專利名稱：電表箱智能防竊電控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防竊電控制裝置，特別涉及一種電表箱智能防竊電控制裝置。背景技術：
電力用戶竊取電力能源的問題是在供電中較常出現的問題，現有防竊電的方法多使用電流泄露檢測、紙質封簽、塑料封簽、某種機械鎖匙進行防盜防竊監視，這些防竊電的方法存在事后管理、損失難以確定、取證困難等缺陷，最大的問題是簡單鑰匙和各類封簽帶來了授權管理上的復雜性，無法對操作人員進行有效的操作授權管理。 這樣極大影響了供電可靠性指標，損失了大量電量，造成了資源的浪費，影響了企業的經濟效益。專利號200420031143. 0的專利文獻公開了一種低壓動力型智能控制計量電表箱控制器，專利號20062002M35.2的專利文獻公開了一種帶智能卡門禁的電表箱防竊電自動控制裝置，專利號200720191207. 7的專利文獻公開了一種智能表箱控制器，它們均通過檢測電表箱門的開關狀態和電子鑰匙來判斷是否為正常開門，如是非正常開門，則控制電表箱內的斷路器斷開。這些電表箱控制器雖然具有一定的防竊電功能，但其電路復雜、成本高、功能單一，而且電子鑰匙管理起來較麻煩。
(三)、實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術不足，提供一種結構簡單、功能強、使用方便的電表箱智能防竊電控制裝置。本實用新型的技術方案一種電表箱智能防竊電控制裝置，含有中央控制模塊、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊、輸出模塊和電源模塊，檢測模塊含有門禁傳感器，中央控制模塊含有微處理器，電源模塊為中央控制模塊、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊和輸出模塊供電，檢測模塊還含有溫度傳感器、第一光電耦合器和第二光電耦合器，門禁傳感器安裝在電表箱的門上，用來檢測門的開合狀態，溫度傳感器安裝在電表箱的內部，用來檢測電表箱內部的溫度，門禁傳感器的輸出信號經過第一光電耦合器隔離后進入微處理器的門禁信號輸入端，溫度傳感器的輸出信號經過第二光電耦合器隔離后進入微處理器的溫度信號輸入端；電子鑰匙接收模塊含有紅外接收器，紅外接收器的輸出信號進入微處理器的電子鑰匙信號輸入端；輸出模塊含有第六光電耦合器和第二繼電器，微處理器的第二輸出端口的信號經過第六光電耦合器隔離后驅動第二繼電器動作，第二繼電器的觸點與電表箱內的斷路器或空氣開關連接，當第二繼電器動作時，可引起斷路器或空氣開關跳閘。電表箱智能防竊電控制裝置還含有無線通訊模塊，無線通訊模塊通過RS232收發器與微處理器的串行通訊口連接，所述電源模塊為無線通訊模塊和RS232收發器供電；無線通訊模塊為GSM通訊模塊或GPRS通訊模塊，RS232收發器的型號為MAX232EPE ；無線通訊模塊可將無線接收到的電子鑰匙密碼信號傳送給微處理器。電表箱智能防竊電控制裝置還含有USB接口，USB接口通過USB-RS232轉換器與微處理器的串行通訊口連接，電源模塊為USB-RS232轉換器供電；USB-RS232轉換器的型號
3為 PL2303。檢測模塊還含有煙霧傳感器和第三光電耦合器，煙霧傳感器安裝在電表箱的內部，用來檢測電表箱內部的煙霧，煙霧傳感器的輸出信號經過第三光電耦合器隔離后進入微處理器的煙霧信號輸入端。煙霧傳感器的型號為MQ-2煙霧傳感器。輸出模塊還含有第五光電耦合器、第七光電耦合器、第一繼電器和第三繼電器；微處理器的第一輸出端口的信號經過第五光電耦合器隔離后驅動第一繼電器動作，第一繼電器的觸點與報警器連接，當第一繼電器動作時，可引起報警器報警；微處理器的第三輸出端口的信號經過第七光電耦合器隔離后驅動第三繼電器動作，第三繼電器的觸點與記錄儀連接，當第三繼電器動作時，可使記錄儀工作。中央控制模塊還含有顯示器、顯示驅動器，微處理器的一部分顯示信號輸出端與顯示器連接，微處理器的另一部分顯示信號輸出端通過顯示驅動器與顯示器連接；顯示器為數碼管顯示器，顯示驅動器的型號為ULN2003。中央控制模塊還含有串行數據存儲器、時鐘發生器和電源管理器，串行數據存儲器和時鐘發生器的串行口與微處理器的串行數據口連接，電源管理器的輸出口與微處理器的復位端連接；串行數據存儲器的型號為ATMC256，時鐘發生器的型號為DS1307，電源管理器的型號為IMP813LESA。與紅外接收器配套使用的電子鑰匙為紅外發射器，紅外發射器上含有數字按鍵和信號發射電路，數字按鍵用來輸入電子鑰匙密碼，數字按鍵產生的信號直接通過信號發射電路發送出去；紅外接收器接收到紅外發射器發送的信號后，將該信號傳送給微處理器。電源模塊含有開關電源和穩壓器，市電先經過開關電源變換成直流電，然后再經穩壓器穩壓后輸出，開關電源的型號為L010-24B12K，穩壓器的型號為WRE_P_6W。微處理器的型號為89C52，紅外接收器的型號為VS1388，門禁傳感器的型號為 MC-58有線鐵門磁(紅天下牌)，溫度傳感器的型號為JUC-IM超小型密封溫控器(長沙萊恩電子有限公司生產)。該電表箱智能防竊電控制裝置可以用于所有的10KV/0. 4KV變壓器出口計量表箱的防護。該電表箱智能防竊電控制裝置工作時，微處理器不間斷讀取門禁傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器的狀態，并與設定在微處理器內部的標準狀態進行比對，如發現不一致或有變化時，立即按照一定的規則對故障進行報警、記錄，并使有脫扣附件的斷路器或低壓空氣開關脫扣跳閘、通過通訊模塊上報信息。該電表箱智能防竊電控制裝置的主要功能如下1.告警與跳閘功能當表箱門以非正常方式打開三分鐘后，該電表箱智能防竊電控制裝置發出警報， 并驅動斷路器跳閘。此時再關電表箱門也無法解除報警和跳開斷路器，直至使用電子鑰匙解除控制器報警，否則斷路器無法合閘。當電表箱內溫度超過設定溫度時，報警器告警。當溫度恢復正常時，報警器告警消失；當電表箱內出現煙霧時，報警器告警。當煙霧消失后，報警器告警消失。2.自行閉鎖功能[0024]當電表箱門以非授權方式或非正常方式(盜竊)打開時，電表箱智能防竊電控制裝置的門禁監視啟動，在連續監視到門打開時間超出三分鐘后，斷路器跳閘，電表箱無法正常送電且無法進行合閘，必須由電力維護人員現場檢查正常后，再通過電子鑰匙輸入正確密碼，方可合閘送電。3.密碼授權功能現場操作人員先通過電子鑰匙，短時間解除控制器警報，打開電表箱后，需要在三分鐘內輸入兩級維護授權密碼。操作人員輸入全部密碼獲得表箱維護權限，開始對表箱進行維護，表箱維護權限在表箱門合上時終止。當授權密碼無法在規定時間內完成輸入，即認為是非法侵入，跳開總斷路器且隨后定時跳開斷路器，導致無法進行正常的供電作業，直至再次輸入正確的授權密碼。授權密碼由隨機生成的大量隨機數組成，兩級各4位十進制數，一級操作人員控制，另一級由用電主管掌握。在門禁打開后需要密碼授權時，由操作人員和用電主管分別申請下發密碼，合并輸入至控制器中，當且僅當密碼在規定時間內輸入正確時，微處理器確認授權完成。本實用新型的有益效果1、本實用新型通過門禁傳感器來檢測電表箱門的開合狀態，通過紅外接收器接收電子鑰匙的密碼，從而判斷電表箱的門是否為非正常打開，如是，則使電表箱內的斷路器或空氣開關跳間，并發出報警、記錄報警時間和報警類別，有效防止了竊電行為。同時，本實用新型還具有溫度檢測和煙霧檢測功能，如電表箱內發生故障，產生高溫和煙霧時，可使電表箱內的斷路器或空氣開關跳閘，并發出報警、記錄報警時間和報警類別，極大方便了電力工作人員對電表箱的管理，而且該電表箱智能防竊電控制裝置結構簡單、體積小、重量輕，便于安裝和更換，符合實際工作的需要。本實用新型提高了供電部門用電管理的安全性，確保供電部門的電費有效計量，維護了供電部門的社會效益和經濟效益。2、本實用新型的電子鑰匙為紅外發射器，紅外發射器上設有數字按鍵和信號發射電路，數字按鍵用來輸入密碼，數字按鍵產生的信號直接由信號發射電路發送出去，電子鑰匙中不存儲密碼，紅外接收器接收到紅外發射器發送的信號后，將該信號傳送給微處理器， 紅外接收器中也不存儲密碼，因此該電子鑰匙和紅外接收器的價格比較低廉，電子鑰匙適合大量分發到個人手中，且不會泄露密碼，有利于電子鑰匙的管理。3、本實用新型的無線通訊模塊可實現電表箱的對外通訊，通過無線通訊模塊，可對不同電表箱智能防竊電控制裝置發放或變更不同的電子鑰匙密碼，保證了電子鑰匙密碼的安全性和可隨時變換性，使電子鑰匙的管理非常方便。


圖1為中央控制模塊和電子鑰匙接收模塊的原理示意圖；圖2為USB接口與USB-RS232轉換器連接的原理示意圖；圖3為無線通訊模塊與RS232收發器連接的原理示意圖；圖4為輸出模塊的原理示意圖；圖5為檢測模塊的原理示意圖；圖6為電源模塊的原理示意圖。
具體實施方式
參見圖1 圖6，圖中，電表箱智能防竊電控制裝置含有中央控制模塊1、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊2、輸出模塊和電源模塊，檢測模塊含有門禁傳感器，中央控制模塊含有微處理器U1，電源模塊為中央控制模塊1、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊2和輸出模塊供電，檢測模塊還含有溫度傳感器、第一光電耦合器01和第二光電耦合器02，門禁傳感器安裝在電表箱的門上，用來檢測門的開合狀態，溫度傳感器安裝在電表箱的內部，用來檢測電表箱內部的溫度，門禁傳感器的輸出信號經過第一光電耦合器01隔離后進入微處理器Ul 的門禁信號輸入端P2_4，溫度傳感器的輸出信號經過第二光電耦合器02隔離后進入微處理器Ul的溫度信號輸入端P2_5 ；電子鑰匙接收模塊2含有紅外接收器Tl，紅外接收器Tl 的輸出信號進入微處理器Ul的電子鑰匙信號輸入端P3_2 ；輸出模塊含有第六光電耦合器 06和第二繼電器S2，微處理器Ul的第二輸出端口 P2_3、P2_2的信號經過第六光電耦合器 06隔離后驅動第二繼電器S2動作，第二繼電器S2的觸點與電表箱內的斷路器連接，當第二繼電器S2動作時，可引起斷路器跳閘。電表箱智能防竊電控制裝置還含有無線通訊模塊，無線通訊模塊通過RS232收發器U7與微處理器Ul的串行通訊口 P3_0、P3_l連接，電源模塊為無線通訊模塊和RS232收發器U7供電；無線通訊模塊為GSM通訊模塊，RS232收發器U7的型號為MAX232EPE ；無線通訊模塊可將無線接收到的電子鑰匙密碼信號傳送給微處理器Ul。電表箱智能防竊電控制裝置還含有USB接口，USB接口通過USB-RS232轉換器 U3與微處理器Ul的串行通訊口 P3_0、P3_l連接，電源模塊為USB-RS232轉換器U3供電； USB-RS232轉換器U3的型號為PL2303。 檢測模塊還含有煙霧傳感器和第三光電耦合器03，煙霧傳感器安裝在電表箱的內部，用來檢測電表箱內部的煙霧，煙霧傳感器的輸出信號經過第三光電耦合器03隔離后進入微處理器Ul的煙霧信號輸入端P2_6。煙霧傳感器的型號為MQ-2煙霧傳感器。輸出模塊還含有第五光電耦合器05、第七光電耦合器07、第一繼電器Sl和第三繼電器S3 ；微處理器Ul的第一輸出端口 P2_1、P2_0的信號經過第五光電耦合器05隔離后驅動第一繼電器Sl動作，第一繼電器Sl的觸點與報警器連接，當第一繼電器Sl動作時，可引起報警器報警；微處理器Ul的第三輸出端口 P3_6、P3_7的信號經過第七光電耦合器07隔離后驅動第三繼電器S3動作，第三繼電器S3的觸點與記錄儀連接，當第三繼電器S3動作時，可使記錄儀工作。中央控制模塊1還含有顯示器Li、顯示驅動器U2，微處理器Ul的一部分顯示信號輸出端P0_0 P0_7與顯示器連接，微處理器Ul的另一部分顯示信號輸出端P1_0 Pl_3 通過顯示驅動器U2與顯示器Ll連接；顯示器Ll為數碼管顯示器，顯示驅動器U2的型號為 ULN2003。中央控制模塊1還含有串行數據存儲器TO、時鐘發生器U4和電源管理器TO，串行數據存儲器U6和時鐘發生器U4的串行口與微處理器Ul的串行數據口 Pl_5、Pl_6連接， 電源管理器TO的輸出口與微處理器Ul的復位端RST連接；串行數據存儲器TO的型號為 AT24C256,時鐘發生器U4的型號為DS1307，電源管理器U5的型號為IMP813LESA。[0046]與紅外接收器Tl配套使用的電子鑰匙為紅外發射器，紅外發射器上含有數字按鍵和信號發射電路，數字按鍵用來輸入電子鑰匙密碼，數字按鍵產生的信號直接通過信號發射電路發送出去；紅外接收器Tl接收到紅外發射器發送的信號后，將該信號傳送給微處理器U1。電源模塊含有開關電源Pl和穩壓器P2、P3，市電先經過開關電源Pl變換成直流電，然后再經穩壓器P2、P3穩壓后輸出，開關電源Pl的型號為L010-24B12K，穩壓器P2、P3 的型號為WRE_P-6W。微處理器Ul的型號為89C52，紅外接收器Tl的型號為VS1388，門禁傳感器的型號為MC-58有線鐵門磁(紅天下牌)，溫度傳感器的型號為JUC-IM超小型密封溫控器(長沙萊恩電子有限公司生產)。該電表箱智能防竊電控制裝置可以用于所有的10KV/0. 4KV變壓器出口計量表箱的防護。該電表箱智能防竊電控制裝置工作時，微處理器Ui不間斷讀取門禁傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器的狀態，并與設定在微處理器內部的標準狀態進行比對，如發現不一致或有變化時，立即按照一定的規則對故障進行報警、記錄，并使有脫扣附件的斷路器脫扣跳閘、通過通訊模塊上報信息。該電表箱智能防竊電控制裝置的主要功能如下1.告警與跳閘功能當表箱門以非正常方式打開三分鐘后，該電表箱智能防竊電控制裝置發出警報， 并驅動斷路器跳閘。此時再關電表箱門也無法解除報警和跳開斷路器，直至使用電子鑰匙解除控制器報警，否則斷路器無法合閘。當電表箱內溫度超過設定溫度時，報警器告警。當溫度恢復正常時，報警器告警消失；當電表箱內出現煙霧時，報警器告警。當煙霧消失后，報警器告警消失。2.自行閉鎖功能當電表箱門以非授權方式或非正常方式(盜竊)打開時，電表箱智能防竊電控制裝置的門禁監視啟動，在連續監視到門打開時間超出三分鐘后，斷路器跳閘，電表箱無法正常送電且無法進行合閘，必須由電力維護人員現場檢查正常后，再通過電子鑰匙輸入正確密碼，方可合閘送電。3.密碼授權功能現場操作人員先通過電子鑰匙，短時間解除控制器警報，打開電表箱后，需要在三分鐘內輸入兩級維護授權密碼。操作人員輸入全部密碼獲得表箱維護權限，開始對表箱進行維護，表箱維護權限在表箱門合上時終止。當授權密碼無法在規定時間內完成輸入，即認為是非法侵入，跳開總斷路器且隨后定時跳開斷路器，導致無法進行正常的供電作業，直至再次輸入正確的授權密碼。授權密碼由隨機生成的大量隨機數組成，兩級各4位十進制數，一級操作人員控制，另一級由用電主管掌握。在門禁打開后需要密碼授權時，由操作人員和用電主管分別申請下發密碼，合并輸入至控制器中，當且僅當密碼在規定時間內輸入正確時，微處理器確認授權完成。
權利要求1.一種電表箱智能防竊電控制裝置，含有中央控制模塊、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊、輸出模塊和電源模塊，檢測模塊含有門禁傳感器，中央控制模塊含有微處理器，電源模塊為中央控制模塊、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊和輸出模塊供電，其特征是檢測模塊還含有溫度傳感器、第一光電耦合器和第二光電耦合器，門禁傳感器安裝在電表箱的門上，溫度傳感器安裝在電表箱的內部，門禁傳感器的輸出信號經過第一光電耦合器隔離后進入微處理器的門禁信號輸入端，溫度傳感器的輸出信號經過第二光電耦合器隔離后進入微處理器的溫度信號輸入端；電子鑰匙接收模塊含有紅外接收器，紅外接收器的輸出信號進入微處理器的電子鑰匙信號輸入端；輸出模塊含有第六光電耦合器和第二繼電器，微處理器的第二輸出端口的信號經過第六光電耦合器隔離后驅動第二繼電器動作，第二繼電器的觸點與電表箱內的斷路器或空氣開關連接。
2.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是還含有無線通訊模塊，無線通訊模塊通過RS232收發器與微處理器的串行通訊口連接，所述電源模塊為無線通訊模塊和RS232收發器供電；無線通訊模塊為GSM通訊模塊或GPRS通訊模塊。
3.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是還含有USB接口， USB接口通過USB-RS232轉換器與微處理器的串行通訊口連接，所述電源模塊為USB-RS232 轉換器供電。
4.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述檢測模塊還含有煙霧傳感器和第三光電耦合器，煙霧傳感器安裝在電表箱的內部，煙霧傳感器的輸出信號經過第三光電耦合器隔離后進入微處理器的煙霧信號輸入端。
5.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述輸出模塊還含有第五光電耦合器、第七光電耦合器、第一繼電器和第三繼電器；微處理器的第一輸出端口的信號經過第五光電耦合器隔離后驅動第一繼電器動作，第一繼電器的觸點與報警器連接；微處理器的第三輸出端口的信號經過第七光電耦合器隔離后驅動第三繼電器動作，第三繼電器的觸點與記錄儀連接。
6.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述中央控制模塊還含有顯示器、顯示驅動器，微處理器的一部分顯示信號輸出端與顯示器連接，微處理器的另一部分顯示信號輸出端通過顯示驅動器與顯示器連接；顯示器為數碼管顯示器。
7.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述中央控制模塊還含有串行數據存儲器、時鐘發生器和電源管理器，串行數據存儲器和時鐘發生器的串行口與微處理器的串行數據口連接，電源管理器的輸出口與微處理器的復位端連接。
8.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是與所述紅外接收器配套使用的電子鑰匙為紅外發射器，紅外發射器上含有數字按鍵和信號發射電路，數字按鍵產生的信號直接通過信號發射電路發送出去。
9.根據權利要求1所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述電源模塊含有開關電源和穩壓器，市電先經過開關電源變換成直流電，然后再經穩壓器穩壓后輸出。
10.根據權利要求1 9中任一項所述的電表箱智能防竊電控制裝置，其特征是所述微處理器的型號為89C52，所述紅外接收器的型號為VS1388。
專利摘要本實用新型涉及一種電表箱智能防竊電控制裝置；電表箱智能防竊電控制裝置含有中央控制模塊、檢測模塊、電子鑰匙接收模塊、輸出模塊、無線通訊模塊和電源模塊，檢測模塊含有門禁傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器，中央控制模塊含有微處理器，門禁傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器的輸出信號經過光電耦合器隔離后進入微處理器的信號輸入端，電子鑰匙接收模塊含有紅外接收器，紅外接收器的輸出信號進入微處理器的電子鑰匙信號輸入端；輸出模塊控制電表箱內的斷路器或空氣開關、報警器和記錄儀工作，無線通訊模塊可實現與外界的通訊；本實用新型提供了一種結構簡單、功能強、使用方便的電表箱智能防竊電控制裝置。
文檔編號G01B11/24GK202195802SQ201120283260
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者張征, 李軍偉 申請人:鄭州聯興百年電力工程有限公司