高科技反窃电影像证据自动采集装置实用性研究

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(深圳供电局有限公司，深圳 518048)

高科技反窃电影像证据自动采集装置实用性研究

李炳要，侯玉，黄令忠

(深圳供电局有限公司，深圳 518048)

本文阐述的高科技反窃电影像证据自动采集装置可在电能计量装置受到高频、强磁和遥控干时或者非授权开启状态下，自动开启现场影像视频，实现窃电查处的证据采集。

高科技窃电；反窃电影像；证据采集；电力营销

1 引言

近年来，在经济利益的驱使下，窃电手段层出不穷，尤其是利用高科技手段的高频干扰、强磁干扰窃电及遥控进行分流窃电已成为一种趋势，加之窃电手段愈发隐蔽，使得窃电取证和分析都变得愈加困难。如何侦测以高频干扰窃电、强磁干扰窃电和遥控窃电为代表的高科技窃电，如何采集和传输高科技手段窃电发生时点数据及现场影像资料，这些问题成为当前防治高科技窃电需要解决的关键问题。

2 影像采集装置结构模型

2.1 装置结构

高科技反窃电影像证据自动采集装置由主控单元、影像采集单元、人体感应单元、磁场检测单元、遥控检测单元、高频检测单元、开箱记录单元、通信单元和电源单元组成。原理图如图1所示。

2.2 总体功能实现方式

人体感应单元、磁场检测单元、遥控检测单元、高频检测单元及开箱记录单元分别对电表箱附近的人活动情况、磁场大小与方向、遥控信号的频率与大小、高频信号的大小、电表箱开箱情况及编码进行24小时实时监测，一旦出现相关异常情况，则由主控单元产生事件记录并发出指令启动影像采集单元，对电表箱周围情况进行影像采集，并通过通信单元对产生的事件情况以及采集到的影像资料进行上传，通过服务器或者手机终端可以对该事件以及影像资料进行查询。这些资料可作为将窃电查处的相关证据，也为制定处罚方案提供了有力的技术支持。

2.3 数据传输方式

该装置与原计量装置负控终端表通过RS-485通讯口进行数据传输，其接线如2图所示。

3 各功能模块原理与实现方式

3.1 主控单元

主控单元是整个装置的运行及数据处理的控制单元。采用MICROCHIP公司的PIC32MZ1024ECG064芯片作为主CPU，改芯片具有200MHz(330DMIPS)microAptiv内核，16kB指令缓冲区，4K数据缓冲区，1024kB FLASH，512kB RAM；4个64位乘法器配置，具有单指令周期运算能力。

图1

图2

3.2 影像采集单元

摄像头采用MICRON公司生产的工业级摄像头，型号MT9J001，并具有黑暗下自动补光功能。图像传感器类型CMOS 1/4英寸，图像像素为30万 ，像素尺寸为5.6um*5.6um，信噪比低于45DB，动态范围不大于60DB；最大模拟增益为16DB，帧顿为640*480 30fps。本单元影像记录资料，满足窃电证据的要求。

3.3 检测单元

场强检测模块由倍压检波电路、频率检测电路、场强检测电路三部分组成。可对高频干扰信号的频率以及场强进行检测。

磁场检测模块采用精确度高、稳定性好、灵敏度高、可靠性高、低噪声、低功耗的线性霍尔传感器，对装置周围6个方向的磁场进行测量。

无线射频检测模块采用专用无线芯片及解码芯片组成，当检测到有遥控窃电的无线信号且大于设定的场强值时，通过对信号进行频率分析，以及解码，将遥控信号的相关信息以及报警信号发送至主控单元。无线检测模块采用可扩展接口设计，方便后期新增频点的检测。

3.4 人体感应与开箱记录单元

人体感应单元采用PerkinElmer公司生产的BH-301热释电红外传感器，配有菲涅尔透镜、CMOS数模混合专用集成电路、双向鉴幅器，可有效抑制干扰。当在设定的时段内感应到人体时，即生产人体红外事件记录，通过上行通道将事件上报至系统主站。

开箱记录单元具备无源开关量输入接口，结合外部开关量输入，可完成对电表计量箱箱门开关状态的监控，并形成事件记录，可通过上行通道将事件上报至系统主站。

3.5 时钟模块

采用EPSON公司生产的RX8025T芯片，该芯片具备内置高稳定数字温补DTCXO，时钟精度优于0.5s/d，具有日历、计时、闰年自动转换功能。时钟模块配置专用时钟电池，断电后能维持内部时钟正确工作，在装置寿命周期内无需更换。

3.6 存储模块

为保证存储照片数据及各类事件记数据录，采用大容量、具备高速读取写入能力的存储器，存储器选用Everspin公司生产的MRAM存储器，型号M25H40，该存储器具有4Mb存储容量，数据保存时间大于20年，允许无限次擦除，并具有掉电数据自动保护，无写延时等功能特点。

3.7 通讯单元

采用专用485通讯芯片，电路设计时RS485接口和装置内部电路实行电气隔离，并有失效保护电路。

3.8 电源模块

电源单元由主电源和备用电源组成。主电源选用交直流自适应电源模块。备用电源选用具有充放电平衡电路，体积小，充电时间短，高低温特性好的法拉电容，电容选择5.4V 10F双体法拉电容。防止窃电人员将设备电源拆除后进行遥控窃电。

综上所述，从各功能模块原理与实现方式来看，本装置满足现场安装、在线运行、取证与存贮的实用性要求，可进行推广。

各单元模块示意图如图3所示。

4 试点应用与推广

为测试装置的实际应用效果，针对重点监控对象进行安装应用。主要对象主要为深圳地区窃电重灾区或窃电高发行业，如网吧、洗浴中心等娱乐用电场所，水泥厂、化工厂等中小规模高耗能企业，木材粮食等加工业，用电管理薄弱的城中村等。在试点应用的一年时间，30个试点共检测到7宗窃电行为，且将窃电现场相关证据如高频、强磁和遥控信号、强度和方位等准确上传至系统主站，为窃电案件的查处提供了强有力的证据支撑。

图3

经试点应用的检验，该装置具有较强的实用价值和推广价值，可作为窃电防治工具在供电企业进行广泛推广应用。

5 结束语

针对窃电防治工作的取证难问题，笔者结合反窃电工作实际，通过研究高科技反窃电影像证据自动采集装置的功能与原理，详细阐述了各模块单元的功能与实现方式，以及窃电现场如何实现自动采集影像证据的方法，希望能为供电企业解决窃电取证难问题提供帮助。

[1] 李景村.防治窃电应用技术与实例[M].中国水利水电出版社，2004.

[2] 李勤.电磁干扰对电子式电能表的影响及其抑制策略[J].电测与仪表，2007，44(6)：50-54.

[3] 李苑.红外影像的采集及检验[J].影像材料,Image Materials，2001，3.

[4] 王昕.高频辐射对数字功率电表计量的影响[J].电子器件,Chinese Journal of Electron Devices，2012，5.

[5] 吴之惠.视频采集在视频监控系统中的应用[J].微计算机信息,2007，10.

[6] 宋光清，郑毅，穆晓，等.多功能电能表射频电磁场辐射抗扰性试验[J].电测与仪表，2005，42(4)：43-44.

[7] 李明，朱中文，李春章，等.电能表射频电磁场辐射抗扰度试验技术研究[J].电测与仪表，2010，47(2)：48-55.

ResearchonPracticalApplicabilityofAutomaticCollectingDeviceforHighTechnologyBebuggingFilmTestimony

LIBing-yao,HOUYu,HUANGLi-zhong

(Shenzhen Power Supply Bureau Co.Ltd.,Shenzhen 518048,China)

A functioning structure of the online supervision device is proposed in this paper which can help to automatically collect the digital information(as the evidence of electricity stealing)if the regular electricity meter box detected “the high frequency and the strong magnetic” interference,remote control signal,or forced to open without authorization.

technical electricity stealing;digital information describes anti-electricity stealing;evidence collection;electricity sales & distribution

1004-289X(2017)03-0065-03

TM73

B

2016-07-05