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防误解锁钥匙管理系统的组建与应用 无序 自80年代中期，计算机技术进入了防误闭锁领域，二十多年来，微机防误闭锁装置发展迅速。这些装置的运行为电力生产的安全进行提供了有力的保障。但是，当微机防误闭锁装置出现故障或遇到紧急事件需要进行解锁操作时，由于原始的人工审批管理模式，既不能保证解锁操作的规范实施，又增加了管理人员的工作量，造成了随意解锁的问题十分普遍。为杜绝运行人员违规作业，随意解锁造成误操作事故的发生，迫切需要从技术上提供对解锁操作进行有效管理的措施。到目前为止，很多单位仍采用拆封等级的方法来管理解锁钥匙，虽然许多从事微机防误闭锁系统研究的企业，也开发出了解锁钥匙存放盒或解锁钥匙管理机控制解锁钥匙的取用，从而实现对解锁操作的管理。但是，随着集控化运行模式进入变电站管理领域，原来解锁钥匙管理机的单站化管理模式，已经不能很好的适应现场安全操作要求了。为此，结合多年供电企业安全管理经验，我们提出设计一种新型基于以太网控制和管理的，可以划定解锁范围的智能解锁钥匙管理系统的构想。这套系统的成功应用将大大地提高了变电站集中控制运行模式下的安全系数和工作效率。 集控型智能解锁钥匙管理系统的基本构成是WEB服务器，HUB，局域网上的智能解锁钥匙管理机，如图1所示。WEB服务器统一管理联入局域网上的所有智能解锁钥匙管理机，并可实时查看各管理机内的解锁钥匙使用情况，对相关数据进行分析和统计。下面对整个系统的设计分别从硬件和软件两个方面作进一步叙述。 图1 集控型智能解锁钥匙管理系统示意图 1 防误解锁钥匙管理机的硬件系统结构 1.1 硬件原理 智能解锁钥匙管理机采用ARM9核心处理器，将智能解锁钥匙和万能解锁钥匙分别存放在两个钥匙舱内进行管理。智能解锁钥匙存放舱有个红外数据通讯模块用于智能解锁钥匙和管理机的通讯，万能解锁钥匙存放舱中每把钥匙的插槽中也都有红外探测电路来实时检查其使用情况。无线射频技术的引入，通过授权不同权限的IC卡来管理相应的用户。电磁锁机构对各舱门进行闭锁，并通过红外检测来反映锁销和门的动作情况，从而实现闭环控制，提高系统的可靠性。10/100M自适应以太网将管理机联入局域网，使得管理员不仅能够方便地将开出的解锁票传输到各个管理机及时地进行解锁操作，而且便于对管理机的维护，管理，分析和统计各类操作信息。 1.3 红外检测技术 本系统设计的一大亮点就是摒弃了传统的通过机械位置变化引起电信号变化的检测方式，而采用了红外光非接触动态检测技术。其采用了波长为940nm的红外发射管IRA204和对该波长最敏感的红外接收管PT204组成一对光检测器。当万能解锁钥匙插入插槽时，将IRA204发出的红外光挡住，此时PT204接收不到前者发出的红外光，而输出高电平信号。这样，CPU就知道在该位置上的万能解锁钥匙就位了。与机械接触引发电平信号相比，利用红外光检测技术的优点是：没有机械接触过程中的电平抖动，从而提高了检测的可靠性；没有机械接触过程中的磨损，延长了系统寿命。 1.4 机械执行与检测机构 机械运动引发红外光线的改变，再将这一过程转变为电信号的变化，实时地传递给CPU，实现系统的闭环控制，提高系统的稳定性是本系统设计的又一大特色。智能解锁钥匙管理机通过电磁锁闭锁万能解锁钥匙存放舱的舱门。而电磁锁是否动作，舱门是否关闭直接影响到万能解锁钥匙使用的安全性和管理机内事件记录的准确性。因此，对电磁锁和舱门动作的检测显得尤为重要。管理机对电磁锁锁销动作的检测是通过反射型红外光电检测开关GP2S04完成的。当锁销弹出接近GP2S04的焦点时，反射光通量骤增，红外光电开关导通，输出低电平信号。反之，红外光电开关向CPU输出高电平信号。CPU判断舱门是否关闭的依据是固定在门上的锁扣是否挡住了红外发射管射向接收管的红外光。其原理和万能钥匙的红外检测方法一样，这里就不再赘述了。 2 系统软件设计 防误解锁钥匙管理系统的软件设计分为两个部分：防误解锁钥匙管理机的软件设计和WEB服务器端的软件设计。 2.1 防误解锁钥匙管理机的软件设计 智能解锁钥匙管理机的软件设计是建立在以ARM9为核心的硬件平台之上的，将嵌入式Linux移植到目标系统中作为应用程序开发的平台。整个应用程序由人机交互，机械控制和红外检测，用户权限管理，事件记录管理，记录分析和统计，智能解锁操作票管理，以太网通讯管理等七个任务组成。由于篇幅原因，本文只对该系统最具代表性的“智能解锁管理任务”作详细的叙述。 系统支持两种解锁方式： 1. 开解锁操作票，用智能解锁钥匙对限定的设备进行解锁； 2. 紧急情况下，由高级用户授权打开万能解锁钥匙舱，取用存放在里面的钥匙。这个功能是限制使用的。 通过管理机的人机交互界面开解锁票，使用智能解锁钥匙对授权设备进行解锁。解锁时可保证解锁目标