本发明涉及一种用于对计量箱的开启进行监测的计量箱开启智能监测仪。
背景技术：
随着电力系统智能化的提高，用电信息采集系统使用的比较广泛。目前的用电信息采集系统中，内部有一个用电异常检测子系统。用电异常检测子系统所检测的参数中，有一个表尾盖异常开启信息。
但这种现有的用电异常检测子系统，只是监测计量箱内表计是否被人为打开过(只能记录表尾盖是否开启和开启时间)。大家都知道窃电的方式方法有多种多样，在计量装置计量箱内可以采用绕越表计窃电、让表计黑屏等等，这样用现有的电异常检测就无法及早发现窃电现象。
中国文献CN102081112B公开了一种防窃电计量箱，当计量箱门非正常打开时，控制线圈与门、锁之间均不形成回路，控制线圈引发一次性断路器动作，同时蜂鸣器鸣叫，在未经供电部门更换一次性断路器时，窃电用户因无法送电而暴露窃电行为。
在实施计量箱开启智能监测仪的过程中认识到：计量箱内的有多个计量电表，分别给不同的用户供电，若因某用户非授权开启箱门而导致所有用户断电，由于无法识别出引起断电事故的用户，会影响正常的供电秩序，同时，计量箱内的计量电表通常也有防窃电措施，因此，对计量箱进行开启监测而不是断电既符合用户利益，也符合供电单位的利益。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种计量箱开启智能监测仪，以对计量箱的开启进行检测、并确定是否为异常开启且在确定异常开启后发出警报。
为此，本发明提供了一种计量箱开启智能监测仪，包括在计量箱内设置的控制器模块和由所述控制器模块控制的多个模块，所述多个模块包括身份识别模块、通信模块、摄像头模块、声光报警模块、以及用于检测计量箱箱门的开门检测模块，其中，所述控制器模块用于执行包括以下步骤的方法：接收所述开门检测模块采集的开门信号，并且在预定时间内接收所述身份识别模块采集的身份信息的步骤；将所述身份识别模块采集的身份信息与预设的身份信息进行比对，以判断身份信息合法性的步骤；在判定身份信息合法时将开门信息通过所述通信模块提供给预定的接收人；以及若判定身份信息非法则进行报警的步骤，其中，所述报警包括将开门信息和由所述摄像头模块采集的现场照片通过所述通信模块发送至预定的接收人并且进行声光报警。
进一步地，上述报警包括：将开门信息通过所述通信模块向接收人发送异常短信；控制所述声光报警模块在现场进行声光报警；以及在开始报警后的第一预定时间和第二预定时间控制所述摄像头模块对现场进行拍照，并且通过所述通信模块向接收人发送异常信彩信。
进一步地，上述计量箱开启智能监测仪还包括置于所述计量箱内的封闭箱体，其中，所述控制器模块、身份识别模块、通信模块、摄像头模块和声光报警模块均置于所述箱体，所述开门检测模块包括位于所述箱体的外部的行程开关。
进一步地，上述行程开关为AZ-7121限位开关。
进一步地，上述计量箱开启智能监测仪还包括向所述控制器模块和所述多个模块提供电源的电压转换器。
进一步地，上述系统身份识别模块为身份证识别模块。
进一步地，上述摄像头模块为PTC08串口摄像头。
进一步地，上述控制器模块包括STM32微控制器。
进一步地，上述通信模块包括SIM900A无线通信芯片。
进一步地，上述计量箱开启智能监测仪还包括与所述控制器模块12信号连接的存储模块，所述存储模块为SanDiskMicroSDHCUHS-ITF卡。
根据本发明的计量箱开启智能监测仪，集成度高、体积小巧、接线简单，使用时可直接安装于高低压计量箱内，便于安装，能够记录计量装置被打开的详细信息并进行非法报警。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的安装于计量箱内的示意图；
图2是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的结构示意图；
图3是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的电路结构示意图；
图4是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的控制器模块所执行方法的流程图；
图5是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的控制器模块的电路图；
图6是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的通信模块的电路图；
图7是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的控制器模块的输入处理电路的电路图；
图8是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的控制器模块的功率输出电路的电路图；以及
图9是根据本发明一实施例的计量箱开启智能监测仪的操作流程图。
附图标记说明
100、监测仪；200、计量箱；
11、电压转换器；12、控制器模块；
13、开门检测模块；14、身份识别模块；
15、通信模块；16、摄像头模块；
17、声光报警模块；18、存储模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
按照常规的监测逻辑，通常会将摄像头模块和报警模块安装至正面的箱门或机柜上，然而在计量箱中，箱门四周的机柜框架上不适合安装摄像头模块和报警模块，若将摄像头模块和报警模块设置在箱门上，一旦箱门打开，摄像头模块随箱门偏转无法采集现场照片，同时，暴露在外的摄像头模块和报警模块的信号线很容易被破坏而导致监测仪被破坏。在实施计量箱开启智能监测仪的过程中，本发明人发现：将监测仪做成封闭的箱体结构并且置于计量箱的内部作为一个设备使用，能够很好地实现计量箱开启监测的目的。
如图1至图3所示，本发明的监测仪100为箱体结构，置放于在计量箱200中，该监测仪包括电压转换器11、控制器模块12、身份识别模块14、通信模块15、摄像头模块16、以及声光报警模块17、以及设置在箱体外的用于检测计量箱的箱门的开门检测模块13。
其中，电压转换器11，用于将外接的100V交流电压转换为+5V的直流电压输出，为控制器模块12、开门检测模块13、身份识别模块14、通信模块15、摄像头模块16和声光报警模块17提供工作电源。
开门检测模块13包括设置在计量箱的箱门处的行程开关和数据传输线，用于检测门的开关状态，并且将开关信号提供给控制器模块12。身份识别模块14，用于对现场工作人员的身份进行识别。通信模块15，用于在箱门开启后，向接收人发送报警彩信或提示短信。摄像头模块16，用于在箱门被开启时对现场的情况进行拍照。声光报警模块17，用于在箱门开启时进行现场报警。优选还包括存储模块18。
如图4所示，控制器模块12用于执行以下步骤：接收开门检测模块13采集的开门信号，并且在预定延长时间内接收身份识别模块采集的身份信息的步骤S10；将所述身份识别模块提供的身份信息与预设的身份信息进行比对，以判断身份信息的合法性的步骤S12；在判定身份信息合法时将开启信息通过通信模块提供给预定的接收人的步骤S14；以及若判定身份信息非法则进行报警，所述报警包括将箱门开启信息和由摄像头模块提供的现场照片通过通信模块发送至预定的接收人并且进行声光报警的步骤S16。
在一实施例中，如图5所示，控制器模块12包括STM32处理器。
控制器模块12还包括与STM32处理器的管脚IN0、IN1、IN2、IN3(即编号为53、54、55、56的管脚)电连接的输入处理电路，如图7所示，该输入处理电路包括按照图7所示连接关系电连接的以下器件：TLP281型光电耦合器U12、TLP281型光电耦合器U13、TLP281型光电耦合器U14和TLP281型光电耦合器U15，电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35，其中电源电压VCC3.3V，VDD24V。
控制器模块12还包括与STM32处理器的管脚OUT1、OUT2、OUT3、OUT4(即编号为58、59、61、62的管脚)电连接的功率输出电路，如图8所示，该功率输出电路包括按照图8所示连接关系电连接的以下器件：ULN2003AD达林顿晶体管阵列U16、TLP281型光电耦合器U7、TLP281型光电耦合器U8、TLP281型光电耦合器U9、TLP281型光电耦合器U10、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28，其中，电源电压VDD24V。
在一实施例中，如图6所示，通信模块15包括SIM900A无线通信芯片。
在一实施例中，行程开关优选为AZ-7121限位开关；摄像头模块16优选为PTC08串口摄像头；存储模块优选为SanDiskMicroSDHCUHS-ITF卡；声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯。
在本发明的计量箱开启智能监测仪中，各模块之间的配合关系如下：通过电压转换器将现场100/220V交流电源转换为直流5V电源，作为各模块的电源；开门时行程开关动作，由闭合变为开启，通过行程开关线将开门信号传输给控制器模块STM32，开门的同时STM32开始计时；身份识别刷卡时，身份识别模块即通过TX数据传输线将卡号信息发送给STM32，此时STM32将此卡号与预先设置的合法卡号进行对比，判断此卡号的合法性。
若判断为合法，STM32通过RX数据传输线将开启提示信息(开门时间、刷卡卡号及计量箱编号)传送给通信模块，然后通信模块向接收人发送合法提示短信；若判断为非法，则通过3种方式报警：1、STM32通过RX数据传输线将非法信息(非法开门时间及计量箱编号)传送给通信模块，然后通信模块向接收人发送异常短信；2、STM32控制引脚输出高电平，使现场声光报警器动作；3、STM32通过串口连接线控制摄像头，使其在开启后5秒和60秒分别进行拍照，并传送给通信模块，然后通信模块向接收人发送异常彩信。
在开启后，STM32便控制记录模块将计量箱开启信息记录下来，可提供10次开箱记录的查询。
计量箱开启智能监测仪的工作流程，如图8所示：
1、装置自检：在监测仪开始工作时，进行装置自检，如发现错误，给操作者提示或警告；
2、检测门的状态是否为由闭合到开启：当计量箱门状态由关闭变为开启时，装置开始工作并计时；
3、延时并进行身份识别：计量箱门被开启后进行身份识别认证，如果开门5秒内未认证或者认证卡号错误则被判断为非法；
4、非法报警：如果被认定为非法开启，则进行报警。报警分为3个部分：一是通过与控制器模块所连接的通信模块向接收人发送报警短信，短信内容包括：计量箱的编号、非法开启的时间信息；二是通过现场所安装的声光报警设备进行现场报警；三是将摄像头模块所拍摄的现场照片以彩信的形式发送给接收人员；
5、合法提示：如果被认定为合法开启，则进行短信提示。短信内容包括：计量箱的编号、刷卡人员卡号及非法开启的时间信息。
根据本发明的计量箱开启智能监测仪，具有集成度高、体积小巧、接线简单的特点，使用时可直接安装于高低压计量箱内，便于安装，能够记录计量装置被打开的详细信息并进行非法报警。
根据本发明的计量箱开启智能监测仪，可同时适应高压或低压计量箱，当安装在高压计量箱内时其安装应满足与现场10kV设备保持足够安全距离；其大小应符合能在大部分计量箱内安装的要求为准，正式产品应尽量尺寸缩小。通过现场安装的电压转换器将PT二次侧100V交流电压或220V交流电压转换成5V，经过电源线向本仪器供电。
本发明还提供了一种具有开启监测功能的计量箱，如图1所示，包括计量箱200和设置于计量箱200内的计量箱开启智能监测仪，其中，摄像头模块2设置在箱体的正面的易于拍摄全场的位置，身份识别模块14设置在箱体上的便于操作者接触的位置，声光报警模块设置在操作者不易碰触的位置。开门检测模块13的行程开关用于检测计量箱的箱门是否开启。
本发明的计量箱开启智能监测仪，安装于计量箱内，能够监测计量箱的开启状态并进行异常开启报警。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。