一种电表箱及防窃电装置的制作方法

1.本发明属于配电自动化技术领域，具体涉及一种电表箱及防窃电装置。


背景技术：

2.随着各行各业用电规模、用电总量不断快速增大，电力系统常见的窃电现象越来越明显，已经对电力系统及国家均造成不可挽回的经济损失。窃电形成的最主要原因是由于缺少核心监测设备、监测技术、追踪技术等，不能对窃电人员及时进行抓捕；此外，窃电行为认证过程也较为困难、盗用电量无法进行定量、案件处理难度较大，故而，对不法窃电用户或者企业难以起到震慑作用。
3.目前，配电物联网是传统工业技术与物联网技术深度融合产生的一种新型电力网络形态，通过配电网设备间的全面互联、互通、互操作，实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用，利用配电物联网技术已经涌现大量的防窃电装置。多数的防窃电技术采用外置摄像头和内置红外传感器相结合进行监控，然而摄像头装置易遭到窃电人员的人为破坏导致后台不能接收信息，而红外测温传感器不能准确识别是动物还是人靠近电表箱，导致控制器向后台误报窃电行为。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种电表箱及防窃电装置，用以解决现有技术中采用外置摄像头和内置红外传感器相结合方式进行监控造成的窃电行为监测误报率高的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：
6.本发明提供了一种防窃电装置，包括控制器、红外热成像模块、ic射频读写模块和通信模块；
7.所述红外热成像模块与控制器相连，用于检测电表箱附近的温度信息并传输给控制器；
8.所述ic射频读写模块与控制器相连，用于检测电表箱附近工作人员的信息并传输给控制器；
9.所述控制器用于根据红外热成像模块检测的温度信息和ic射频读写模块检测的电表箱附近工作人员的信息来判断是否有报警现象发生，所述报警现象包括发生窃电行为；
10.所述通信模块与控制相连，用于在报警现象发生时将报警信息进行上送。
11.上述技术方案的有益效果为：本发明的防窃电装置，可利用红外热成像模块检测出是否有人在电表箱附件，并通过ic卡射频读写模块来排除是工作人员的可能，从而准确将电表箱附近的可以人员找出，并将这些信息通过通信模块进行上送，大大提高了窃电行为监测的准确度，减小装置误报信息的概率，以快速启动相应反窃电行为。而且，相较于传统的摄像头监测装置，红外热成像模块消耗的功率更小且无需大量数据传输，减小后台监控数据处理的压力。
12.进一步的，为了防止破坏行为发生，所述红外热成像模块和ic射频读写模块均设置在电表箱内。
13.进一步的，所述红外热成像模块是型号为amg8833的热成像模块。
14.进一步的，所述ic射频读写模块是型号为mfrc522ic射频读写模块。
15.进一步的，所述通信模块为无线通信模块。
16.进一步的，所述无线通信模块是型号为esp8266的无线通信模块，且所述控制器通过型号为rt9193-33的电压转换芯片供电连接所述无线通信模块。
17.进一步的，为了防止动物对电表箱的破坏，所述报警现象还包括有动物在电表箱附近。
18.本发明还提供了一种电表箱，包括电表箱本体以及上述介绍的防窃电装置，并具有与防窃电装置相同的技术效果。
附图说明
19.图1是本发明的防窃电装置的结构图；
20.图2是本发明的红外热成像模块的电路图；
21.图3是本发明的mfrc射频模块的电路图；
22.图4是本发明的wifi通信模块的电路图。
具体实施方式
23.窃电方法归根结底都要从电能的计算出发，通过改变电流、电压、功率因数和时间这几个因素来达到少计电量的目的，最常见的窃电行为是通过变更计量装置的接线方式，或计量回路中外接电源或非线性电气设备，致使计量装置的电流、电压、相位等异常，达到少计电量的目的。该窃电手法主要采用非法操作人员改变电流回路和电压回路接线的方式，由于其功率因数明显异常，只要检测电表箱是否有非法人员操作，就能及时查处该窃电方式。
24.故本发明通过红外热像模块温度去监测是否有人在电表箱附件，但是电表箱外经常出现工作人员去维护电表箱的现象发生，故不能仅仅通过红外热成像模块监测到人体温度变化就直接报警，由于供电所会为每个正规工作人员提供mifar卡作为识别器的识别对象，因此本发明还引入一种非接触式ic卡射频识别技术，通过ic卡射频读写模块将电表箱外围活动的工作人员识别出来，将其排除在外，以降低误判的概率。基于此，本发明设计了一种电表箱及一种防窃电装置，下面结合实施例和附图详细说明。
25.电表箱实施例：
26.本发明的一种电表箱，包括电表箱本体和防窃电装置，防窃电装置的结构如图1所示，包括ic射频读写模块、红外热成像模块、arm控制器和wifi通信模块。
27.红外热成像模块与arm控制器相连，用于检测电表箱附近的温度，并将检测的温度信息传输给arm控制器。红外热成像模块的具体探测部分可设置在电表箱外，其余部分设置在电表箱内，或者红外热成像模块的所有部分均设置在电表箱内，但由于探测部分需通过透明的箱体才能拍摄到电表箱附近的物体，故箱体部分应是透明的。本实施例中，红外热成像模块选用型号为amg8833的芯片作为其核心芯片，其电路如图2所示。该红外热成像模块
可以测量周围环境在0～80摄氏度的温度，可以从电表箱附近7米外检测到人，同时可以检测周围是否为小动物以及检测电路是否出现短路等情况。非接触传感器探测电表箱附近物体发出的热量，并将所测物体的温度转换为模拟电信号，amg8833芯片将模拟电信号转换为数字信息并以i2c的协议的通信方式传入arm控制器，同时配置中断引脚int，当任何单个像素符合人体体温的阈值范围内，可以触发微控制器中断，确认有人员在电表箱附近活动。而且，由于红外热成像模块可拍摄出物体的大致轮廓，因而还可分辨出是人还是动物在电表箱附近活动。
28.ic射频读写模块与arm控制器相连，用于确定电表箱附件操作人员的身份信息以检测窃电行为，并将检测的电表箱附近操作人员的身份信息传输给arm控制器。本实施例中，ic射频读写模块选用型号为mfrc522的芯片作为其核心芯片，为一种非接触式的ic射频读写模块。如图3所示，mfrc射频读写模块通过天线向ic卡发送一组频率为13.56mhz的电磁波，ic卡片内有一个lc谐振电路，其频率与识读器发射的频率相同，在电磁波的激励下，lc谐振电路产生共振，使电容内有了电荷，然后通过一个单向导通的电子泵把电荷存储起来，当积累的电荷达到2v时，这个电容就可以作为电源提供工作电压，就可以正常工作，将卡内电表箱工作人员的数据发射出去。mfrc射频读写模块是arm控制器和ic卡通讯桥梁，mfrc射频读写模块接收到维修人员的信息后，由arm控制器以spi的通信方式，利用四线串行总线写入不同的指令，将工作人员的身份信息读入arm控制器。
29.arm控制器用于根据红外热成像模块检测的温度信息和ic射频读写模块检测的电表箱附近工作人员的信息来确定是否有报警现象发生，该报警现象包括发生窃电行为以及有动物在电表箱附近。
30.wifi通信模块与arm控制器相连，用于在报警现象发生时通过wifi通信模块将报警信息上送至后台监控中心，以启动相应的反窃电措施或者防破坏措施。本实施例中，wifi通信模块选用以esp8266为核心芯片的高性能串口-无线电路，同时还包括以型号为rt9193-33的电压转换芯片构成的电压转换电路，其电路如图4所示，其中，电压转换电路用于将arm控制器输出的5v转换为3.3v以供esp8266芯片工作。arm处理器在确认有窃电行为或者有动物靠近，立刻启动报警机制。报警机制是通过串口将微处理器发出的报警信息数据传入esp8266芯片，然后由内置tcp/ip协议栈实现串口与wifi之间的转换，并将转换后的数据发送至后台监控中心进一步做出防窃电措施或者防破坏措施。
31.本发明结合红外热成像高技术和非接触式ic卡识别技术确定电表箱附近操作人员身份，利用wifi通信技术上传报警信息，这与传统的红外测温传感器构成的防窃电装置相比，极大的提高了监控准确度，减小装置误报信息的概率。
32.相比于传统的摄像头监控装置，红外热成像模块消耗的功率更小并且无需大量的数据传输，减小后台监控中心数据处理的压力；同时因该装置在电表箱内部可以避免人为破坏同时又能360
°
无死角监控电表箱周围的温度，极大提高了对窃电行为的监控能力。
33.而且，利用红外热成像模块与可监测到是否有动物在电表箱附近，提高了动物对电表箱造成破坏的监控能力。同时，还可设置ic射频读写模块的工作方式为只有在红外热成像模块监测到有人在电表箱附近时才启动，降低整个系统的功耗。
34.防窃电装置实施例：
35.本发明的一种防窃电装置实施例，如电表箱实施例中介绍的一种防窃电装置。由
于在电表箱实施例中对该防窃电装置已做详细介绍，这里不再赘述。