CN113886475A - 一种基于区块链的窃电预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于区块链的窃电预警系统及方法。该系统包括：二级电力监测装置，用于监测电网干路的一级支路的用电数据，将第一关联参数值和第二关联参数值进行存储；区块链存储控制模块，用于定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将同一二级电力监测装置不同时刻时的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，将同一时间时不同二级电力监测装置的第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值；预警模块，用于判定是否需要发出窃电预警。本发明具有实现操作简单、预警精度以及效率高且抗干扰性强等优点。

Description

一种基于区块链的窃电预警系统及方法

技术领域

本发明涉及用电管理技术领域，尤其涉及一种基于区块链的窃电预警系统及方法。

背景技术

用户在用电过程中是通过计量表来计量用电情况，但是实际会存在各类的窃电情况发生，如用户通过绕过计量电表的方式进行窃电，使得电流不经过电表，或者通过修改电表上显示的数据进行窃电，上述窃电方式如果依赖人工监测的方式，往往难以直接察觉到，且人工的监测成本高、耗时长。

现有技术中一种针对于窃电的自动监测方法包括直接监测总电表数据，然后与各个分电表数据的总和进行比较，如果相同则认为不存在窃电行为，否则认为存在窃电行为。

上述现有技术中一种针对于窃电的自动监测方法的缺点为：

1、检测精度低。由于电能在传输过程中会存在传输损耗、电能表本身会存在计量误差等，总表与分表总和本身会存在一定的差值，如果仅是简单的比较总表与分表总和，当存在极少部分的用户窃电时，该差值就无法直接判断是窃电导致的还是由于线损等导致的，因而实际检测精度并不高，难以精准的确定出是否发生窃电；

2、不能定位窃电点、效率低。仅能够简单的判别出是否存在窃电，无法精确定位出窃电发生的位置，还需要耗费大量时间从众多的分电表中排查出窃电点，检测效率仍然不高。

3、抗干扰性差。由于仅是简单的比较总表与分表总和，如果各计量表存在较大的计量误差或者存在故障，则会导致整个系统均无法判别是否存在窃电的发生。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于区块链的窃电预警系统及方法，实现操作简单、预警精度以及效率高且抗干扰性强地进行窃电预警。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于区块链的窃电预警系统，包括：二级电力监测装置、区块链存储控制模块和预警模块；

所述的二级电力监测装置，用于监测电网干路的一级支路的用电数据，将所述区块链存储控制模块发送过来的第一关联参数值和第二关联参数值进行存储；

所述的区块链存储控制模块，用于定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将不同时刻同一二级电力监测装置的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时间时不同二级电力监测装置的所述第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，将所述第一关联参数值和第二关联参数值分别发送给各个二级电力监测装置；

所述的预警模块，用于根据各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

优选地，所述的系统还包括：

一级电力监测装置，用于设置在电网干路上，监测电网干路上的用电量，一级电力监测装置与二级电力监测装置之间通过电力线进行高效液相色谱法HPLC高速载波通信。

优选地，所述区块链存储控制模块包括：

第一关联单元，用于定期获取不同时刻时各个二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的所述第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

第二关联单元，用于定期获取同一时刻时各个二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值，每次获取到所述第一关联参数值时将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

存储控制单元，用于将所有的所述第一关联参数值、第二关联参数值分别发送到各个二级电力监测装置进行存储，形成所述第一关联参数值、第二关联参数值的区块链存储。

优选地，所述预警模块包括：

判断单元，用于判断各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入预警单元；

预警单元，用于根据所述不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息。

优选地，所述二级电力监测装置包括电能计量单元、处理器单元以及通信模块，所述二级电力监测装置与用于监测电网干路的一级电力监测装置连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于区块链的窃电预警方法，所述方法包括：

S1.通过各个二级电力监测装置监测电网干路的各个一级支路的用电数据；

S2.定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将同一二级电力监测装置不同时刻时的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时间时不同二级电力监测装置的第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，将所述第一关联参数值和第二关联参数值分别存储在各个二级电力监测装置中；

S3.根据各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

优选地，所述步骤S2具体包括：

S101.定期获取不同时刻时各个二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的所述第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

S102.定期获取同一时刻时各个二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值，每次获取到所述第一关联参数值时将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

S103.将所有的所述第一关联参数值、第二关联参数值分别发送到各个二级电力监测装置进行存储，形成所述第一关联参数值、第二关联参数值的区块链存储。

优选地，所述步骤S101具体包括：

当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据使用hash函数生成目标二级电力监测装置的第一hash值，下一次获取到指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据以及上一次得到的hash值生成目标二级电力监测装置的新的hash值。

优选地，所述步骤S102具体包括：

当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置的所述第一关联参数值，使用hash函数生成第一hash头部，下一次获取同一时刻时相邻二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值时，根据获取的所述第一关联参数值以及上一次得到的所述hash头部值生成目标二级电力监测装置的新的hash头部值。

优选地，所述步骤S3具体包括：

S301.判断各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入执行S302；

S302.根据所述不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息，判断同一时间时所述一级电力监测装置获取的用电数据、与所有所述二级电力监测装置获取的用电数据的总和之间的大小关系，根据判断结果确定是否需要发出窃电报警信息。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明可以实现基于区块链模式的窃电预警，由于采用分布式储存方式，一旦任何一个电力监测装置上的区块中的关联参数值发生改变，即可以方便、快速的通过其余电力监测装置上储存的关联参数值监测出该发生改变的电力监测装置，便于监测出通过修改电表数值的窃电行为。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例基于区块链的窃电预警系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中传感模块的结构示意图。

图3是本发明实施例基于区块链的窃电预警方法的实现流程示意图。

图4是本发明在具体应用实施例中生成第一关联参数值的详细流程示意图。

图5是本发明在具体应用实施例中生成第二关联参数值的详细流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供的一种基于区块链的窃电预警系统的结构图如图1所示，包括如下的模块：依次互相连接的预警模块、区块链存储控制模块、二级电力监测装置、一级电力监测装置和数据中心。二级电力监测装置的数量为多个，分别设置在各个电网干路的一级支路上，一级电力监测装置的数量为一个，设置在电网干路上。

预警模块、区块链存储控制模块对一级电力监测装置监测的用电数据不需要进行处理，预警模块只比较各二级电力监测装置中存储的第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警，区块链存储控制模块仅用于获取不同时间各二级电力监测装置监测的用电数据。

区块链存储控制模块，用于定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据。各个二级电力监测装置用于监测电网干路的一级支路的用电数据，将同一个二级电力监测装置不同时刻的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时刻不同二级电力监测装置的第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，将上述第一关联参数值、第二关联参数值分别存储在各二级电力监测装置中，以形成区块链存储；

预警模块，用于根据各二级电力监测装置中存储的第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

本发明实施例通过配置区块链存储控制模块以及预警模块，由区块链存储控制模块定期将同一个二级电力监测装置不同时刻的用电数据关联形成第一关联参数值，同时将同一时刻每台二级电力监测装置的第一关联参数值关联形成第二关联参数值，将第二关联参数值分布式存储在各二级电力监测装置中。然后，由预警模块根据各二级电力监测装置中存储的第二关联参数值的关联性进行窃电预警，可以实现基于区块链模式的窃电预警，由于采用分布式储存方式，二级电力监测装置的数据同时发生篡改的可能性微乎其微，因而一旦任何一个电力监测装置上的区块中的关联参数值发生改变，即可以方便、快速的通过其余电力监测装置上储存的关联参数值监测出该发生改变的电力监测装置，便于监测出通过修改电表数值的窃电行为。

本发明实施例通过关联二级电力监测装置的用电数据形成第一关联参数值，一旦任意时刻的用电数据发生篡改，后续时刻的用电数据第一关联参数值也会发生改变，同时通过将同一时刻每台二级电力监测装置的第一关联参数值进行关联，一旦任意一台二级电力监测装置的用电数据被篡改，通过对比其它二级电力监测装置储存的第二关联参数值即可监测出该篡改行为，能够便于快速、精准的监测出修改表值的窃电行为，同时由于仅需存储关联参数值，可以大大减少数据存储量，无需存储完整的用电数据即可以精准实现窃电预警。

本发明实施例中，由一级电力监测装置监测电网干路上的用电量，二级电力监测装置监测一级支路上的用电量，一级电力监测装置与二级电力监测装置之间通过电力线进行HPLC(High Performance Liquid Chromatography，高效液相色谱法)高速载波通信。

在具体应用实施例中，一级电力监测装置具体包括一级电表、一级处理器、无线通信模块和集中器，集中器与一级处理器电连接，一级电表与一级处理器电连接，无线通信模块与一级处理器电连接，无线通信模块与数据中心电连接，一级电力监测装置电网干路电连接。二级电力监测装置包括二级电表、二级处理器、二级载波发送器和二级载波接收器，通过二级载波接收器将不同的二级电力监测装置相互进行数据连接，使得二级电力监测装置之间可相互通信，二级载波发送器具体与一级处理器导线连接，二级电表与二级处理器导线连接，二级载波发送器通过电力线与集中器导线连接，二级电力监测装置导线连接在二级电力监测装置所在的电网干路下的一级支路上。二级电力监测装置具体设置N台，N为大于1的正整数。集中器用于HPLC载波发送和接收，二级载波接收器为用于HPLC载波接收的装置，二级载波发送器用于HPLC载波发送的装置。上述一级处理器和二级处理器具体可以采用Arduino、PLC或树莓派等带外围电路的控制器组件。

本发明实施例中，一级电力监测装置与二级电力监测装置之间的一级支路上还设置有传感模块，图2是本发明实施例中传感模块的结构示意图，如图2所示，传感模块具体包括温度传感器、湿度传感器以及传感载波发送器等，传感载波发送器与温度传感器、湿度传感器连接，温度传感器、湿度传感器分别用于对一级支路的温度、湿度参数进行监测，以便对一级支路的电力损耗进行预测，通过对电力损耗的预测实时调整窃电报警阈值，避免产生误报警或不报警的问题，传感载波发送器用于HPLC载波发送的装置。传感载波发送器通过电力线与集中器电连接，传感模块具体可设置j个，j为大于1的正整数。

本发明实施例中，区块链存储控制模块包括：

第一关联单元，用于定期获取不同时刻时各二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

第二关联单元，用于定期获取同一时刻时各二级电力监测装置对应的第一关联参数值，每次获取到第一关联参数值时将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

存储控制单元，用于将所有的第一关联参数值、第二关联参数值分别存储在各二级电力监测装置中。

本发明实施例由第一关联单元每次将各二级电力监测装置的用电数据与上一次得到的第一关联参数值进行关联，形成新的第一关联参数值，可以将不同时刻的用电数据进行关联，由第二关联单元每次将同一时刻不同二级电力监测装置对应的第一关联参数值关联得到第二关联参数值，形成新的第二关联参数值，可以将同一时刻不同二级电力监测装置的用电数据进行关联，通过该特定形式最终形成加密的用电数据，能够进一步提高加密性能，避免数据有被篡改的可能，将用电数据相关联后，一旦有二级电力监测装置的数据发生篡改，能够快速被识别出。

本发明实施例中，预警模块包括：

判断单元，用于判断各二级电力监测装置中存储的第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入预警单元；

预警单元，用于根据不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息。

如果存在二级电力监测装置的用电数据发生篡改，则该二级电力监测装置上存储的第一关联参数值或第二关联参数值会与其他二级电力监测装置的不一致，则依据各二级电力监测装置中第一关联参数值、第二关联参数值的一致性，即可以快速、精准的定位出存在窃电行为的二级电力监测装置，从而进行精准的窃电预警。

图3是本发明实施例基于区块链的窃电预警方法的实现流程示意图，本发明实施例基于区块链的窃电预警方法的步骤包括：

S1.通过各个二级电力监测装置监测电网干路的各个一级支路的用电数据；

S2.定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将同一二级电力监测装置不同时刻时的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时刻不同二级电力监测装置的第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，分别存储在各二级电力监测装置中以形成区块链存储；

S3.根据各二级电力监测装置中存储的第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

通过上述步骤，一旦任何一个电力监测装置上的区块中的关联参数值发生改变，即可以方便、快速的通过其余电力监测装置上储存的关联参数值监测出该发生改变的电力监测装置，监测出通过修改电表数值的窃电行为进行快速、精准的窃电预警。

本发明实施例中，步骤S2的步骤包括：

S201.定期获取不同时刻时各二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

S202.定期获取同一时刻时各二级电力监测装置对应的第一关联参数值，每次获取到所第一关联参数值时，将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

S203.将所有的第一关联参数值、第二关联参数值分别存储在各二级电力监测装置中。

上述步骤，通过每次将各二级电力监测装置的用电数据与上一次得到的第一关联参数值进行关联，形成新的第一关联参数值，以及将同一时刻二级电力监测装置对应的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行关联，形成新的第二关联参数值，最终通过该特定形式形成加密的用电数据，能够进一步提高加密性能，避免数据有被篡改的可能，从而一旦有二级电力监测装置的数据发生篡改，即能够快速识别出。

本发明实施例中，步骤S201中具体基于hash函数进行数据关联，得到的第一关联参数值为hash值，具体当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据使用hash函数生成目标二级电力监测装置的第一hash值，下一次获取到指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据以及上一次得到的hash值生成目标二级电力监测装置的新的hash值。

在具体应用实施例中，图4是本发明在具体应用实施例中生成第一关联参数值的详细流程示意图。如图4所示，上述第一关联参数值生成的详细步骤为：每年1月获取第i个二级电力监测装置的用电数据，i为二级电力监测装置序号，根据第i个二级电力监测装置的用电数据生成第i个二级电力监测装置的1月hash值

每年2月获取第i个二级电力监测装置的用电数据，根据第i个二级电力监测装置的用电数据和

生成第i个二级电力监测装置的2月hash值

以此类推，获取S月第i个二级电力监测装置的用电数据，S为大于1小于12的正整数，根据第i个二级电力监测装置的用电数据和

生成S月hash值

将第i个二级电力监测装置的用电数据、本年内的所有hash值存储在第i个二级电力监测装置中。上述时间的设置具体可以根据实际需求设置。

本发明实施例步骤S202中具体基于hash函数进行数据关联，得到的第二关联参数值为hash头部值，具体当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置的第一关联参数值时，使用hash函数生成第一hash头部，下一次获取同一时刻相邻二级电力监测装置对应的第一关联参数值，根据获取的第一关联参数值以及上一次得到的hash头部值生成目标二级电力监测装置的新的hash头部值。本发明通过监测hash头部的不同，判断发生修改行为的电力监测装置，并通过获取hash头部不同的电力监测装置用户标识，识别修改行为发生的用户，及时报警并精确定位。

在具体应用实施例中，图5是本发明在具体应用实施例中生成第二关联参数值的详细流程示意图。如图5所示，上述第二关联参数值生成以及存储的详细步骤为：在第S月获取第1个二级电力监测装置的hash值

并根据

生成第一hash头部

其中，第一hash头部是与1号二级电力监测装置的用电数据一一对应的；

在第S月获取第2个二级电力监测装置的hash值

根据

和

生成第二hash头部

依次类推，获取第i个二级电力监测装置的hash头部

根据第i个二级电力监测装置的hash头部

和第i-1个二级电力监测装置的hash头部

生成第i hash头部。然后将所有二级电力监测装置的当年的hash头部分别复制保存在一级电力监测装置和N台二级电力监测装置上。

本发明实施例先通过hash函数将每个月的用电数据关联起来，一旦任意一个月的用电数据发生篡改，这个月之后的用电数据hash值也会发生改变，再通过hash函数将每台设备每个月的用电数据hash值关联起来，一旦任意一台二级电力监测装置的用电数据被篡改，通过对比其它二级电力监测装置储存的hash头部的不同可监测出用电数据被篡改，因而可以快速、精准的监测出修改数据的窃电行为，同时由于每台二级电力监测装置只需储存自身用电数据和hash头部所组成的区块链，因此相比传统的区块链技术所占用的储存空间较小，可以大大减少储存空间，进一步提升预警效率。

本发明实施例中，步骤S3的步骤包括：

S301.判断各二级电力监测装置中存储的第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入执行S302；

S302.根据不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息。

如果存在二级电力监测装置中第一关联参数值或第二关联参数值存在与其他二级电力监测装置存储的不一致，则判定为该不一致的二级电力监测装置可能存在修改数据的窃电行为，发出窃电预警以进一步排查。

在具体应用实施例中，在上述存储二级电力监测装置储存hash头部的基础上，通过每月遍历并对比所有二级电力监测装置储存的S月以前的hash头部，如果有不同的hash头部，发出预警。预警信息中进一步可以携带有不一致的二级电力监测装置所对应的用户信息，以标识出存在窃电行为可能的可疑用户。

在具体应用实施例中，用电数据具体可以包括用户标识、用电时间以及用电量等信息，用户标识与用户一一对应，用于识别用户，用电时间为获取用电数据的时间，用电量为本次获取用电数据时电力监测装置测量值与上次获取用电数据时电力监测装置测量值之差。如果其中一个电力监测装置上存储的第h hash头部与其它电力监测装置上存储的第h hash头部不同，则将存储有不同第h hash头部的电力监测装置的用户标识发送给一级电力监测装置，一级电力监测装置将报警信号和用户标识发送给数据中心，h为大于1的正整数。如果其中一个电力监测装置上存储的S月第i hash头部

与其它电力监测装置上存储的S月第i hash头部

不同，则将存储有不同S月第i hash头部

的电力监测装置的用户标识发送给一级电力监测装置，一级电力监测装置将报警信号和用户标识发送给数据中心。

可以理解的是，上述第一关联参数值与第二关联参数值的生成方式还可以采用其他方式，第一关联参数值、第二关联参数值可以采用相同的关联函数，也可以采用不同的关联函数，具体可以根据实际需求配置。

本发明实施例步骤S3中还包括：判断同一时间时一级电力监测装置获取的用电数据、与所有二级电力监测装置获取的用电数据的总和之间的大小关系，根据判断结果确定是否需要发出窃电报警信息。上述通过计算电网干路的用电功率与一级支路的总用电功率之差，可以监测出绕过电表的窃电行为，结合上述修改数据的窃电行为可以实现各种窃电行为。

在具体应用实施例中，上述监测绕过电表的窃电行为的详细步骤为：

所有二级电力监测装置获取一级支路上各自的用电功率p_i，通过HPLC载波通信发送给一级电力监测装置，一级处理器计算所有一级支路的用电功率之和

在同一时间时一级电力监测装置获取电网干路上的用电功率P_real

一级处理器计算P_real-P_total，如果P_real-P_total≥λ，一级处理器向数据中心发出窃电报警信息，λ为窃电报警阈值。

本发明实施例进一步采用机器学习的方法来确定窃电报警阈值，以进一步提高绕过电表的窃电行为的监测精度，窃电报警阈值的设定方法具体包括以下步骤：

步骤1、采集一级电力监测装置与二级电力监测装置之间的一级支路之间的温度数据集、湿度数据集和对应损耗数据集，并据此得到训练样本集合；

步骤2、利用机器学习算法从训练样本中产生预测模型；

步骤3、利用当前温度数据、当前湿度数据和预测模型预测当前电力损耗值；

步骤4、设置窃电报警阈值λ＝电力损耗值。

本发明实施例通过机器学习算法产生预测模型，通过预测模型对当前温度和湿度下的电力损耗值进行预测，以便根据环境条件设置窃电报警阈值，可以避免随着环境变化产生误报警或不报警的问题，提高预警可靠性。

综上所述，本发明通过配置区块链存储控制模块以及预警模块，由区块链存储控制模块定期将不同时刻的用电数据关联形成第一关联参数值，同时将同一时刻不同二级电力监测装置的第一关联参数值关联形成第二关联参数值，将第二关联参数值分布式存储在各二级电力监测装置中，由预警模块根据各二级电力监测装置中存储的第二关联参数值的关联性进行窃电预警，可以实现基于区块链模式的窃电预警，由于采用分布式储存方式，二级电力监测装置的数据同时发生篡改的可能性微乎其微，因而一旦任何一个电力监测装置上的区块中的关联参数值发生改变，即可以方便、快速的通过其余电力监测装置上储存的关联参数值监测出该发生改变的电力监测装置，便于监测出通过修改电表数值的窃电行为。

本发明通过关联二级电力监测装置的用电数据形成第一关联参数值，一旦任意时刻的用电数据发生篡改，后续时刻的用电数据第一关联参数值也会发生改变，同时通过将同一时刻每台二级电力监测装置的第一关联参数值进行关联，一旦任意一台二级电力监测装置的用电数据被篡改，通过对比其它二级电力监测装置储存的第二关联参数值即可监测出该篡改行为，能够便于快速、精准的监测出修改表值的窃电行为，同时由于仅需存储关联参数值，可以大大减少数据存储量，无需存储完整的用电数据即可以精准实现窃电预警。

本发明系统具有实现操作简单、预警精度以及效率高且抗干扰性强等优点。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于区块链的窃电预警系统，其特征在于，包括：二级电力监测装置、区块链存储控制模块和预警模块；

所述的二级电力监测装置，用于监测电网干路的一级支路的用电数据，将所述区块链存储控制模块发送过来的第一关联参数值和第二关联参数值进行存储；

所述的区块链存储控制模块，用于定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将不同时刻同一二级电力监测装置的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时间时不同二级电力监测装置的所述第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，将所述第一关联参数值和第二关联参数值分别发送给各个二级电力监测装置；

所述的预警模块，用于根据各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：

一级电力监测装置，用于设置在电网干路上，监测电网干路上的用电量，一级电力监测装置与二级电力监测装置之间通过电力线进行高效液相色谱法HPLC高速载波通信。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述区块链存储控制模块包括：

第一关联单元，用于定期获取不同时刻时各个二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的所述第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

第二关联单元，用于定期获取同一时刻时各个二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值，每次获取到所述第一关联参数值时将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

存储控制单元，用于将所有的所述第一关联参数值、第二关联参数值分别发送到各个二级电力监测装置进行存储，形成所述第一关联参数值、第二关联参数值的区块链存储。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预警模块包括：

判断单元，用于判断各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入预警单元；

预警单元，用于根据所述不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的系统，其特征在于：所述二级电力监测装置包括电能计量单元、处理器单元以及通信模块，所述二级电力监测装置与用于监测电网干路的一级电力监测装置连接。

6.一种基于区块链的窃电预警方法，其特征在于，适用于权利要求1至5任一项所述的系统，所述方法包括：

S1.通过各个二级电力监测装置监测电网干路的各个一级支路的用电数据；

S2.定期获取不同时间时各二级电力监测装置监测的用电数据，将同一二级电力监测装置不同时刻时的用电数据进行数据关联形成第一关联参数值，以及将同一时间时不同二级电力监测装置的第一关联参数值进行数据关联形成多个第二关联参数值，将所述第一关联参数值和第二关联参数值分别存储在各个二级电力监测装置中；

S3.根据各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值之间的关联性，判定是否需要发出窃电预警。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S101.定期获取不同时刻时各个二级电力监测装置监测的用电数据，每次获取到用电数据时将获取到的用电数据与上一次得到的所述第一关联参数值进行数据关联，生成新的第一关联参数值；

S102.定期获取同一时刻时各个二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值，每次获取到所述第一关联参数值时将获取到的第一关联参数值与上一次得到的第二关联参数值进行数据关联，形成新的第二关联参数值；

S103.将所有的所述第一关联参数值、第二关联参数值分别发送到各个二级电力监测装置进行存储，形成所述第一关联参数值、第二关联参数值的区块链存储。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤S101具体包括：

当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据使用hash函数生成目标二级电力监测装置的第一hash值，下一次获取到指定时刻时目标二级电力监测装置监测的用电数据时，根据获取的用电数据以及上一次得到的hash值生成目标二级电力监测装置的新的hash值。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括：

当首次获取指定时刻时目标二级电力监测装置的所述第一关联参数值，使用hash函数生成第一hash头部，下一次获取同一时刻时相邻二级电力监测装置对应的所述第一关联参数值时，根据获取的所述第一关联参数值以及上一次得到的所述hash头部值生成目标二级电力监测装置的新的hash头部值。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S301.判断各个二级电力监测装置中存储的所述第一关联参数值、第二关联参数值是否一致，如果存在不一致，获取不一致的二级电力监测装置的信息，转入执行S302；

S302.根据所述不一致的二级电力监测装置的信息发送窃电预警信息，判断同一时间时所述一级电力监测装置获取的用电数据、与所有所述二级电力监测装置获取的用电数据的总和之间的大小关系，根据判断结果确定是否需要发出窃电报警信息。

Images