一种基于物联网的换电柜电池防盗的方法与流程

1.本发明换属于换电柜领域，特别涉及一种基于物联网的换电柜电池防盗的方法。


背景技术：

2.当前全国各大城市新兴行业共享换电领域，用户使用特殊手段盗取企业电池，造成用户存在占用多块电池情况，给运营企业造成一定的经济损失，同时企业资产管控方面带来了极大的工作负担和资产风险。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于物联网的换电柜电池防盗的方法，减少企业资产风控的工作量，降低企业电池资产安全风险。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
5.一种基于物联网的换电柜电池防盗的方法，包括：
6.值守状态：换电柜无用户使用并且周围处于无人状态，柜内电池无被盗风险；
7.预警状态：换电柜安全范围内人为闯入，摄像设备记录图像信息，换电柜进入预警状态，实时检测各个电池格口的状态信息，随时等待用户后台交互指令；
8.告警状态：换电柜无用户使用并且电池格口遭受人为破坏，柜内电池存在被盗风险，控制板向后台发送告警信息，本地摄像头启动记录影像信息并存储发送至后台；
9.服务状态：在正常交互操作中，表示换电柜目前处于服务用户状态；
10.换电柜的常态为值守状态，并通过对换电柜周围安全范围的监控作为值守状态与预警状态的切换触发条件，通过对电池格口的状态信息检测作为预警状态、告警状态、服务状态进行相互切换的触发条件。
11.进一步的，所述状态信息包括电池基本参数、充电状态信息、充电电流、充电电压、门锁开关信息、门开度信息、摄像头信息、电池格口所放物品重量信息以及电柜的姿态信息。
12.进一步的，假设控制板采集换电柜图像信号为s
图
,当有人闯入摄像头所设置防护区域时s
图
＞0，当s
图
＝0时，表示监控区域无人进入；
13.假设控制板与电池通讯信号为bn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，当bn＞0时，表示经过自定义协议判定电池通讯正常，当bn＝0时，表示无电池通讯；
14.假设门锁信号为sn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，当sn＞0时，表示换电柜电池格口门正常关闭，当sn＝0时，表示换电柜电池格口门打开；
15.假设门开度信息为pn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，p
阈值
(0≤p
阈值
≤10）为远程设置门开度阈值，当pn≤p
阈值
时，表示电池格口门正常关闭，否则表示门已打开；
16.假设电池格口所放物品重量信息为mn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，m
阈值
(0＜m
阈值
≤m
max
)，m
max
为远程设置电池最大的承受重量；当0＜mn≤m
阈值
时，表示电池放入格口中，当mn＝0时，表示没有物品放入格口，当mn＞m
阈值
时，表示电池格口放入物品不是电池；
17.假设换电柜姿态信息信号为g
电
，当g
电
＞g
阈值
时，表示有人暴力破坏换电柜格口，反之则表示换电柜格口处于安全状态；
18.假设换电柜控制板与后台进行指令交互状态变量为x
电
，当x
电
＞0时，表示用户正在操作换电柜格口，当x
电
＝0时则表示处于无用户使用状态。
19.进一步的，假设换电柜电池格口存在电池的数量为x(0≤x≤n)，n为换电柜电池格口数量，则判断换电柜电池格口存在电池条件为：
20.sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn≤p
阈值
，n为换电柜电池格口序号，若满足上述条件，则x＝x+1；
21.换电柜电池格口没有电池条件为：
22.sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn≤p
阈值
，n为换电柜电池格口序号，若满足上述条件，则x＝x-1；
23.在服务状态下，仍对换电柜存在的电池数量进行监测，包括以下步骤：
24.s1:开始换电服务前，计算电池格口电池数量；
25.s2:操作人员打开空格口或满电格口；
26.s3:通过对电池格口的状态信息检测进行电池放入或取出的判断；
27.s4：换电结束后，计算电池格口的电池数量。
28.进一步的，假设换电柜开始服务前计算电池格口电池数量时间戳为t1；打开空格口或满电格口时间戳为t2；电池放入或取出时间戳为t3；电池格口门状态判断检测时间戳为t4；电池格口门开度信息检测时间戳为t5；换电服务结束后，计算格口电池数量时间戳为t6；
29.得出整个换电流程信息采集时间序列为
30.c＝{t1，t2，t3，t4，t5，t6}；
31.其中：
32.t1触发条件为s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0；
33.t2触发条件为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且((sn＝0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)或(sn＝0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
))；
34.t3触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＝0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＝0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)；
35.t4触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)；
36.t5触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn≤p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn≤p
阈值
)；
37.t
6触发条件为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且订单已生成；
38.定义δt1＝t
2-t1，δt2＝t
3-t2，
39.给出公式：
[0040][0041]
当换电柜处于服务状态且满足以下条件：
[0042][0043]
认为是用户使用，是无电池被盗风险操作，否则换电柜进入告警状态。
[0044]
有益效果：本发明能够对换电柜进行实时监控，能监测是否有人闯入，并还通过对换电柜各电池格口的状态信息检测判断电池情况，进行防盗监测，减少企业资产风控的工作量，降低企业电池资产安全风险。
附图说明
[0045]
附图1为本发明的控制柜通信系统示意图；
[0046]
附图2为本发明的控制柜格口示意图；
[0047]
附图3为本发明的状态切换示意图；
[0048]
附图4为本发明的换电柜电池数量检测的流程图。
具体实施方式
[0049]
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0050]
如附图3所示，一种基于物联网的换电柜电池防盗的方法，包括：
[0051]
值守状态：换电柜无用户使用并且周围处于无人状态，柜内电池无被盗风险；
[0052]
预警状态：换电柜安全范围内人为闯入，摄像设备记录图像信息，换电柜进入预警状态，实时检测各个电池格口的状态信息，随时等待用户后台交互指令；
[0053]
告警状态：换电柜无用户使用并且电池格口遭受人为破坏，柜内电池存在被盗风险，控制板向后台发送告警信息，本地摄像头启动记录影像信息并存储发送至后台；
[0054]
服务状态：在正常交互操作中，表示换电柜目前处于服务用户状态；
[0055]
换电柜的常态为值守状态，并通过对换电柜周围安全范围的监控作为值守状态与预警状态的切换触发条件，通过对电池格口的状态信息检测作为预警状态、告警状态、服务状态进行相互切换的触发条件。
[0056]
对换电柜进行实时监控，能监测是否有人闯入，并还通过对换电柜各电池格口的状态信息检测判断电池情况，进行防盗监测，减少企业资产风控的工作量，降低企业电池资产安全风险。
[0057]
所述状态信息包括电池基本参数、充电状态信息、充电电流、充电电压、门锁开关信息、门开度信息、摄像头信息、电池格口所放物品重量信息以及电柜的姿态信息。
[0058]
如附图1和附图2所示，换电柜上包括控制器、图像采集设备和姿态传感器，图像采集设备为摄像模组，用于对柜体周围进行全方位的拍摄，实时进行监测，姿态传感器为水平陀螺传感器或震动传感器等，用于对换电柜整体姿态进行监测，在有人恶意破坏时能够及时发现。电池仓格1包括电池仓门2、重量检测单元5、仓门角度检测单元4和电池仓门锁3等器件。
[0059]
假设控制板采集换电柜图像信号为s
图
,当有人闯入摄像头所设置防护区域时s
图
＞0，当s
图
＝0时，表示监控区域无人进入；
[0060]
假设控制板与电池通讯信号为bn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，当bn＞0时，表示经过自定义协议判定电池通讯正常，当bn＝0时，表示无电池通讯；
[0061]
假设门锁信号为sn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，当sn＞0时，表示换电柜电池格口门正常关闭，当sn＝0时，表示换电柜电池格口门打开；
[0062]
假设门开度信息为pn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，p
阈值
(0≤p
阈值
≤10)为远程设置门开度阈值，当pn≤p
阈值
时，表示电池格口门正常关闭，否则表示门已打开；
[0063]
假设电池格口所放物品重量信息为mn(0＜n＜n)，n为换电柜电池格口数量，m
阈值
(0＜m
阈值
≤m
max
)，m
max
为远程设置电池最大的承受重量；当0＜mn≤m
阈值
时，表示电池放入格口中，当mn＝0时，表示没有物品放入格口，当mn＞m
阈值
时，表示电池格口放入物品不是电池；
[0064]
假设换电柜姿态信息信号为g
电
，当g
电
＞g
阈值
时，表示有人暴力破坏换电柜格口，反之则表示换电柜格口处于安全状态；
[0065]
假设换电柜控制板与后台进行指令交互状态变量为x
电
，当x
电
＞0时，表示用户正在操作换电柜格口，当x
电
＝0时则表示处于无用户使用状态。
[0066]
在换电柜服务状态下，也还存在电池被盗的风险，防盗方法如下：
[0067]
假设换电柜电池格口存在电池的数量为x(0≤x≤n)，n为换电柜电池格口数量，则判断换电柜电池格口存在电池条件为：
[0068]
sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn≤p
阈值
，n为换电柜电池格口序号，若满足上述条件，则x＝x+1；
[0069]
换电柜电池格口没有电池条件为：
[0070]
sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn≤p
阈值
，n为换电柜电池格口序号，若满足上述条件，则x＝x-1；
[0071]
在服务状态下，仍对换电柜存在的电池数量进行监测，包括以下步骤：
[0072]
s1:开始换电服务前，计算电池格口电池数量；
[0073]
s2:操作人员打开空格口或满电格口；
[0074]
s3:通过对电池格口的状态信息检测进行电池放入或取出的判断；
[0075]
s4：换电结束后，计算电池格口的电池数量。
[0076]
假设换电柜开始服务前计算电池格口电池数量时间戳为t1；打开空格口或满电格口时间戳为t2；电池放入或取出时间戳为t3；电池格口门状态判断检测时间戳为t4；电池格口门开度信息检测时间戳为t5；换电服务结束后，计算格口电池数量时间戳为t6；
[0077]
得出整个换电流程信息采集时间序列为
[0078]
c＝{t1，t2，t3，t4，t5，t6}；
[0079]
其中：
[0080]
t1触发条件为s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0；
[0081]
t2触发条件为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且((sn＝0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)或(sn＝0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
))；
[0082]
t3触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＝0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
电值
且x
电
＞0)且(sn＝0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)；
[0083]
t4触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn＞p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阀值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn＞p
阈值
)；
[0084]
t5触发条件：放入电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＞0且0＜mn≤m
阈值
且pn≤p
阈值
)，取出电池为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且(sn＞0且bn＝0且mn＝0且pn≤p
阈值
)；
[0085]
t6触发条件为(s
图
＞0且g
电
≤g
阈值
且x
电
＞0)且订单已生成；
[0086]
定义δt1＝t
2-t1，δt2＝t
3-t2，
[0087]
给出公式：
[0088][0089]
当换电柜处于服务状态且满足以下条件：
[0090][0091]
以上三组状态认为是用户使用，是无电池被盗风险操作，否则换电柜进入告警状态。
[0092]
如上所述，电池防盗的方法从空间、时间维度出发，保证企业的换电柜内电池资产安全，并且在服务状态下，此方法将用户换电操作、设备信息采集的时间序列进行关联耦合，有效的防止电池套取，降低资产风控的工作量，保障运营企业的资产安全。
[0093]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。