CN108665693A - 一种基于双界面esam模块实现智能监控电力终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，包括集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，所述RFID读写设备内部集成有载波/无线通讯模块，集成载波/无线通讯的RFID读写设备端口一对一地引出天线。新型电能表是将原电能表内非接触式ESAM模块替换为双界面ESAM模块，同时将电能表内的载波/无线通讯省去，集成到RFID读写设备中。本发明的有益效果是：1、自动化程度高，减少人工操作工序，提高安装效率与准确度。2、引进电力设备新结构方案，降低制造成本费用。3、满足不带电通讯作业，完善信息的采集管理功能。4、实时监控电力设备的位置和状态，智能化管理监控漏洞。

Description

一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体是一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备。

背景技术

在智能电网中，终端电力设备作为实现终端用户与电力系统之间多重互联互通的媒介，发挥着关键作用。目前从发电站到电网、到变电站、再到用户，智能电网的各个环节都在进行降本增效工程，但投入在电力设备的制造、安装、管理、监控等方面的成本费用却一直居高不下。

在现实生活中，电力设备的安装、管理、监控存在着很多人为因素造成的错误，例如，在电能表的安装管理过程中，需要人工通过手持设备绑定电能表，而且经常会发生安装人员将电表箱中用户A的电能表装在用户B的表位，或者发生将已安装好的电能表人为擅自更换位置(以下简称“串表”)、擅自拆下并盗取电能表(以下简称“盗表”)等人为移装电能表的情况。在目前的供电系统管理模式下，发生“串表”、“盗表”、“误装”等情况后，电力管理部门无法快速、准确的判断出具体哪个位置的电能表被人为移装，更谈不上及时响应并有效处理“串表”、“盗表”、“误装”问题，这不仅带来直接的经济损失，产生用户纠纷，同时存在很大的安全隐患。

同时，电能表的后期管理监控过程中，不能满足不带电通信要求，无法在系统断电的情况下实现对电能表内ESAM模块中购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息的远程读取或移动查验，这使得信息的采集与管理存在很大局限性。

除此之外，目前智能电能表内的载波/无线通讯模块成本价格较高，这给电表生产企业造成了一定的成本负担。

正是由于以上问题的存在，北京泛辰信安科技有限公司(以下简称“本公司”)发明了一种低成本的基于双界面ESAM模块实现智能感知监控电力终端设备的产品及方案，即：应用智能IC卡技术，RFID技术、通信技术等，形成以双界面ESAM模块为核心，通过射频识别技术感知电力终端设备的位置状态，实时监控电力终端设备是否在读写区域范围内。本专利通过使用集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，有效地解决了电力终端设备存在的上述问题，保证电力设备安全，使之真正符合供电系统中电力设备远程实时智能监控的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，包括集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，所述RFID读写设备内部集成有载波/无线通讯模块，集成载波/无线通讯的RFID读写设备端口一对一地引出天线，每个天线按照读写设备端口编号预埋到设备箱体内的对应表位处。

作为本发明的优选方案：所述集成载波/无线通讯的RFID读写设备通过采集器和集中器连接后台服务器。

作为本发明的优选方案：所述ESAM模块为双界面ESAM模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、自动化程度高，减少人工操作工序，提高安装效率与准确度。2、引进电力设备新结构方案，降低制造成本费用。3、满足不带电通讯作业，完善信息的采集管理功能。4、实时监控电力设备的位置和状态，智能化管理监控漏洞。

附图说明

图1为本发明的整体方框图。

图2为系统连接关系示意图。

图3为系统绑定示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，包括集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，所述RFID读写设备内部集成有载波/无线通讯模块，集成载波/无线通讯的RFID读写设备端口一对一地引出天线，每个天线按照读写设备端口编号预埋到设备箱体内的对应表位处。

RFID读写设备通过采集器和集中器连接后台服务器。ESAM模块为双界面ESAM模块。

本发明的工作原理是：新型电能表，是将原电能表内非接触式ESAM模块替换为双界面ESAM模块，同时将电能表内的载波/无线通讯模块省去，集成到RFID读写设备中。通过集成载波/无线通讯的RFID读写设备天线读取双界面ESAM模块，实现对该位置电能表的状态监控。

本系统是在现有电力设备技术的基础上，由集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表来实现对电力终端设备的管理。

系统组成结构简图如图1所示。

本专利整体上是由集成载波/无线通讯的RFID读写设备、新型电能表、电表箱、采集器等设备组成。各个部件在系统内的连接关系示意图如图2所示。

本专利是在现有电力设备基础上由集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表来实现。其中，如图2所示，RFID读写设备分别有端口1、端口2、端口3和端口4，从这四个端口一对一的引出载波天线1、天线2、天线3、天线4。这四根天线需按照编号预埋到设备箱体内的对应表位处，同时馈线可根据不同表位标识对应颜色作为区分，即表位1、表位2、表位3、表位4与天线1、天线2、天线3、天线4是固定对应的。这样一来，RFID读写设备从端口1读取的信息就是天线1从表位1传来的信息，其余端口同理。

另外，新型电能表是将原电能表内非接触式ESAM模块替换为双界面ESAM模块，同时将电能表内的载波/无线通讯模块省去，集成到RFID读写设备中。双界面ESAM模块结合了非接触卡和接触卡的双重功能，除执行原非接触式ESAM模块进行数据加解密、安全存储、身份认证等功能外，还能通过RFID读写设备天线实现双界面ESAM模块内信息读取与传输，即由天线与双界面ESAM模块通讯来替代原本电能表内载波/无线通讯模块与接触式ESAM模块进行通讯的功能，所有需要原电能表内载波/无线通讯模块传输的信息均可由天线与双界面ESAM模块来完成。并且，RFID读写器天线与双界面ESAM模块的通讯能够满足不带电通讯的要求，能够在系统断电的情况下实现对电能表内ESAM模块中购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息的远程读取或移动查验。这样一来，完全可以省去每一个电能表内的载波/无线通讯模块，将载波/无线通讯模块集成到RFID读写设备，信号由天线与双界面ESAM模块传送到集成在RFID读写设备的载波/无线通讯模块，然后再传送到后端服务器里。另外，双界面ESAM模块可以实现与电能表内的MCU进行关联，并自动读取MCU号进行一对一绑定，即具有唯一识别的且关联内部MCU的ID号。集成载波/无线通讯模块的RFID读写设备的各个天线与装有双界面ESAM模块并省去载波/无线通讯模块的电能表一一对应，可实现双界面ESAM模块内信息的读取与传送。

信息读取传送过程中，系统绑定示意图如图3所示。

在系统上电时，RFID读写设备通过端口对应的天线来读取相应表位上电能表内双界面ESAM模块的ID号，将RFID读写设备端口号与双界面ESAM模块ID号(即表内MCU的ID号)进行自动地一对一绑定，并将数据通过RFID读写设备的载波/无线通讯模块传送到后台系统，这样就完成了电能表安装时与表位的自动绑定，从而替代了现在手持设备绑定电能表与表位的方式，有效防止安装失误导致的问题。

在系统运行时，RFID读写设备通过循环的读取各个表上的双界面ESAM模块，即可判断电力设备是否在表箱内规定的位置上。

在系统断电时，RFID读写设备的天线仍可与双界面ESAM模块的通讯进行通讯，完成对电能表内ESAM模块中购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息的远程读取或移动查验。由于天线读取双界面ESAM模块需要限定在一定的距离范围内，如果发生“盗表”情况，双界面ESAM模块脱离天线读取范围，相应表位的天线无法读到电能表上双界面ESAM模块，则被视为电能表被移位，RFID读写设备相应端口会监听未读到双界面ESAM模块，同时启动报警信号，信号将通过RFID读写设备的载波/无线通讯模块传送到集中器，然后传输到后台服务器以通知工作人员检查设备情况。

由于电能表内的双界面ESAM模块ID号是唯一识别的，且在上电时系统自动完成了每个表位与电能表初始ID号的一对一绑定，如果发生“串表”情况，本系统中相应表位的天线读到的电能表内的双界面ESAM模块ID号与系统后台初始ID号不一致，便可以及时发现电能表串位。同样，以上信息会实时传到后台服务器以通知工作人员检查设备情况。

本发明具有以下优点：

(1)自动化程度高，减少人工操作工序，提高安装效率与准确度:

本专利中双界面ESAM模块通过与电能表内的MCU进行关联，自动读取MCU号进行一对一绑定，减少了人为读取MCU号并写入标签的工序；通过端口、天线与表位的一一对应，自动实现电能表初始ID号的绑定，替代现在人工通过手持设备绑定电能表的方式，减少人工操作的弊端，自动化程度高，大大提高了效率。

(2)引进电力设备新结构方案，降低制造成本费用:

本专利由天线与新型电能表中双界面ESAM模块通讯来替代原本电能表内载波/无线通讯模块与非接触式ESAM模块进行通讯的功能，引进一种电力设备新结构方案，省去了电能表内原有的载波/无线通讯模块，对电表企业而言大大节约了器件成本费用；

(3)满足不带电通讯作业，完善信息的采集管理功能:

本专利中天线与双界面ESAM模块的通讯能够满足不带电通讯的要求，能够在系统断电的情况下实现对电能表内ESAM模块中购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息的远程读取或移动查验，便于满足电力管理部门多样化的信息采集管理需求。

(4)实时监控电力设备的位置和状态，智能化管理监控漏洞:

本专利引进了一种远程控制新思路，通过集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，实时远程监控电力设备的位置和状态，监听到异常情况时立即启动报警信号，并传输到后台服务器以通知工作人员及时检查设备情况。有效管理“串表”、“盗表”、“误装”等问题，安全性强，可靠性高，真正实现了智能化监控管理。

本专利最佳使用状态举例如下：某住宅小区的终端设备是以楼层为单位的四表位表箱，即同一楼层的四户业主共用一个电表箱，电表箱内分别安装有#101、#102、#103、#104四个电能表。在目前的供电系统管理模式下，如发生擅自更换#101电能表位置、擅自拆下并盗取#101电能表以及安装人员误操作#101电能表等人为移装电能表等情况后，电力管理部门无法快速、准确的判断出具体哪个位置的电能表被人为移装，也无法及时有效地为#101业主处理问题。并且在断电情况下，电力管理部门无法查看用户的购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息。

在这种情况下，使用本专利发明的集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表的方法，便可实时远程监控电力设备的位置和状态，监听到异常情况时立即启动报警信号，并传输到后台服务器以通知工作人员及时检查设备情况，从而有效管理“串表”、“盗表”、“误装”等问题。另外，本专利满足不带电通讯的要求，在系统断电的情况下能够对用户的购电信息、当前套电价信息、运行信息等相关信息进行远程读取或移动查验。本专利自动化智能化程度高，真正解决现实生活中终端电力设备在安装、管理、监控等方面的诸多问题。

Claims (3)

1.一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，包括集成载波/无线通讯的RFID读写设备和新型电能表，其特征在于，所述RFID读写设备内部集成有载波/无线通讯模块，集成载波/无线通讯的RFID读写设备端口一对一地引出天线，每个天线按照读写设备端口编号预埋到设备箱体内的对应表位处。

2.根据权利要求1所述的一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，其特征在于，所述RFID读写设备通过采集器和集中器连接后台服务器。

3.根据权利要求1所述的一种基于双界面ESAM模块实现智能监控电力终端设备，其特征在于，所述ESAM模块为双界面ESAM模块。