本实用新型涉及计量箱智能防护技术领域，并且更具体地，涉及一种用于对计量箱进行智能防护的系统。
背景技术：
计量箱是保护智能电表、采集终端等计量装置安全稳定运行的第一层屏障，是加强计量装置运行管理的关键节点。同时，计量箱作为公司面向用户的窗口形象，其质量的好坏直接影响公司声誉和用户体验。
近年来，利用Q/GDW 11008-2013《低压计量箱技术规范》、《低压计量箱合格样品备案办法》和《低压计量箱质量监督管理办法》等系列文件，不断加强对计量箱的质量管理工作。目前，已经形成了低压计量箱生产企业在招标前主动送检、到货抽检并利用省级计量生产调度平台(SMDS)进行合格留样比对的良好循环。但是，已安装、运行的低压计量箱产品质量和全寿命周期管理问题不能得到解决。
目前，现场使用的计量箱仍主要是保护壳体，不具备箱门管理控制、运行状态传感、安全验证和远程闭环管理等功能。现场计量箱的门、门锁损坏严重，经常出现箱门大开、锁体损坏等情况，计量箱处于失控状态，难以对智能电表、采集终端等计量装置进行防护，给投机分子以便利，导致窃电现象屡禁不止，造成了大额经济损失和不良社会影响。
技术实现要素：
本实用新型提出一种用于对计量箱进行智能防护的系统，以解决无法对计量箱进行控制和安全防护的问题。
为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于对计量箱进行智能防护的系统，所述系统包括：
计量箱智能监测模块，与远程控制主站相连接，用于对计量箱的运行状态数据进行在线监测，根据所述运行状态数据确定异常事件，并将所述异常事件加密后上报远程控制主站；其中，所述计量箱智能监测模块，包括：
电子锁控制单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于确定计量箱箱体的电子锁状态数据，根据所述电子锁状态数据对电子锁进行控制，并将所述电子锁状态数据发送至CPU控制单元；
摄像采集单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于获取计量箱处的摄像数据，并将所述摄像数据发送至CPU控制单元；
高频磁场监测单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对计量箱处的电火花、电子和高频信号进行监测，获取高频磁场监测数据并发送至CPU控制单元；
温湿度监测单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对计量箱内电表的运行环境数据进行监测，获取温湿度监测数据并发送至CPU控制单元；
进线电流测量单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对计量箱进线电流进行监测，获取进线电流监测数据并发送至CPU控制单元；
安全密钥控制单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对计量箱的控制命令和上报的异常事件进行加解密；
CPU控制单元，用于根据所述电子锁状态数据、高频磁场监测数据、温湿度监测数据和进线电流监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；将所述报警信号通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
报警单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于监测到窃电行为后进行现场报警并发送报警信号至CPU控制单元；
远程控制主站，用于通过后台或移动终端下发控制命令对计量箱进行安全控制；根据所述报警信号在远程控制主站进行报警。
优选地，其中所述CPU控制单元，用于根据所述电子锁状态数据、高频磁场监测数据、温湿度监测数据和进线电流监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站，包括：
当根据所述电子锁状态数据确定电子锁为违规开锁时，确定违规开锁异常事件，将所述违规开锁异常事件和第一预设时间段内的摄像数据通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据高频磁场监测数据判断是否发生高频信号干扰事件，若发生高频信号干扰事件，则结合电子锁的开锁记录将所述高频信号干扰事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据温湿度监测数据判断是否发生温度异常事件，若发生温度异常事件，则将所述温度异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据进线电流监测数据判断是否发生进线电流异常事件，若发声进线电流异常事件，则将所述进线电流异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站。
优选地，其中所述电子锁控制单元，用于确定计量箱箱体的电子锁状态数据，并根据所述电子锁状态数据对电子锁进行控制，包括：
通过移动终端扫描计量箱的二维码信息，获取远程控制主站的验证信息，并根据所述验证信息对计量箱箱体的电子锁进行开锁，同时检测门锁状态并记录打开时间，当在第二预设时间段内未对计量箱打开时，向电子锁发送关闭指令，计量箱门锁闭合；
若在第二预设时间段内打开计量箱并待维护操作完成后关闭计量箱箱门，当检测到计量箱门已关闭时，对电子锁发送关闭指令；若维护操作完成后未关闭计量箱箱门，将箱门未关闭异常事件通过远程控制主站发送至移动终端；
当电子锁故障停止运行后，发送电子锁故障至远程控制主站。
优选地，其中所述电子锁控制单元，还用于：记录计量箱箱体的开关信息。
优选地，其中所述摄像采集单元，包括：
计量箱外摄像采集子单元，用于当确定有物体靠近计量箱时，开启计量箱外摄像采集子单元的拍照功能或摄像功能，获取第一摄像子数据；
计量箱内摄像采集子单元，用于当计量箱箱体异常打开时，开启计量箱内摄像采集子单元的摄像功能，获取第二摄像子数据。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
数据存储单元，用于存储计量箱的运行状态数据和计量箱内电表的运行数据进行存储。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
数据传输单元，用于将所述摄像数据发送至移动终端。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
通信单元，用于采用485无线通信或载波通信方式与采集器进行数据交互。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
RFID射频标签读取单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于获取计量箱内的电表、互感器以及计量箱体的电子标签数据并发送至CPU控制单元；
直流磁场监测单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对直流磁场监测数据进行监测，获取直流磁场监测数据并发送至CPU控制单元。
优选地，其中所述CPU控制单元，还用于：
根据所述电子标签数据和直流磁场监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站，包括：
将所述电子标签数据和远程控制主站的绑定信息进行比较，判断是否发生异电子标签数据异常事件，若发生电子标签异常事件，则将所述电子标签异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据直流磁场监测数据判断是否发生磁干扰异常事件，若发生磁干扰异常事件，则将所述磁干扰异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站。
本实用新型提供了一种用于对计量箱进行智能防护的系统，包括：计量箱智能监测模块，与远程控制主站相连接，用于对计量箱的运行状态数据进行在线监测，根据所述运行状态数据确定异常事件，并将所述异常事件加密后上报远程控制主站；远程控制主站，用于通过后台或移动终端下发控制命令对计量箱进行安全控制；根据所述报警信号在远程控制主站进行报警；所述计量箱智能监测模块包括：分别与CPU控制单元相连接的电子锁控制单元、摄像采集单元、高频磁场监测单元、温湿度监测单元、进线电流测量单元、安全密钥控制单元和报警单元，全方位实现了计量箱运行环节的运行状态数据在线监测、远程控制和异常事件上报，全面支撑智能用电。本实用新型能够有效地解决内部人员利用职权、漏洞进行投机行为的可能行，避免内、外部人员协商合作，降低窃电风险，大幅降低线路非正常损耗，降低经济损失，提高了计量箱现场运行设备水平，减少了现场运行设备的损坏。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
图1为根据本实用新型实施方式的用于对计量箱进行智能防护的系统100的结构示意图；
图2为根据本实用新型实施方式的计量箱运行环节远程闭环安全管理架构图；
图3为根据本实用新型实施方式的将计量箱智能监测模块接入直接接入式三相单表位计量箱的示意图；以及
图4为根据本实用新型实施方式的将计量箱智能监测模块接入经互感器接入式三相单表位计量箱的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本实用新型实施方式的用于对计量箱进行智能防护的系统100的结构示意图。如图1所示，本实用新型的实施方式提供的用于对计量箱进行智能防护的系统，包括：计量箱智能监测模块，与远程控制主站相连接，用于对计量箱的运行状态数据进行在线监测，根据所述运行状态数据确定异常事件，并将所述异常事件加密后上报远程控制主站；远程控制主站，用于通过后台或移动终端下发控制命令对计量箱进行安全控制；根据所述报警信号在远程控制主站进行报警；所述计量箱智能监测模块包括：分别与CPU控制单元相连接的电子锁控制单元、摄像采集单元、高频磁场监测单元、温湿度监测单元、进线电流测量单元、安全密钥控制单元和报警单元，全方位实现了计量箱运行环节的运行状态数据在线监测、远程控制和异常事件上报，全面支撑智能用电。本实用新型能够有效地解决内部人员利用职权、漏洞进行投机行为的可能行，避免内、外部人员协商合作，降低窃电风险，大幅降低线路非正常损耗，降低经济损失，提高了计量箱现场运行设备水平，减少了现场运行设备的损坏。本实用新型的实施方式提供的用于对计量箱进行智能防护的系统100包括：计量箱智能监测模块101和远程控制主站102，计量箱智能监测模块101包括：电子锁控制单元1011、摄像采集单元1012、高频磁场监测单元1013、湿度监测单元1014、进线电流测量单元1015、安全密钥控制单元1016、CPU控制单元1017和报警单元1018。优选地，计量箱智能监测模块101对计量箱的运行状态数据进行在线监测，根据所述运行状态数据确定异常事件，并将所述异常事件加密后上报远程控制主站。
优选地，所述电子锁控制单元1011，与CPU控制单元的输入端相连接，用于确定计量箱箱体的电子锁状态数据，根据所述电子锁状态数据对电子锁进行控制，并将所述电子锁状态数据发送至CPU控制单元。
优选地，其中所述电子锁控制单元，用于确定计量箱箱体的电子锁状态数据，并根据所述电子锁状态数据对电子锁进行控制，包括：
通过移动终端扫描计量箱的二维码信息，获取远程控制主站的验证信息，并根据所述验证信息对计量箱箱体的电子锁进行开锁，同时检测门锁状态并记录打开时间，当在第二预设时间段内未对计量箱打开时，向电子锁发送关闭指令，计量箱门锁闭合；
若在第二预设时间段内打开计量箱并待维护操作完成后关闭计量箱箱门，当检测到计量箱门已关闭时，对电子锁发送关闭指令；若维护操作完成后未关闭计量箱箱门，将箱门未关闭异常事件通过远程控制主站发送至移动终端；
当电子锁故障停止运行后，发送电子锁故障至远程控制主站。
优选地，其中所述电子锁控制单元，还用于：记录计量箱箱体的开关信息。
在本实用新型的实施方式中，计量箱的开锁人员为授权工作人员，根据不同的开锁人员划分不同权限。工作人员通过手机客户端APP或者移动终端APP扫描电计量箱二维码，获取主站验证信息，下发允许开箱命令，电子锁控制单元接收到控制开锁命令，对箱体电子锁进行开锁，同时检测电子锁状态并记录打开时间，当工作人员在1分钟内未对计量箱打开，则对电子锁下发关闭指令，计量箱门的电子锁闭合。若在允许时间内打开计量箱并维护，待操作完成后关闭计量箱，检测到计量箱门已关闭，对电子锁下发关闭指令，电子锁闭合，记录关闭时间并上传本次操作事件，远程控制主站记录本次开关计量箱信息，完成计量箱维护工作。若维护后并未关闭计量箱门，发送异常未关闭指令到远程控制主站，远程控制主站发送异常未关闭信息至工作人员的移动终端中，提示尽快关闭计量箱门。
针对信号不强，无法实时获取开箱密钥的地区，可在当地计量中心获取开箱密钥，将密钥信息预存到移动终端中，工作人员到达现场后通过移动终端与装置进行交互认证开锁。
计量箱电子锁在一旦遭到非法破坏后，将无法恢复原功能继续使用，电子锁能够对自身的运行状态进行检测判断，检测到停止运行状态后及时上报系统，通过移动终端提示工作人员到现场进行更换。
优选地，所述摄像采集单元1012，与CPU控制单元的输入端相连接，用于获取计量箱处的摄像数据，并将所述摄像数据发送至CPU控制单元。
优选地，其中所述摄像采集单元，包括：
计量箱外摄像采集子单元，用于当确定有物体靠近计量箱时，开启计量箱外摄像采集子单元的拍照功能或摄像功能，获取第一摄像子数据；
计量箱内摄像采集子单元，用于当计量箱箱体异常打开时，开启计量箱内摄像采集子单元的摄像功能，获取第二摄像子数据。
在本实用新型的实施方式中，摄像采集单元分为两部分，一部分则是计量箱外电子锁防破坏采集摄像头，另一部分为计量箱内防窃电采集摄像头。
计量箱外电子锁防破坏采集摄像头主要负责对破坏计量箱、电子锁的违法行为进行抓拍取证。电子锁内置人体红外感应芯片，当芯片感应到有人靠近计量箱时，摄像头开启进行抓拍，结合电子锁状态传感器进行判断是否存在破坏计量箱和电子锁的行为，对电子锁状态传感器检测到锁损坏前30S的图像信息进行上传。
计量箱内防窃电采集摄像头主要负责抓拍、录像开启计量箱违法操作计量设备的窃电行为。当电计量箱体门非法打开时，摄像头打开录像功能，对非法窃电事件进行取证，视频信息存储在本地，并上报窃电事件记录；电计量箱遭到非法开启后，检测电计量箱内运行异常事件。例如通过485对计量箱内电表逐一读取电压、电流功率、掉电事件、开盖事件等信息，综合判断电表的运行状态，当有事件发生时，开始冻结此事件阶段的录像信息，前后1分钟录像信息；上报有窃电情况发生，待维护人员到现场通过移动终端读取视频等相关信息后再删除本地视频。
优选地，所述RFID射频标签读取单元1013，用于获取计量箱内的电表、互感器以及计量箱体的电子标签数据。本实用新型通过超高频射频芯片获取计量箱内的电表、互感器以及计量箱体的电子标签数据，将电子标签数据和对应的计量箱智能防护模块的信息进行绑定并上传系统。当读取的计量箱内电子标签数据与系统不一致时，上报异常信息。
优选地，所述直流磁场监测单元1014，用于对直流磁场监测数据进行监测，获取直流磁场监测数据。直流磁场监测单元在电表后端嵌入接插件内。当用户用吸铁石等磁性物件对电表进行干扰时，直流磁场监测数据异常，上传磁干扰异常事件。
优选地，所述高频磁场监测单元1013，用于对计量箱处的电火花、电子和高频信号进行监测，获取高频磁场监测数据并发送至CPU控制单元。通过高频磁场检测芯片对现场出现的电火花、电击和高频信号进行检测，检测到异常事件后实时上报。本实用新型中，高频磁场监测单元采用铁质壳体封闭，降低高频磁场对装置的干扰，通过电缆连接放置在电表后端嵌入接插件内，在不开箱体的情况下可以检测到高频信号干扰；若表箱遭到非法打开后破坏连接电缆则不能检测到，结合开箱记录上报异常事件。
优选地，所述温湿度监测单元1014，用于对计量箱内电表的运行环境数据进行监测，获取温湿度监测数据并发送至CPU控制单元。通过温湿度检测传感器检测计量箱箱体内的电表运行环境状态，存储一周内的温度负荷曲线在本地，当温度出现突变异常时上报异常事件，部分故障事件(例如，表箱着火或者电流过大发热)以温度为其中一项判断指标。
优选地，所述进线电流测量单元1015，用于对计量箱进线电流进行监测，获取进线电流监测数据并发送至CPU控制单元。本实用新型中，将互感器或新型电流传感器安置于计量箱进线线缆处，对进线电流进行监测，输出信号通过线缆接入CPU控制单元。
优选地，所述安全密钥控制单元1016，用于对计量箱的控制命令和上报的异常事件进行加解密。根据安全密钥验证闭环方案，将异常事件和远程控制命令进行加密安全传输，监测模块完成解密响应，保证全环节的信息流安全。
优选地，所述CPU控制单元1017，用于根据所述电子锁状态数据、高频磁场监测数据、温湿度监测数据和进线电流监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；将所述报警信号通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站。
优选地，其中所述CPU控制单元，用于根据所述电子锁状态数据、电子标签数据、直流磁场监测数据、高频磁场监测数据、温湿度监测数据和进线电流监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站，包括：
当根据所述电子锁状态数据确定电子锁为违规开锁时，确定违规开锁异常事件，将所述违规开锁异常事件和第一预设时间段内的摄像数据通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据高频磁场监测数据判断是否发生高频信号干扰事件，若发生高频信号干扰事件，则结合电子锁的开锁记录将所述高频信号干扰事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据温湿度监测数据判断是否发生温度异常事件，若发生温度异常事件，则将所述温度异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；
根据进线电流监测数据判断是否发生进线电流异常事件，若发声进线电流异常事件，则将所述进线电流异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站。
优选地，所述报警单元1018，与CPU控制单元的输入端相连接，用于监测到窃电行为后进行现场报警并发送报警信号至CPU控制单元。
在本实用新型的实施方式中，CPU控制单元接收各个单元的数据信息，把数据信息汇总并存储，并对各个单元的数据信息进行分析，判断可能发生的窃电事件，分析后若为窃电事件上传窃电信息，软件支持376.1、645、698和蓝牙点对点通信等协议并对数据进行加密处理再上传。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
数据存储单元，用于存储计量箱的运行状态数据和计量箱内电表的运行数据进行存储。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
数据传输单元，用于将所述摄像数据发送至移动终端。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
通信单元，用于采用485无线通信或载波通信方式与采集器进行数据交互。
优选地，其中所述计量箱智能监测模块，还包括：
RFID射频标签读取单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于获取计量箱内的电表、互感器以及计量箱体的电子标签数据并发送至CPU控制单元；
直流磁场监测单元，与CPU控制单元的输入端相连接，用于对直流磁场监测数据进行监测，获取直流磁场监测数据并发送至CPU控制单元。
优选地，所述CPU控制单元，还用于：
根据所述电子标签数据和直流磁场监测数据判断计量箱处的异常事件，并将所述异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站，包括：
将所述电子标签数据和远程控制主站的绑定信息进行比较，判断是否发生异电子标签数据异常事件，若发生电子标签异常事件，则将所述电子标签异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站；根据直流磁场监测数据判断是否发生磁干扰异常事件，若发生磁干扰异常事件，则将所述磁干扰异常事件通过安全密钥控制单元上报至远程控制主站。
在本实用新型的实施方式中，计量箱智能监测模块内置EEPROM，用于存储计量箱内的电表运行数据；内置FLASH对录像视频信息进行本地存储；内置ESAM单元，可以对电表进行抄读数据及将信息经采集器采集的信息加密后上报至远程控制主站。移动终端对视频信息读取时也需要加密后再上传。当计量箱体经非法开启后，系统启动摄像头，录像存储在本地flash，现场维修人员用移动终端通过蓝牙模块或4G模块对本地flash内的视频信息进行读取，数据传输完后自动关闭。计量箱智能监测模块采用485无线通信或载波通信方式与采集器进行数据交互。通过超高频射频芯片获取计量箱内的电表、互感器以及计量箱体的电子标签数据，将电子标签数据和对应的计量箱智能防护模块的信息进行绑定并上传系统。当读取的计量箱内电子标签数据与系统不一致时，上报异常信息。直流磁场监测单元在电表后端嵌入接插件内。当用户用吸铁石等磁性物件对电表进行干扰时，直流磁场监测数据异常，上传磁干扰异常事件。计量箱智能监测模块在监测到窃电行为后产生以声和光形式的报警信号，进行现场报警并发送报警信号至远程控制主站，现场持续报警时间为30s。
优选地，所述远程控制主站102，用于通过后台或移动终端下发控制命令对计量箱进行安全控制。
已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。