CN210858273U - 带状态检测功能的锁具及锁控系统 - Google Patents

Abstract

带状态检测功能的锁具及锁控系统，该锁具包括：锁壳和锁耳，所述锁壳内设置有解闭锁组件及锁芯，所述解闭锁组件包括与所述锁耳相配合实现闭锁的锁杆；还包括状态检测组件，所述状态检测组件包括用于检测所述锁杆位置状态的锁具状态检测单元以及与所述锁具状态检测单元电连接的检测电路；所述检测电路与和锁具配合使用的电脑钥匙通信连接，所述锁具状态检测单元检测锁杆的状态变化信息，并通过所述检测电路发送给电脑钥匙。本实用新型在锁具内设置检测锁杆位置的传感元件以及与可与电脑钥匙通信连接的检测电路可将传感元件检测到的锁具的状态信息通过电脑钥匙反馈给远程管理终端，方便管理人员及时了解锁具的状态，便于对设施设备进行管理和监控。

Description

带状态检测功能的锁具及锁控系统

技术领域

本实用新型涉及一种锁具，尤其涉及一种应用于电力防误领域的锁具及锁控系统。

背景技术

在变电站及城市配电网中存在着大量的网门、柜门，为了保证设备及生产安全，防止无关人员或不法分子随意操作或盗取、破坏设备，网门/柜门上都配备有锁具，用于对网门/柜门进行闭锁。现有的锁具一般使用专用的电脑(智能)钥匙，只有在电脑钥匙获得后台管理系统授权的情况下，才能进行解闭锁操作。而在实际使用过程中，有时会出现操作人员在完成设备操作后因疏忽大意而忘记关锁或者忘记关门的情况，使得安全管理上存在漏洞，可能会导致无关人员进入网门/柜门隔离的空间，容易造成安全事故。由于现有的网门/柜门锁具只提供了单一的闭锁功能，电脑钥匙也只具备在授权的情况下进行解闭锁操作的功能，不能对锁具的状态进行检测及反馈，远程管理终端缺乏有效手段确认门锁的状态，一旦发生安全事故，不但难以区分事故责任，还会带来设备财产丢失或被破坏的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有状态检测功能的锁具及安全性高的锁控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

带状态检测功能的锁具，包括：锁壳和锁耳，所述锁壳内设置有解闭锁组件及锁芯，所述解闭锁组件包括与所述锁耳相配合实现闭锁的锁杆；还包括状态检测组件，所述状态检测组件包括用于检测所述锁杆位置状态的锁具状态检测单元以及与所述锁具状态检测单元电连接的检测电路；所述检测电路与和锁具配合使用的电脑钥匙通信连接，所述锁具状态检测单元检测锁杆的状态变化信息，并通过所述检测电路发送给电脑钥匙。

由以上技术方案可知，本实用新型在锁具内设置可以检测锁杆位置的状态检测元件，并设置有可与电脑钥匙通信连接的检测电路，检测电路可以将状态检测元件检测到的锁杆位置状态信息发送给电脑钥匙，并通过电脑钥匙反馈远程管理终端，方便管理人员及时了解锁具的状态，便于对设施设备进行管理和监控。

更具体的，所述解闭锁组件还包括将所述锁杆限制在解锁位置或闭锁位置的解闭锁限位杆以及使所述解闭锁限位杆复位的限位杆复位件；所述锁杆的两端穿出所述锁壳两个相对的侧壁、露出于所述锁壳外，所述锁杆在外力作用下可在解锁位置和闭锁位置间移动，所述锁杆上设置有第一限位配合部和第二限位配合部；所述解闭锁限位杆具有可与所述第一限位配合部或所述第二限位配合部相配合的卡扣部，所述解闭锁限位杆由设置于所述锁壳内的锁芯驱动，可在锁芯或所述限位杆复位件的驱动下离开或靠近所述锁杆，使得所述卡扣部与所述第一限位配合部或所述第二限位配合部相配合或者脱离所述第一限位配合部或所述第二限位配合部。

更具体的，所述锁芯与一连动杆相连，所述连动杆具有与所述解闭锁限位杆活动配合的配合部，所述连动杆随锁芯转动时带动所述解闭锁限位杆远离所述锁杆。

优选的，所述锁杆和所述锁壳之间设置有解锁限位元件，所述解锁限位元件对解锁后所述锁杆的拉出位置进行限位。

进一步的，所述检测电路包括：状态反馈模块，所述状态反馈模块包括至少一个状态反馈回路，所述状态反馈回路包括一反馈元件及与所述反馈元件连接的控制开关，所述控制开关设有用于控制所述控制开关截止或导通的控制端；与所述控制开关的控制端连接的反馈回路控制电路，所述锁具状态检测单元连接于其中一个反馈回路控制电路上，所述锁具状态检测单元根据检测到的锁具状态控制其所在反馈回路控制电路的通断；与所述状态反馈元件连接的收发天线，所述收发天线与电脑钥匙通信连接；为所述状态反馈模块、反馈回路控制电路供电的电源模块。

采用简单的开关电路和控制电路代替了昂贵的逻辑控制器，可以有效降低成本。

优选的，所述状态检测组件还包括用于检测门的开/闭状态的门状态检测单元，所述门状态检测单元与所述检测电路电连接，所述门状态检测单元检测门的状态变化信息，并通过所述检测电路发送给电脑钥匙；所述锁具状态检测单元和所述门状态检测单元分别连接于所述检测电路中不同的反馈回路控制电路上，所述锁具状态检测单元和门状态检测单元分别根据检测到的锁具状态和门状态控制各自所在反馈回路控制电路的通断。

通过设置门状态检测单元，还可以同时采集门的开/闭状态信息，使管理人员可以更全面地了解设备现场信息，保证电力生产及设备安全。

更具体的，所述状态反馈模块包括第一状态反馈回路、第二状态反馈回路和第三状态反馈回路，所述反馈回路控制电路包括分别与所述第一状态反馈回路、第二状态反馈回路和第三状态反馈回路对应连接的第一反馈回路控制电路、第二反馈回路控制电路和第三反馈回路控制电路，所述锁具状态检测单元连接于所述第二反馈回路控制电路上，所述门状态检测单元连接于所述第三反馈回路控制电路上；所述第一状态反馈回路的控制开关的控制端连接有第一接地回路，所述第一接地回路包括第一接地开关，所述第一接地开关的控制端与所述第二反馈回路控制电路的输出端相连，所述第二反馈回路控制电路导通时所述第一接地回路导通；所述第二状态反馈回路的控制开关的控制端连接有第二接地回路，所述第二接地回路包括第二接地开关，所述第二接地开关的控制端与所述第三反馈回路控制电路的输出端相连，所述第三反馈回路控制电路导通时所述第二接地回路导通。

更具体的，所述反馈元件为RFID芯片，所述控制开关为NMOS管，所述NMOS管的栅极为控制开关的控制端，NMOOS管的漏极与RFID芯片的接地端连接，源极接地。

更具体的，所述第一接地开关和/或所述第二接地开关为NMOS管，所述NOMS管的栅极为接地开关的控制端，漏极和与该NMOS管所在的接地回路相连的状态反馈回路的控制开关的控制端相连，源极接地。

采用RFID芯片、NMOS管等常规的电子元件组成检测电路，产品通用性好，易于采购，有利于降低成本。

优选的，所述收发天线为锁具的身份识别码片的感应天线。

更具体的，所述检测电路还包括整流电路，所述收发天线和所述整流电路连接组成电源模块，所述收发天线接收所述电脑钥匙的电能经所述整流电路整流后为所述状态反馈模块、反馈回路控制电路供电。

利用锁具的身份识别码片的天线作为感应天线，避免增加锁壳内零部件的数量，有利于简化结构。在进一步的方案中，采用整流电路和感应天线组成电源模块，不用额外设置供电元件，也能保证锁具用电部件的用电需求。

更具体的，所述检测电路设置于位于所述锁壳内的PCB板上。

将检测电路与其它部件一起设置于锁壳内，使得锁具结构更为紧凑。

更具体的，所述锁具状态检测单元包括设置于所述锁杆的磁铁和对应设置于所述锁壳内的干簧管，所述干簧管与所述检测电路电连接。

更具体的，所述门状态检测单元包括设置于锁壳内的干簧管以及对应设置于门框上的磁铁，所述干簧管与所述检测电路电连接。

采用干簧管和磁铁组成状态检测单元，器件结构简单，成本低，易于实现。

本实用新型还提供了一种锁控系统，包括：锁具、电脑钥匙和管理终端，所述锁具为前述带状态检测功能的锁具，所述电脑钥匙与所述管理终端通讯连接，所述电脑钥匙设有采集所述锁具状态的状态采集装置。

通过在锁具上设置检测锁具状态(锁杆位置)的传感器检测组件，同时设置可与电脑钥匙通信连接的检测电路，操作人员在对锁具进行解闭锁操作时，锁具的状态都会被状态检测单元采集并通过检测电路经电脑钥匙反馈给远程管理终端，使管理人员可以及时了解锁具的状态信息，在优选方案中，可进一步设置门状态检测单元，同时采集门的状态信息，当出现非正常闭锁关门时可以及时处理，实现设施设备的安全管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的分解结构示意图；

图3为本实用新型实施例解闭锁组件的分解结构示意图；

图4a至图4d分别解锁过程中解闭锁限位杆和锁杆的位置示意图；

图5为本实用新型实施例检测组件的分解结构示意图；

图6为本实用新型实施例检测组件另一角度的示意图；

图7为闭锁状态下锁具内部的示意图；

图8a为沿图7中A-A线的剖视图；

图8b为沿图7中B-B线的剖视图；

图9为本实用新型实施例检测电路的电路图；

图10为本实用新型检测电路另一种实施方式的电路图；

图11为本实用新型实施例锁控系统的框图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本实用新型实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

参照图1和图2，本实施例的锁具包括锁壳1、锁耳2、锁芯(未图示)、解闭锁组件4以及状态检测组件5，锁芯、解闭锁组件4及状态检测组件5均设置于锁壳1内，锁壳1通过锁壳盖板6进行封闭。锁壳1和锁耳2分别对应安装在门和门框上，本实施例将锁壳1通过辅助安装板7固定在门上(辅助安装板7安装在门的背面)，锁耳2通过固定座2a固定在门框上，两者位置对应，在其他的实施例中，当位置空间合适时，锁耳和锁壳的安装位置也可以对调，即将锁耳安装在门上，将锁壳对应安装在门框上。在锁壳1的正面设置有码片安装槽1a，码片安装槽1a同时也是锁芯安装槽，锁芯码片3及锁芯(未图示)设置于码片安装槽1a内。锁芯码片具有锁具身份识别的作用，如现有技术中常用的存储有锁具身份ID编码的射频码片，锁芯码片上带有唯一的识别编码，管理终端下发对应识别编码的解锁权限时，通过电脑钥匙可对对应识别编码的锁芯进行解锁。锁壳1上还设置有可覆盖锁芯码片3的防尘盖8，掀开防尘盖8后，将电脑钥匙插入，通过旋转电脑钥匙进行解锁或闭锁的操作。

结合图3所示，解闭锁组件4包括锁杆4-1、解闭锁限位杆4-2以及限位杆复位弹簧4-3。锁杆4-1的两端穿出锁壳1两个相对的侧壁，露出于锁壳1外，锁杆4-1可沿自身轴向移动。锁杆4-1的一端可穿过锁耳2，与锁耳2配合实现闭锁。为了便于描述，将锁杆4-1可穿入锁耳2的一端定义为尾部，则锁杆4-1的另一端为头部。为了方便操作人员解闭锁操作，本实施例在锁杆4-1的头部设置了一外径大于锁杆4-1外径的圆柱形操作握持部4-4，本实施例的操作握持部4-4通过连接销4-5与锁杆4-1相连，操作人员在推拉锁杆4-1时，可抓在操作握持部4-4上。操作握持部4-4还可以采用螺纹连接的方式与锁杆4-1相连，或通过螺纹连接件与锁杆4-1相连。

在锁杆4-1上设置有可与解闭锁限位杆4-2相配合的第一限位配合部4-1a和第二限位配合部4-1b，本实施例的第一限位配合部4-1a和第二限位配合部4-1b均为设置于锁杆4-1外壁上的凹槽。解闭锁限位杆4-2具有与锁杆4-1相配合的卡扣部4-2a，在闭锁状态下，解闭锁限位杆4-2的卡扣部4-2a与第一限位配合部4-1a相配合，即解闭锁限位杆4-2的卡扣部4-2a伸入作为第一限位配合部4-1a的凹槽中，对锁杆4-1进行闭锁限位，使锁杆4-1处于闭锁位置无法移动；解锁后，锁杆4-1向外拉移出锁耳2外，位于解锁位置，解闭锁限位杆4-2的卡扣部4-2a伸入作为第二限位配合部4-2a的凹槽中，对锁杆4-1进行解锁限位，使锁杆4-1处于解锁位置无法移动。

限位杆复位弹簧4-3与解闭锁限位杆4-2相抵顶(限位杆复位弹簧的另一端与锁壳内壁或锁壳内的其它部位抵顶)，为解闭锁限位杆4-2提供使其上的卡扣部向靠近锁杆4-1上的限位配合部的方向移动的力，即解闭锁限位杆4-2始终具有靠近锁杆4-1的趋势。限位杆复位弹簧也可以采用其他机构替代，如电机等，采用弹性元件来使解闭锁限位杆复位，结构简单，易于实现，成本低。解闭锁限位杆4-2在限位杆复位弹簧4-3的弹力作用和锁芯(钥匙)转动作用下可沿自身轴向移动，从而靠近或远离锁杆4-1。本实施例的锁芯通过一连动杆9与解闭锁限位杆4-2相连实现传动，锁芯与连动杆9相连，并可带动连动杆9一起转动，连动杆9将锁芯转动时的圆周运动转换为解闭锁限位杆4-2的轴向运动。本实施例在解闭锁限位杆4-2上加工有与连动杆9相配合的装配槽4-2b，在连动杆9的与解闭锁限位杆4-2相配合的端部设置有配合部9a，本实施例的配合部9a为半圆柱形，配合部9a伸入至解闭锁限位杆4-2的装配槽4-2b中，当连动杆9随锁芯转动时，半圆柱形的配合部9a的不同侧面与解闭锁限位杆4-2的装配槽4-2b的顶壁相接触(活动配合)，从而可将解闭锁限位杆4-2顶起或为其提供下落的空间，实现将连动杆9的圆周运动转换为解闭锁限位杆4-2的轴向运动。配合部9a还可以为其它多边棱柱形，也可以采用凸轮的结构，或为设置于连动杆周壁上的凸起的形式，均能实现在随锁芯转动过程中使与其相接触的解闭锁限位杆发生轴向移动。此外，在锁壳内位置空间合适的情况下，配合部也可以直接设置于锁芯的端部，而无需通过连动杆传动。

为了防止锁杆4-1解锁后被拔出，在锁杆4-1和锁壳1之间还可以设置解锁限位元件，本实施例的解锁限位元件包括设置于锁杆4-1上的解锁限位槽4-1c以及与锁壳1相固定的解锁限位销10，解锁限位销10的一端与锁壳1相固定、另一端伸入限位槽4-1c中，锁杆4-1可在解锁限位槽4-1c的长度范围内移动，当锁杆4-1移动至解锁限位槽4-1c的端壁与解锁限位销10抵顶时，锁杆4-1则停止移动。解锁限位销也可以为固定在锁壳内的凸起部的形式，解锁限位槽和解锁限位销的位置也可以互换，例如在锁杆上设置凸起部或限位销，在锁壳合适的位置设置抵接凸起部或限位销的部件也能实现锁杆的限位。

图4a为闭锁状态下解闭锁限位杆4-2和锁杆4-1的位置示意图，如图4a所示，闭锁时，解闭锁限位杆4-2的卡扣部4-2a位于第一限位配合部4-1a内，锁杆4-1受解闭锁限位杆4-2的限位无法移动。当使用电脑钥匙解锁后，转动电脑钥匙，使其带动锁芯转动，锁芯进一步带动连动杆9转动，连动杆9的配合部9a在解锁转动过程中会将解闭锁限位杆4-2顶起，使其克服限位杆复位弹簧4-3的弹力离开第一限位配合部4-1a，当解闭锁限位杆4-2离开第一限位配合部4-1a后(图4b)，即可将锁杆4-1向外拉，使其离开锁耳，实现解锁。完成解锁时，解闭锁限位杆4-2a位于第二限位配合部4-1b所在位置处，但未与第二限位配合部4-1b相配合(图4c)，当电脑钥匙将锁芯反向旋转复位后，连动杆9的配合部9a也旋转复位，其不再将解闭锁限位杆4-2顶起，解闭锁限位杆4-2在限位杆复位弹簧4-3的作用下复位，落入第二限位配合部4-1b中(图4d)，对解锁后的锁杆4-1进行限位，使锁杆4-1不能轴向移动。闭锁时的动作过程与解锁时的动作过程相反，操作人员旋转电脑钥匙，通过转动锁芯经连动杆9带动解闭锁限位杆4-2移动离开第二限位配合部4-1b，然后将锁杆4-1向靠近锁耳2的方向推，使锁杆4-1的尾部伸入锁耳2内，然后旋转电脑钥匙复位，并将电脑钥匙拔出，此时解闭锁限位杆4-2在限位杆复位弹簧4-3的作用下伸入第一限位配合部4-1b中，对锁杆4-1进行闭锁限位，完成闭锁。

如图5和图6所示，本实施例的状态检测组件5包括安装座5-1、锁杆状态检测传感元件5-2(图8b)和PCB板5-3，优选的，还包括门状态检测传感元件5-4(图8a)。本实施例的锁杆状态检测传感元件5-2包括设置于锁杆4-1上的第一磁铁5-2a和设置于安装座5-1上(锁壳内)的第一干簧管5-2b，门状态检测传感元件5-4包括设置于门框(固定座2a)上的第二磁铁5-4a和设置于安装座5-1上(所壳内)的第二干簧管5-4b。第一磁铁5-2a和第一干簧管5-2b对应设置，对锁杆的位置状态进行检测；第二磁铁5-4a和第二干簧管5-4b对应设置，对门的开/闭状态进行检测。干簧管与磁铁靠近时会产生磁感应，使干簧管导通；干簧管与磁铁远离时不会产生磁感应，干簧管不导通。第一、第二干簧管分别通过导线与PCB板5-3上的检测电路电连接，检测电路同时还通过导线与锁芯码片3电连接。在锁壳内部空间结构合适的情况下，干簧管和PCB板也可以直接安装在锁壳内而无需通过安装座安装。

图7为本实施例闭锁时锁具内部的结构示意图，为了便于内部结构展示，图7中省略了锁壳。图8a和图8b分别为沿图7中的A-A线及B-B线的剖视图。如图7、图8a和图8b所示，闭锁时，第一磁铁5-2a和第一干簧管5-2b相靠近，第二磁铁5-4a和第二干簧管5-4b相靠近，产生磁感应，第一干簧管5-2b和第二干簧管5-4b均分别导通；反之，闭锁时，第一磁铁5-2a和第一干簧管5-2b彼此远离，第二磁铁5-4a和第二干簧管5-4b彼此远离，两者之间没有产生磁感应，第一干簧管5-2b和第二干簧管5-4b均不导通。采用干簧管和磁铁组成状态检测传感元件，器件结构简单，成本低，易于实现。

PCB板上的检测电路分别与锁杆状态检测传感元件及门状态检测传感元件中的干簧管以及锁芯码片电连接，可将锁杆状态检测传感元件及门状态检测传感元件感应到的门锁及门的状态通过锁芯码片的天线发送给电脑钥匙，远程管理终端可通过电脑钥匙读取到门锁及门的状态。

本实施例的检测电路包括状态反馈模块、锁具状态检测单元(锁杆状态检测传感元件)、门状态检测单元(门状态检测传感元件)、收发天线及整流电路。其中，状态反馈模块包括至少一个状态反馈回路，每一个状态反馈回路均包括一个码片以及与该码片连接的控制开关，码片是用于反馈设备(门或锁具)状态信息的反馈元件，码片可采用射频码片，每个码片内存储一种与设备状态对应的码值。控制开关用于控制码片的工作状态，控制开关设有用于控制该控制开关的截止或导通的控制端。状态反馈回路与反馈回路控制电路相连，反馈回路控制电路具有与反馈元件控制开关的控制端对应连接的输出端。反馈回路控制电路检测设备状态信息后根据设备的状态控制与其相连的反馈元件控制开关的通断。锁具状态检测单元和门状态检测单元分别连接于一个反馈回路控制电路上，并可控制自身所在的反馈回路控制电路的导通。锁具状态检测单元包括干簧管T2(第一干簧管5-2b)，门状态检测单元包括干簧管T1(第二干簧管5-4b)。状态检测单元还可以采用其它具有类似功能的磁感应元件、接近开关等。

本实施例的状态反馈模块包括3个码片(RFID芯片U1、RFID芯片U2、RFID芯片U3)和3个作为控制开关的NMOS管。锁具状态检测单元用于检测锁具的解锁状态或闭锁状态，并将锁具的解锁状态信号或闭锁状态信号控制与其相连的控制开关的导通或关断。门状态检测单元用于检测门的开状态或关状态，并将门的开状态信号或关状态信号控制与其相连的控制开关的导通或关断。收发天线和反馈元件相连，将反馈元件反馈的设备状态向外发送。本实施例的收发天线既是信号收发模块，能将接通后的码片的码值(即状态信息)发送出去，同时也与整流电路一起组成检测电路的电源模块，接收外部设备的交流电能给状态反馈模块及反馈回路控制电路供电。当然，电源模块也可以采用电池等其他方式为检测电路中的电路/模块供电，或者将信号收发用的天线和接收电能的天线分开，分别采用两个感应线圈来完成这两个功能。

如图9所示，本实施例的状态反馈模块包括第一状态反馈回路、第二状态反馈回路和第三状态反馈回路，其中，第一状态反馈回路包括RFID芯片U1和NMOS管Q1，第二状态反馈回路包括RFID芯片U2和NMOS管Q3，第三状态反馈回路包括RFID芯片U3和NMOS管Q4。各状态反馈回路与电源模块相连以获得工作电源，以第一状态反馈回路为例，NMOS管Q1起到控制开关的作用，其栅极为控制开关的控制端，该控制端与一反馈回路控制电路的输出端相连，当该反馈回路控制电路输出高电平时，NMOS管Q1导通时，第一状态反馈回路导通，RFID芯片U1与天线AN1形成一个类似RFID电子标签的电路，当使用读码设备靠近天线AN1时，即可读取出RFID芯片U1的码值。第二、第三状态反馈回路的工作原理相同。

本实施例的整流电路包括电容C1、电容C2、二极管D5、二极管D6。收发天线为锁芯码片的天线AN1，天线AN1与码片及电脑钥匙通信配合，接收电脑钥匙的电能，为检测电路中的各电路/模块提供工作电源，并可将读取到的码片的码值发送给电脑钥匙；本实施例的天线AN1为感应线圈，感应线圈的一端接地，另一端连接码片的供电端。整流电路将天线AN1接收到的电脑钥匙的电能整流后为状态反馈模块、锁具状态检测单元、门状态检测单元提供工作电源。

天线AN1的供电端与RFID芯片U1、RFID芯片U2、RFID芯片U3的供电端连接，且连接整流电路中电容C1的正极；天线AN1的接地端与整流电路中二极管D6的正极、电容C2的负极连接并接地。整流电路中，二极管D6的负极与二极管D5的正极、电容C1的负极相连接，二极管D5的负极与电容C2的正极相连，二极管D5将交流电转换成脉动的直流电，电容C2完成充电放电以及滤波的作用，交流电经过整流电路后，可以为锁具状态检测单元、门状态检测单元提供连续的直流电，整流电路的输出端为二极管D5的负极与电容C2的正极的连接端。

3个码片(RFID芯片U1、RFID芯片U2、RFID芯片U3)中分别存储有表示设备状态的码值，本实施例的RFID芯片U1的码值对应的状态为门开且锁具开；RFID芯片U2的码值对应的状态为门关且锁具开；RFID芯片U3的码值对应的状态为门关且锁具关或门开且锁具关。RFID芯片U1的接地端连接NMOS管Q1的漏极，RFID芯片U2的接地端连接NMOS管Q3的漏极，RFID芯片U3的接地端连接NMOS管Q4的漏极；NMOS管Q1、NMOS管Q3和NMOS管Q4的源极分别接地。

整流电路的输出端与电阻R1相连，为第一状态反馈回路的控制电路，电阻R1的另一端与NMOS管Q1的栅极相连。整流电路的输出端同时还与干簧管T1的供电端(即门状态检测单元的供电端)及干簧管T2的供电端(即锁具状态检测单元的供电端)连接。干簧管T1连接于第二状态反馈回路的控制电路上，其供电端和整流电路的输出端之间串联有电阻R2。干簧管T2连接于第三状态反馈回路的控制电路上，其供电端和整流电路的输出端之间串联有电阻R6。干簧管T2的输出端(即锁具状态检测单元的信号输出端)连接NMOS管Q4的栅极，干簧管T1的输出端连接NMOS管Q3的栅极。

为了防止NMOS管Q1和Q4同时导通，导致同时有两个RFID芯片U1和U3导通而无法反馈设备的状态，以及防止NMOS管Q3和Q4同时导通，导致同时有两个RFID芯片U2和U3导通而无法反馈设备的状态，检测电路还包括第一接地回路J1和第二接地回路J2。第一接地回路J1连接于第一状态反馈回路的控制端(NMOS管Q1的栅极)，第二接地回路J2连接于第二状态反馈回路的控制端(NMOS管Q3的栅极)。第一接地回路J1包括第一接地开关NMOS管Q2，NMOS管Q2的漏极与NMOS管Q1的栅极相连，NMOS管Q2的源极接地、栅极(控制端)和干簧管T1的输出端S14及干簧管T2的输出端S16相连，使得干簧管T2作为第三状态反馈回路的控制电路接通时(NMOS管Q4导通)将第一接地回路J1导通，进而NMOS管Q1的控制端接地，第一状态反馈回路断开。第二接地回路J2包括第二接地开关NMOS管Q5，NMOS管Q5的漏极与NMOS管Q3的栅极相连，NMOS管Q5的源极接地、栅极和干簧管T2的输出端S16相连，使得干簧管T2作为第三状态反馈回路的控制电路接通时将第二接地回路J2导通，进而NMOS管Q3的控制端接地，第二状态反馈回路断开。

在进一步优化的方案中，检测电路中还可设置分压电路和滤波电路，实现输出某一特定电压，以及使得输出的电压更加稳定。如电阻R3构成第一分压电路，设置在NMOS管Q2的栅极与地之间；电阻R4构成第二分压电路，设置在NMOS管Q3的栅极与地之间；电阻R5构成第三分压电路，设置在NMOS管Q4的栅极与地之间。电容C3构成第一滤波电路，电容C3与电阻R3并联；电容C4构成第二滤波电路，电容C4与电阻R4并联；电容C5构成第三滤波电路，电容C5与电阻R5并联；电容C3、电容C4、电容C5的负极分别接地；三个滤波电路与三个分压电路主要起滤波和稳定电路的作用。

干簧管T1、干簧管T2为开关型干簧管，干簧管T1用于门状态检测，干簧管T2用于锁具状态检测，当某一干簧管接通后形成回路。通过干簧管T1和干簧管T2的导通和断开来控制电路的状态，并由此判断门和锁的状态。

电脑钥匙接近天线AN1时，电脑钥匙的内置线圈会发出无线电波，令天线AN1产生交流互感电压，给电路供电。干簧管T1、干簧管T2根据门与锁具的状态打开或者关闭，产生相应的回路；整流电路将交流互感电压经过整流后为负载提供连续的直流电；各控制电路控制NMOS管Q1、NMOS管Q3及NMOS管Q4的开闭，从而控制相应的RFID芯片接地端接地而使RFID芯片导通工作，不同的RFID芯片内预先存储有与不同(逻辑)状态对应的码值，导通的RFID芯片通过天线AN1以射频信号的方式向电脑钥匙发送码值。

下面对本实施例检测电路的具体工作方式进行说明：本实施例的锁状态分别有解锁和闭锁两种状态，门状态也分别有关门和开门两种状态。当门为关门时，干簧管T1导通，当门为开门时，干簧管T1断开；当锁为闭锁时，干簧管T2导通，当锁为解锁时，干簧管T2断开。经过排列组合可以得到以下四种状态：分别是解锁开门状态、解锁关门状态、闭锁关门状态和闭锁开门状态。实际操作中开门状态下，锁具的关或开并不影响工作人员进入设施内，故将该状态和闭锁关门状态合为一种状态。上述操作状态分别对应三个内置码值不同的RFID芯片：解锁开门状态由RFID芯片U1的码值表示；解锁关门状态由RFID芯片U2的码值表示；闭锁关门状态及闭锁开门状态由RFID芯片U3的码值表示。本实施例的三个RFID芯片都设置于锁具的PCB板上，通过天线AN1供电以及干簧管T1和干簧管T2的控制，三个RFID芯片在加电后将内置的唯一的码值以无线的方式传输到电脑钥匙，供电脑钥匙识别和表达其状态，并反馈到管理终端的防误系统中。

下表给出门与锁不同状态组合下干簧管T1、干簧管T2的状态以及对应动作的芯片：

门与锁的状态组合	干簧管T1	干簧管T2	工作的芯片
				解锁开门	断开	断开	RFID芯片U1
解锁关门	导通	断开	RFID芯片U2
				闭锁关门	导通	导通	RFID芯片U3
闭锁开门	断开	导通	RFID芯片U3

下面结合图9，阐述以上四种状态的电路动作原理：

电路开始工作时，整流电路供电后，输出高电平。

解锁开门状态下，干簧管T1、干簧管T2均断开，干簧管T1、干簧管T2作为第二、第三状态反馈回路的控制电路，输出端均没有电压输出，第二状态反馈回路和第三状态反馈回路截止；只有作为第一状态反馈回路的控制电路的R1输出高电平，将第一状态反馈回路接通，状态反馈模块反馈出RFID芯片U1的码值，通过天线AN1(即收发天线)将RFID芯片U1的码值发送给电脑钥匙。电脑钥匙即可获知柜门和锁具当前的综合状态。

解锁关门状态下，干簧管T1导通，干簧管T2断开，干簧管T1输出高电平，接通第二状态反馈回路；因为干簧管T2断开，干簧管T2的输出端没有电压输出，第三状态反馈回路截止；同时干簧管T1输出的高电平将第一接地回路接通，使得第一状态反馈回路的控制开关(NMOS管Q1)截止，第一状态反馈回路无法接通。状态反馈模块反馈出RFID芯片U2的码值，通过天线AN1将RFID芯片U2的码值发送给电脑钥匙。电脑钥匙即可获知柜门和锁具当前的综合状态。

闭锁关门状态下，干簧管T1、干簧管T2导通，干簧管T2输出高电平，将第三状态反馈回路接通，同时将第一接地回路和第二接地回路导通，使得NMOS管Q1和Q3截止。状态反馈模块反馈出RFID芯片U2的码值，通过天线AN1将RFID芯片U2的码值发送给电脑钥匙。电脑钥匙即可获知柜门和锁具当前的综合状态。

闭锁开门状态下，干簧管T1断开，干簧管T2导通，干簧管T2输出高电平，将第三状态反馈回路接通，同时将第一接地回路导通，使得NMOS管Q1截止。由于干簧管T1断开，第二反馈回路不工作，状态反馈模块反馈出RFID芯片U3的码值，通过天线AN1将RFID芯片U2的码值发送给电脑钥匙。电脑钥匙即可获知柜门和锁具当前的综合状态。该状态与第四种状态相同，可定义为锁具关的状态。

此外，如图10所示，第二接地回路中的第二接地开关与第三状态反馈回路的接地开关共用一个NMOS管。这样可以简化电路结构。

通过检测电路，电脑钥匙在与锁芯码片通信的同时即可同时读取门和锁具的状态，并能将门和锁具的状态信息反馈给管理终端，便于管理人员及时掌握现场信息，实现安全管理。如果锁具只设置了锁具状态检测单元或门状态检测单元，则检测电路中可对应只设置一个状态反馈回路以及控制其工作状态的反馈回路控制电路。

本实用新型还提供了一种锁控系统，如图11所示，该锁控系统包括锁具、管理终端及电脑钥匙，锁具可设置于设备机房的门上或环网柜、机柜等设施的柜门上，电脑钥匙与管理终端通讯连接，并设有读取芯(码)片码值的采集装置，电脑钥匙通过管理终端授权后，可对锁具进行解闭锁操作及状态信息的采集。

锁控系统的工作流程为：管理终端根据业务流程(或作业流程)给电脑钥匙下发对特定锁具编码(身份识别编码存储在锁具的锁芯码片内)的锁具解锁权限，工作人员持电脑钥匙前往工作现场，将钥匙插入锁具的锁芯后，电脑钥匙读取锁芯码片的码值，验证该码值是否符合授权操作的锁具ID编码，确认码值无误后，即对锁具进行解锁操作，在操作过程中，由于锁具、门状态改变后会引起状态检测组件中对应码片码值的改变，电脑钥匙采集变化后输出的码值，就可以确认锁具和门的状态，并将采集到的状态信息反馈给管理终端，管理人员可及时获取锁具和门的最后一次操作状态，便于对锁具进行管理，防止忘记闭锁或忘记关门的情况发生，为电力生产环境提供更加安全可靠的保障。

前述实施例中，锁具的状态信息及门的状态信息通过设置于锁具内的检测电路经电脑钥匙反馈给管理终端外。但检测电路中不同状态检测单元的干簧管是相互独立的，空状态(空逻辑)下的干簧管不影响工作逻辑的干簧管，如当干簧管T2工作时，空状态干簧管T1不影响干簧管T2的工作，因此在不设置门状态检测单元的情况下，检测电路也可以只对锁具状态检测单元检测到的锁具的状态进行反馈，只需对应修改RFID芯片内存储的与不同逻辑状态对应的码值即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的范围之中。

Claims (15)

1.带状态检测功能的锁具，包括：锁壳和锁耳，所述锁壳内设置有解闭锁组件及锁芯，所述解闭锁组件包括与所述锁耳相配合实现闭锁的锁杆；

其特征在于：还包括状态检测组件，所述状态检测组件包括用于检测所述锁杆位置状态的锁具状态检测单元以及与所述锁具状态检测单元电连接的检测电路；所述检测电路与和锁具配合使用的电脑钥匙通信连接，所述锁具状态检测单元检测锁杆的状态变化信息，并通过所述检测电路发送给电脑钥匙。

2.如权利要求1所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述解闭锁组件还包括将所述锁杆限制在解锁位置或闭锁位置的解闭锁限位杆以及使所述解闭锁限位杆复位的限位杆复位件；

所述锁杆的两端穿出所述锁壳两个相对的侧壁、露出于所述锁壳外，所述锁杆在外力作用下可在解锁位置和闭锁位置间移动，所述锁杆上设置有第一限位配合部和第二限位配合部；

所述解闭锁限位杆具有可与所述第一限位配合部或所述第二限位配合部相配合的卡扣部，所述解闭锁限位杆由设置于所述锁壳内的锁芯驱动，可在锁芯或所述限位杆复位件的驱动下离开或靠近所述锁杆，使得所述卡扣部与所述第一限位配合部或所述第二限位配合部相配合或者脱离所述第一限位配合部或所述第二限位配合部。

3.如权利要求2所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述锁芯与一连动杆相连，所述连动杆具有与所述解闭锁限位杆活动配合的配合部，所述连动杆随锁芯转动时带动所述解闭锁限位杆远离所述锁杆。

4.如权利要求2或3所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述锁杆和所述锁壳之间设置有解锁限位元件，所述解锁限位元件对解锁后所述锁杆的拉出位置进行限位。

5.如权利要求1所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述检测电路包括：

状态反馈模块，所述状态反馈模块包括至少一个状态反馈回路，所述状态反馈回路包括一反馈元件及与所述反馈元件连接的控制开关，所述控制开关设有用于控制所述控制开关截止或导通的控制端；

与所述控制开关的控制端连接的反馈回路控制电路，所述锁具状态检测单元连接于其中一个反馈回路控制电路上，所述锁具状态检测单元根据检测到的锁具状态控制其所在反馈回路控制电路的通断；

与所述状态反馈元件连接的收发天线，所述收发天线与电脑钥匙通信连接；

为所述状态反馈模块、反馈回路控制电路供电的电源模块。

6.如权利要求5所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述状态检测组件还包括用于检测门的开/闭状态的门状态检测单元，所述门状态检测单元与所述检测电路电连接，所述门状态检测单元检测门的状态变化信息，并通过所述检测电路发送给电脑钥匙；

所述锁具状态检测单元和所述门状态检测单元分别连接于所述检测电路中不同的反馈回路控制电路上，所述锁具状态检测单元和门状态检测单元分别根据检测到的锁具状态和门状态控制各自所在反馈回路控制电路的通断。

7.如权利要求6所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述状态反馈模块包括第一状态反馈回路、第二状态反馈回路和第三状态反馈回路，所述反馈回路控制电路包括分别与所述第一状态反馈回路、第二状态反馈回路和第三状态反馈回路对应连接的第一反馈回路控制电路、第二反馈回路控制电路和第三反馈回路控制电路，所述锁具状态检测单元连接于所述第二反馈回路控制电路上，所述门状态检测单元连接于所述第三反馈回路控制电路上；

所述第一状态反馈回路的控制开关的控制端连接有第一接地回路，所述第一接地回路包括第一接地开关，所述第一接地开关的控制端与所述第二反馈回路控制电路的输出端相连，所述第二反馈回路控制电路导通时所述第一接地回路导通；

所述第二状态反馈回路的控制开关的控制端连接有第二接地回路，所述第二接地回路包括第二接地开关，所述第二接地开关的控制端与所述第三反馈回路控制电路的输出端相连，所述第三反馈回路控制电路导通时所述第二接地回路导通。

8.如权利要求7所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述反馈元件为RFID芯片，所述控制开关为NMOS管，所述NMOS管的栅极为控制开关的控制端，NMOS管的漏极与RFID芯片的接地端连接，源极接地。

9.如权利要求7或8所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述第一接地开关和/或所述第二接地开关为NMOS管，所述NMOS管的栅极为接地开关的控制端，漏极和与该NMOS管所在的接地回路相连的状态反馈回路的控制开关的控制端相连，源极接地。

10.如权利要求5或6所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述收发天线为锁具的身份识别码片的感应天线。

11.如权利要求10所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述检测电路还包括整流电路，所述收发天线和所述整流电路连接组成电源模块，所述收发天线接收所述电脑钥匙的电能经所述整流电路整流后为所述状态反馈模块、反馈回路控制电路供电。

12.如权利要求1或5或6或7或8或11所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述检测电路设置于位于所述锁壳内的PCB板上。

13.如权利要求1或5或6或7或8或11所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述锁具状态检测单元包括设置于所述锁杆的磁铁和对应设置于所述锁壳内的干簧管，所述干簧管与所述检测电路电连接。

14.如权利要求6或7或8所述的带状态检测功能的锁具，其特征在于：所述门状态检测单元包括设置于锁壳内的干簧管以及对应设置于门框上的磁铁，所述干簧管与所述检测电路电连接。

15.一种锁控系统，包括：锁具、电脑钥匙和管理终端，其特征在于：所述锁具为如权利要求1至14任一项所述的带状态检测功能的锁具，所述电脑钥匙与所述管理终端通讯连接，所述电脑钥匙设有采集所述锁具状态的状态采集装置。

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