山地風電場中無源鎖智能化門禁系統的研究與應用

國能重慶風電開發有限公司 姜鳳楊 胡鵬飛 胡天森

新能源山地風電場中，無源鎖智能化門禁系統在設計與開發時首先要保證解鎖具的耐用性獲得改進，提高防護能力，避免因人為因素和環境因素的影響而出現損壞或被動開啟。對鑰匙的智能性進行改善，即為使用者的管理工作提供了便利，同時也可以及時記錄好鎖具開關的相關數據。遠程進行操控，可方便臨時取消任務和指派任務，便于控制鎖具開合權限，以免出現誤入性的操作。

高原山地風電廠受到其地理因素的影響，在設計與制作戶外設備時必須要充分考慮其管理能力、耐腐蝕性和抗旱性。為確保高原山地鎖具具有良好的管理效益和適應能力，需要創新改進傳統的鎖具，以保證高原山地風電機組運行的穩定性，可靠性和安全性得以提升。本文立足于新能源山地風電場硬件設備的管理現狀，探究無源鎖智能化門禁系統的創新成果。

1 無源鎖智能化門禁系統的基本特性分析

無源鎖智能化門禁系統具有使用便捷性。鎖具無源無需布線，克服了其它有源系統必須另接電源、外掛電池、維護復雜、抗干擾性差的問題。為降低配備多把鑰匙的繁瑣操作，一把鑰匙可授權多個鎖具。智能水平提升，可通過手機遠程操控開關鎖[1]。自動識別權限內新增鎖具無需重新加載，系統操作簡單，培訓后易上手。

無源鎖智能化門禁系統具有使用實用性。管理系統支持多種管理要求和管理模式擴展，具有記錄開鎖操作信息的管理功能。鎖具達到IP65防沙防水防護等級，可以在溫度-40～70°、濕度20～97%環境下正常使用，鎖體采用不銹鋼304材質，通過72小時中性鹽霧測試無變化。鑰匙可上傳開鎖記錄、巡更日志信息。手機APP控制、遠程管理平臺技術支持，和手機綁定使用，有效識別使用者身份，明確責任。

無源鎖智能化門禁系統具有使用安全性。為確保門禁系統的安全指數提升，采取AES加密方式設計后臺系統，保證系統的安全核心不可被復制，將智能電子加密鎖芯內置在鑰匙中，只有獲得授權，鑰匙才能開鎖，管理平臺設定操作范圍、操作時限、操作人員，防止越權操作。網絡傳輸符合國家網絡安全等級二級保護。鑰匙與鎖具80位數隨機產生編碼互開率為零。鎖孔可360°空轉設計，鎖梁抗剪切力可達20噸，防止物理手段開啟。

2 無源鎖智能化門禁系統的功能需求

2.1 無源鎖智能化門禁系統技術參數

無源智能掛鎖。首先必須要具備極高的防護能力，鎖具達到IP65防沙防水防護等級，鎖梁抗剪切力可達20噸；其次，抗交變熱應力必須符合鎖具規定和實際需求，通過48小時高低溫交變測試，可在溫度-40～70°、濕度20～97%環境下正常使用；最后，抗腐蝕能力是保證在惡劣環境下不會出現故障的重要保證，鎖體采用不銹鋼304材質、雙珠結構、表面拉絲處理，通過72小時中性鹽霧測試無變化。

空轉智能電子鎖芯。可采取360°空轉設計實現結構優化，防止暴力開啟。工業級品質實現產品質量升級，以304不銹鋼主材，鑄造工藝精良。工作溫度范圍-40～80℃，工作濕度范圍80%。手柄90°度旋轉，單向鎖定行程25mm、三點鎖定；可通過調換定位件方向來調節左右開門。采取電鍍方式進行表面處理，IP68級別防護等級保證安全性能。

電子鑰匙。智能電子鎖具在使用之前需要進行身份認證，當開鎖身份授權認證后，系統設定操作范圍、操作時限、防止越權操作。以電子電路技術設計技術為基礎完成電子芯片設計與制作，可存儲開關鎖記錄、巡更日志信息。自動識別權限內新增鎖具，無需重新加載[2]。有效識別使用者身份，明確責任。可通過手機對開關鎖操作實現遠程監控，具備良好的遠程通訊功能。采用3.7V、300mA鋰電池，并有充電保護電路，可反復充電500次，低電量提示，支持micro USB充電接口。采用優質鋅合金與工程塑料，美觀、大方、耐用，設計有掛孔，方便。

2.2 無源鎖智能化門禁系統鎖具功能特性

信息智能管理。鎖不帶電源，內置智能電子加密鎖芯，具有記錄開閉操作信息管理功能，加密電子鑰匙授權開鎖，無法被技術性開啟[3]；后臺系統管理。無源免布線，系統采用AES加密方式，不可復制，支持多種管理要求和管理模式擴展，可實現一匙通和信息追溯，具有物聯鎖應用特性[4-5]；杜絕技術性開啟。不銹鋼材質，采用數字編碼技術及加密通信技術電路芯片，單極觸點，通電同時通信；無互開率。80位數隨機產生編碼，互開率為零；操作記錄功能。可存儲20條開關鎖記錄，巡更日志可管理、可追溯。

3 無源鎖智能化門禁系統設計開發

登錄界面輸賬號和密碼登錄系統如圖1，登錄系統首頁如圖2，左側為列表菜單，分為用戶管理、鑰匙管理、鎖具管理、任務管理、日志查看，系統管理六個模塊，右側為地圖。

圖1 登錄界面示意圖

圖2 公司信息管理首頁示意圖

公司信息管理：用戶管理-公司信息管理-添加公司信息，填寫相應信息；公司列表。點擊保存進入到公司列表；篩選。根據公司名稱或公司簡稱關鍵字篩選公司信息；編輯公司。每條信息后面有個“編輯”圖標，點擊可對相應公司信息進行編輯；根據公司基本信息重新編輯公司內容或新添加公司基本信息；刪除公司。每條信息后面有個“刪除”圖標，點擊可刪除該條公司信息；批量刪除公司。點擊左側選擇框，可一次性刪除多條公司信息。

部門信息管理：用戶管理-部門信息管理-添加部門信息，輸入相應信息。點擊【保存】，顯示部門列表。可對部門信息進行查找，編輯，刪除，批量刪除操作。

圖3 部門信息管理示意圖

圖4 部門列表示意圖

員工信息管理：點擊【添加員工】，為員工添加賬戶信息，角色默認有管理員和操作員。手機號碼請認真填寫，用于賬號密碼找回；點擊【保存】按鈕，顯示員工列表。以用剛剛創建好的賬戶登錄HZ01，初始密碼123456；進入系統以后可查看用戶的基本信息；管理員有權限修改自己及所屬管轄范圍內的用戶信息及密碼。選擇員工信息管理，點擊“編輯”圖標，進入到修改信息頁面，點擊“修改密碼”，可進行密碼修改；假如用戶登陸的時候忘記密碼，點擊【忘記密碼】會跳出重置密碼界面，輸入賬號、點擊獲取驗證碼，會觸發短信驗證碼到此賬戶注冊時填寫的手機里，輸入驗證碼點擊【提交】此賬戶密碼當前為原始密碼123456；員工信息管理可對員工信息進行添加、查找、編輯、刪除、批量刪除操作。

區域信息管理：點擊區域信息管理，列表選擇屏蔽區域，勾選區域，區域信息里面則不會顯示屏蔽掉的區域，列表清晰；添加區域。點擊添加區域；區域信息管理具有查詢、添加、編輯和刪除區域的功能。

角色信息管理：添加角色信息，點擊添加角色可進行新的角色添加；默認角色有管理員和操作員，管理員有本公司本部門內的添加、編輯、刪除、查找權限。操作員僅有平臺內的查找權限（開鎖）；編輯權限。可對新添加的角色進行權限編輯，在選擇角色一欄選擇角色，在右側對角色權限設置，完成點擊保存。

鑰匙信息管理：鑰匙列表點擊添加鑰匙，填寫鑰匙信息，MAC地址為藍牙鑰匙與APP連接時搜索到獲取，點擊保存。鑰匙信息管理具有查找，添加，編輯，刪除的功能；線路信息管理：選擇線路信息管理，點擊“添加線路”按鈕。填寫線路信息完成后點擊“保存”按鈕，顯示線路列表。線路編輯：只可對線路名稱進行編輯。線路信息管理頁面有查詢，添加，編輯，刪除功能。

圖5 線路信息添加和編輯示意圖

鎖具信息管理：鎖具添加。選擇鎖具信息管理，點擊【鎖具添加】按鈕，添加相應鎖具信息。點擊“保存”顯示鎖具列表。鎖具列表具有查詢、添加、刪除的功能。

任務信息管理：選擇任務信息管理，點擊添加“任務按鈕”。第一步，填寫任務信息，完成點“下一步”；第二步，選擇員工和配發鑰匙。選擇執行任務的員工和需要用到的鑰匙，完成點“下一步”；第三步：選擇鎖具。選擇地區--選擇線路--選擇鎖具。在已選擇一欄的鎖具為已選擇的鎖具。如果勾選【選擇線路】，則表示該線路內的所有鎖具被選中。點擊【保存】顯示任務列表。任務信息管理具有查詢、添加、編輯和刪除的功能，可根據任務時間段進行任務查詢。

4 無源鎖智能化門禁系統實現的功能

鑰匙開機。按開機鍵，同時鑰匙內蜂鳴器發出“滴”聲響，鑰匙指示燈藍燈閃爍，鑰匙開機成功；鑰匙連接APP。鑰匙開機后，打開APP，點擊鑰匙列表界面右上方藍牙開關按鈕，搜索到該鑰匙mac地址，點擊mac地址，依次提示“綁定成功”、“校時成功”、“日志上傳中”，該鑰匙在列表中顯示已連接狀態，并顯示鑰匙電量，鑰匙連接成功，藍燈常亮；鑰匙對鎖具進行編碼。在APP鎖具列表點擊列表中的鎖具，再點擊初始化，鑰匙指示燈轉為紅燈閃爍，鑰匙進入初始化待命狀態。將鑰匙插入鎖具，發出“滴”聲響后，鑰匙指示燈紅燈熄滅，APP顯示“初始化成功”。

任務授權。打開鑰匙手機連接鑰匙后，點開任務選擇需授權的任務點擊授權，手機上顯示授權成功即可；鑰匙開鎖。鑰匙任務授權后，插入鎖芯，鑰匙內蜂鳴器發出“滴”聲響，同時鑰匙指示燈由藍燈閃爍轉為紅燈常亮，即可順時針轉動鑰匙進行開鎖；開鎖結束后。鑰匙指示燈保持紅燈5秒左右的通訊狀態，通訊一結束，指示燈重新轉為藍燈閃爍，即可進行通訊匹配來第二次開關鎖。(或在開鎖結束后按一下鑰匙開機鍵，則瞬間通訊結束，指示燈轉為藍燈閃爍)。

鑰匙上傳日志。鑰匙再次連接APP，發出滴聲響后，APP顯示“綁定成功”、“校時成功”、“日志上傳中”，鑰匙在上傳日志過程中蜂鳴器會發出“滴”聲響。(滴聲響的次數即為鑰匙內日志存儲數量)；鑰匙關機。長按鑰匙開機鍵3秒，照明燈保持長亮，待聽到鑰匙內蜂鳴器發出“滴”聲響后，松開開機鍵，鑰匙照明燈與指示燈同時熄滅，即鑰匙關機成功(鑰匙自動關機：30秒)。

5 結語

在新技術的推動下，各個領域均迎來新的發展機遇和挑戰，將智能技術運用到鎖具設計有創新制作方面，可提升鎖具安全性和穩定性，實現其應用價值。鎖具采用無源設計，免布線、免維護，有效防止暴力破壞。鑰匙無法復制，80位隨機編碼，互開率為零。智能門禁管理控制何人、何地，開哪些鎖。管理平臺實時授權開關鎖權限，開鎖日志信息實時上傳后臺服務器。