防窃电智能电表箱的远程监控系统开发

郭建峰，马 保，柴晓军，贾玉涛，郑彩晓

（1.国网河南省电力公司登封市供电公司，河南 登封 452470；2.郑州祥和集团有限公司登封分公司，河南 登封 452470）

0 引 言

供电企业每年都会开展打击反窃电等专项行动，效果明显，对减少供电企业线损具有重要作用，同时对窃电违法人员起到震慑作用。查获窃电案例中，通过打开表盖进行窃电的案例占85%以上，开发防窃电智能电表箱遏制窃电行为至关重要。虽然现有反窃电电表箱在技术发展上与时俱进，但是对窃电行为处置的及时性方面仍需改进[1]。文章详细介绍新型防窃电智能电表箱远程监控系统的开发技术，一旦发现窃电行为，就及时发出预警信息，并对窃电违法行为进行高效处理。

1 防窃电智能电表箱的开发

1.1 防窃电智能电表箱的整体结构

防窃电智能电表箱的开发主要涉及用电数据采集技术、监测技术、摄像取证技术以及无线通信技术等。这些技术可以实现防窃电智能电表箱对窃电过程的录制。防窃电智能电表箱的整体结构如图1所示。

图1 防窃电智能电表箱的整体结构

防窃电智能电表箱的整体结构采取了模块化设计思想，包括用电信息检测模块、电源模块、告警发送功能模块、高频及强磁信号监测功能模块、时钟存储模块以及身份认证模块6部分，每个模块承担着各自的任务[2]。电表箱中的控制器可以分析和处理数据信息。

1.2 智能电表箱中的高频及强磁信号监测功能

防窃电智能电表箱设有高频信号监测功能模块和强磁信号监测功能模块，可监测电表箱是否存在干扰信号，确保电表箱内的计量装置正常运行。电表箱内部的磁场强度超过1 T或者高频信号超过10 V/m时，监测功能模块启动，将监测的数据信息传输到远程监控系统[3,4]。远程监控系统分析和处理数据后可以发出预警信息，以短信的方式发给反窃电人员和用电信息稽查人员。

1.3 智能电表箱中的身份识别功能

智能电表箱具有身份识别功能，可以对开电表箱的人员进行身份识别，通过身份认证打开电表箱，有效遏制电表箱的窃电行为。智能电表箱遭到非法开箱，可以及时发出告警信息，并上传到远程监控系统。智能电表箱主要组合了读卡头、门磁开关以及语言报警等功能模块，可实现开箱人员的身份认证。

智能电表箱的身份识别模块设置了摄像头和电传感器。当人体靠近智能电表箱时，可以采集到红外信息，以图片和视频的方式记录操作人员的信息。智能电表箱的箱门打开后，门磁开关得到感应，语音功能模块发出身份认证的提示[5,6]。在程序设定的时间内，操作人员通过身份认证才可以操作智能电表箱。身份认证超时，系统则会发出告警信息，并将相关信息上传到远程监控系统。

2 防窃电智能电表箱中的取证系统

电力企业供电服务发现窃电行为时，必须有窃电证据才可以惩罚窃电人员。窃电证据的有效获取存在难度，因此在防窃电智能电表箱中配置取证系统尤为必要，它可以将获取的窃电行为信息储存到电表箱的存储模块。智能电表箱取证系统的软件流程如图2所示。

图2 智能电表箱中取证系统的软件流程

防窃电智能电表箱取证系统的软件流程显示，电表箱中的摄像头模块经过初始化运行进入准备状态，一旦监测到有人开箱，摄像头就收到启动信息，开始进行图片和视频录制。防窃电智能电表箱所录制的视频和图片信息可通过通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）接口导出，同时通过电表箱中的通信功能模块发给远程监控系统，方便监控人员对现场信息进行远程取证[7]。

3 防窃电智能电表箱的远程监控系统开发

防窃电智能电表箱可以增加远程监控功能，构建远程监控系统，实现对智能电表箱的操作和控制。

3.1 防窃电智能电表箱的软件功能模块设计

防窃电智能电表箱的远程监控系统的开发，需要对监控系统中的各个功能模块进行合理规划和设计，确保监控系统满足应用需求。监控系统的主要功能模块包括设备管理、告警信息管理、数据中心、日志管理、系统管理以及电子地图等。防窃电智能电表箱远程监控系统中的设备管理模块可以对电表箱的表号、户名及户号等信息进行查询和修改。告警信息管理模块可以对智能电表箱上传的告警信息进行查询、分类等，以便实时掌握智能电表箱的运行情况。数据中心模块可以远程调阅智能电表箱录制的视频信息和图片数据，收集窃电人员的窃电证据[8,9]。系统日志管理则管理远程监控系统的运行情况，包括用户登录、退出以及设备的运行负载率等。电子地图功能模块，以展示各个智能电表箱的具体地理位置，实现异常电表箱的定位，减少窃电行为稽查花费的时间。

3.2 防窃电智能电表箱的远程监控系统结构

智能电表箱分布较散，为实现智能电表箱的通信，可以采取以太网通信技术和通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service，GPRS）。以太网通信技术可以将各个防窃电智能电表箱终端的数据通过网络传输到远程监控系统，再通过GRPS将各个防窃电智能电表箱的告警信息发送到运维人员的手机终端，提高对窃电违法行为的处置速度和效率[10]。防窃电智能电表箱的远程监控系统通信结构如图3所示。

图3 防窃电智能电表箱的远程监控系统通信结构

从防窃电智能电表箱的远程监控系统通信结构图可以看出，智能电表箱群和远程主站监控系统通过运营商提供的数据通信网相连，实现两端之间的数据通信。防窃电智能电表箱的应用可实现窃电非法行为的监测、联动断电、窃电取证、远程预警、违法处置以及解锁复电等一体化操作。

4 结 论

窃电行为的管控是电力企业的工作方向，也是提高电力企业管理现代化水平的关键。文章详细介绍防窃电智能电表箱及远程监控系统的开发技术，其中防窃电智能电表箱及远程监控系统的应用能够提高窃电行为处置的及时性，对电力企业的营销和供电服务管理具有重要意义。