CN111913021B - 一种防拆式智能电表保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防拆式智能电表保护系统，包括智能电表和远端服务器，智能电表通过利用处理器基于所接收到的电表盖板的压力数据和振动参数数据，分别形成电表盖板表面压力实时变化曲线和电表盖板表面振动参数实时变化曲线，然后计算两个实时变化曲线的拐点时刻，一旦两者存在同样的拐点时刻，即初步确认发生非法拆卸电表事件，并且结合电表内部的光照变化情况确认电表是否已经被拆解开，再利用指纹识别方法识别拆卸电表人员的身份；对于合法的拆卸电表人员，不予启动报警，而对于非法的拆卸电表人员，则及时进行现场报警以及发送报警提示给远端服务器，以便于远端采取针对非法拆卸电表人员的应对措施。

Description

一种防拆式智能电表保护系统
技术领域
本发明涉及智能电表领域，尤其涉及一种防拆式智能电表保护系统。
背景技术
电表是电网的终端，传统的电表电能表，具备电能表基本用电量的计量功能，普通的电表很容易被非法人员拆开电表盖板(或者成电表壳体)，然后实施窃电。
目前，传统的电表功能单一，多数不具备防拆卸功能，无法在拆卸动作发生时及时判定当前拆卸动作是否合法，这将给电表的保护以及电网的正常运行造成很大的破坏。因此，电表领域亟待提供一种具备防拆卸功能的电表保护系统，尤其是防止非法拆卸电表的系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种防拆式智能电表保护系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防拆式智能电表保护系统，其特征在于，包括智能电表和远端服务器；其中：
所述智能电表包括：
摄像头，具有防抖动处理模块；
报警器；
若干电性触点，遍布在电表外壳表面上；
脉冲电压释放装置，分别连接各电性触点；
振动传感器；
压力传感器，检测电表盖板所承受到的压力数据；
光照强度传感器；
指纹识别装置，预存有合法拆表人员的指纹信息，用于实现针对人员的指纹识别；
蓝牙模块；
LTE通信模块，用于连接远端服务器；
计时器；
存储器，分别连接摄像头、振动传感器、压力传感器、光照强度传感器、指纹识别装置、蓝牙模块和LTE通信模块；
处理器，分别连接摄像头、报警器、脉冲电压释放装置、振动传感器、压力传感器、光照强度传感器、指纹识别装置、蓝牙模块、LTE通信模块、计时器和存储器，用于根据光照强度传感器发来的光照强度数据、振动传感器发来的振动数据以及指纹识别装置发来的指纹识别结果，判定该智能电表是否处于被非法拆卸状态，以及将判定结果发送给远端服务器。
进一步地，在所述防拆式智能电表保护系统中，所述处理器按照如下步骤S1～S8的方式判定智能电表是否处于被非法拆卸状态：
步骤S1，所述处理器接收压力传感器在预设时间段内发送来的实时压力数据，形成电表盖板表面压力数据库；其中，该预设时间段标记为T，处理器接收的实时压力数据总数量标记为M，接收的第m个实时压力数据标记为Fm，1≤m≤M；
步骤S2，所述处理器根据所述电表盖板表面压力数据库，拟合得到在所述预设时间段内的电表盖板表面压力实时变化曲线；其中，电表盖板表面压力实时变化曲线标记为SF(t)，t∈(0,T)；
步骤S3，所述处理器接收振动传感器在所述预设时间段内发送来的实时振动参数数据，形成电表盖板表面振动参数数据库；其中，所述处理器接收的实时振动参数数据总数量标记为N，接收的第n个实时振动参数数据标记为Hn，1≤n≤N；
步骤S4，所述处理器根据所述电表盖板表面振动参数数据库，拟合得到在所述预设时间段内的电表盖板表面振动参数实时变化曲线；其中，电表盖板表面振动参数实时变化曲线标记为SH(t)，t∈(0,T)；
步骤S5，所述处理器分别计算所述电表盖板表面压力实时变化曲线的拐点时刻和所述电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拐点时刻；
步骤S6，所述处理器判断所述电表盖板表面压力实时变化曲线的拐点和所述电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拐点存在相同的拐点时刻时，转入步骤S7；否则，转入步骤S8；
步骤S7，所述处理器命令指纹识别装置以隐蔽方式采集当前操作者的指纹，并根据指纹识别结果做出判断操作：
当所述当前操作者的指纹通过识别时，所述处理器命令报警器在预设静默时间段内不予启动报警提示；否则，转入步骤8；
步骤S8，所述处理器根据当前时刻所接收的光照强度做出判断操作：
在当前时刻所接收的光照强度超过预设光照强度阈值时，所述处理器命令LTE通信模块向远端服务器发送电表遭受非常拆卸的告警提示；否则，所述处理器命令报警器启动报警提示。
改进地，在所述防拆式智能电表保护系统中，步骤S8还包括：在所述处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器命令摄像头以隐蔽方式采集当前操作者的面部图像，并将采集的当前操作者的面部图像以及该面部图像的采集时间保存到处理器内。
再改进，所述防拆式智能电表保护系统还包括：所述处理器命令摄像头做出角度调度以采集当前操作者的面部图像。
优选地，在所述防拆式智能电表保护系统中，所述预设时间段为10s，所述预设静默时间段为15min。
再改进地，在所述防拆式智能电表保护系统中，步骤S8还包括：在所述处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器命令脉冲电压释放装置向外释放瞬间电压的步骤；其中，向外释放的瞬间电压值介于12V～24V之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
首先，该发明中的防拆式智能电表保护系统通过利用处理器基于所接收到的电表盖板的压力数据和振动参数数据，分别形成电表盖板表面压力实时变化曲线和电表盖板表面振动参数实时变化曲线，然后计算两个实时变化曲线的拐点时刻，一旦两者存在同样的拐点时刻，即初步确认发生非法拆卸电表事件，并且结合电表内部的光照变化情况确认电表是否已经被拆解开，再利用指纹识别方法识别拆卸电表人员的身份；对于合法的拆卸电表人员，不予启动报警，而对于非法的拆卸电表人员，则及时进行现场报警以及发送报警提示给远端服务器，以便于远端采取针对非法拆卸电表人员的应对措施；
其次，通过在电表壳体上设置的多个电性触点，并且电表也设置连接各电性触点的脉冲电压释放装置，以在处理器确定出现了非法拆卸电表事件时，由处理器命令脉冲电压释放装置向外释放度人体不会造成危害的瞬间安全电压，以给非法拆解人员一定的威慑效果。
附图说明
图1为本发明实施例中的防拆式智能电表保护系统示意图；
图2为智能电表的处理器判定智能电表是否处于被非法拆卸状态时的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1所示，本实施例提供一种防拆式智能电表保护系统，包括智能电表1和远端服务器2；其中，该实施例的智能电表1包括：
摄像头101，具有防抖动处理模块；
报警器102；
若干电性触点103，遍布在电表外壳表面上；
脉冲电压释放装置104，分别连接各电性触点103；
振动传感器105；
压力传感器106，检测电表盖板所承受到的压力数据；
光照强度传感器107；
指纹识别装置108，预存有合法拆表人员的指纹信息，用于实现针对人员的指纹识别；
蓝牙模块109；
LTE通信模块110，用于连接远端服务器2；
计时器111；
存储器112，分别连接摄像头101、振动传感器105、压力传感器106、光照强度传感器107、指纹识别装置108、蓝牙模块109和LTE通信模块110；
处理器113，分别连接摄像头101、报警器102、脉冲电压释放装置104、振动传感器105、压力传感器106、光照强度传感器107、指纹识别装置108、蓝牙模块109、LTE通信模块110、计时器111和存储器112，用于根据光照强度传感器发来的光照强度数据、振动传感器发来的振动数据以及指纹识别装置发来的指纹识别结果，判定该智能电表是否处于被非法拆卸状态，以及将判定结果发送给远端服务器。具体地，参见图2所示，该实施例的处理器按照如下步骤S1～S8的方式判定智能电表是否处于被非法拆卸状态：
步骤S1，处理器113接收压力传感器106在预设时间段T内发送来的实时压力数据，形成电表盖板表面压力数据库；其中，处理器接收的实时压力数据总数量标记为M，接收的第m个实时压力数据标记为Fm，1≤m≤M；预设时间段T设置为10秒；
步骤S2，处理器113根据电表盖板表面压力数据库，拟合得到在预设时间段T内的电表盖板表面压力实时变化曲线；其中，电表盖板表面压力实时变化曲线标记为SF(t)，t∈(0,T)；此处得到电表盖板表面压力实时变化曲线的拟合方法采用常规拟合手段，此处不再赘述；
步骤S3，处理器113接收振动传感器105在预设时间段T内发送来的实时振动参数数据，形成电表盖板表面振动参数数据库；其中，处理器接收的实时振动参数数据总数量标记为N，接收的第n个实时振动参数数据标记为Hn，1≤n≤N；
步骤S4，处理器113根据电表盖板表面振动参数数据库，拟合得到在预设时间段T内的电表盖板表面振动参数实时变化曲线；其中，电表盖板表面振动参数实时变化曲线标记为SH(t)，t∈(0,T)；此处得到电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拟合方法也采用常规拟合手段，此处不再赘述；
步骤S5，处理器113分别计算电表盖板表面压力实时变化曲线SF(t)的拐点时刻和电表盖板表面振动参数实时变化曲线SH(t)的拐点时刻；
关于拐点时刻的计算，此处所指的“拐点”即为数学意义上针对曲线的拐点。例如，电表盖板表面压力实时变化曲线SF(t)的拐点时刻即为电表盖板表面压力实时变化曲线SF(t)关于时间变量的二阶导数值为零时所对应的时刻，电表盖板表面振动参数实时变化曲线SH(t)的拐点时刻即为电表盖板表面振动参数实时变化曲线SH(t)关于时间变量的二阶导数值为零时所对应的时刻；
步骤S6，处理器113判断电表盖板表面压力实时变化曲线的拐点和电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拐点存在相同的拐点时刻时，说明此时的电表盖板同时出现了所承受外来压力和振动变化，极有可能有人要在拆卸电表盖板，则此时就转入步骤S7；否则，说明不能确定是否存在人为拆解电表盖板的情况，需要进一步判断，则此时转入步骤S8；
步骤S7，处理器113命令指纹识别装置108以隐蔽方式采集当前操作者的指纹，并根据指纹识别结果做出判断操作：
当所述当前操作者的指纹通过识别时，说明拆解电表盖板的当前操作者为合法拆解者，则此时的处理器113命令报警器102在预设静默时间段内不予启动报警提示；否则，转入步骤8；此处的预设静默时间段设置为15min，以允许合法的电表拆解人员能够以熟练的操作程度拆解电表盖板；
步骤S8，处理器113根据当前时刻所接收的光照强度做出判断操作：
在当前时刻所接收的光照强度超过预设光照强度阈值时，说明电表盖板已经出现缝隙，电表外部的光线进入到了电表内部，确定电表已经被拆解开，则此时的处理器113命令LTE通信模块110向远端服务器2发送电表遭受非常拆卸的告警提示；否则，说明此时的电表盖板还在被拆卸过程中，则该处理器113命令报警器102启动报警提示。
当然，针对步骤S8，在处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器113还可以命令摄像头101以隐蔽方式采集当前操作者的面部图像，并将采集的当前操作者的面部图像以及该面部图像的采集时间保存到处理器112内，从而方便后续调取非法拆解电表的人员图像以及非常拆解电表事件发生的时刻。其中，此处的处理器可以命令摄像头做出角度调度以采集当前操作者的面部图像。
另外，为了给非法拆解电表人员一定的威慑，又不至于危害非法拆解人员的人身安全，针对步骤S8，可以在处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器113也命令脉冲电压释放装置104向外释放瞬间电压，然后将释放的瞬间电压输送至电表外壳表面上的电性触点103，以此给非法拆解人员一定的威慑效果。当然，脉冲电压释放装置104向外释放的瞬间电压值介于12V～24V之间，即向外释放的瞬间电压值属于安全电压。

Claims (5)

1.一种防拆式智能电表保护系统，其特征在于，包括智能电表(1)和远端服务器(2)；其中：
所述智能电表(1)包括：
摄像头(101)，具有防抖动处理模块；
报警器(102)；
若干电性触点(103)，遍布在电表外壳表面上；
脉冲电压释放装置(104)，分别连接各电性触点(103)；
振动传感器(105)；
压力传感器(106)，检测电表盖板所承受到的压力数据；
光照强度传感器(107)；
指纹识别装置(108)，预存有合法拆表人员的指纹信息，用于实现针对人员的指纹识别；
蓝牙模块(109)；
LTE通信模块(110)，用于连接远端服务器(2)；
计时器(111)；
存储器(112)，分别连接摄像头(101)、振动传感器(105)、压力传感器(106)、光照强度传感器(107)、指纹识别装置(108)、蓝牙模块(109)和LTE通信模块(110)；
处理器(113)，分别连接摄像头(101)、报警器(102)、脉冲电压释放装置(104)、振动传感器(105)、压力传感器(106)、光照强度传感器(107)、指纹识别装置(108)、蓝牙模块(109)、LTE通信模块(110)、计时器(111)和存储器(112)，用于根据光照强度传感器发来的光照强度数据、振动传感器发来的振动数据以及指纹识别装置发来的指纹识别结果，判定该智能电表是否处于被非法拆卸状态，以及将判定结果发送给远端服务器；
其中，所述处理器按照如下步骤S1～S8的方式判定智能电表是否处于被非法拆卸状态：
步骤S1，所述处理器接收压力传感器在预设时间段内发送来的实时压力数据，形成电表盖板表面压力数据库；其中，该预设时间段标记为T，处理器接收的实时压力数据总数量标记为M，接收的第m个实时压力数据标记为Fm，1≤m≤M；
步骤S2，所述处理器根据所述电表盖板表面压力数据库，拟合得到在所述预设时间段内的电表盖板表面压力实时变化曲线；其中，电表盖板表面压力实时变化曲线标记为SF(t)，t∈(0,T)；
步骤S3，所述处理器接收振动传感器在所述预设时间段内发送来的实时振动参数数据，形成电表盖板表面振动参数数据库；其中，所述处理器接收的实时振动参数数据总数量标记为N，接收的第n个实时振动参数数据标记为Hn，1≤n≤N；
步骤S4，所述处理器根据所述电表盖板表面振动参数数据库，拟合得到在所述预设时间段内的电表盖板表面振动参数实时变化曲线；其中，电表盖板表面振动参数实时变化曲线标记为SH(t)，t∈(0,T)；
步骤S5，所述处理器分别计算所述电表盖板表面压力实时变化曲线的拐点时刻和所述电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拐点时刻；
步骤S6，所述处理器判断所述电表盖板表面压力实时变化曲线的拐点和所述电表盖板表面振动参数实时变化曲线的拐点存在相同的拐点时刻时，转入步骤S7；否则，转入步骤S8；
步骤S7，所述处理器命令指纹识别装置以隐蔽方式采集当前操作者的指纹，并根据指纹识别结果做出判断操作：
当所述当前操作者的指纹通过识别时，所述处理器命令报警器在预设静默时间段内不予启动报警提示；否则，转入步骤8；
步骤S8，所述处理器根据当前时刻所接收的光照强度做出判断操作：
在当前时刻所接收的光照强度超过预设光照强度阈值时，所述处理器命令LTE通信模块向远端服务器发送电表遭受非法拆卸的告警提示；否则，所述处理器命令报警器启动报警提示。
2.根据权利要求1所述的防拆式智能电表保护系统，其特征在于，步骤S8还包括：在所述处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器命令摄像头以隐蔽方式采集当前操作者的面部图像，并将采集的当前操作者的面部图像以及该面部图像的采集时间保存到处理器内。
3.根据权利要求2所述的防拆式智能电表保护系统，其特征在于，还包括：所述处理器命令摄像头做出角度调度以采集当前操作者的面部图像。
4.根据权利要求1～3任一项所述的防拆式智能电表保护系统，其特征在于，所述预设时间段为10s，所述预设静默时间段为15min。
5.根据权利要求1～3任一项所述的防拆式智能电表保护系统，其特征在于，步骤S8还包括：在所述处理器命令报警器启动报警提示的同时，该处理器命令脉冲电压释放装置向外释放瞬间电压的步骤；其中，向外释放的瞬间电压值介于12V～24V之间。
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