一種防竊電系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防竊電系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括控制終端、掌機、總線和電能表；所述掌機包括射頻卡；所述電能表包括計量模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、防竊電模塊、控制模塊、存儲模塊和通訊模塊；所述控制終端、總線、電能表和掌機依次連接。所述方法包括(1)計量模塊將測量的電能傳輸至控制模塊；(2)控制模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊；(3)防竊電模塊判斷是否存在竊電；(4)控制模塊接收防竊電模塊竊電信息；(5)控制模塊將竊電信息記錄在存儲模塊上并經(jīng)總線將通訊模塊的發(fā)送信息上傳至控制終端；(6)控制終端發(fā)出報警。本發(fā)明利用磁場檢測和電子鎖兩種方法判斷竊電行為，在控制終端中發(fā)出報警，提示出現(xiàn)竊電行為。
【專利說明】一種防竊電系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防竊電系統(tǒng)，具體講涉及一種防竊電系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電的需求量逐年增加，電力銷售市場的不斷擴大，為確保 電力市場的經(jīng)濟利益，必須防止竊電案件的發(fā)生。
[0003] 目前的防竊電措施是用大量的人力物力排查線路、檢查計量裝置。然而，竊電問題 始終沒有得到根本改善。首先，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新的竊電手段不斷出現(xiàn)，并且技 術(shù)更先進，方法更隱蔽，手法更專業(yè)，變化更多端。其次，竊電呈現(xiàn)出普遍性的特點：居民竊 電現(xiàn)象嚴重，國有企事業(yè)單位竊電率迅速上升，個體工商戶、私營企業(yè)中竊電比例相當(dāng)高。 第三，竊電現(xiàn)象雖客觀存在，但由于電能是一種無形的商品，它只能通過電能計量裝置體現(xiàn) 量值，因此，竊電量常與線損混合，難以統(tǒng)計和追繳。最后，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城鄉(xiāng)居民普遍 實行"一戶一表"制度，沒有了總表制下居民間相互監(jiān)督的客觀效果，事實上加大了反竊電 的難度。
[0004] 因此，防竊電工作正面臨艱難局面，傳統(tǒng)的防竊電措施已難以應(yīng)對，需要設(shè)計新的 防竊電方案，爭取更好的防竊電效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種防竊電系統(tǒng)及其方法。本發(fā)明包括電能表 中的計量模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、防竊電模塊、控制模塊、存儲模塊、通訊模塊，以及總線、控制 終端和掌機。所述的防竊電模塊中的電子鎖和掌機配合實現(xiàn)防止私自打開電能表的非法開 箱行為，防竊電模塊中的磁場檢測模塊可以識別是否受到磁場的干擾，控制終端通過總線 可以實現(xiàn)對多臺電能表數(shù)據(jù)的采集并發(fā)出竊電警報。該技術(shù)可以防止通過磁場干擾和非法 打開電能表實施的竊電行為。
[0006] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種防竊電系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括控制終端、掌機、總線和電能 表；
[0008] 所述掌機包括射頻卡；所述電能表包括計量模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、防竊電模塊、控 制模塊、存儲模塊和通訊模塊；
[0009] 所述控制終端、總線、電能表和掌機依次連接。
[0010] 優(yōu)選的，所述防竊電模塊包括磁場檢測器、電子鎖和單片機；
[0011] 所述電子鎖包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、EEPR0M、電機驅(qū)動電路和開鎖電 機；
[0012] 所述磁場檢測器包括磁場拾取電路和放大器；
[0013] 所述射頻接收模塊、EEPR0M和電機驅(qū)動電路分別與單片機相連；
[0014] 所述磁場拾取電路通過放大器與單片機相連。
[0015] 本發(fā)明基于另一目的提供的一種防竊電方法，其改進之處在于，所述方法包括
[0016] (1)計量模塊將測量的電能傳輸至控制模塊；
[0017] (2)控制模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊；
[0018] (3)防竊電模塊判斷是否存在竊電；
[0019] (4)控制模塊接收防竊電模塊竊電信息；
[0020] (5)控制模塊將竊電信息記錄在存儲模塊上并經(jīng)總線將通訊模塊的發(fā)送信息上傳 至控制終端；
[0021] (6)控制終端發(fā)出報警。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟（1)包括計量模塊測量流過單相電能表的有功電能和無功電能 并將數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊。
[0023] 優(yōu)選的，所述步驟（2)包括控制模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至實時顯示電能及用電狀態(tài)的顯 示模塊。
[0024] 優(yōu)選的，所述步驟（3)包括防竊電模塊與實時判斷是否存在竊電的控制模塊連 接。
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中防竊電模塊包括判斷是否存在粘貼永磁鐵、高頻電磁場 沖擊竊電行為的磁場檢測器、檢測是否出現(xiàn)非法開箱的行為并記錄每次開箱行為以便檢查 的電子鎖和收集磁場檢測器和電子鎖信息并和控制模塊通信的單片機。
[0026] 進一步地，通過掌機打開用于工作人員實地檢查，避免采用傳統(tǒng)鉛封形式時檢查 電能表內(nèi)部對電能表的破壞的所述電子鎖。
[0027] 進一步地，所述掌機包括射頻卡，所述電子鎖通過讀取掌機中射頻卡的信息識別 是否為合法授權(quán)判斷是否開箱打開電能表。
[0028] 優(yōu)選的，所述總線遠程監(jiān)測電能表并依據(jù)是否存在竊電行為而向控制終端發(fā)出報 警。
[0029] 優(yōu)選的，將所述存儲模塊與控制終端的信息對比以確認總線傳輸是否有誤。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：
[0031] 本發(fā)明利用磁場檢測和電子鎖兩種方法判斷竊電行為，通過總線將采集到的電能 信息、開箱信息和竊電信息上傳，能夠在控制終端中發(fā)出報警，提示出現(xiàn)竊電行為。并通過 掌機實現(xiàn)對電能表電子鎖的開啟，方便工作人員檢查。本發(fā)明可為各類電能表提供防竊電 手段。
[0032] 本發(fā)明利用磁場檢測方法可以判斷電能表是否處于強磁場環(huán)境，從而發(fā)現(xiàn)強磁場 竊電行為。
[0033] 本發(fā)明可以利用電子鎖方法發(fā)現(xiàn)非法開箱行為，從而發(fā)現(xiàn)竊電。
[0034] 本發(fā)明可以利用電子鎖方法區(qū)分非法開箱行為和正常開箱行為，避免誤報警。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明提供的一種防竊電系統(tǒng)示意圖。
[0036] 圖2為本發(fā)明提供的一種防竊電系統(tǒng)防竊電模塊結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0038] 本發(fā)明提供一種針對非法開表和磁場干擾的電能表防竊電系統(tǒng)及其方法，包括電 能表中的計量模塊1、電能表中的數(shù)據(jù)顯示模塊2、電能表中的防竊電模塊3、電能表中的控 制模塊4、電能表中的存儲模塊5、電能表中的通訊模塊6、總線7、控制終端8和掌機9。
[0039] 電能表由計量模塊1、數(shù)據(jù)顯示模塊2、防竊電模塊3、控制模塊4、存儲模塊5和通 訊模塊6組成。
[0040] 計量模塊1可以計量有功和無功電能。數(shù)據(jù)顯示模塊2顯示測量出的電能及用電 狀態(tài)。
[0041] 防竊電模塊3包括磁場檢測器、電子鎖和單片機。
[0042] 電子鎖包括射頻發(fā)射模塊10、射頻接收模塊11、EEPR0M12、電機驅(qū)動電路13和開 鎖電機14。
[0043] 磁場檢測器包括磁場拾取電路16、放大器17、放大器18和磁場拾取電路19。
[0044] 磁場檢測器可以檢測出電能表是否受到磁場的干擾，電子鎖通過讀取掌機中射頻 卡的信息識別是否為合法授權(quán)判斷是否開箱，單片機收集磁場檢測器和電子鎖信息，并和 控制模塊通信。
[0045] 存儲模塊5由控制模塊控制，負責(zé)存儲測量電能、事件記錄等信息。通訊模塊6由 控制模塊4控制，可以將測量的電能和事件記錄上傳到控制終端8?？刂平K端8記錄電能表 通過總線7上傳的信息，并可以發(fā)出竊電警報。掌機9中包括射頻卡，如果射頻卡具有合法 授權(quán)，可以打開電能表。
[0046] 總線7可以實現(xiàn)一臺控制終端對多個電能表的遠程監(jiān)測和控制。
[0047] 在電子鎖部分中，射頻發(fā)射模塊10每隔一段設(shè)定的時間就發(fā)出信號，當(dāng)有掌機9 靠近時，射頻接收模塊11會接收到反射的信號，通知單片機15。反射回的信號中含有掌機 9的識別信息。如果該信息與EEPR0M12中存儲的信息相符，則通過電機驅(qū)動電路13驅(qū)動開 鎖電機14開鎖；若該信息與EEPR0M12中存儲的信息不符，則單片機15向圖1中的控制模 塊4發(fā)出竊電警報。
[0048] 在磁場檢測器中，磁場拾取電路16和磁場拾取電路19分別將正交方向的兩個磁 場強度轉(zhuǎn)化為電信號，這兩個電信號分別由放大器17和放大器18放大為合適單片機15輸 入的電平，單片機15中先將輸入電平合成，得到總磁場強度的表示值，根據(jù)這個表示值判 斷電表是否處于強磁場中，若是，單片機15向圖1中的控制模塊4發(fā)出竊電警報。
[0049] 本發(fā)明提供一種針對非法開表和磁場干擾的電能表防竊電方法具體為：
[0050] 1、計量模塊1測量流過單相電能表的有功電能，無功電能等；
[0051] 2、將測量電能數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊4 ;
[0052] 3、控制模塊4將數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊2用于實時顯示電能及用電狀態(tài)；
[0053] 4、防竊電模塊3與控制模塊4連接，實時判斷是否存在竊電；
[0054] 5、防竊電模塊3出現(xiàn)異常通知信息至控制模塊4 ;
[0055] 6、控制模塊4將竊電記錄存儲在存儲模塊5中，并利用通訊模塊6通過總線7將 這些信息上傳到控制終端8
[0056] 7、控制終端8發(fā)出報警。
[0057] 其中，當(dāng)磁場檢測器或電子鎖中任一個出現(xiàn)異常時，防竊電模塊3即認為存在竊 電行為，立即通知控制模塊4,控制模塊4將竊電記錄存儲在存儲模塊5中，并利用通訊模塊 6通過總線7將這些信息上傳到控制終端8,控制終端8發(fā)出報警。
[0058] 其中，當(dāng)不存在竊電行為時，可以周期或人工命令上傳存儲模塊中的計量電能和 事件記錄。掌機9可以合法打開電能表中的電子鎖模塊4,便于工作人員實地檢查是否存在 竊電行為。
[0059] 其中，本發(fā)明可以通過磁場檢測器判斷是否存在粘貼永磁鐵、高頻電磁場沖擊等 竊電行為。
[0060] 其中，本發(fā)明可以利用電子鎖檢測是否出現(xiàn)非法開箱的行為，并記錄每一次開箱 行為以便檢查。
[0061] 其中，本發(fā)明可以通過掌機打開電能表的電子鎖，方便工作人員實地檢查，避免采 用傳統(tǒng)鉛封形式時檢查電能表內(nèi)部對電能表的破壞。
[0062] 其中，本發(fā)明可以通過總線遠程監(jiān)測多臺電能表，當(dāng)存在竊電行為時，控制終端可 以發(fā)出報警。
[0063] 其中，本發(fā)明電能表中存在存儲模塊，可以與控制終端的信息進行對比，避免由于 總線傳輸錯誤造成的誤判。
[0064] 實施例
[0065] 1、采用電能計量專用芯片STPM01測量流過單相電能表的有功電能，無功電能等。
[0066] 2、STPM01通過SPI 口，將測量電能傳輸?shù)娇刂菩酒珹DSP_BF592。
[0067] 3、控制芯片ADSP_BF592通過TWI (I2C)與LCD1602模塊相連，實時顯示電能。
[0068] 4、電子鎖包括TX125L模塊和單片機AT89C2051，單片機AT89C2051與ADSP_BF592 的GP10 口相連，當(dāng)出現(xiàn)開箱行為時，在ADSP_BF592中產(chǎn)生中斷，通過UART與無線模塊 RAK410相連，將開箱行為報告至由以太網(wǎng)總線連接的控制終端，控制終端報警。
[0069] 5、以基于霍爾效應(yīng)的磁開關(guān)AH201為核心的磁場檢測模塊可以在出現(xiàn)強磁場時 改變單片機AT89C2051引腳電平，在ADSP_BF592中產(chǎn)生中斷，通過UART與無線模塊RAK410 相連，將竊電事件報告至由以太網(wǎng)總線連接的控制終端，控制終端報警。
[0070] 6、控制芯片ADSP_BF592通過SPI1 口與E2PR0M25A512相連，存儲電能、事件記錄 等信息。
[0071] 7、控制芯片ADSP_BF592通過UART與無線模塊RAK410相連，可以選擇定期或人工 將電能、事件記錄等傳輸?shù)酵ㄟ^以太網(wǎng)總線連接的控制終端。
[0072] 8、當(dāng)需要人工檢查時，使用S50射頻卡打開電子鎖，同時記錄開鎖事件。
[0073] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然 可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種防切電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制終端、掌機、總線和電能表； 所述掌機包括射頻卡；所述電能表包括計量模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、防竊電模塊、控制模 塊、存儲模塊和通訊模塊； 所述控制終端、總線、電能表和掌機依次連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種防竊電系統(tǒng)，其特征在于，所述防竊電模塊包括磁場檢測 器、電子鎖和單片機； 所述電子鎖包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、EEPROM、電機驅(qū)動電路和開鎖電機； 所述磁場檢測器包括磁場拾取電路和放大器； 所述射頻接收模塊、EEPROM和電機驅(qū)動電路分別與單片機相連； 所述磁場拾取電路通過放大器與單片機相連。
3. -種防竊電方法，其特征在于，所述方法包括 (1) 計量模塊將測量的電能傳輸至控制模塊； (2) 控制模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至顯示模塊； (3) 防竊電模塊判斷是否存在竊電； (4) 控制模塊接收防竊電模塊竊電信息； (5) 控制模塊將竊電信息記錄在存儲模塊上并經(jīng)總線將通訊模塊的發(fā)送信息上傳至控 制終端； (6) 控制終端發(fā)出報警。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述步驟⑴包括計量模塊測量 流過單相電能表的有功電能和無功電能并將數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述步驟（2)包括控制模塊將數(shù) 據(jù)發(fā)送至實時顯示電能及用電狀態(tài)的顯示模塊。
6. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述步驟（3)包括防竊電模塊與 實時判斷是否存在竊電的控制模塊連接。
7. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述步驟（3)中防竊電模塊包括 判斷是否存在粘貼永磁鐵、高頻電磁場沖擊竊電行為的磁場檢測器、檢測是否出現(xiàn)非法開 箱的行為并記錄每次開箱行為以便檢查的電子鎖和收集磁場檢測器和電子鎖信息并和控 制模塊通信的單片機。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種防竊電方法，其特征在于，通過掌機打開用于工作人員實 地檢查，避免采用傳統(tǒng)鉛封形式時檢查電能表內(nèi)部對電能表的破壞的所述電子鎖。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述掌機包括射頻卡，所述電子 鎖通過讀取掌機中射頻卡的信息識別是否為合法授權(quán)判斷是否開箱打開電能表。
10. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，所述總線遠程監(jiān)測電能表并依 據(jù)是否存在竊電行為而向控制終端發(fā)出報警。
11. 如權(quán)利要求3所述的一種防竊電方法，其特征在于，將所述存儲模塊與控制終端的 信息對比以確認總線傳輸是否有誤。
【文檔編號】G01R11/24GK104155496SQ201410163968
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】盧達, 林繁濤, 李華, 趙莎, 白靜芬, 陳松方, 宋曉卉, 曾彥超, 王麗莎, 王猛, 白璋 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)重慶市電力公司