山地风电场中无源锁智能化门禁系统的研究与应用

国能重庆风电开发有限公司 姜凤杨 胡鹏飞 胡天森

新能源山地风电场中，无源锁智能化门禁系统在设计与开发时首先要保证解锁具的耐用性获得改进，提高防护能力，避免因人为因素和环境因素的影响而出现损坏或被动开启。对钥匙的智能性进行改善，即为使用者的管理工作提供了便利，同时也可以及时记录好锁具开关的相关数据。远程进行操控，可方便临时取消任务和指派任务，便于控制锁具开合权限，以免出现误入性的操作。

高原山地风电厂受到其地理因素的影响，在设计与制作户外设备时必须要充分考虑其管理能力、耐腐蚀性和抗旱性。为确保高原山地锁具具有良好的管理效益和适应能力，需要创新改进传统的锁具，以保证高原山地风电机组运行的稳定性，可靠性和安全性得以提升。本文立足于新能源山地风电场硬件设备的管理现状，探究无源锁智能化门禁系统的创新成果。

1 无源锁智能化门禁系统的基本特性分析

无源锁智能化门禁系统具有使用便捷性。锁具无源无需布线，克服了其它有源系统必须另接电源、外挂电池、维护复杂、抗干扰性差的问题。为降低配备多把钥匙的繁琐操作，一把钥匙可授权多个锁具。智能水平提升，可通过手机远程操控开关锁[1]。自动识别权限内新增锁具无需重新加载，系统操作简单，培训后易上手。

无源锁智能化门禁系统具有使用实用性。管理系统支持多种管理要求和管理模式扩展，具有记录开锁操作信息的管理功能。锁具达到IP65防沙防水防护等级，可以在温度-40～70°、湿度20～97%环境下正常使用，锁体采用不锈钢304材质，通过72小时中性盐雾测试无变化。钥匙可上传开锁记录、巡更日志信息。手机APP控制、远程管理平台技术支持，和手机绑定使用，有效识别使用者身份，明确责任。

无源锁智能化门禁系统具有使用安全性。为确保门禁系统的安全指数提升，采取AES加密方式设计后台系统，保证系统的安全核心不可被复制，将智能电子加密锁芯内置在钥匙中，只有获得授权，钥匙才能开锁，管理平台设定操作范围、操作时限、操作人员，防止越权操作。网络传输符合国家网络安全等级二级保护。钥匙与锁具80位数随机产生编码互开率为零。锁孔可360°空转设计，锁梁抗剪切力可达20吨，防止物理手段开启。

2 无源锁智能化门禁系统的功能需求

2.1 无源锁智能化门禁系统技术参数

无源智能挂锁。首先必须要具备极高的防护能力，锁具达到IP65防沙防水防护等级，锁梁抗剪切力可达20吨；其次，抗交变热应力必须符合锁具规定和实际需求，通过48小时高低温交变测试，可在温度-40～70°、湿度20～97%环境下正常使用；最后，抗腐蚀能力是保证在恶劣环境下不会出现故障的重要保证，锁体采用不锈钢304材质、双珠结构、表面拉丝处理，通过72小时中性盐雾测试无变化。

空转智能电子锁芯。可采取360°空转设计实现结构优化，防止暴力开启。工业级品质实现产品质量升级，以304不锈钢主材，铸造工艺精良。工作温度范围-40～80℃，工作湿度范围80%。手柄90°度旋转，单向锁定行程25mm、三点锁定；可通过调换定位件方向来调节左右开门。采取电镀方式进行表面处理，IP68级别防护等级保证安全性能。

电子钥匙。智能电子锁具在使用之前需要进行身份认证，当开锁身份授权认证后，系统设定操作范围、操作时限、防止越权操作。以电子电路技术设计技术为基础完成电子芯片设计与制作，可存储开关锁记录、巡更日志信息。自动识别权限内新增锁具，无需重新加载[2]。有效识别使用者身份，明确责任。可通过手机对开关锁操作实现远程监控，具备良好的远程通讯功能。采用3.7V、300mA锂电池，并有充电保护电路，可反复充电500次，低电量提示，支持micro USB充电接口。采用优质锌合金与工程塑料，美观、大方、耐用，设计有挂孔，方便。

2.2 无源锁智能化门禁系统锁具功能特性

信息智能管理。锁不带电源，内置智能电子加密锁芯，具有记录开闭操作信息管理功能，加密电子钥匙授权开锁，无法被技术性开启[3]；后台系统管理。无源免布线，系统采用AES加密方式，不可复制，支持多种管理要求和管理模式扩展，可实现一匙通和信息追溯，具有物联锁应用特性[4-5]；杜绝技术性开启。不锈钢材质，采用数字编码技术及加密通信技术电路芯片，单极触点，通电同时通信；无互开率。80位数随机产生编码，互开率为零；操作记录功能。可存储20条开关锁记录，巡更日志可管理、可追溯。

3 无源锁智能化门禁系统设计开发

登录界面输账号和密码登录系统如图1，登录系统首页如图2，左侧为列表菜单，分为用户管理、钥匙管理、锁具管理、任务管理、日志查看，系统管理六个模块，右侧为地图。

图1 登录界面示意图

图2 公司信息管理首页示意图

公司信息管理：用户管理-公司信息管理-添加公司信息，填写相应信息；公司列表。点击保存进入到公司列表；筛选。根据公司名称或公司简称关键字筛选公司信息；编辑公司。每条信息后面有个“编辑”图标，点击可对相应公司信息进行编辑；根据公司基本信息重新编辑公司内容或新添加公司基本信息；删除公司。每条信息后面有个“删除”图标，点击可删除该条公司信息；批量删除公司。点击左侧选择框，可一次性删除多条公司信息。

部门信息管理：用户管理-部门信息管理-添加部门信息，输入相应信息。点击【保存】，显示部门列表。可对部门信息进行查找，编辑，删除，批量删除操作。

图3 部门信息管理示意图

图4 部门列表示意图

员工信息管理：点击【添加员工】，为员工添加账户信息，角色默认有管理员和操作员。手机号码请认真填写，用于账号密码找回；点击【保存】按钮，显示员工列表。以用刚刚创建好的账户登录HZ01，初始密码123456；进入系统以后可查看用户的基本信息；管理员有权限修改自己及所属管辖范围内的用户信息及密码。选择员工信息管理，点击“编辑”图标，进入到修改信息页面，点击“修改密码”，可进行密码修改；假如用户登陆的时候忘记密码，点击【忘记密码】会跳出重置密码界面，输入账号、点击获取验证码，会触发短信验证码到此账户注册时填写的手机里，输入验证码点击【提交】此账户密码当前为原始密码123456；员工信息管理可对员工信息进行添加、查找、编辑、删除、批量删除操作。

区域信息管理：点击区域信息管理，列表选择屏蔽区域，勾选区域，区域信息里面则不会显示屏蔽掉的区域，列表清晰；添加区域。点击添加区域；区域信息管理具有查询、添加、编辑和删除区域的功能。

角色信息管理：添加角色信息，点击添加角色可进行新的角色添加；默认角色有管理员和操作员，管理员有本公司本部门内的添加、编辑、删除、查找权限。操作员仅有平台内的查找权限（开锁）；编辑权限。可对新添加的角色进行权限编辑，在选择角色一栏选择角色，在右侧对角色权限设置，完成点击保存。

钥匙信息管理：钥匙列表点击添加钥匙，填写钥匙信息，MAC地址为蓝牙钥匙与APP连接时搜索到获取，点击保存。钥匙信息管理具有查找，添加，编辑，删除的功能；线路信息管理：选择线路信息管理，点击“添加线路”按钮。填写线路信息完成后点击“保存”按钮，显示线路列表。线路编辑：只可对线路名称进行编辑。线路信息管理页面有查询，添加，编辑，删除功能。

图5 线路信息添加和编辑示意图

锁具信息管理：锁具添加。选择锁具信息管理，点击【锁具添加】按钮，添加相应锁具信息。点击“保存”显示锁具列表。锁具列表具有查询、添加、删除的功能。

任务信息管理：选择任务信息管理，点击添加“任务按钮”。第一步，填写任务信息，完成点“下一步”；第二步，选择员工和配发钥匙。选择执行任务的员工和需要用到的钥匙，完成点“下一步”；第三步：选择锁具。选择地区--选择线路--选择锁具。在已选择一栏的锁具为已选择的锁具。如果勾选【选择线路】，则表示该线路内的所有锁具被选中。点击【保存】显示任务列表。任务信息管理具有查询、添加、编辑和删除的功能，可根据任务时间段进行任务查询。

4 无源锁智能化门禁系统实现的功能

钥匙开机。按开机键，同时钥匙内蜂鸣器发出“滴”声响，钥匙指示灯蓝灯闪烁，钥匙开机成功；钥匙连接APP。钥匙开机后，打开APP，点击钥匙列表界面右上方蓝牙开关按钮，搜索到该钥匙mac地址，点击mac地址，依次提示“绑定成功”、“校时成功”、“日志上传中”，该钥匙在列表中显示已连接状态，并显示钥匙电量，钥匙连接成功，蓝灯常亮；钥匙对锁具进行编码。在APP锁具列表点击列表中的锁具，再点击初始化，钥匙指示灯转为红灯闪烁，钥匙进入初始化待命状态。将钥匙插入锁具，发出“滴”声响后，钥匙指示灯红灯熄灭，APP显示“初始化成功”。

任务授权。打开钥匙手机连接钥匙后，点开任务选择需授权的任务点击授权，手机上显示授权成功即可；钥匙开锁。钥匙任务授权后，插入锁芯，钥匙内蜂鸣器发出“滴”声响，同时钥匙指示灯由蓝灯闪烁转为红灯常亮，即可顺时针转动钥匙进行开锁；开锁结束后。钥匙指示灯保持红灯5秒左右的通讯状态，通讯一结束，指示灯重新转为蓝灯闪烁，即可进行通讯匹配来第二次开关锁。(或在开锁结束后按一下钥匙开机键，则瞬间通讯结束，指示灯转为蓝灯闪烁)。

钥匙上传日志。钥匙再次连接APP，发出滴声响后，APP显示“绑定成功”、“校时成功”、“日志上传中”，钥匙在上传日志过程中蜂鸣器会发出“滴”声响。(滴声响的次数即为钥匙内日志存储数量)；钥匙关机。长按钥匙开机键3秒，照明灯保持长亮，待听到钥匙内蜂鸣器发出“滴”声响后，松开开机键，钥匙照明灯与指示灯同时熄灭，即钥匙关机成功(钥匙自动关机：30秒)。

5 结语

在新技术的推动下，各个领域均迎来新的发展机遇和挑战，将智能技术运用到锁具设计有创新制作方面，可提升锁具安全性和稳定性，实现其应用价值。锁具采用无源设计，免布线、免维护，有效防止暴力破坏。钥匙无法复制，80位随机编码，互开率为零。智能门禁管理控制何人、何地，开哪些锁。管理平台实时授权开关锁权限，开锁日志信息实时上传后台服务器。