[发明专利]Android电力智能钥匙及蓝牙解锁系统和实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种Android电力智能钥匙及蓝牙解锁系统和实现方法。

背景技术

电力工业是支撑我国国民经济发展的基础产业之一，如何确保电力生产安全稳定地运行一直以来都受到高度重视。随着自动化技术在电力安监系统中的应用和发展，微机防误闭锁系统广泛应用于电厂和变电站等生产现场，是防止现场设备电气误操作最直接、有效的技术措施。集成了防误闭锁逻辑的智能五防闭锁钥匙，作为直接面对被操作设备的现场执行单元，一直被认为是电气操作安全的最后一道屏障，其操作的灵活性和可靠性一直受到重视。长期以来，智能五防解锁钥匙一直采用单片机为核心设计研发，并应用于电力系统中。

但是基于单片机的“五防”电脑钥匙存在许多不足：(1)使用过程中操作繁琐(2)速度慢和编码锁不易安装(3)存在执行中死机现象，而且一旦死机，后果严重(4)不能根据应用环境变化作相应修改，后期升级维护困难。这些都归结于单片机型电脑钥匙在架构上存在先天不足：

(1)内部资源局限：单片机的主频低，而且是但流水线，在与上位机配合通讯及现场操作过程中速度慢；存储空间小，难以适应目前大站、多点操作“五防”逻辑的存储和执行。

(2)技术水平落后、产品平台低下、难以支持二次开发：目前对于单片机的集成开发环境主要应用Keil等平台，采用C或者汇编语言实现，对于开发人员要求比较高，很难实现比较大架构，明显跟不上实际应用的发展。

(3)缺乏操作系统的支持：很多预期或者用户期望的功能无法实现，整体功能改善困难。

随着移动通信技术的进步，移动终端在近年中发展迅速，尤其是智能手机平台Android的发布与开源，其发展势头强劲，市场占有率稳步提升，给移动领域注入了新的活力。2012年11月数据显示，Android占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市场占有率为90%。Android手机以其系统开源、界面丰富、操作流畅、价格平民性等优势，被人们广泛使用。

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。它能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术的优势：支持语音和数据传输；采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散；采用跳频展频技术，抗干扰性强，不易窃听；使用在各国都不受限制的频谱，理论上说，不存在干扰问题；功耗低；成本低。因此，蓝牙技术被广泛应用于无线设备、图像处理设备、安全产品、消费娱乐、汽车产品、家用电器、医疗健身、建筑、玩具等领域。

综上所述，传统的基于单片机的“五防”电脑钥匙具有操作繁琐、速度慢、以及升级维护困难等缺点。而本发明能够很好地解决上述问题。

发明内容

本发明目的是使用Android手机代替原有基于单片机的智能五防解锁钥匙，通过蓝牙通信操作、控制变电站设备，解决传统钥匙操作繁琐、速度慢、以及升级维护困难等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本方法是一种策略性的方法，将Android手机作为智能钥匙通过蓝牙通信方式与单片机（集成了蓝牙模块）进行读取锁码、开锁等指令交互，从而操作、控制变电站中设备。指令交互过程中采用简单的规约进行通信，保证数据传输的可靠性和有效性。同时，本设计还提出一种开锁操作的五防逻辑判断功能，即当开锁的设备不是当前要操作的设备时，手机钥匙以语音及文字形式提示引起错误的设备和错误类型。

方法流程：

1.Android手机与单片机间蓝牙通信设计方法

Android手机要完成开锁功能，需要一些必须的数据，包括设备库、逻辑库、状态库、操作票。其中设备库主要是存放设备名称、设备编码等基本信息，逻辑库中是用于逻辑判断所需的信息，状态库中管理的是设备状态信息，操作票是为保证电气设备倒闸操作遵守正确的顺序，先由操作人填写倒闸操作的内容和顺序，操作票中隐含了待操作设备的锁码。

Android手机与单片机之间通信协议规定如下：

(1)约定

将手机方称为上位机，将单片机称为下位机；数据格式均采用十六进制码。

(2)通信连接过程描述

通信采用上位机准备好，下位机发送方式；每次运行时，上位机对下位机发送握手命令，下位机接收正确回送握手成功。上位机据此来确定下位机的状态（是否已联机）。

(3)通信数据帧格式

①起始符：标识一次发送的开始2字节，为EBH，90H