一种基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统的制作方法

1.本发明涉及锁具领域，具体为基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.五防锁是一种高压开关设备用锁，如10kv高压开关柜。该锁强制运行人员按照既定的安全操作程序，对电气设备进行正确的操作，从而避免了误操作事故的发生，充分满足“五防”要求：(1)防止误分、合断路器。即防止误分、误合断路器，只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作；(2)防止带负荷分、合隔离开关。即防止带负荷分、合隔离开关，断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关；(3)防止带电挂(合)接地线(接地开关)，即防止带电挂(合)接地线(接地开关)，只有在断路器(隔离开关)分闸状态，才能挂接地线或合上接地开关；(4)防止带地线送电。即防止带地线送电，防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)；(5)防止误入带电间隔，即防止误入带电间隔，只有隔室不带电时，才能开门进入隔室。
4.五防锁有挂锁和固定锁具两种，作用是限制或不限制电器设备的开关、拉手、闸刀的动作状态。
5.发明人发现，现有的五防锁管理方法存在如下问题：
6.现有技术中现有使用者将电子钥匙与锁具逐一连接开锁，费时费力。
7.现有技术没有对变电站敞开式设备操作箱与对应挂锁进行文字编号处理，在使用完毕后使用者根据编号恢复锁定时容易出错，也就是说挂锁挂错了位置就容易造成走错间隔；
8.无法对操作人员进行在线辨识，存在非当前任务指定操作人员开锁后操作的情况；
9.操作序列下传到五防钥匙中后，操作中由于各解锁操作步骤采用的是离线方式，操作过程中遇到异常状况并处理时，进入管理盲区，无法形成操作日志，且由于未采用数据加密手段，操作记录数据有被刷新和篡改的可能，使得在管理中，难以获得全面准确的操作记录，事故追溯时不能作为关键证据来使用；
10.五防机械挂锁通常采用按钮式机械传动模式进行开锁，开锁的时间一般可以在五防钥匙中记录，但是关锁时间无法形成时间记录，出现忘记关操作箱柜门的问题也无法追溯。而机械挂锁钥匙与电气锁的钥匙有时会独立配置，操作时既需携带挂锁钥匙，又要携带电气五防钥匙，增加了操作管理负担。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统，可以方便的开锁。
12.为达到上述目的，本发明提供一种基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统，包括：
服务器、主机、多个锁具，多个电子钥匙，该电子钥匙通过数据线与主机通信，该电子钥匙可拆卸的连接有与钥匙控制器电连接的钥匙蓝牙天线，所述锁具设有与锁具控制器电连接的锁具蓝牙天线、电源，该钥匙控制器用于根据从所述主机获取的任务内容数据后，根据任务内容数据中子任务编号依次通过钥匙蓝牙天线与子任务编号对应锁具id的锁具蓝牙天线通信，所述钥匙控制器控制所述锁具控制器开锁或关锁，所述任务内容数据包括总任务编号、子任务数量、权限时效、操作人员id、第一时间戳、电子钥匙id、若干个子任务内容，子任务内容包括子任务编号、锁具id、前置条件。
13.在本发明的一个实施例中，所述锁具控制器与电气元件传感器电连接，该锁具控制器获取所述电气元件状态信息，并将该电气元件状态信息发送给所述电子钥匙，所述电气元件传感器向所述锁具控制器供电。
14.在本发明的一个实施例中，所述锁具控制器还电连接有连接指示灯，当所述锁具蓝牙天线与所述钥匙蓝牙天线连接时，所述锁具控制器向所述连接指示灯供电。
15.在本发明的一个实施例中，所述电子钥匙设有与钥匙控制器电连接的开锁按钮和关锁按钮。
16.在本发明的一个实施例中，所述基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统还包括管理机，该管理机根据电子钥匙id设置任务验证码计算方法、钥匙验证码计算方法，将电子钥匙id和任务验证码计算方法、钥匙验证码计算方法打包储存在电子钥匙、主机、服务器；该管理机根据锁具id设置命令验证码计算方法、执行验证码计算方法，将执行验证码计算方法、命令验证码计算方法、锁具id打包储存在锁具、电子钥匙、主机、服务器；该任务验证码计算方法包括使用设定的任务计算公式对任务内容数据进行计算获得任务计算结果，在任务计算结果中选取设定长度的数据作为任务验证码；该钥匙验证码计算方法包括使用设定的钥匙计算公式对钥匙内容数据进行计算获得钥匙计算结果，在钥匙计算结果中选取设定长度的数据作为钥匙验证码；该执行验证码计算方法包括使用设定的执行计算公式对执行内容数据进行计算获得执行计算结果，在执行计算结果中选取设定长度的数据作为执行验证码；该命令验证码计算方法包括使用设定的命令计算公式对命令内容数据进行计算获得命令计算结果，在命令计算结果中选取设定长度的数据作为命令验证码；该执行验证码计算方法包括用设定的执行计算公式对执行内容数据进行计算获得锁具计算结果，在锁具计算结果中选取设定长度的数据作为锁具验证码；所述服务器将锁具的锁具id与锁具临近区域的摄像头的摄像头id打包作为关联摄像头信息储存。
17.在本发明的一个实施例中，所述命令内容数据包括操作时间、任务验证码；所述执行内容数据包括操作时间、命令验证码、电气元件状态信息；所述钥匙内容数据包括总任务编号、全部子任务的子任务编号、执行验证码、操作时间、电气元件状态信息。
18.在本发明的一个实施例中，所述电子钥匙根据操作人员id储存对应操作人员的指纹信息。
19.在本发明的一个实施例中，所述主机获取任务内容数据，根据电子钥匙id选取对应的任务验证码计算方法计算获得任务验证码；将任务内容数据和任务验证码打包形成任务区块，并发布给对应电子钥匙id的电子钥匙；电子钥匙根据任务内容数据、任务验证码计算方法检验任务验证码是否正确，不正确则重新获取任务内容数据；正确时，电子钥匙根据子任务编号、电气元件id或电子钥匙id显示或提示当前需要开启或关闭的锁具id；操作人
员根据锁具id找到对应锁具，连接指示灯通电，操作人员录入指纹，按压开锁按钮或关锁按钮；电子钥匙验证权限时效、锁具id、操作人员id和前置条件是否都满足，是则记录操作时间，电子钥匙选取对应锁具id的命令验证码计算方法、命令数据内容计算命令验证码，将命令数据内容和命令验证码打包作为命令区块，储存后连同秘钥发送给锁具，锁具控制器根据命令数据内容、命令验证码计算方法校验命令验证码是否正确，是则执行开锁或关锁，并向电子钥匙发生已执行回执，锁具将执行验证码、执行内容数据作为锁具区块储存并发送给电子钥匙；依次完成全部子任务；电子钥匙在收到全部已执行回执后，电子钥匙根据钥匙内容数据、钥匙验证码计算方法计算钥匙验证码，并将钥匙内容数据、钥匙验证码打包作为钥匙区块储存，并将命令区块、钥匙区块发送给主机；电子钥匙与主机数据连接，主机根据钥匙内容数据、钥匙验证码计算方法校验钥匙验证码，校验通过后向电子钥匙发送清除命令，电子钥匙收到清除命令后清除任务区块。
20.在本发明的一个实施例中，主机将任务区块、命令区块、钥匙区块上传至服务器，服务器校验任务验证码和执行验证码。
21.在本发明的一个实施例中，服务器根据钥匙区块的锁具id、操作时间、关联摄像头信息调取对应摄像头id在操作时间前后设定时长范围录取的视频信息后将总任务编号和每一个子任务的操作时间、设备状态、操作人员、视频信息打包形成云端区块。
22.本发明中，电子钥匙通过数据线获取任务内容数据后，达到操作区域将钥匙蓝牙天线与电子钥匙连接，电子钥匙通过钥匙蓝牙天线逐一与需要开启的锁具连接，开锁非常便捷。
23.此外本发明还具有一下优点：
24.1、任务区块、钥匙区块、锁具区块都包含一个验证码，每一个验证码至少有两个独立部件分别储存，一旦修改就造成了验证码的编号改变，因此避免了数据篡改的可能。
25.2、服务器将总任务编号、每一个子任务的操作时间、设备状态、操作人员、视频信息打包形成云端区块打包，方便后期调取查阅，也避免了各个设备因存储器满了就无法找到相关记录的问题。
26.3、对锁具控制器与电气元件传感器电连接，锁具位置始终和电气元件位置对应不会出错。
27.4、电子钥匙既可以开关操作箱机械挂锁，又可以在汇控柜、开关柜就地操作时接通或关断电气锁回路，实现了电气操作回路五防锁电脑钥匙与机械五防挂锁电脑钥匙的一体化设计，节省了多把钥匙管理的负担。
28.5、利用验证码来确保数据的有效性的同时减少了锁具、电子钥匙的储存负担；挂锁、固定锁和电气锁都利用电子钥匙授权、验证、开锁，实现了物联网通信，方便监控、数据统计。
附图说明
29.图1本发明第一实施例的基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统的结构图。
30.图2为图1的锁具的结构示意图。
31.图3为图1的电子钥匙的结构示意图。
32.图4为图1的锁具的结构原理图。
33.图5为图1的电子钥匙的结构原理图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参见图1
‑
5，本发明第一实施例的基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统包括服务器100、主机200、多个电子钥匙300、多个锁具400、管理机500。电子钥匙通过数据线与主机通信，每个锁具400对应一个电气元件600，电气元件600为按钮开关、闸刀、断路器，锁具400包括执手锁、柜锁、挂锁、电气锁等形式。锁具400设有连接指示灯401，电子钥匙300设有数据线接口301、显示屏302、连接插头303、钥匙蓝牙天线304设有与连接插头303适配的连接插口304。电子钥匙设有与钥匙控制器电连接的开锁按钮305和关锁按钮306。电子钥匙可拆卸的连接有与钥匙控制器电连接的钥匙蓝牙天线，锁具设有与锁具控制器电连接的锁具蓝牙天线、电源。主机部署在变电站内，服务器部署在电力调度中心或者集控站。
36.本发明的管理机预先对基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统进行配置具体如下：
37.管理机根据电子钥匙id设置任务验证码计算方法、钥匙验证码计算方法，将电子钥匙id和任务验证码计算方法、钥匙验证码计算方法打包储存在电子钥匙、主机、服务器；管理机根据锁具id设置命令验证码计算方法、执行验证码计算方法，将执行验证码计算方法、命令验证码计算方法、锁具id打包储存在锁具、电子钥匙、主机、服务器；任务验证码计算方法包括使用设定的任务计算公式对任务内容数据进行计算获得任务计算结果，在任务计算结果中选取设定长度的数据作为任务验证码；钥匙验证码计算方法包括使用设定的钥匙计算公式对钥匙内容数据进行计算获得钥匙计算结果，在钥匙计算结果中选取设定长度的数据作为钥匙验证码；执行验证码计算方法包括使用设定的执行计算公式对执行内容数据进行计算获得执行计算结果，在执行计算结果中选取设定长度的数据作为执行验证码；命令验证码计算方法包括使用设定的命令计算公式对命令内容数据进行计算获得命令计算结果，在命令计算结果中选取设定长度的数据作为命令验证码；执行验证码计算方法包括用设定的执行计算公式对执行内容数据进行计算获得锁具计算结果，在锁具计算结果中选取设定长度的数据作为锁具验证码；服务器将锁具的锁具id与锁具临近区域的摄像头的摄像头id打包作为关联摄像头信息储存。
38.命令内容数据包括操作时间、任务验证码；
39.执行内容数据包括操作时间、命令验证码、电气元件状态信息；
40.钥匙内容数据包括总任务编号、全部子任务的子任务编号、执行验证码、操作时间、电气元件状态信息；
41.钥匙控制器从主机获取的任务内容数据后，根据任务内容数据中子任务编号依次通过钥匙蓝牙天线与子任务编号对应锁具id的锁具蓝牙天线通信，钥匙控制器控制锁具控制器开锁或关锁，任务内容数据包括总任务编号、子任务数量、权限时效、操作人员id、第一时间戳、电子钥匙id、若干个子任务内容，子任务内容包括子任务编号、锁具id、前置条件、
应操作内容。前置条件是电器元件的状态或者前一子任务的锁具开关状态。如开锁的前置条件是前一子任务的锁具为关锁状态，关锁的前置条件是某电器元件的状态如打开状态或关闭状态。任务内容数据可以是总任务编号001，子任务数量6、权限时效截止至2021年7月30日12:00、操作人员id张某某、第一时间戳2021年7月30日8：00、电子钥匙id0001、子任务内容包括子任务编号0001、锁具id00021、前置条件电气元件0001处于通电状态，应操作内容是打开锁具id00021；子任务编号0002、锁具id00021、前置条件无，应操作内容是断开电气元件0001；子任务编号0003、锁具id00021、前置条件为电气元件0001处于断开状态，应操作内容是关闭锁具id00021和断开和锁具id00021的蓝牙连接，蓝牙连接下一个子任务的锁具。
42.任务编号0004、锁具id00031、前置条件锁具id00031处于锁闭状态、电气元件0002处于通电状态，应操作内容是打开锁具id00031；子任务编号0005、锁具id00031、前置条件无，应操作内容是断开电气元件0002；子任务编号0006、锁具id00031、前置条件电气元件0002为断开状态，应操作内容是关闭锁具id00031，通过数据线与主机连接。
43.锁具控制器与电气元件传感器通过数据线电连接，锁具控制器获取电气元件状态信息，并将电气元件状态信息发送给电子钥匙，电气元件传感器向锁具控制器供电。
44.当锁具蓝牙天线与钥匙蓝牙天线连接时，锁具控制器向连接指示灯供电,连接指示灯常亮或闪烁，电子钥匙根据操作人员id储存对应操作人员的指纹信息。
45.基于区块链的变电站五防蓝牙锁具系统的工作过程如下：
46.s101、主机获取任务内容数据，根据电子钥匙id选取对应的任务验证码计算方法计算获得任务验证码；将任务内容数据和任务验证码打包形成任务区块，并发布给对应电子钥匙id的电子钥匙；
47.s102、电子钥匙根据任务内容数据、任务验证码计算方法检验任务验证码是否正确，不正确则重新获取任务内容数据；正确时，电子钥匙根据子任务编号、电气元件id或电子钥匙id显示或提示当前需要开启或关闭的锁具id，及应操作内容；
48.s103、操作人员根据锁具id找到对应锁具，锁具控制器连接指示灯通电亮起或闪烁，将电气元件状态信息发送给电子钥匙，操作人员录入指纹，按压电子钥匙上的开锁按钮；电子钥匙验证权限时效、锁具id、操作人员id和前置条件是否都满足，是则记录操作时间，电子钥匙选取对应锁具id的命令验证码计算方法、命令数据内容计算命令验证码，将命令数据内容和命令验证码打包作为命令区块，储存后连同秘钥发送给锁具，锁具控制器根据命令数据内容、命令验证码计算方法校验命令验证码是否正确，是则执行开锁，并向电子钥匙发送已执行回执，锁具将执行验证码、执行内容数据作为锁具区块储存并发送给电子钥匙；电子钥匙收到执行开锁的已执行回执后记录该开锁的子任务完成；
49.s104,操作人员操作电气元件，锁具控制将更新的电气元件状态信息发送给电子钥匙，电子钥匙将更新的电气元件状态信息与前置条件对比，符合则记录该操作电气元件的子任务完成；
50.s105、操作人员录入指纹，按压电子钥匙上的关锁按钮，电子钥匙验证权限时效、锁具id、操作人员id和前置条件是否都满足，是则记录操作时间，电子钥匙选取对应锁具id的命令验证码计算方法、命令数据内容计算命令验证码，将命令数据内容和命令验证码打包作为命令区块，储存后连同秘钥发送给锁具，锁具控制器根据命令数据内容、命令验证码
计算方法校验命令验证码是否正确，是则执行关锁，并向电子钥匙发送已执行回执，锁具将执行验证码、执行内容数据作为锁具区块储存并发送给电子钥匙；电子钥匙收到执行关锁的已执行回执后记录该关锁的子任务完成；
51.s106、重复步骤s103
‑
105，完成全部子任务；在其他实施例中不需要设置开锁按钮和关锁按钮，当钥匙蓝牙天线和对应锁具蓝牙连接后，电子钥匙验证权限时效、锁具id、操作人员id和前置条件是否都满足，是则记录操作时间，电子钥匙选取对应锁具id的命令验证码计算方法、命令数据内容计算命令验证码，将命令数据内容和命令验证码打包作为命令区块，储存后连同秘钥发送给锁具，锁具控制器根据命令数据内容、命令验证码计算方法校验命令验证码是否正确，是则执行开锁，并向电子钥匙发送已执行回执，锁具将执行验证码、执行内容数据作为锁具区块储存并发送给电子钥匙；电子钥匙收到执行开锁的已执行回执后记录该开锁的子任务完成；
52.s107、电子钥匙在收到全部已执行回执后，电子钥匙根据钥匙内容数据、钥匙验证码计算方法计算钥匙验证码，并将钥匙内容数据、钥匙验证码打包作为钥匙区块储存，并将命令区块、钥匙区块通过数据线发送给主机；电子钥匙与主机数据线连接，主机根据钥匙内容数据、钥匙验证码计算方法校验钥匙验证码，校验通过后向电子钥匙发送清除命令，电子钥匙收到清除命令后清除任务区块，主机将任务区块、命令区块、钥匙区块上传至服务器，服务器校验任务验证码和执行验证码。
53.s108、服务器根据钥匙区块的锁具id、操作时间、关联摄像头信息调取对应摄像头id在操作时间前后设定时长范围录取的视频信息后将总任务编号和每一个子任务的操作时间、设备状态、操作人员、视频信息打包形成云端区块。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。