CN2681241Y - 一种钥匙保管*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钥匙保管***，包括：中央控制装置；电子标签、n个接收天线构成的接收天线阵列、射频感应接收装置、以及n个探测锁定装置构成的探测锁定装置阵列；它主要通过电子标签和探测锁定装置使得管理***与钥匙相联系，它还通过交错排列的探测锁定装置及接收天线矩阵实现高密度的钥匙保管及高精度的信号传输和数据读取，它不仅可以实时检测钥匙的位置、去留状态、用户信息，以及根据不同的情况设置不同的存取钥匙的权限，而且制作成本低，适于各行各业的钥匙管理。

Description

一种钥匙保管***

技术领域

本实用新型涉及物品保管技术，具体的讲是一种钥匙保管***。

背景技术

现有的钥匙保管方式一般有两种：一种是采用人工管理的方式，即对被保管的钥匙编号，并将钥匙的资料与其用户的资料预先进行记录，设置专人看守，用户取用或归还时均一一登记。采用这种方式，由于取用或归还均需要人工识别，因此容易取错、放错，为防止这种情况还需定期人工盘点、检查，费时费工。

另一种是设有一个读卡器和多个具有电磁锁盖子的钥匙保管箱，用户在读卡器上操作ID卡，读出头便读出ID号，如果它与以前登记的ID号一致的话，相应的钥匙保存室的电磁锁解除，盖子打开，用户就可以存/取出钥匙。这种装置只能解决前述人工管理所产生的部分问题，仍不能满足现代社会高效、安全的管理钥匙的需求：一、不能实时探测钥匙自身的信息、用户的信息以及保存的位置及去留状态，不利于管理；二、存/取钥匙的权限整齐划一，不能针对各种情况灵活安排。

如汽车销售公司，需要妥善保管每一辆汽车的钥匙，以及方便快捷地提供所需要的钥匙。由于汽车销售公司的人员流动大，钥匙使用频繁，同一型号车辆的钥匙基本一致，因此很容易造成钥匙管理上的混乱。如果发生取错钥匙、钥匙丢失、非法复制或被员工盗走等情况，就会使公司以及用户蒙受经济损失。

又如写字楼、公寓、医院、银行等公共建筑，通常需要管理属于不同的公司、个人或部门的大量钥匙，其中有些可能还是库房、金库、档案室、财务室等关键部门的钥匙。由于这类建筑还多是火灾的重点防范单位，因此面临着一方面要高度安全地保管好各公司、部门的钥匙，一方面还要在发生火灾后，使到达现场的消防人员能迅速取得大厦内全部通道及房间的钥匙，以及时实施灭火行动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钥匙保管***，它主要通过电子标签和探测锁定装置使得管理***与钥匙相联系，它还通过交错排列的探测锁定装置及接收天线矩阵实现高密度的钥匙保管及高精度的信号传输和数据读取，它不仅可以实时检测钥匙的位置、去留状态、用户信息，以及根据不同的情况设置不同的存取钥匙的权限，而且制作成本低，适于各行各业的钥匙管理。

本实用新型是这样实现的：

一种钥匙保管***，包括：中央控制装置；其特征在于包括：电子标签、n个接收天线构成的接收天线阵列、射频感应接收装置、以及n个探测锁定装置构成的探测锁定装置阵列；其中：

所述的电子标签至少包括发射芯片和发射天线，在所述的发射芯片内存储有电子编码，该电子标签与被保管钥匙联接；

所述的探测锁定装置与所述的接收天线在位置上一一对应，且分别与所述的中央控制装置耦合；

所述的中央控制装置对所述的接收天线阵列进行控制，使其在某一时刻仅有一个接收天线与所述射频感应接收装置连接，而另外的接收天线与所述射频感应接收装置保持断开状态；

所述的射频感应接收装置与所述的中央控制装置连接；

所述的电子标签嵌入并输出信号给某一所述的探测锁定装置，该探测锁定装置向所述的中央控制装置发送电子标签位置信号，所述的中央控制装置对该位置信号进行处理，并向所述的接收天线阵列发送控制指令，使所述接收天线阵列中与该探测锁定装置位置相对应的接收天线与所述射频感应接收装置连接，所述的射频感应接收装置驱动该接收天线发射电磁能；所述电子标签内的发射天线接收所述的电磁能，并将其存储的电子编码发射出去；该接收天线接收该电子编码并传给所述射频感应接收装置进行解码，解码后的数据传送给所述的中央控制装置；所述的中央控制装置向该探测锁定装置发送锁定/释放信号，所述的探测锁定装置将被保管钥匙锁定/释放。

所述的接收天线阵列是指：由n个继电器构成接收天线阵列电路；其中：每个接收天线与对应的继电器的公共端连接，该继电器的常闭点接地，常开点与所述的射频感应接收装置连接；所述的继电器与所述的中央控制装置耦合，n的取值范围为1≤n≤400。

所述的接收天线阵列中的任意一个天线与其相邻行中临近的天线距离均相等；并且每行中的天线等距排列。

所述的接收天线阵列接到所述的控制命令前，每个接收天线的两极均接地；接到所述的控制命令后，与所述的探测锁定装置相对应的接收天线的两极连接到所述的射频感应接收装置上。

所述的探测锁定装置包括：位置传感器、自动锁定元件。

所述的位置传感器是指：位置开关；

所述的自动锁定元件是指：锁定电磁铁，该锁定电磁铁的衔铁受电信号的控制而锁定/释放。

所述的探测锁定装置阵列包括：由n个位置开关构成的开关阵列电路、以及由n个锁定电磁铁构成的锁定电磁铁阵列电路；

其中n的取值范围为1≤n≤400。

所述的探测锁定装置还包括：指示灯，该指示灯受电信号的控制而动作。

所述的探测锁定装置阵列还包括：由n个LED指示灯构成的指示灯阵列电路；其中：每个LED指示灯受电信号的控制而动作，n的取值范围为1≤n≤400。

所述的中央控制装置为：单片机。

所述的中央控制装置包括：CPU、存储器、显示器、输入装置、网络通信接口、输出装置。

所述的钥匙保管***还包括：一箱体，该箱体具有防护门，该防护门的开关受所述的中央控制装置控制；所述箱体内包含一探测锁定装置固定板，所述的n个探测锁定装置按照阵列的形式固定在该固定板上；

其中n的取值范围为1≤n≤400。

所述的钥匙保管***还包括：用户身份识别装置；

用户身份识别时，所述显示器提示用户使用所述身份识别装置，所述中央控制装置验证所述用户身份识别装置的有效性，有效则所述防护门打开。

所述的用户身份识别装置可包括：密码键盘、卡片读取器、人体特征识别装置、计算机。

所述的用户身份识别装置可包括：在远程地点安装的身份识别装置。

所述的电子标签还包括：电子标签基体，该电子标签基体上设有锁定孔，该电子标签基体内包含发射天线、发射芯片；被保管钥匙通过安装环安装在该电子标签上。

所述的探测锁定装置包括：

基座、电磁铁装置、发光二极管、接收天线和位置开关；

其中，所述电磁铁装置包括一个由电磁线圈和弹簧控制其伸缩的衔铁；位于所述基座的一侧；所述衔铁位置与***所述基座的电子标签的锁定孔位置相对应；所述衔铁在电信号的控制下伸出时，从侧面***所述电子标签的锁定孔中，电子标签被锁定在探测锁定装置中；当所述衔铁在电信号的控制下缩回时，所述电子标签被释放能拔出；

当所述的电子标签***或拔出所述基座时，所述发光二极管由中央控制装置控制，指示电子标签的位置、状态信息；

所述接收天线接收所述中央控制装置的控制指令，给所述的电子标签提供电磁能量，并且接收该电子标签发送的电子编码；

当所述电子标签***或拔出所述基座时，触动所述位置开关，所述位置开关向所述中央控制装置发送所述电子标签的位置信号。

所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的射频感应接收装置至少包括：天线驱动器和解码器；

所述的天线驱动器驱动天线发送电磁能量，并接收天线收到的所述电子标签发送的模拟信号，并将经过分析后的数据通过TTL/CMOS接口传送到所述的中央控制装置；

该射频感应接收装置可监测多个天线，并将读取的数据与天线位置相联系，实现了电子标签数据存取与空间位置识别的双重功能；

所述的接收天线阵列电路使接收天线在任何时候只有一个连接到射频感应接收装置，在天线稳定接入后开始读取电子标签数据；正确读取数据后，中央控制装置驱动天线阵列电路选择下一个接收天线；接收天线阵列的每一个读卡数据自动对应相应位置的电子标签数据，从而***将能够探明全部的电子标签的电子编码及相应位置信息。

所述的中央控制装置中存储有n个编码、被管钥匙信息、及用户信息；

每个所述的编码映射被保管钥匙信息；

用户信息至少包括：用户密码、用户权限；

所述的编码与所述电子标签中存储的电子编码相同；当所述的中央控制装置读取到所述电子标签中存储的电子编码后，与自身存储的所述编码相比较，从而得到相应的被保管钥匙信息。

所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的防护门可为透明材质的防护门。

本实用新型提供了一种钥匙管理***，由于它采用电子标签和探测锁定装置而实现了管理***实时自动的检测钥匙位置和用户信息的功能，尤其是由于探测锁定装置采用了交错排列的接收天线阵列，从而避免了接收天线之间的信号干扰，使数据读取和信号传输安全、准确；而且本实用新型采用了一个射频感应接收装置监管整个接收天线阵列，使某一时刻只有一个接收天线连接到与射频感应接收装置上，其他接收天线均为接地的连接方式，从而即避免了接收天线之间的干扰，又高效的利用了射频感应装置，从而低成本地实现了高效、安全、准确的钥匙管理。

附图说明

图1为本实用新型应用于钥匙保管箱的外观示意图；

图2为本实用新型应用于钥匙保管箱的工作流程图；

图3A为本实用新型所述电子标签的左视图；

图3B为本实用新型所述电子标签的主视图；

图3C为本实用新型所述电子标签的立体图；

图3D为本实用新型所述电子标签的俯视图；

图3E为本实用新型所述的接收天线的示意图；

图3F为本实用新型所述电磁铁装置的示意图；

图3G为本实用新型所述探测锁定装置的基座的示意图；

图4A为本实用新型应用于钥匙保管箱时，电子标签与探测锁定装置、接收天线的组合结构示意图；

图4B为本实用新型应用于钥匙保管箱时，电子标签与探测锁定装置的组合结构示意图；

图4C为本实用新型应用于钥匙保管箱时，电子标签与探测锁定装置组合结构立体图；

图4D为本实用新型应用于钥匙保管箱时，电子标签与探测锁定装置、接收天线的组合结构俯视图；

图5为本实用新型应用于钥匙保管箱的局部电路原理图；

图6为应用本实用新型于钥匙保管箱的***电路原理图；

图7为本实用新型关于单片机模块的示意图；

图8A至图8B为本实用新型单片机模块的引脚图；

图9为本实用新型地址译码及总线驱动电路；

图10A至图10B为本实用新型电磁铁控制电路；

图11A至图11B为本实用新型天线控制电路；

图12A至图12B为本实用新型位置指示灯控制电路；

图13A至图13B为本实用新型位置开关阵列电路；

图14为本实用新型***的接收天线阵列电路图；

图15为本实用新型***的电磁铁阵列电路图；

图16为本实用新型***的位置开关阵列电路图；

图17为本实用新型***的指示灯阵列电路图；

图18为本实用新型***的接收天线阵列的天线位置关系示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种钥匙保管***，包括：中央控制装置；其特征在于包括：电子标签、n个接收天线构成的接收天线阵列、射频感应接收装置、以及n个探测锁定装置构成的探测锁定装置阵列；其中：

所述的电子标签至少包括发射芯片和发射天线，在所述的发射芯片内存储有电子编码，该电子标签与被保管钥匙联接；

所述的探测锁定装置与所述的接收天线在位置上一一对应，且分别与所述的中央控制装置耦合；

所述的中央控制装置对所述的接收天线阵列进行控制，使其在某一时刻仅有一个接收天线与所述射频感应接收装置连接，而另外的接收天线与所述射频感应接收装置保持断开状态；

所述的射频感应接收装置与所述的中央控制装置连接；

该探测锁定装置向所述的中央控制装置发送电子标签位置信号，该探测锁定装置向所述的中央控制装置发送电子标签位置信号，所述的中央控制装置对该位置信号进行处理，并向所述的接收天线阵列发送控制指令，使所述接收天线阵列中与该探测锁定装置位置相对应的接收天线与所述射频感应接收装置连接，所述的射频感应接收装置驱动该接收天线发射电磁能；所述电子标签内的发射天线接收所述的电磁能，并将其存储的电子编码发射出去；该接收天线接收该电子编码并传给所述射频感应接收装置进行解码，解码后的数据传送给所述的中央控制装置；所述的中央控制装置向该探测锁定装置发送锁定/释放信号，所述的探测锁定装置将被保管钥匙锁定/释放。

下面就本使用新型的实现方式给出详细说明。

如图1所示，为本实用新型钥匙保管箱的外观示意图，包括：箱体1；箱体1上安装有用户操作界面2与钥匙保管界面3；钥匙保管界面3上设有电子标签基座(探测锁定装置)矩阵4，用以***电子标签；箱体1上还设有防护门5，其上可安装电锁或机械锁，只有当用户通过身份验证后电锁才能开启。机械锁用以防止在电锁失灵而打不开防护门时使用。

箱体1和防护门5均可由金属或其他材料制成。防护门可以是透明的，也可以不透明。箱体1上还可安装有探测防护门开启及关闭状态的传感器。用户操作界面2可包括：用户身份识别装置、操作键盘、液晶或数码显示装置、打印机等。上述用户身份识别装置是指采用密码键盘、磁卡、IC卡、韦根卡、信息钮及其他特征标志识别技术或人体生物特征识别技术进行用户身份判断的装置。一台全功能的保管箱可以与其他几台没有操作界面的保管箱连接在一起，组成更大容量的保管箱。全功能保管箱还可以使用串行通讯口与本地的计算机通讯，也可以使用网络接口与本地或远程计算机实现联网通讯。

如图2所示，为本实用新型***的工作流程图，具体步骤如下：

步骤一、开始，即软件始终处于待机状态，显示屏提示用户出示卡片；

步骤二、IC卡进入所述IC卡读卡器有效范围时，所述的单片机判断所述IC卡读卡器读出的数据是否有效，有效则所述的显示器提示输入密码，无效则返回步骤一；

步骤三、所述的单片机判断所述键盘输入的密码数据是否有效；有效则所述的显示屏显示操作功能选择界面；无效则返回步骤二；

步骤四、所述的操作功能选择界面显示出归还钥匙、取钥匙、查询等选择项，等待用户选择；

当用户选择归还钥匙项时：

进入所述的归还钥匙界面；所述的防护门电锁开启；***电子标签至所述的电子标签基座，所述的单片机得知所***的电子标签所在的位置信息以及电子标签内记录的电子编码信息；所述的单片机将所述的电子编码与所述的该位置上预设的钥匙序列编码数据比较，记录并控制所述的显示屏显示结果。

当用户选择取钥匙项时：进入所述的取钥匙界面，所述的显示屏提示输入钥匙编号；所述的单片机对所述的钥匙编号进行有效判断：无效返回，有效则所述的单片机驱动所述的指示灯矩阵点亮与所述的钥匙编号对应的位置上的指示灯，并释放对应位置的电磁铁，同时不断扫描对应位置的位置开关；用户拔出所述对应位置的电子标签，所述的单片机得知该位置的电子标签已被取走。

当用户选择查询项时：进入查询界面，显示屏显示出以往钥匙的使用时间、次数等查询选择项。

步骤五、所述的单片机记录、打印上一次的操作信息；

步骤六、所述的显示屏提示用户是否继续操作，并等待用户输入；如果用户选择继续操作，所述的显示屏返回到操作功能选择界面；如果用户选择终止操作或直接关闭保管箱防护门，所述的显示屏返回到开始状态。

上述步骤四还可以包括：***查看构成本地网络的保管箱数量，若数量等于1则会直接进入下一步，若本地网络的保管箱数量大于1，即：一个本实用新型控制多个保管箱的情况；***会显示保管箱名称及编号列表并等待用户选择保管箱编号，待用户指定正确的保管箱编号后，再进入下一步骤。

上述步骤四还可以包括：***通过读卡器读出电子标签数据，并通过指示灯指示位置。

如图3所示，为本实用新型电子标签、接收天线、电磁铁、探测锁定装置座的结构示意图。

其中，电子标签的结构示意图包括左视图3A、主视图3B、右侧视图3C、俯视图3D。如图3B所示：电子标签10包括标签基体11，标签基体11的左侧为钥匙安装环固定孔12，用以通过安装环与被保管的钥匙连接；中间设有发射芯片与发射天线，前者所存储电子编码可通过后者发射出去；右侧为电磁铁***孔13，该孔与探测锁定装置的电磁铁的衔铁相对应，当电子标签***探测锁定装置座后，电磁铁的衔铁就会滑入电子标签。可见，标签基体是发射芯片与发射天线的保护外壳，其外型设计上使安装环能够固定在它上面，同时也能被探测锁定装置固定住。

如图3E所示，为使安装方便，接收天线设计为方形。如图3F所示，电磁铁的衔铁被设计为一面有一个斜坡，目的是当电子标签***时，电子标签上的滑动斜坡正好与衔铁形状相吻合，衔铁能顺利的滑入电子标签的开孔中。如图3G所示，探测锁定装置座是一个中空并且一端敞开的壳体，它能容纳电子标签，使电子标签能顺利的滑入/滑出。

如图4所示，为本实用新型电子标签与探测锁定装置的组合结构示意图。如图4A所示，探测锁定装置20包括接收天线21、位置开关22、电磁铁23。其中，接收天线21位于探测锁定装置座的一侧，位置开关22位于探测锁定装置座的后部，电磁铁23位于探测锁定装置座的另一侧，并且电磁铁的衔铁在电磁线圈和弹簧的控制下能够伸缩。当衔铁伸出时，衔铁从侧面***电子标签的电磁铁***孔13中，电子标签10就被锁定在探测锁定装置中，衔铁缩回时电子标签10被释放开，能够被拔出。在电磁铁没有通电的状态下，衔铁处于伸出状态。用户***电子标签时，只要用手稍微用力，衔铁就能被顶回。电磁铁机构设计是衔铁的斜坡面始终朝向电子标签方向。

上述电子标签10上同样在两个侧面设计了滑动斜坡，同时被设计成对称方式，允许从两个方向***探测锁定装置中。电子标签上的电磁铁***孔13设计得比电磁铁的直径略大，使电子标签被锁定后还有一定的活动量，以保证位置开关22能够被触动。

上述位置开关22是一个小型微动开关，用手将电子标签***时会触动该位置开关22，从而通知***有一个电子标签已经***；在电子标签已经被电磁铁锁定后，用手按动电子标签，电子标签会向前运动，触发位置开关22发出信号，通知保管箱希望取走的钥匙的位置。

如图5所示为本实用新型的局部电路原理图，该图显示了***确认用户的身份以及权限后，开启防护门电锁并取用/保管钥匙的电路原理。其中，单片机核心模块40分别与射频感应接收装置30、指示灯50、以及探测锁定装置20中的接收天线21、位置开关22、电磁铁23联接；电子标签10(其上连接有钥匙)，包括发射芯片10a、发射天线10b，本图显示了接收天线21已经切换到射频感应接收装置30上的状态。

本实用新型取用钥匙的原理如下：(1)、***点亮允许取用的钥匙上的指示灯50，并控制探测锁定装置20释放对应位置电子标签10，同时不断扫描上述位置的位置开关22；(2)、当用户拔出电子标签10时，将触动位置开关22从而通知单片机核心模块40相关信息。

保管钥匙的过程如下：(1)、需保管的钥匙通过安装环连接到电子标签10上，发射芯片10a即存储有被保管钥匙的电子编码，即钥匙序列编码；(2)、将电子标签10***到探测锁定装置20触动位置开关22，从而通知单片机核心模块40有电子标签***；(3)、单片机核心模块40控制接收天线矩阵60(见图6)，将接收天线21切换到射频感应接收装置30上；(4)、射频感应接受装置30驱动接收天线21发射电磁能，从而与发射天线10b发生耦合而获得电子编码信号并输出到到射频感应接收装置30，后者分析解码后得到电子标签10的电子编码，并将其输出到单片机核心模块40；(5)、单片机核心模块40比较接收到的电子编码与一预设的编码，相同则控制电磁铁23锁住电子标签10、控制指示灯50闪烁表明该保管动作有效，同时记录该被保管钥匙的名称、保管时间、用户姓名等。

上述电子标签10是一个小型射频发射装置，主要由发射芯片10a、发射天线10b及标签基体组成。探测锁定装置20，均包括电子标签基座及接收天线21、位置开关22与电磁铁23。

上述射频感应接收装置30是一个天线驱动及数据解码器。射频感应接收装置是一个成熟的技术产品，可以从多个供应商处采购到。

上述指示灯50是与探测锁定装置一一对应的发光管组成的阵列，发光管的亮灭、闪烁频率可以指示电子标签的位置、状态等信息。

如图6所示为本实用新型***的电路原理图，其中射频感应接收装置30、接收天线矩阵60、位置开关矩阵70、电磁铁矩阵80以及指示灯矩阵90、显示器101、读卡器102、键盘103、打印机104、网络接口105分别与单片机核心模块40联接，接收天线矩阵60在单片机核心模块40的控制下将某一接收天线与射频感应接收装置30联接。

上述射频感应接收装置30内置天线控制电路、射频信号解码电路，并通过TTL RS232电平信号直接连接到单片机核心模块40的串行通讯端口上。

上述接收天线矩阵60的输出连接到射频感应接收装置30，接收天线阵列为多选择一式阵列，控制器控制阵列的列输出正电压，阵列的行输出地电压，对应的行和列交叉点上切换器动作，从而将对应的接收天线连接到射频感应接收装置30上。更具体的讲，接收天线矩阵60受单片机核心模块40控制而在某个时段将一个接收天线连接到射频感应接收装置30上，同时使其与其他接收天线脱离，从而实现在这个时段射频感应接收装置30只察看这一个接收天线的有效范围内的电子标签数据。单片机核心模块40会控制接收天线矩阵60会逐个切换天线，从而取得全部电子标签数据。

上述保管箱面板读卡器(连天线)102通过TTL RS232信号直接连接到单片机串行通讯端口上。

上述接收天线矩阵60的成员是如图5所示的每一个探测锁定装置上的接收天线，同理，上述位置开关矩阵70、电磁铁矩阵80以及指示灯矩阵90的成员分别是如图5所示的每一个探测锁定装置上的位置开关、电磁铁以及指示灯。

上述接收天线矩阵60与电子标签的天线组成完全对应的两个阵列。天线参数设计及天线的空间位置排列保证相邻的天线之间产生的干扰不至于影响射频感应接收装置顺利接收经矩阵选择的天线对应的电子标签数据。

图7为本实用新型关于单片机模块的示意图，有许多厂家能够提供满足上述技术要求的产品，本方案选择的是ZWORLD公司的RABBIT2000单片机。该部分模块的电路设计不包含在本发明的设计方案中。为便于清晰理解本方案，特在此给出RABBIT2000单片机模块的电路框图，并给出简略的说明，详细资料可以参照厂家提供的技术说明。

RABBIT2000单片机模块给出5个8位通用输入/输出端口PA0-PA1、PB0-PB7、PC0-PC7、PD0-PD7、PE0-PE7，8位数据总线D0-D7；4位扩展地址线A0-A3；存储器读写信号线；外部复位输入端；5个8位定时器；512K闪速存储器，512K静态存储器；实时时钟；Watchdog电路；10Base-T RJ-45以太网端口；3个CMOS兼容串行口。

图8A，图8B为本实用新型单片机模块的引脚图，图中网络标号为NC的引脚是空脚。引脚说明如下：J4-1和J5-26是单片机模块电源负。J4-2和J5-25是单片机模块电源正。J5第16至23脚(网络标号为CD7至CD0)是单片机数据总线(8位地址总线)。J4第23至26脚(网络标号为A3至A0)是单片机地址总线的低4位。J4-13是单片机读信号(网络标号为/CIORD，低有效)。J4-14是单片机写信号(网络标号为/CIOWR，低有效)。J5-9(网络标号为/RES)是单片机复位输出。J4-15(PE0)是地址线高位整合信号(网络标号为LCDCS1)，用于液晶显示器存储器1的片选信号。J4-16(PE1)是地址线高位整合信号(网络标号为LCDCS2)，用于液晶显示器存储器2的片选信号。J4-22(PE7)是地址线高位整合信号(网络标号为BOX1&2CS)，用于本地保管箱1、2地址译码允许信号。J4-20(PE5)是地址线高位整合信号(网络标号为BOX3&4CS)，用于本地保管箱3、4地址译码允许信号。J4-19(PE4)是地址线高位整合信号(网络标号为PRINTERCS)，用于打印机的允许信号。J5第5至8脚(PA4至PA7)为面板键盘矩阵行扫描输出也是其他信号矩阵的行扫描输出(网络标号为KEYROW1、KEYROW2、KEYROW3)。J5第1至4脚(PA0至PA3)为面板矩阵键盘列输入(网络标号为KEYCOL1、KEYCOL2、KEYCOL3)。J5第12、13、14脚(PB3、PB4、PB5)为其他信号矩阵列输入(网络标号为INPUTCOL1、INPUTCOL2、INPUTCOL3)。面板键盘矩阵包括操作面板上的0至9及其他功能键。其他信号矩阵主要包括报警信号输入、操作板门位置开关、箱门位置开关、收容板位置开关、打印机缺纸信号、打印机异常信号、电源电压低信号、操作/保管箱读卡器切换信号及用户可编程的4个输入信号。J4-10(PC3)是报警输出(网络标号为ALARMOUT)。J4-11(PC4)是蜂鸣器输出(网络标号为BUZZER)。J4-12(PC5)是液晶背光控制输出(网络标号为LCDLIGHT)。J4-5(PC2)是可编程输出1(网络标号为OPTOUT1)。J5-15(PB7)是可编程输出2(网络标号为OPTOUT2)。J4-3(PC0)是串行输出脚(网络标号为TXD)。J4-4(PC1)是串行输入脚(网络标号为RXD)。TXD、RXD用于与射频接收模块进行串行通讯。

图9A，图9B为本实用新型地址译码及总线驱动，U1型号为74HC245 8位双向驱动器。11至18脚(网络标号为D7至D0)连接应用板一侧。9至2脚(网络标号为CD7至CD0)连接单片机一侧。1脚(网络标号为/IOWR)是U1的驱动方向控制脚。19脚(网络标号为BOX1&2CS)是U1的输出允许控制脚。U2型号为74HC138 3-8译码器。管脚7(网络标号为ACoilRowCS)是电磁铁矩阵行选择信号。管脚9(网络标号为ACoilCo1CS)是电磁铁矩阵列选择信号。管脚10(网络标号为AAntRowCS)是天线控制矩阵行选择信号。管脚11(网络标号为AAntCo1CS)是天线控制矩阵列选择信号。管脚12(网络标号为ALedRowCS)是位置指示灯矩阵行选择信号。管脚13(网络标号为ALedCo1CS)是位置指示灯矩阵列选择信号。管脚14(网络标号为AKeyRowCs)是位置开关矩阵行选择信号。管脚15(网络标号为AKeyCo1Cs)是位置开关矩阵列选择信号。管脚5(/G2B，网络标号为BOX1&2CS)是译码器输出允许脚。管脚4(/G2A)是译码器输出允许，直接接地。地址线A3经反向器连接到U1的第6脚(/G1，是译码器输出允许)。

图10A，图10B为本实用新型电磁铁控制电路，U3(型号为74HC374)是电磁铁控制矩阵行信号锁存器。U4(型号为UDN2580)是电磁铁控制矩阵行驱动器。U5(型号为74HC374)是电磁铁控制矩阵列信号锁存器。U6(型号为UDN2580)是电磁铁控制矩阵列驱动器。U3的3、4、7、8、13、14、17、18脚是数据输入端，连接到总线驱动器上(网络标号为D0至D7)。U3的11脚是锁存控制(网络标号为/IOWR)。U3的1脚(/OE)是输出允许，连接到地址译码器上(网络标号为ACoilRowCS)。U3的2、5、6、9、12、15、16、19脚是数据输出端，一一对应连接到U4输入脚1至8上。U4的11至18脚是电磁铁矩阵行驱动输出(网络标号为So1Row0至So1Row7)。电磁铁矩阵列控制方式与行控制方式相同，不再赘述。

图11A，图11B为本实用新型天线控制电路，与电磁铁控制方法相同，不再赘述。

图12A，图12B为本实用新型位置指示灯控制电路，与电磁铁控制方法相同，不再赘述。

图13A，图13B为本实用新型位置开关矩阵电路，U16(型号为74HC374)是位置开关矩阵行扫描输出，与电磁铁控制方法相同，不再赘述。U15(型号为74HC244，8位缓冲器)是钥匙开关矩阵列输入。U15的3、5、7、9、12、14、16、18脚连接数据总线(网络标号为D7至D0)。U15的17、15、13、11、8、6、4、2连接钥匙开关矩阵列线(网络标号为KeyCo17至KeyCo10)。U15的19、1脚是允许信号(网络标号为/IORD和AkeyCo1Cs)。

如图14所示，为本实用新型***的接收天线阵列电路图，接收天线阵列为多选择一式阵列，单片机核心模块40控制接收天线阵列的列输出正电压，阵列的行输出地电压，对应的行和列交叉点上切换器动作，从而将对应的天线连接到射频感应接收装置上。

每一个接收天线的两极分别连接在切换继电器触点的公共端子上，继电器的常闭触点连接到地线，在没有一个继电器动作时，全部天线与地线连通。矩阵的行线连接到控制矩阵的低端控制线上(网络标号为AnteRow0至AnteRow7)。矩阵的列线连接到控制矩阵的高端控制线上(网络标号为AnteCo10至AnteCo17)。各个继电器的常开触点对应连接起来，汇总后的继电器常开点信号连接到射频接收感应装置上(网络标号为Ant+、Ant-)。

图15为本实用新型***的电磁铁阵列电路图，电磁铁采用矩阵的控制方式，即在通过单片机核心模块40在矩阵行线上给出正电压，在矩阵列线上给出负电压，实现对应行与列的电磁铁的控制，只要控制电流容量允许，可以存在多个电磁铁同时动作的情况。

因各个行与各个列的控制方式相同，图中做了适当的省略。矩阵的列线连接到列继电器触点上，各个列继电器触点的另一端连接到+12V上。列继电器的线圈受到列驱动器的控制(网络标号为So1Co10至So1Co17)。矩阵的行线连接到行继电器触点上，各个行继电器触点的另一端连接到电源地上。行继电器的线圈受到行驱动器的控制(网络标号为So1Row0至So1Row7)。

图16为本实用新型***的位置开关阵列电路图。单片机核心模块40在矩阵行线(网络标号为KeyRow0至KeyRow7)给出扫描电压输出，矩阵列线(网络标号为KeyCo10至KeyCo17)为输入，输入信号受地址译码器控制经过驱动器传送到总线上。

图17为本实用新型***的指示灯阵列电路图，采用扫描方式，使矩阵列输出电压信号，矩阵的列输出地信号，选择将某个或某几个指示灯点亮或以各种频率闪烁。

由单片机核心模块40为指示灯列线(网络标号为LedCo10至LedCo17)提供正电压，为指示灯行线(网络标号为LedRow0至LedRow7)提供负电压。每一个发光管通过分压电阻与行线、列线相连。

如图18所示，为本实用新型***的接收天线矩阵的位置关系示意图，其中，A、B、C、D、E、F、G代表接收天线。A、B、C在同一行，D、E在同一行，F、G在同一行。从图中可以看出接收天线阵列各行是错开放置的，AB、BC分别代表接收天线A与接收天线B的距离、接收天线B与接收天线C的距离，同时BD、BE、BF、BG分别代表接收天线B与接收天线D的距离、接收天线B与接收天线E的距离、接收天线B与接收天线F的距离、接收天线B与接收天线G的距离，并且有BD＝BE＝BF＝BG及AB＝BC。即本实用新型的接收天线阵列中的任意一个天线与其相邻行中临近的天线距离均相等；并且每行中的天线等距排列。

以上具体实施方式仅用来说明本实用新型，而非限定本实用新型。

Claims (20)

1.一种钥匙保管***，包括：中央控制装置；其特征在于包括：电子标签、n个接收天线构成的接收天线阵列、射频感应接收装置、以及n个探测锁定装置构成的探测锁定装置阵列；其中：

所述的电子标签至少包括发射芯片和发射天线，在所述的发射芯片内存储有电子编码，该电子标签与被保管钥匙联接；

所述的探测锁定装置与所述的接收天线在位置上一一对应，且分别与所述的中央控制装置耦合；

所述的中央控制装置对所述的接收天线阵列进行控制，使其在某一时刻仅有一个接收天线与所述射频感应接收装置连接，而另外的接收天线与所述射频感应接收装置保持断开状态；

所述的射频感应接收装置与所述的中央控制装置连接；

所述的电子标签嵌入并输出信号给某一所述的探测锁定装置，该探测锁定装置向所述的中央控制装置发送电子标签位置信号，所述的中央控制装置对该位置信号进行处理，并向所述的接收天线阵列发送控制指令，使所述接收天线阵列中与该探测锁定装置位置相对应的接收天线与所述射频感应接收装置连接，所述的射频感应接收装置驱动该接收天线发射电磁能；所述电子标签内的发射天线接收所述的电磁能，并将其存储的电子编码发射出去；该接收天线接收该电子编码并传给所述射频感应接收装置进行解码，解码后的数据传送给所述的中央控制装置；所述的中央控制装置向该探测锁定装置发送锁定/释放信号，所述的探测锁定装置将被保管钥匙锁定/释放。

2.根据权利要求1所述的一种钥匙保管***，其特征在于，所述的接收天线阵列是指：由n个继电器构成接收天线阵列电路；其中：每个接收天线与对应的继电器的公共端连接，该继电器的常闭点接地，常开点与所述的射频感应接收装置连接；所述的继电器与所述的中央控制装置耦合；n的取值范围为1≤n≤400。

3.根据权利要求2所述的一种钥匙保管***，其特征在于，所述的接收天线阵列中的任意一个天线与其相邻行中临近的天线距离均相等；并且每行中的天线等距排列。

4.根据权利要求1所述的一种钥匙保管***，其特征在于，所述的接收天线阵列接到所述的控制命令前，每个接收天线的两极均接地；接到所述的控制命令后，与所述的探测锁定装置相对应的接收天线的两极连接到所述的射频感应接收装置上。

5.根据权利要求1所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的探测锁定装置包括：位置传感器、自动锁定元件。

6.根据权利要求5所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的位置传感器是指：位置开关；

所述的自动锁定元件是指：锁定电磁铁，该锁定电磁铁的衔铁受电信号的控制而锁定/释放。

7.根据权利要求6所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的探测锁定装置阵列包括：由n个位置开关构成的开关阵列电路、以及由n个锁定电磁铁构成的锁定电磁铁阵列电路，n的取值范围为1≤n≤400。

8.根据权利要求5所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的探测锁定装置还包括：指示灯，该指示灯受电信号的控制而动作。

9.根据权利要求7所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的探测锁定装置阵列还包括：由n个LED指示灯构成的指示灯阵列电路；其中：每个LED指示灯受电信号的控制而动作，n的取值范围为1≤n≤400。

10.根据权利要求1所述的钥匙保管***，其特征在于所述的中央控制装置为：单片机。

11.根据权利要求1至9任意一项所述的钥匙保管***，其特征在于所述的中央控制装置包括：CPU、存储器、显示器、输入装置、网络通信接口、输出装置。

12.根据权利要求11所述的钥匙保管***，其特征在于还包括：

一箱体，该箱体具有防护门，该防护门的开关受所述的中央控制装置控制；

所述箱体内包含一探测锁定装置固定板，所述的n个探测锁定装置按照阵列的形式固定在该固定板上，n的取值范围为1≤n≤400。

13.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于还包括：用户身份识别装置；

用户身份识别时，所述显示器提示用户使用所述身份识别装置，所述中央控制装置验证所述用户身份识别装置的有效性，有效则所述防护门打开。

14.根据权利要求13所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的用户身份识别装置可包括：密码键盘、卡片读取器、人体特征识别装置、计算机。

15.根据权利要求13所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的用户身份识别装置可包括：在远程地点安装的身份识别装置。

16.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的电子标签还包括：电子标签基体，该电子标签基体上设有锁定孔，该电子标签基体内包含发射天线、发射芯片；被保管钥匙通过安装环安装在该电子标签上。

17.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的探测锁定装置包括：基座、电磁铁装置、发光二极管、接收天线和位置开关；

其中，所述电磁铁装置包括一个由电磁线圈和弹簧控制其伸缩的衔铁；位于所述基座的一侧；所述衔铁位置与***所述基座的电子标签的锁定孔位置相对应；所述衔铁在电信号的控制下伸出时，从侧面***所述电子标签的锁定孔中，电子标签被锁定在探测锁定装置中；当所述衔铁在电信号的控制下缩回时，所述电子标签被释放能拔出；

当所述的电子标签***或拔出所述基座时，所述发光二极管由中央控制装置控制，指示电子标签的位置、状态信息；

所述接收天线接收所述中央控制装置的控制指令，给所述的电子标签提供电磁能量，并且接收该电子标签发送的电子编码；

当所述电子标签***或拔出所述基座时，触动所述位置开关，所述位置开关向所述中央控制装置发送所述电子标签的位置信号。

18.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的射频感应接收装置至少包括：天线驱动器和解码器；

所述的天线驱动器驱动天线发送电磁能量，并接收天线收到的所述电子标签发送的模拟信号，并将经过分析后的数据通过TTL/CMOS接口传送到所述的中央控制装置；

该射频感应接收装置可监测多个天线，并将读取的数据与天线位置相联系，实现了电子标签数据存取与空间位置识别的双重功能；

所述的接收天线阵列电路使接收天线在任何时候只有一个连接到射频感应接收装置，在天线稳定接入后开始读取电子标签数据；正确读取数据后，中央控制装置驱动天线阵列电路选择下一个接收天线；接收天线阵列的每一个读卡数据自动对应相应位置的电子标签数据，从而***将能够探明全部的电子标签的电子编码及相应位置信息。

19.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的中央控制装置中存储有n个编码、被管钥匙信息、及用户信息；

每个所述的编码映射被保管钥匙信息；

用户信息至少包括：用户密码、用户权限；

每个所述的编码与所述电子标签中存储的电子编码相同；当所述的中央控制装置读取到所述电子标签中存储的电子编码后，与自身存储的所述编码相比较，从而得到相应的被保管钥匙信息。

20.根据权利要求12所述的钥匙保管***，其特征在于，所述的防护门可为透明材质的防护门。

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