基于射频技术的电力物联安全锁系统的制作方法

1.本发明涉及安全锁技术领域，具体是基于射频技术的电力物联安全锁系统。


背景技术：

2.现如今在电网中的电表箱、电力柜、通讯柜、铁塔基站上的锁具大部分采用的还是传统锁具，存在钥匙太多无法管理，易丢失，私配钥匙，无法快速便捷的获取开关锁操作记录等问题，锁具还容易遭受破坏，甚至锁具不闭合的现象也时有发生，严重影响了工作效率。
3.近些年来物联网飞速发展，智能电网为城市配电网的建设提供了一定支持，利用技术的优势，采用电力物联安全锁可以使得电网工作效率得以加强，大大提高使用的安全性；物联网的普及让生活更加方便，信息得到更快传递的同时，为保证配电网安全、正常运行、简化操作流程，因此需要加大配电设施的管理力度，人们更加需要一个智能安全的锁具来适应物联网的浪潮和新时期电网锁具升级换代的需求，为此，本发明提出基于射频技术的电力物联安全锁系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出基于射频技术的电力物联安全锁系统。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于射频技术的电力物联安全锁系统，包括电力物联安全钥匙、电力物联安全锁、服务器后台、手机app、数据采集模块以及数据分析模块；
6.所述手机app用于实现用户登录、申请权限、授权管理、查看操作记录、注册锁具id和名称以及进行开关锁；当巡检人员需要打开开关柜时，巡检人员在手机app上申请权限，管理员通过手机app批准权限；
7.其中，所有用户信息、操作记录和授权记录经服务器后台处理后储存在数据库中；管理员通过服务器后台查看操作人员的操作记录，确定锁具是否已经锁好，以及确定上一次机器检修时的相关责任人；
8.当电力物联安全锁处于充电过程中时，所述数据采集模块用于实时采集电力物联安全锁的充电参数并将充电参数传输至数据分析模块；
9.所述数据分析模块用于接收电力物联安全锁的充电参数并进行预警分析，结合充电系数cd和实时温度wt1建立第一分析数组，判断电力物联安全锁的充电是否异常。
10.进一步地，所述数据分析模块的具体分析步骤为：
11.获取充电参数中的实时温度，并标记为wt1；
12.获取充电参数中实时电流、实时电压和实时电量，对电力物联安全锁的充电系数cd进行评估；建立第一分析数组，所述第一分析数组包括同一时刻获取的电力物联安全锁的充电系数cd和实时温度wt1；
13.以充电系数cd为自变量，以实时温度wt1为因变量建立电力物联安全锁充电曲线；对电力物联安全锁充电曲线进行求导获取电力物联安全锁充电导数曲线；获取电力物联安全锁充电导数曲线中导数为0的点并标记为驻点；
14.将相邻两个驻点对应的充电系数的采集时刻进行时间差计算得到充驻时长zt；若充驻时长zt≥时长阈值，且此时的实时温度wt1满足(rt-μ)≤wt1≤(rt μ)；则判定此时电力物联安全锁充电正常；其中rt为电力物联安全锁对应的温度阈值；μ为补偿因子；否则生成异常信号。
15.进一步地，所述数据分析模块用于将异常信号传输至服务器后台，所述服务器后台用于接收异常信号后驱动控制报警模块发出警报；用户听到警报后停止充电并对电力物联安全锁进行维护。
16.进一步地，所述充电参数包括电力物联安全锁处于充电状态下的实时电流、实时电压、实时电量和实时温度。
17.进一步地，充电系数cd的具体评估过程如下：
18.将电力物联安全锁处于充电状态下的实时电流标记为dl，将实时电压标记为dy；将实时电量标记为zs；
19.将电力物联安全锁在充电之前的剩余电量标记为z1；将实时电量与剩余电量进行差值计算得到充电电量并标记为z2；
20.利用公式cd＝dl
×
b1 dy
×
b2 z2
×
b3计算得到电力物联安全锁的充电系数cd，其中b1、b2、b3均为系数因子。
21.进一步地，所述电力物联安全锁包括霍尔传感器模块、射频模块、无线充电接收器模块以及电机驱动模块；所述霍尔传感器模块用于检测锁具状态是开启或关闭；所述射频模块用于实现电力物联安全锁与电力物联安全钥匙之间的数据传输；所述无线充电接收器模块用于接收来自电力物联安全钥匙通过电磁感应传送的高频电能；所述电机驱动模块用于控制电机转动实现开关锁操作。
22.进一步地，所述电力物联安全钥匙包括无线充电供电模块、ad采集模块以及蓝牙模块；所述无线充电供电模块用于实现对电力物联安全锁无线传输电能；所述ad采集模块用于获取电力物联安全钥匙的电池电量，当电量不足时，将电力物联安全钥匙插上type-c接口的充电线接上电源进行充电；所述蓝牙模块用于实现电力物联安全钥匙与手机app之间的数据交换。
23.进一步地，所述电力物联安全锁内包含若干芯片；所述电力物联安全钥匙对电力物联安全锁进行无线充电时，利用钥匙线圈和安全锁线圈，通过电磁感应将电能转换，再经过整流和滤波以及电压调整，转换成各芯片所需的直流电压，完成电力物联安全锁的充电过程。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1、本发明中电力物联安全钥匙通过无线充电供电模块对电力物联安全锁无线传输电能，通过蓝牙模块与手机app进行数据交换；当巡检人员需要打开开关柜时，巡检人员在手机app上申请权限，管理员通过手机app批准权限，避免了繁琐的申请过程，大大节省了操作时间；管理员可在服务器后台查看操作人员的操作记录，确定锁具是否已经锁好，以及确定上一次机器检修时的相关责任人，方便管理，提高安全性；
26.2、当电力物联安全锁处于充电过程中时，数据采集模块用于实时采集电力物联安全锁的充电参数；所述数据分析模块用于对充电参数进行预警分析，判断电力物联安全锁充电是否异常；结合实时电流、实时电压和实时电量，计算得到电力物联安全锁的充电系数cd；根据充电系数cd和电力物联安全锁的实时温度wt1建立第一分析数组，并分析得到充驻时长zt；若充驻时长zt≥时长阈值，且此时的实时温度wt1满足(rt-μ)≤wt1≤(rt μ)；则判定此时电力物联安全锁充电正常；否则生成异常信号，以提醒用户停止充电并对电力物联安全锁进行维护，提高充电安全。
附图说明
27.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
28.图1为本发明的系统框图。
29.图2为本发明中电力物联安全锁的结构示意图。
30.图3为本发明中电力物联安全钥匙的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1至图3所示，基于射频技术的电力物联安全锁系统，包括电力物联安全钥匙、电力物联安全锁、服务器后台以及手机app；
33.其中电力物联安全锁包括霍尔传感器模块、射频模块、无线充电接收器模块、电机驱动模块、电源模块以及核心控制器；所述霍尔传感器模块用于检测锁具状态是开启或关闭；所述射频模块用于实现电力物联安全锁与电力物联安全钥匙之间的数据传输；所述无线充电接收器模块用于接收来自电力物联安全钥匙通过电磁感应传送的高频电能；所述电机驱动模块用于控制电机转动实现开关锁操作；
34.所述电力物联安全钥匙包括无线充电供电模块、ad采集模块、蓝牙模块、电源模块以及核心控制器；所述无线充电供电模块用于实现对电力物联安全锁无线传输电能；所述ad采集模块用于获取电力物联安全钥匙的电池电量，当电量不足时，将电力物联安全钥匙插上type-c接口的充电线接上电源进行充电；所述蓝牙模块用于实现与手机app进行数据交换；
35.所述手机app用于实现用户登录、申请权限、授权管理、查看操作记录、注册锁具id和名称以及进行开关锁；当巡检人员需要打开开关柜时，巡检人员在手机app上申请权限，管理员通过手机app批准权限，避免了繁琐的申请过程，大大节省了操作时间；同时防止非工作人员擅自打开电表箱、电力柜、通讯柜、铁塔基站上的锁具；
36.其中，所有用户信息、操作记录和授权记录经服务器后台处理后储存在数据库中；
管理员可在服务器后台查看操作人员的操作记录，确定锁具是否已经锁好，以及确定上一次机器检修时的相关责任人，方便管理，提高安全性；并可在服务器中修改用户基本信息，调整用户的角色；
37.在本实施例中，电力物联安全锁在使用过程中各芯片需要直流电；因此当电力物联安全钥匙对电力物联安全锁进行无线充电时，利用钥匙线圈和安全锁的线圈，通过电磁感应将电能转换，再经过整流和滤波以及电压调整，转换成各芯片所需的直流电压，完成电力物联安全锁的充电过程；
38.在本实施例中，该系统还包括数据采集模块、数据分析模块以及报警模块；当电力物联安全锁处于充电过程中时，所述数据采集模块用于实时采集电力物联安全锁的充电参数并将充电参数传输至数据分析模块，所述充电参数包括电力物联安全锁处于充电状态下的实时电流、实时电压、实时电量和实时温度；
39.所述数据分析模块用于接收电力物联安全锁的充电参数并进行预警分析；判断电力物联安全锁的充电是否异常；具体分析步骤为：
40.步骤一：当数据分析模块接收到电力物联安全锁的充电参数后，获取充电参数中的实时温度，并标记为wt1；
41.步骤二：获取充电参数中实时电流、实时电压和实时电量；将电力物联安全锁处于充电状态下的实时电流标记为dl，将实时电压标记为dy；将实时电量标记为zs；
42.将电力物联安全锁在充电之前的剩余电量标记为z1；将实时电量与剩余电量进行差值计算得到充电电量并标记为z2；
43.步骤三：利用公式cd＝dl
×
b1 dy
×
b2 z2
×
b3计算得到电力物联安全锁的充电系数cd，其中b1、b2、b3均为系数因子；
44.步骤四：建立第一分析数组，所述第一分析数组包括同一时刻获取的电力物联安全锁的充电系数cd和实时温度wt1；其中充电系数cd与实时温度wt1一一对应；
45.以充电系数cd为自变量，以实时温度wt1为因变量建立电力物联安全锁充电曲线；对电力物联安全锁充电曲线进行求导获取电力物联安全锁充电导数曲线；
46.获取电力物联安全锁充电导数曲线中导数为0的点并标记为驻点；将相邻两个驻点对应的充电系数的采集时刻进行时间差计算得到充驻时长zt；
47.步骤五：将充驻时长zt与时长阈值相比较；
48.若充驻时长zt≥时长阈值，且此时的实时温度wt1满足(rt-μ)≤wt1≤(rt μ)；则判定此时电力物联安全锁充电正常；其中rt为电力物联安全锁对应的温度阈值；μ为补偿因子；
49.否则电力物联安全锁充电异常；生成异常信号；
50.所述数据分析模块用于将异常信号传输至服务器后台，所述服务器后台用于接收异常信号后驱动控制报警模块发出警报；用户听到警报后停止充电并对电力物联安全锁进行维护。
51.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
52.本发明的工作原理：
53.基于射频技术的电力物联安全锁系统，在工作时，霍尔传感器模块用于检测锁具状态是开启或关闭；电力物联安全锁通过射频模块与电力物联安全钥匙进行数据传输；电力物联安全钥匙通过无线充电供电模块对电力物联安全锁无线传输电能，通过蓝牙模块与手机app进行数据交换；当巡检人员需要打开开关柜时，巡检人员在手机app上申请权限，管理员通过手机app批准权限，避免了繁琐的申请过程，大大节省了操作时间；
54.其中，所有用户信息、操作记录和授权记录经服务器后台处理后储存在数据库中；管理员可在服务器后台查看操作人员的操作记录，确定锁具是否已经锁好，以及确定上一次机器检修时的相关责任人，方便管理，提高安全性；并可在服务器中修改用户基本信息，调整用户的角色；
55.当电力物联安全锁处于充电过程中时，数据采集模块用于实时采集电力物联安全锁的充电参数；所述数据分析模块用于对充电参数进行预警分析，判断电力物联安全锁充电是否异常；结合实时电流、实时电压和实时电量，计算得到电力物联安全锁的充电系数cd；根据充电系数cd和电力物联安全锁的实时温度wt1建立第一分析数组，并分析得到充驻时长zt；若充驻时长zt≥时长阈值，且此时的实时温度wt1满足(rt-μ)≤wt1≤(rt μ)；则判定此时电力物联安全锁充电正常；否则生成异常信号，以提醒用户停止充电并对电力物联安全锁进行维护，提高用电安全。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。