CN104316739B - 一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，包括：接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路；所述接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路分别连接CPU电路。本发明的一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，把现场计量表运行的状况监控起来，一旦有人非法暴力破坏、盗开表箱，就立即启动声光报警，同时启动摄像装置，把现场的状况拍摄下来，通过GPRS/CDMA通讯、485通讯、RF/Zigbee/WiFi通讯及3G/4G通讯的通讯方式，立即传到主站，获取窃电现场证据，为以后采取相关措施提供资料。

Description

一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路

技术领域

本发明涉及防窃电装置，具体涉及一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路。

背景技术

随着国家电力系统两网改造工作的逐渐推进，“一户一表，管电到户”政策的贯彻，用电网络急剧膨胀，使得供电企业对用电网络的管理任务日益加剧。如何把庞大且分散的大用户用电量及其它数据及时有效而且准确无误地收集、统计及分析，成为供电企业一个迫切需要解决的问题。

在国外70年代就在大工业用户电能计量中商业化应用电子式电能表。在我国，现在多功能电表己被电力系统推广，己经逐步取代了传统电表，远程抄表技术的关键在于电子式电能表处(从站)与主站之间的通讯，它直接关系到系统的性能。由于多功能电表具有通信功能，防窃电就成为了可能。窃电不仅给国家和电力部门造成巨大的经济损失，而且还严重干扰了正常的供用电秩序，甚至引发火灾，使供电设备损坏甚至造成大面积停电，影响公共电网安全和社会稳定。

针对非法窃电现象，实时采集用电户违章挪动或者改动电能计量装置进行非法窃电时进行预报警，并获取现场图像/视频证据，记录现场当时的电能计量值，是一种能起到有效采集证据、预防打击窃电行为作用的放窃电手段。

电能计量装置安装在计量电表箱箱体内，计量电表箱如果防止偷 窃电并且对偷窃电行为自动取证，即可预防和减少电力事故的发生，又可达到提高电力系统的安全性、可靠性、稳定性目的。

大多数进行窃电的，对计量装置的工作原理和接线方式都很清楚，再加上市场经济状况下，封印线、封印铅都可以通过各种渠道买到，并很难看出破绽。如果安装专门的防窃电装置不但会增加系统的运行成本，而且这些反窃电措施都无法获得窃电现场的图像证据。总之，上述的防窃电措施均不能完全排除窃电现象。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路。

本发明所采用的技术方案是：一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，包括：接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路；所述接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路分别连接CPU电路。

所述接口电路包括第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路、第八光电耦合电路及系统接口；所述第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路及第八光电耦合电路分别连接系统接口。

所述CPU电路包括晶振电路和CPU；所述晶振电路连接CPU。

所述霍尔效应传感器电路设有第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11；所述第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11分别连 接CPU电路。

所述复位电路包括复位芯片U3、复位按钮S1、电阻R15及电容C2；所述复位按钮S1一端连接复位芯片U3第二管脚，另一端连接地；所述电阻R15一端连接复位芯片U3第一管脚，另一端连接CPU；所述复位芯片U3第四管脚连接CPU；所述复位芯片U3第五管脚分别连接电源VCC_5438和电容C2，所述电容C2另一端连接地。

所述存储电路包括存储器U2、电容C7及电阻R7；所述存储器U2第八管脚分别连接电容C7和电源VCC，所述电容C7另一端连接地；所述存储器U2第一管脚分别连接电阻7和CPU电路；所述存储器U2第二管脚、第三管脚、第五管脚、第六管脚及第七管脚分别连接CPU电路。

所述加速度测量电路包括加速度测量芯片U12、电容C40、电容C43、电阻R41及电阻R42；所述加速度测量芯片U12第一管脚分别连接电容C40和电源VCC，所述电容C40另一管脚连接地；所述加速度测量芯片U12第二管脚、第四管脚、第五管脚及第十一管脚分别连接地；所述加速度测量芯片U12第六管脚分别连接电容C43和电源VCC，电容C43另一端连接地；所述加速度测量芯片U12第七管脚连接电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电阻R41；所述电阻R41一端连接CPU电路，另一端连接电源VCC。

所述时钟电路包括时钟芯片U4、晶振Y2、电容C32、二极管D21、电容C102、电阻R10、电阻R11及电阻R14；所述二极管D21正极连接电源VCC_5438，负极连接时钟芯片U4；所述电容C102正极连接二极管D21负极，电容C102负极接地；所述电阻R10、电阻R11及电阻R14一端分别连接电源VCC_5438，此三个电阻的另一端都分别连 接时钟芯片U4和CPU电路；所述电容C32一端分别连接电源VCC_5438和时钟芯片U4，另一端接地；所述晶振Y2跨接在时钟芯片U4第二管脚和第三管脚之间。

所述通讯电路包括GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路；所述GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路分别连接CPU电路。

本发明的优点：

本发明的一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，把现场计量表运行的状况监控起来，一旦有人非法暴力破坏、盗开表箱，就立即启动声光报警，同时启动摄像装置，把现场的状况拍摄下来，通过GPRS/CDMA通讯、485通讯、RF/Zigbee/WiFi通讯及3G/4G通讯的通讯方式，立即传到主站，获取窃电现场证据，为以后采取相关措施提供资料。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例的一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路图；

图2是本发明实施例的系统结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，如图1所示的一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，包括：接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路；所述接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路分别连接CPU电路。

所述接口电路包括第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路、第八光电耦合电路及系统接口；所述第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路及第八光电耦合电路分别连接系统接口。

所述CPU电路包括晶振电路和CPU；所述晶振电路连接CPU。

所述霍尔效应传感器电路设有第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11；所述第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11分别连接CPU电路。

所述复位电路包括复位芯片U3、复位按钮S1、电阻R15及电容C2；所述复位按钮S1一端连接复位芯片U3第二管脚，另一端连接地；所述电阻R15一端连接复位芯片U3第一管脚，另一端连接CPU；所述复位芯片U3第四管脚连接CPU；所述复位芯片U3第五管脚分别连接电源VCC_5438和电容C2，所述电容C2另一端连接地。

所述存储电路包括存储器U2、电容C7及电阻R7；所述存储器 U2第八管脚分别连接电容C7和电源VCC，所述电容C7另一端连接地；所述存储器U2第一管脚分别连接电阻7和CPU电路；所述存储器U2第二管脚、第三管脚、第五管脚、第六管脚及第七管脚分别连接CPU电路。

所述加速度测量电路包括加速度测量芯片U12、电容C40、电容C43、电阻R41及电阻R42；所述加速度测量芯片U12第一管脚分别连接电容C40和电源VCC，所述电容C40另一管脚连接地；所述加速度测量芯片U12第二管脚、第四管脚、第五管脚及第十一管脚分别连接地；所述加速度测量芯片U12第六管脚分别连接电容C43和电源VCC，电容C43另一端连接地；所述加速度测量芯片U12第七管脚连接电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电阻R41；所述电阻R41一端连接CPU电路，另一端连接电源VCC。

所述时钟电路包括时钟芯片U4、晶振Y2、电容C32、二极管D21、电容C102、电阻R10、电阻R11及电阻R14；所述二极管D21正极连接电源VCC_5438，负极连接时钟芯片U4；所述电容C102正极连接二极管D21负极，电容C102负极接地；所述电阻R10、电阻R11及电阻R14一端分别连接电源VCC_5438，此三个电阻的另一端都分别连接时钟芯片U4和CPU电路；所述电容C32一端分别连接电源VCC_5438和时钟芯片U4，另一端接地；所述晶振Y2跨接在时钟芯片U4第二管脚和第三管脚之间。

所述通讯电路包括GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路；所述GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路分别连接CPU电路。

通讯方式选用GPRS/CDMA通讯、485通讯、RF/Zigbee/WiFi通讯及3G/4G通讯的组合或这四种方式任选一种。

参考图2，如图2所示，系统由CPU、传感器接口单元、计量单元、通讯单元及电源管理组成。

传感器接口单元主要由电磁传感器、位移振动传感器、摄像头、电磁传感器、门磁开关组成部分。

计算单元主要由电流测量传感器、电压测量传感器中、存储单元组成。

通讯单元由GPRS/CDMA通讯接口、485通讯接口、RF/Zigbee/WiFi通讯接口及3G/4G通讯电路接口。

电源管理单元主要由220V电源管理模块、电池电源管理模块组成。

工作原理：

系统通过SL353或干簧管监测到表箱周围的磁场有明显变化时启动摄像机进行拍照/录像，从监测到拍照/录像完成时间为3-5秒。

系统监测到表箱周围出现超过正常自己振动的信号时，启动拍照系统。

系统监测到箱门打开后，启动摄像机进行拍照/录像，从监测到拍照/录像完成时间为3-5秒

当出现以上异常情况时，采集监测电压、电流、将异常信息上传到后台进行对比分析，是否发生窃电现象，并通知相关人员进行现场检查。

在正常情况下，按设定的采集间隔采集监测电压、电流并存储，在出现异常情况时进行比对。

在有异常情况时上传所有信息，同时终端备份数据(1～3个月)。

本发明的一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，把现场计量表运行的状况监控起来，一旦有人非法暴力破坏、盗开表箱，就立即启动声光报警，同时启动摄像装置，把现场的状况拍摄下来，通过GPRS/CDMA通讯、485通讯、RF/Zigbee/WiFi通讯及3G/4G通讯的通讯方式，立即传到主站，获取窃电现场证据，为以后采取相关措施提供资料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于四种通信方式防窃电的电表计量箱电路，其特征在于，包括：接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路；所述接口电路、霍尔效应传感器电路、复位电路、存储电路、CPU电路、加速度测量电路、时钟电路及通讯电路分别连接CPU电路；

所述接口电路包括第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路、第八光电耦合电路及系统接口；所述第一光电耦合电路、第二光电耦合电路、第三光电耦合电路、第四光电耦合电路、第五光电耦合电路、第六光电耦合电路、第七光电耦合电路及第八光电耦合电路分别连接系统接口；

所述CPU电路包括晶振电路和CPU；所述晶振电路连接CPU；

所述霍尔效应传感器电路设有第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11；所述第一霍尔传感器U10和第二霍尔传感器U11分别连接CPU电路；

所述复位电路包括复位芯片U3、复位按钮S1、电阻R15及电容C2；所述复位按钮S1一端连接复位芯片U3第二管脚，另一端连接地；所述电阻R15一端连接复位芯片U3第一管脚，另一端连接CPU；所述复位芯片U3第四管脚连接CPU；所述复位芯片U3第五管脚分别连接电源VCC_5438和电容C2，所述电容C2另一端连接地；

所述存储电路包括存储器U2、电容C7及电阻R7；所述存储器U2第八管脚分别连接电容C7和电源VCC，所述电容C7另一端连接地；所述存储器U2第一管脚分别连接电阻7和CPU电路；所述存储器U2第二管脚、第三管脚、第五管脚、第六管脚及第七管脚分别连接CPU电路；

所述加速度测量电路包括加速度测量芯片U12、电容C40、电容C43、电阻R41及电阻R42；所述加速度测量芯片U12第一管脚分别连接电容C40和电源VCC，所述电容C40另一管脚连接地；所述加速度测量芯片U12第二管脚、第四管脚、第五管脚及第十一管脚分别连接地；所述加速度测量芯片U12第六管脚分别连接电容C43和电源VCC，电容C43另一端连接地；所述加速度测量芯片U12第七管脚连接电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电源VCC；所述加速度测量芯片U12第十三管脚分别连接CPU电路和电阻R41；所述电阻R41一端连接CPU电路，另一端连接电源VCC；

所述时钟电路包括时钟芯片U4、晶振Y2、电容C32、二极管D21、电容C102、电阻R10、电阻R11及电阻R14；所述二极管D21正极连接电源VCC_5438，负极连接时钟芯片U4；所述电容C102正极连接二极管D21负极，电容C102负极接地；所述电阻R10、电阻R11及电阻R14一端分别连接电源VCC_5438，此三个电阻的另一端都分别连接时钟芯片U4和CPU电路；所述电容C32一端分别连接电源VCC_5438和时钟芯片U4，另一端接地；所述晶振Y2跨接在时钟芯片U4第二管脚和第三管脚之间；

所述通讯电路包括GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路；所述GPRS/CDMA通讯电路、485通讯电路、RF/Zigbee/WiFi通讯电路及3G/4G通讯电路分别连接CPU电路。