌操作，上锁挂牌模块自动进入睡眠省电模式。但当操作人员未按时或没有将能源开关复位，则控制器控制通信子模块把违规操作信息上传到管理平台。
通过上述本实施例实现了以下功能：安装智能上锁挂牌装置以后，一旦维修人员需要维修设备时，人员把旋钮关闭，智能LOTO单元会发出声音报警，提醒维修人员执行上锁/挂牌操作，同时会发送信息到管理人员预先安装好的手机APP或者PC中的管理平台，确认这台设备现在是处于能量关闭但仍然没有上锁的状态，一旦维修人员把锁挂上以后，智能LOTO单元的声音报警便会熄灭，维修人员锁挂上的时间，日期，设备编号都会上传到管理系统中作为数据分析。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
