设置ZigBee无线通信模块的高低压电表箱门禁系统的制作方法

本发明涉及电能计量装置领域，尤其涉及一种设置ZigBee无线通信模块的高低压电表箱门禁系统。

背景技术：

电表箱是距离用户最近的一种电力装置，由于电表箱通常设置在楼道中，经常会出现人为故意损坏或者偷电、漏电的情况，给电力系统造成严重的影响，并对电力设备造成不可逆转的损坏。

现有的电表箱的防盗措施仅是物理防盗，即上锁并在锁上加装封签，但这种方式在受到外力破坏后就失去了作用，而且供电公司管理区域广，客户分散，不便于监管，现有的监管措施仅是人工巡视及采用监控系统监管。

但现有防盗措施并不能够很好的杜绝偷电、漏电的行为，一旦出现损坏而又发现不了，则会造成很大的经济损失，并影响公司的线损管理。

因此，有必要提出一种防盗性能好、能够有效杜绝偷电、漏电情况的高低压电表箱门禁系统。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的一个目的在于，提出一种设置ZigBee无线通信模块的高低压电表箱门禁系统，以解决现有技术中由于电表箱分布范围广、监管措施匮乏造成的电表箱容易受到人为损坏，进而出现偷电漏电情况或是出现用电危险的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种设置ZigBee无线通信模块的高低压电表箱门禁系统，包括控制器、报警装置和红外组件，所述控制器分别与报警装置、红外组件以及控制中心相连接，所述红外组件分别设置于电表的上端和下端；

所述红外组件形成的红外线束位于用于固定电表的螺钉的上方，所述螺钉处于拧紧状态时，红外线束不被螺钉遮挡；

所述螺钉从拧紧状态被拧松至预定位置时，所述螺钉挡住红外线束，所述控制器控制报警装置进行报警并将报警信号传递至所述控制中心；

所述电表中包含有多条线束，每条所述线束的外壁上均包覆有一层表皮，所述表皮中设置有信号线，所述信号线与所述控制器相连接；

当所述信号线被剪断时，所述控制器控制报警装置报警并将报警信号传递至所述控制中心；

所述电表箱的门体与箱体之间设置有门禁锁以将所述电表箱进行封闭，所述门禁锁设置在所述门体的活动边或底边；

还包括与所述门禁锁对应设置的解码器，向所述解码器中输入对应的解码信息后所述门禁锁开启，每个所述解码器分别对应唯一的解码信息；

所述门禁锁在所述解码器没有正确解码的情况下开启时，所述控制器控制报警装置报警并将报警信息传递给所述控制中心；

所述控制器上设置有ZigBee无线通信模块，所述控制器通过所述ZigBee无线通信模块分别与移动终端和控制中心相连接。

优选的，所述表皮包裹所述线束后形成圆环状结构，所述表皮的长度与所述线束裸露在外的长度相等；

在所述表皮中设置有多根所述信号线，多根所述信号线均匀分布在圆环状的所述表皮中并在所述表皮长度方向上延伸。

优选的，所述表皮包裹所述线束后形成圆环状结构，所述表皮的长度与所述线束裸露在外的长度相等；

在所述表皮中设置有一根所述信号线，所述信号线在圆环状的所述表皮中呈螺旋状设置并在所述表皮长度方向上延伸。

进一步的，还包括封闭式接线端子，所述线束裸露在外的部分储存于所述封闭式接线端子内；

所述封闭式接线端子为盒状封闭结构，仅在进线和出线位置处开设了两个走线孔；

所述封闭式接线端子的底面上设置有凸耳，通过所述凸耳将所述封闭式接线端子固定在电表箱内。

进一步的，所述红外组件包括红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器和红外线接收器分别设置于电表箱左侧壁和右侧壁上；

所述红外线发射器和红外线接收器上均设置有振动传感器，所述振动传感器与所述控制器相连接；

当所述红外线发射器或红外线接收器出现振动超过设定振动值时，所述控制器控制报警装置进行报警并将报警信号传递至所述控制中心。

进一步的，所述电表箱上设置有防盗网，所述防盗网与电表箱的箱体之间设置有身份识别单元，所述身份识别单元与控制器相连接；

所述身份识别单元收到身份信息后传递给所述控制器，所述控制器对身份进行甄别，如果身份信息得到确认则开启所述防盗网；

如果身份信息没有得到确认，则所述控制器保持所述防盗网关闭并将身份信息传递至所述控制中心。

优选的，所述防盗网内壁上设置有插孔；

还包括由铁制成的插销，所述插销的一端为自由端，所述插销的另一端通过硬弹簧固定在所述电表箱的侧壁上；

所述插销的两端分别设置有第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和第二电磁铁距离所述插销的距离均在电磁铁的磁力范围内；

还包括电磁继电器，所述第一电磁铁与所述电磁继电器的常闭触点相连接，常态下所述第一电磁铁得电产生磁力并吸附所述插销的自由端将所述插销固定在插孔中，所述防盗网关闭；

所述第二电磁铁与所述电磁继电器的常开触点相连接，当所述电磁继电器的常开触点得电时所述第二电磁铁产生磁力，所述第二电磁铁吸附所述插销与硬弹簧连接的一端，在第二电磁铁吸附力的作用下所述插销压缩硬弹簧从所述插孔中移出，所述防盗网开启。

进一步的，所述控制器对身份进行甄别，如果身份信息得到确认，则所述控制器控制所述电磁继电器常开触点闭合，常闭触点断开，第二电磁铁得电产生磁力，所述防盗网开启；

如果身份信息没有得到确认，则所述控制器控制所述电磁继电器常开触点断开，常闭触点闭合，第一电磁铁得电产生磁力，所述防盗网关闭；

所述身份识别单元包括指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块、密码识别模块和权限卡识别模块。

进一步的，所述门禁锁由干簧管构成，所述干簧管包括一个密封的内部充满惰性气体的玻璃管，所述玻璃管中密封有由软磁性材料制成的两个干簧片，两个所述干簧片平行设置且两个所述干簧片的触点上下重叠，两个所述触点之间间隔预定距离，所述门禁锁关闭状态下，两个所述触点闭合，所述门禁锁开启状态下，两个所述触点断开。

进一步的，所述控制中心存储有每个所述解码器对应的编号和位置，当所述门禁锁在所述解码器没有正确解码的情况下开启时，所述控制器通过所述ZigBee无线通信模块将所述门禁锁开启的时间、相应编码器的编号、相应编码器的位置传递给所述控制中心；

所述移动终端上设置有APP，当所述门禁锁在所述解码器没有正确解码的情况下开启时，所述控制器通过所述ZigBee无线通信模块向所述移动终端发送报警信息。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明上设置有红外组件，产生的红外线束设置于用于固定电表的螺钉的上方，当有人想要拧螺钉拆开电表的时候，螺钉从拧紧状态被拧松至预定位置时，红外线束被螺钉遮挡，控制器控制报警装置进行报警并将报警信号传递至控制中心，控制中心能够立刻派出人员进行反应。

另外本发明的电表中的多条线束上均包覆有一层带有信号线的表皮，信号线与控制器相连接，当有人将信号线剪断对电表箱进行破坏时，控制器控制报警装置进行报警并将报警信号传递给控制中心，控制中心及时作出反应。

另外本发明的电表箱的门体与箱体之间设置有门禁锁以将电表箱进行封闭，还包括与所述门禁锁对应设置的解码器，向所述解码器中输入对应的解码信息后所述门禁锁开启，每个所述解码器分别对应唯一的解码信息；所述门禁锁在所述解码器没有正确解码的情况下开启时，所述控制器控制报警装置报警并将报警信息传递给所述控制中心；所述控制器上设置有ZigBee无线通信模块，所述控制器通过所述ZigBee无线通信模块分别与移动终端和控制中心相连接。能够在保证使用效果的同时极大的降低成本，经济效益更好。

本发明在手机或是平板电脑上安装相应的APP，从而能够对报警信息进行实时接收，以及时对出现问题的门禁锁进行处理和监控。

本发明的门禁系统能够在第一时间发现窃电现象，由于门禁系统的独立性、快速性、准确性和不可复制性使得监管更加便捷有效。

本发明中的高低压电表箱门禁系统设置有多重防盗保险装置，能够对电表箱进行多重保护，有效防止人为故意对电表箱造成损坏的行为。同时，由于本发明中还设置有身份识别单元，因此还能够防止电力系统内部人员串通外人对电力装置进行损坏。

附图说明

图1是本发明实施例一公开的红外组件的结构布置示意图；

图2是本发明实施例一公开的信号线的结构示意图；

图3是本发明实施例一公开的防盗网开启关闭结构的示意图；

图4是本发明实施例二公开的信号线的结构示意图；

图5是本发明实施例三公开的门禁锁的连接结构示意图。

【附图标记说明】

1、电表；

2、螺钉；

3、红外线束；

4、线束；

5、表皮；

6、信号线；

7、控制器；

8、报警装置；

9、控制中心；

10、红外线发射器；

11、红外线接收器；

12、振动传感器；

13、插孔；

14、插销；

15、硬弹簧；

16、第一电磁铁；

17、第二电磁铁；

18、电磁继电器；

19、玻璃管；

20、干簧片；

21、触点；

22、解码器；

23、ZigBee无线通信模块；

24、移动终端。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一

结合图1至3所示，是本实施例公开的一种高低压电表箱门禁系统，包括控制器7、报警装置8、红外组件、身份识别单元和通讯模块。控制器7分别与报警装置8、红外组件、身份识别单元分别相连接，控制器7还通过通讯模块与控制中心9相连接。

红外组件分别设置于电表1的上端和下端，这样的设置方式是由于在对电表1进行固定时是通过螺钉2将电表1的各顶角固定，要想将电表1卸下，必须要将各顶角的螺钉2旋松，而后将电表1拆下。将红外组件设置在电表1的上端和下端能够完全杜绝将电表1拆下的问题。

作为进一步的实施方式，红外组件形成的红外线束3位于用于固定电表1的螺钉2的上方(如果电表1安装在竖直墙面上，则红外线束3位于螺钉2的前方。本发明中采用的“上方”、“前方”等，是为了便于表述)，螺钉2处于拧紧状态时，红外线束3不被螺钉2遮挡，这时控制器7处于稳定的工作状态。当螺钉2从拧紧状态被拧松至预定位置时，也就是有人想要通过拧松螺钉2将电表1的盖拆卸下来时，螺钉2挡住红外线束3，控制器7控制报警装置8进行报警，通过报警对拆卸电表人员发出警告，起到震慑作用。同时控制器7还将报警信号传递至控制中心9，控制中心9好及时作出反应，派出相应的工作人员到现场进行处理。

进一步的，如图1所示，为了保证红外组件的工作效果，将红外线束3设置于螺钉2上方4mm-7mm位置处，即，当螺钉2被旋出拧紧位置4mm—7mm时，螺钉2就会将红外线束3遮挡，红外线发射器10发出的红外线束3就无法到达红外线接收器11，此时，控制器7就会控制报警装置8报警了。如果偷电人员想要通过对电表1进行处理从而进行偷电，就必须要将电表1的盖首先拆卸下来。而想要将电表1的盖拆卸下来，就必须要首先将螺钉2拧松，上述红外组件的设置方式能够杜绝偷电人员对电表进行拆卸这一方式进行偷电，只要螺钉2有所松动就会触碰到红外线束3，从而引发报警。

为了防止偷电人员先对红外组件进行损坏而后再对电表1进行拆卸，采取以下两种方案，第一种方案是将构成红外组件的红外线发射器10和红外线接收器11分别设置于电表箱左侧壁和右侧壁上，侧壁的位置相对较隐蔽，不易被偷电人员发现。第二种方案是在红外线发射器10和红外线接收器11上均设置振动传感器12，振动传感器12与控制器7相连接，当红外线发射器10或红外线接收器11出现振动超过设定振动值时，控制器7控制报警装置8进行报警并将报警信号传递至控制中心9。优选的，设定振动值根据经验值进行设定并储存在控制器7中，当遇到并没有超过设定振动值的普通振动时，门禁系统仍然正常工作，当有人进行蓄意破坏时，振动超过了设定振动值，这时控制器7才控制报警装置8进行报警。振动传感器12的设置能够防止偷电人员先对红外组件进行破坏而后再拆卸电表1进行偷电的行为，实现对电表1的双重保护，使得偷电人员无从下手，让其知难而退，打消其偷电的念头。

由于电表1中包含有多条线束4，在进行偷电时需要对线束4进行处理，为了进一步防止偷电、漏电行为的出现，在每条线束4的外壁上均包覆有一层表皮5，表皮5中设置有信号线6，信号线6与控制器7相连接。当偷电者进行偷电时，信号线被剪断，控制器7控制报警装置8报警并将报警信号传递至控制中心9。如图2所示，是本实施例公开的信号线的设置方式。表皮5包裹线束4后形成圆环状结构，表皮5的长度与线束4裸露在外的长度相等，在表皮5中设置有多根信号线6，多根信号线6均匀分布在圆环状的表皮5中并在表皮5长度方向上延伸。信号线6在表皮5整个长度方向上延伸，如果只在部分长度设置信号线6，则有可能造成偷电人员投机寻找没有设置信号线6的表皮5部分进行剪切进而进行偷电，而在整个长度方向上设置信号线6则让偷电人员无处下手。另外，本实施例中设置多根信号线6，多根信号线6能够在360度范围内保护接入电表1中的线束4不被剪切。本实施例中，表皮5的长度与线束4裸露在外的长度相等，能够对整个线束4进行全方位的保护。如果仅在线束4裸露在外的一部分的外表面设置表皮5，那么窃电人员将有机可乘，在没有设置表皮5的线束4的裸露部分进行处理从而偷电。因此，在线束4所有裸露在外的长度都设置表皮5能够更好的防止窃电问题的产生。上述裸露部分的意思是指线束4的外部没有进行遮挡完全裸露在空气中的部分。

红外组件和信号线6的设置实现了双重防偷电、漏电保护，能够更有效的保护国有资产不会遭到侵害，防止偷电、漏电现象的发生。

为了防止某些极端偷电人员采用高科技手段对接入电表1中的线束4进行处理，本实施例中的门禁系统还设置了封闭式接线端子，线束4裸露在外的部分储存于封闭式接线端子内，封闭式接线端子为盒状封闭结构，仅在进线和出线位置处开设了两个走线孔，封闭式接线端子的底面上设置有凸耳，通过凸耳将所述封闭式接线端子固定在电表箱内。封闭式接线端子的设置对线束进行了全方位的保护，增加了偷电人员的偷电复杂程度和偷电成本，增加了门禁系统的安全性，并且封闭式接线端子多为塑料材质，生产和制造成本较低，经济性更好。

除了上述措施，本发明还采取了另外一些措施，以防止电表箱遭到损害。本发明的电表箱上设置有防盗网，防盗网与电表箱的箱体之间设置有身份识别单元，身份识别单元与控制器7相连接。防盗网不会阻碍用户观察电表的度数，而且还能够在一定程度上增加偷电和损坏电表的难度，让偷电者知难而退。

本发明设置身份识别单元，身份识别单元的设置一方面能够防止内部人员与用户串通进行偷电，另一方面，身份识别单元的设置可以保证当电表发生故障时，工作人员能够快速开启门禁系统对电表1进行维修。身份识别单元收到身份信息后传递给控制器7，控制器7对身份进行甄别，如果身份信息得到确认则开启防盗网。如果身份信息没有得到确认，则控制器保持防盗网关闭并将身份信息传递至控制中心。

作为进一步的实施方式，如图3所示，为了实现防盗网的智能开启和关闭，在防盗网内壁上设置有插孔13，还包括由铁制成的插销14。插销14的一端为自由端，插销14的另一端通过硬弹簧15固定在电表箱的侧壁上，插销14的两端分别设置有第一电磁铁16和第二电磁铁17，第一电磁铁16和第二电磁铁17距离插销14的距离均在电磁铁的磁力范围内。还包括电磁继电器18，第一电磁铁16与电磁继电器18的常闭触点相连接，常态下第一电磁铁16得电产生磁力并吸附插销14的自由端将插销14固定在插孔13中，防盗网关闭。第二电磁铁17与电磁继电器18的常开触点相连接，当电磁继电器18的常开触点得电时第二电磁铁17产生磁力，第二电磁铁17吸附插销与硬弹簧15连接的一端，在第二电磁铁17吸附力的作用下，插销14压缩硬弹簧15，从而，插销14从插孔13中移出，防盗网开启。利用电磁铁对铁质插销14的吸附力来实现对防盗网的开启和关闭，简单、高效，控制效果好。设置硬弹簧15，不仅能够利用弹簧的弹力，还能对插销14进行一定的支撑，使得插销14能够准确的在插孔13中进出，如果设置的是软弹簧，那么则无法支撑插销14，从而插销14无法顺利进出插孔13，造成防盗网开启闭合不便。

在获得身份信息后，控制器对身份进行甄别，如果身份信息得到确认，则控制器控制电磁继电器18常开触点闭合，常闭触点断开，第二电磁铁17得电产生磁力，防盗网开启；如果身份信息没有得到确认，则控制器7控制电磁继电器18常开触点断开，常闭触点闭合，第一电磁铁16得电产生磁力，防盗网关闭。上述用于控制防盗网开启和关闭的结构简单，所需各个部件价格较低，生产成本低，防盗效果好。

作为优选的实施方式，身份识别单元包括指纹识别模块、人脸识别模块、虹膜识别模块、密码识别模块和权限卡识别模块。上述识别模块都是比较先进的识别方法，能够保证工作人员开启门禁系统的真实性和安全性。由于要进行人脸识别需要设置相应的摄像设备，摄像设备也同时兼具录像功能，将电表箱周围的影像记录下来并传递至控制中心，控制中心中有相应的监控人员，对电表箱周围的情况进行监控。由于设置有身份识别单元，还能够防止电力系统内部人员串通外人对电力装置进行损坏。

控制器通过通讯模块与控制中心相连接，优选的，通讯模块为GPRS或蓝牙或3G或4G或局域网中的一种。

本发明中的高低压电表箱门禁系统设置有多重防盗保险装置，能够对电表箱进行多重保护，有效防止人为故意对电表箱造成损坏的行为。

实施例二

如图4所示，是本实施例公开的高低压电表箱门禁系统表皮中信号线的设置结构。本实施例与实施例一之间的区别在于，表皮5包裹线束后形成圆环状结构，表皮5的长度与线束裸露在外的长度相等，在表皮5中设置有一根信号线6，信号线6在圆环状的表皮中呈螺旋状设置并在表皮5长度方向上延伸。本实施例中，表皮5的长度与线束裸露在外的长度相等，能够对整个线束进行全方位的保护。如果仅在线束裸露在外的一部分的外表面设置表皮5，那么窃电人员将有机可乘，在没有设置表皮5的线束的裸露部分进行处理从而偷电。因此，在线束所有裸露在外的部分都设置表皮5能够更好的防止窃电问题的出现。上述裸露部分的意思是指线束的外部没有进行遮挡完全裸露在空气中的部分。

本实施例仅设置一根信号线6，则相比于实施例一中的成本更低，不仅如此，采用螺旋状结构的信号线6延伸至整个表皮5的长度方向上，使得偷电人员无法准确判断哪个位置有信号线6，哪个位置没有信号线6，从而不敢轻易下手进行偷电。螺旋状的信号线6不仅经济性好，而且能够从各个方位保护接入电表的线束，适合广泛推广使用。

实施例三

如图5所示，是本实施例公开的高低压电表箱门禁系统的门禁锁结构。本实施例与实施例一、实施例二之间的区别在于，本实施例在电表箱的门体与箱体之间设置有门禁锁以将电表箱进行封闭，门禁锁设置在门体的活动边或底边，此处的门体的活动边是相对于门体固定铰接在箱体上的固定边而言的。底边是指门体上用于连接活动边与固定边之间的部分，当然门禁锁设置的位置不仅仅限制在上述两个位置，也可以是在相对隐秘的固定边与箱体之间，只要能够实现门禁锁的功能的位置都可以设置。

门禁锁由干簧管构成，干簧管包括一个密封的内部充满惰性气体的玻璃管19，玻璃管19中密封有由软磁性材料制成的两个干簧片20，两个干簧片20平行设置且两个干簧片20的触点21上下重叠，两个触点21之间间隔预定距离，预定距离的数值非常的小，一般为几微米。门禁锁关闭状态下，两个触点21闭合，门禁锁开启状态下，两个触点21断开。本实施例中选用干簧管作为门禁锁，是由于干簧管比一般机械开关结构简单、体积小、反应速度快、工作寿命长。干簧管与电子开关相比又具有抗负载冲击能力强等特点，工作可靠性更高。

还包括与门禁锁对应设置的解码器22，向解码器22中输入对应的解码信息后门禁锁开启，每个解码器22分别对应唯一的解码信息。门禁锁在解码器22没有正确解码的情况下开启时，控制器7控制报警装置8报警并将报警信息传递给控制中心9。

作为更进一步的实施方式，控制器7上设置有ZigBee无线通信模块23，控制器7通过ZigBee无线通信模块23分别与移动终端24和控制中心9相连接。控制中心9存储有每个解码器22对应的编号和位置，当门禁锁在解码器22没有正确解码的情况下开启时，控制器7通过ZigBee无线通信模块23将门禁锁开启的时间、相应编码器的编号、相应编码器的位置传递给控制中心9，以便控制中心9及时派遣工作人员对出现问题的位置进行查看。控制中心9为控制终端，控制中心9能够对解码器22进行远程控制，控制解码器22开启，或是对解码器22的编号进行修改。另外，控制中心9还能够通过ZigBee无线通信模块23对移动终端上的APP进行实时管理，以便在出现问题时及时派遣相关技术人员进行查看。

移动终端24上设置有软件，也就是APP，当门禁锁在解码器22没有正确解码的情况下开启时，控制器7通过ZigBee无线通信模块23向移动终端24发送报警信息。移动终端24上仅能能够接收报警信息或是在线查看门禁锁的实时状态，但不能够通过移动终端24对解码器22进行操作。优选的，移动终端24可以为手机或是平板电脑，在手机或是平板电脑上安装相应的APP，从而能够对报警信息进行实时接收，以及时对出现问题的门禁锁进行处理和监控。

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，本实施例中使用该项技术能够在保证使用效果的同时极大的降低成本，经济效益更好。

另外，本实施例中控制器7还能够通过ZigBee无线通信模块23与用电信息采集系统相连，以对用电信息采集系统加强管理。

本实施例中的门禁系统能够在第一时间发现窃电现象，由于门禁系统的独立性、快速性、准确性和不可复制性使得监管更加便捷有效。

本发明可以同时采用上述防窃电措施，实现多重防护。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。