[發明專利]Android電力智能鑰匙及藍牙解鎖系統和實現方法

有效

• 申請號: 201310238873.1
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103338063A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 洪龍;張偉嬌
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B5/02
• 分類號: H04B5/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種Android電力智能鑰匙及藍牙解鎖系統和實現方法。

背景技術

電力工業是支撐我國國民經濟發展的基礎產業之一，如何確保電力生產安全穩定地運行一直以來都受到高度重視。隨著自動化技術在電力安監系統中的應用和發展，微機防誤閉鎖系統廣泛應用于電廠和變電站等生產現場，是防止現場設備電氣誤操作最直接、有效的技術措施。集成了防誤閉鎖邏輯的智能五防閉鎖鑰匙，作為直接面對被操作設備的現場執行單元，一直被認為是電氣操作安全的最后一道屏障，其操作的靈活性和可靠性一直受到重視。長期以來，智能五防解鎖鑰匙一直采用單片機為核心設計研發，并應用于電力系統中。

但是基于單片機的“五防”電腦鑰匙存在許多不足：(1)使用過程中操作繁瑣(2)速度慢和編碼鎖不易安裝(3)存在執行中死機現象，而且一旦死機，后果嚴重(4)不能根據應用環境變化作相應修改，后期升級維護困難。這些都歸結于單片機型電腦鑰匙在架構上存在先天不足：

(1)內部資源局限：單片機的主頻低，而且是但流水線，在與上位機配合通訊及現場操作過程中速度慢；存儲空間小，難以適應目前大站、多點操作“五防”邏輯的存儲和執行。

(2)技術水平落后、產品平臺低下、難以支持二次開發：目前對于單片機的集成開發環境主要應用Keil等平臺，采用C或者匯編語言實現，對于開發人員要求比較高，很難實現比較大架構，明顯跟不上實際應用的發展。

(3)缺乏操作系統的支持：很多預期或者用戶期望的功能無法實現，整體功能改善困難。

隨著移動通信技術的進步，移動終端在近年中發展迅速，尤其是智能手機平臺Android的發布與開源，其發展勢頭強勁，市場占有率穩步提升，給移動領域注入了新的活力。2012年11月數據顯示，Android占據全球智能手機操作系統市場76%的份額，中國市場占有率為90%。Android手機以其系統開源、界面豐富、操作流暢、價格平民性等優勢，被人們廣泛使用。

藍牙是一種支持設備短距離通信（一般10m內）的無線電技術。它能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。藍牙技術的優勢：支持語音和數據傳輸；采用無線電技術，傳輸范圍大，可穿透不同物質以及在物質間擴散；采用跳頻展頻技術，抗干擾性強，不易竊聽；使用在各國都不受限制的頻譜，理論上說，不存在干擾問題；功耗低；成本低。因此，藍牙技術被廣泛應用于無線設備、圖像處理設備、安全產品、消費娛樂、汽車產品、家用電器、醫療健身、建筑、玩具等領域。

綜上所述，傳統的基于單片機的“五防”電腦鑰匙具有操作繁瑣、速度慢、以及升級維護困難等缺點。而本發明能夠很好地解決上述問題。

發明內容

本發明目的是使用Android手機代替原有基于單片機的智能五防解鎖鑰匙，通過藍牙通信操作、控制變電站設備，解決傳統鑰匙操作繁瑣、速度慢、以及升級維護困難等問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本方法是一種策略性的方法，將Android手機作為智能鑰匙通過藍牙通信方式與單片機（集成了藍牙模塊）進行讀取鎖碼、開鎖等指令交互，從而操作、控制變電站中設備。指令交互過程中采用簡單的規約進行通信，保證數據傳輸的可靠性和有效性。同時，本設計還提出一種開鎖操作的五防邏輯判斷功能，即當開鎖的設備不是當前要操作的設備時，手機鑰匙以語音及文字形式提示引起錯誤的設備和錯誤類型。

方法流程：

1.Android手機與單片機間藍牙通信設計方法

Android手機要完成開鎖功能，需要一些必須的數據，包括設備庫、邏輯庫、狀態庫、操作票。其中設備庫主要是存放設備名稱、設備編碼等基本信息，邏輯庫中是用于邏輯判斷所需的信息，狀態庫中管理的是設備狀態信息，操作票是為保證電氣設備倒閘操作遵守正確的順序，先由操作人填寫倒閘操作的內容和順序，操作票中隱含了待操作設備的鎖碼。

Android手機與單片機之間通信協議規定如下：

(1)約定

將手機方稱為上位機，將單片機稱為下位機；數據格式均采用十六進制碼。

(2)通信連接過程描述

通信采用上位機準備好，下位機發送方式；每次運行時，上位機對下位機發送握手命令，下位機接收正確回送握手成功。上位機據此來確定下位機的狀態（是否已聯機）。

(3)通信數據幀格式

①起始符：標識一次發送的開始2字節，為EBH，90H