智能表箱解决方案

智能表箱解决方案

智能表箱

2019 年，国家电网公司正式提出建设“三型两网、世界一流”能源互联网企业的战略目标。旨在进一步发挥好电网枢纽的平台作用，挖掘、利用好“电网大数据”价值，建立企业、客户乃至社会各方互融互通、互动共享的物联网体系，推动企业乃至社会发展智能升级。研发应用的“新型智能表箱” 不仅可以大大提高电网企业管理效率和效益，提高服务客户的能力和水平，还将推动相关产业换代升级，开启计量辅助装置的“中国制造”新时代。

将物联网技术、人工智能技术、电量监测、报警等现代信息传感技术有机地融于“电表箱机体”，使其迅速换代升级为具备安全防护、负荷管理、设备监测、故障排查、以及防控窃电、智能互动等功能的“新型智能表箱”。

现状——传统电表箱理念单纯、设计简陋、风险重重

目前大街小巷在运行的电能表箱存在诸多缺陷。如:电表箱功能单一、箱体老化严重、安全措施较低、查找位置困难；表箱锁型号繁杂并容易生锈、损坏，不仅佩戴钥匙不便而且损坏后无法准确判断、记录、更换；箱体老旧破损无法远程判断，打开箱门无记录、无痕迹、无报警，任何人任何时间可以随意打开，人身、用电、运维风险无时不在。

究其原因，主要是现有所谓多功能表箱企业受制于行业定位，从设计理念开始便将其定位于一个简单的“置物装置”，设计过程更是偏重于造型、材料、防火、绝缘等基础，而忽略了对其附载功能的开发和利用，从而导致生产出来的产品完全不具备融合一线业务、对接营销系统、实现互通互联等条件，距离泛在电力物联网更是差距甚远。

为此，着眼于智能电表箱智能化、内涵式设计，结合泛在电力物联网的发展趋势、现今电能表箱的运行状态、客户和操作人员的人身安全防护以及提高优质服务客观业务需求与痛点分析，提出了智能物联网新型电表箱(以下简称“智能表箱”) 的全新设计理念。

即利用物联网技术将电能表、采集终端、负控断路器等先进技术与传统设备结合在一起，使“电表箱”这一实物载体成为融合多方需求和专业业务解决方案的电网末端智能客户服务装置，利用先进的通讯技术，通过采集电力相关参量和现场信息，实时监控电力运行状态，同时兼备现场作业指导、应急远程通讯和窃电防范等功能，实现了对传统电表箱的数字化、智能化、融合化改造，为日后融入5G、人工智能等新技术提供了支撑面。

它的研发制造，同时肩负着降低用户投诉率、提高用户获得感以及将优质服务深入人心、深入家庭、深入电网末端的重要使命，可有效解决目前现场计量装置安全防护能力差，安全运行风险高；智能化服务手段差，客户投诉风险高；商用价值开发能力差，企业运营风险高等困扰企业多年的安全、服务和营销问题。

智能表箱改造升级方案

主要目标

系统设计

将这一新型“智能电表箱”功能锁定于三大方面。一是用电现场监控功能。通过监控、传感装置的配加，实现对计量箱的实时监控、增加定位、开锁记录、安全提示、操作远程授权和操作行为记录；二是安全防护报警功能。通过增加智能表箱添加语音提示和端子测温模块，实现安全操作提示、过热保护和紧急呼叫功能；三是智能用电服务功能。通过添加显示屏、用户用能监测模块并连接到互联网云服务平台，实现客户用能精准分析，政策、办电办法、欠费信息及时呈现，用电信息查询、电费交缴费等便捷服务，见图

用电现场监控功能结构设计

用电现场监控功能:运用5G 和北斗等先进信息通信技术，实现对计量装置运行情况的实时在线监控，同时增加装置定位、开锁记录、安全提示、操作远程授权和操作行为记录等功能，以实现对现场运行情况的全天候管控，在技术上防止窃电、违章作业、外力破坏等行为发生。该功能的主要组成部分包括视频监控模块与智能锁模块，见图

智能锁模块结构示意图见图3，其采用蓝牙连接模块、GPS 定位模块、单片机处理器、门锁控制电路、门锁、5V 供电电源、备用电源组成。

蓝牙智能锁与传统机械锁相比具备定位功能、开锁记录功能和抗老化功能，锁的开关需系统授权后方能打开。其工作原理是手机A p p 扫描蓝牙智能锁外置二维码，并自动向互联网云服务平台发送请求开锁信息。平台接收请求信息后进行确认，经系统认证后向手机发送电表箱的开锁命令(开锁密钥)。

手机App 接收开锁指令后通过蓝牙连接模块将开锁指令传输至单片机处理器进行信息匹配，匹配成功后通过门锁控制电路对门锁进行开锁动作。授权操作时系统会远程把安全操作措施等信息发到开锁人员的手机上，同时表箱外部显示屏互动模块会进行同步显示并强制阅读10 秒后方能打开箱门，让操作人员将安全操作牢记于心，防范安全事故发生。

视频监控模块结构示意图见图4，其是由镜头、声音采集器、图像传感器、声音传感器、A / D 转换器、单片机处理器、无线4G 模块、存储器、5V 供电电源、备用电源组成。

工作原理:光(声音)通过采集器进行信息搜集，经过传感器把模拟信号转换成电信号，经A/D 转换器(模数转换) 转换成单片机可识别的信号传送至单片机处理器，经信号编码压缩后通过无线4G 模块与互联网云服务平台进行数据传输。同时单片机处理器会把压缩数据保存至存储器中进行本地保存。视频监控模块不仅可以实时查看表箱的运行情况及周围环境，方便对智能表箱进行实时维护，还可以有效规范工作人员现场操作及违约用电等行为。

安全防护报警功能结构设计

安全防护报警功能:运用智能感知与控制技术，实现设备故障主动报警、紧急呼叫、安全操作提醒、信息查询等功能，以提高用电设施与现场作业人员的安全防护能力。其主要组成部分包括语音报警模块、电能表端子测温模块和紧急呼叫模块，见图5。

语音报警模块集成到了显示屏互动模块中，工作原理在显示屏互动模块中会进行详细介绍。

电能表端子测温模块结构示意图见图6，其采用电气火灾监控专用温度传感器、A / D 转换器、单片机处理器、负控跳闸开关、5V 供电电源、备用电源、无线4G 通信模块组成。

工作原理:温度传感器实时监测电能表端子温度并将采集的模拟信号经A / D 转换器(模数转换)转换成单片机可识别的信号传送至单片机处理器，当温度超过80°C时处理器迅速向负控跳闸开关发送跳闸指令切断表箱内所有电能表电