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基于RFID的智能钥匙柜在变电站的应用

发表时间：2020/1/15 来源：《电力设备》2019年第19期作者：韦方朗

[导读] 摘要：针对目前变电站内解锁钥匙繁多，管理方式落后，容易遗失、安全性差、容易引起误操作事故等一系列问题，采用RFID技术设计了一台智能钥匙柜。

        （中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局云南省曲靖市 655000）
        摘要：针对目前变电站内解锁钥匙繁多，管理方式落后，容易遗失、安全性差、容易引起误操作事故等一系列问题，采用RFID技术设计了一台智能钥匙柜。沿用传统的旋转式开锁方式，实现了工作人员分级管理，刷卡或者密码登录，通过GSM短信息对钥匙进行远程操作和设置，保存追忆信息等一系列功能。该设备以射频识别技术为应用，实现快速、高效、安全地开锁，并存储操作人员、操作时间等数据信息，在同类产品中具有低成本、低功耗以及稳定性好等特点。主要实现了钥匙在位监测、借出及归还等集中管理，减少了钥匙丢失，大大提高了效率，降低了人工成本。
        关键词：智能工具柜；RFID；安全
        1引言
        射频识别（RFID）技术具有快速识别、使用时间久、可穿透性强、成本低、不易被复制等特点，因此被广泛应用于安防、交通、门禁等领域。针对目前变电站内解锁钥匙繁多，管理方式落后，容易遗失、安全性差、容易引起误操作事故等一系列问题，采用RFID技术设计了一台智能钥匙柜。沿用传统的旋转式开锁方式，实现了工作人员分级管理，刷卡或者密码登录，通过GSM短信息对钥匙进行远程操作和设置，保存追忆信息等一系列功能。
        无线射频技术（Radio Frequency Identification，RFID）作为物联网感知数据的重要技术手段之一，在工业、农业、军事等诸多领域应用成熟广泛。文献［1］提出一种基于物联网技术的电力安全工器具系统，将RFID技术运用出入库授权等场景，同时结合视频监控和嵌入式控制，为电网部门提高了一个规范化、智能化、高标准的作业平台。文献［2］则是将RFID技术用于煤矿井下人员定位管理，实时掌控井下人员分布情况，为事故求援提供科学帮助。文献［3］主要针对RFID技术植入智能钥匙柜的可行性与装置设计进行研究，证明了智能钥匙柜和钥匙之间能够非常简便的实现批量读取RFID标签信号。本文通过查阅了大量的技术资料及国内外相关文献，分析了当前智能钥匙柜的发展现状及应用，针对变电站钥匙管理混乱、不规范、效率低等诸多问题，综合利用射频识别技术、移动通信技术设计了一台智能钥匙柜，有效杜绝了随意使用钥匙而带来的安全隐患。
        2智能工具柜总体方案设计
        2.1硬件设计方案
        对于一个硬件电路的设计来讲，首先要针对设计指标和功能要求进行可行性分析，方案论证和比较，然后才能实现方案。依据嵌入式系统的设计基本的原则，本系统首先根据要实现的功能进行了功能模块的划分。整个系统的硬件设计，按功能分成控制、射频识别模块、存储模块、GSM 短信息模块、电源模块、显示模块等。硬件整体结构如图1所示。

        图1 智能钥匙柜系统硬件结构图
        2.2软件设计方案
        本课题所设计的智能钥匙柜，在软件设计中，首先需要将授权开锁的序列编码通过 USB 接口下载至智能钥匙柜中，然后通过射频识别软件读取锁具序列号与授权号进行比较，一致后，开锁，并保存操作记录，然后再通过 USB 接口将操作记录上传至监控中心主机。如图2为软件主程序流程图。

        图2 软件主程序流程图
        3设计成果展示与测试
        3.1设计成果展示
        本章主要介绍产品成果展示设计，目前智能钥匙柜的智能设计部分已经独立设计完毕，同时还需要搭配柜体主体部分，此部分通过外协厂家完成钥匙柜体的生产加工及配套设计。柜体屏幕效果图如图3。

图3 显示屏效果图
智能钥匙柜整体效果如图4所示。

        图4 智能钥匙柜整体效果
        3.2工具柜效果分析
        大大降低了误操作事故的发生，杜绝了内部人为疏忽，杜绝了内部管理漏洞，同时简单可靠的使用方式节约工作人员的时间，具体体现在以下五个方面：
        1、实现集中管理控制，包括用户管理、设备管理、授权人员的借取时间、归还时间的电子表格自动生成。
        2、实现对钥匙实时监控：将房源钥匙存放在钥匙柜中，在钥匙柜中的实时监控，实时显示钥匙离归位情况。
        3、实现对钥匙领用统计分析，对授权钥匙的领用统计分析，有效掌握钥匙使用情况。
        4、实现对钥匙柜打开/关闭的有效控制。
        5、实现离归位钥匙语音播报功能。
        4总结
        本课题设计的基于RFID的智能钥匙柜，通过RFID技术、无线通讯技术、计算机网络等技术为一体，通过实际应用测试，证明本课题设计的智能工具柜，切实保证了电力系统的安全稳定运行，提高了电力系统的供电质量，减少了误操作事故的发生。在变电站钥匙管理方面发挥着十分重要的作用，值得推广和应用。
        参考文献：
        [1]王玉丽，基于物联网技术的电力安全工器具系统研究［J］．电脑知识与技术，2018（6）：36－37．
        [2]赵彦如，苗炜丽．一种基于RFID技术的矿井人员定位系统［J］．自动化与仪器表，2018（1）：191－194．
        [3]何兴华，叶伟玲，仇智诚，等．基于RFID的工器具信息融合装置的研制［J］．中国高新技术，2017，8（1）：20－22．