一种基于RISC-V的非侵入式计量箱安全监测系统及方法与流程

本发明属于计量箱安全监测领域，具体涉及一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统及方法。

背景技术：

1、随着我国经济的快速发展，电力需求也在不断增长。电力系统作为国家重要的能源基础设施，其安全稳定运行对于保障社会经济发展和人民生产生活具有重要意义。然而，近年来，窃电现象频发，给电力企业带来了严重的经济损失，同时也影响了电力系统的安全稳定运行。因此，研究并应用防窃电技术对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

2、变电站防窃电行为是指通过采取一系列技术和管理措施，防止用户非法窃取电力资源，保证电力供应的安全、稳定和可靠。为了有效防止窃电行为的发生，需要采取一系列的防窃电技术和管理措施。其中，防窃电技术包括计量防窃电技术、监控防窃电技术、箱体门禁防窃电技术等等，这些技术可以有效防止用户非法窃取电力资源。同时，加强用电管理也是防止窃电行为的重要手段，如定期检查用电情况、加强电力设施的维护和管理等。变电站防窃电行为是一项长期的、系统的工作，需要政府、电力企业和用户共同努力，采取科学、合理的措施，以保证电力资源的合理分配和有效利用。

3、计量箱处窃电手段多种多样，但最常见的就是从计量装置的基本原理着手，电能表计量电能主要取决于电压、电流、功率因数这三个要素，只要改变这三个因素中任何一个，就能使表计慢转、停转甚至反转，从而达到窃电的目的。以下是几种常见的窃电手段：

4、（1）无表窃电。违法人员在较隐蔽的地方直接从低压配电线路接线窃电，该方法具有较强的隐蔽性，且不对电能计量装置做任何改动，窃电后也很难发现窃电痕迹，是一种简单但很难发现的窃电手段。

5、（2）欠流法窃电。通过改动计量装置电流线圈，分流流经电流线圈的电流，从而使电量少计或是不计。

6、（3）欠压法窃电。改变计量装置电压线圈，方法是在电压线圈上串联电阻片，电阻片电阻值越大，电压线圈两端电压值就越小，电能表电能计量值就越小，窃电量就越大。

7、（4）移相法窃电。通过改动电能表线圈中正常电压、电流相位，即改变电能表计量用电设备的功率因数，从而使表计慢转。

8、（5）扩差法窃电。通过外部因素影响电能表正常计量，致使表计本身误差扩大。

9、以上方法均需在打开计量箱门的情况下进行实施，为了加强计量箱防窃电工作，近年来，电力公司和学者已进行了较多探索。如一些升级电力公司正对重点用户部署了智能防窃电系统、开展用电采集系统用电异常大数据分析等。而装置层面，防窃电通常采用将强计量装置防护的方式，但不管是早期的漆封、封蜡还是目前的铅封，都存在易被破坏、管理难度大、防止窃电行为有限、不能及时上报窃电信号等位，因此如何有效的对窃电行为进行检测并识别计量箱异常是目前需要解决的难题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术下的问题，本发明提供了一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统及方法，采用非侵入式的方式对计量箱进行监测，并将数据上报云平台，将异常信息推送到微信小程序的方式对用户进行实时提醒，有效监测计量箱异常，防止窃电现象。

2、为了达到上述目的，本申请采用的技术方案为：一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统，包括：数据采集终端设备、云平台和用户终端；

3、数据采集终端设备采用非侵入式的方式粘贴在目标计量箱体表面，通过多传感器融合的方式对箱体状态进行监控，并将箱体异常状态数据通过4g的方式发送到云平台；

4、云平台用于每个终端设备的管理，并且对设备上报的数据存储在数据库中，可供用户进行历史数据查询；云平台拥有设备联动报警机制，当云平台收到箱体异常数据之后，触发平台报警，并且通过http接口的方式将详细的报警信息推送到用户终端；

5、用户终端用于设备管理和报警提醒，用户可通过用户终端进行查看报警信息和进行设备管理。

6、进一步的，所述数据采集终端设备通过陀螺仪采集计量箱的开门或者整体的旋转状态、震动传感器采集箱体或者柜门的震动状态；

7、当计量箱被开门通过各种手段进行窃电的时候，通过陀螺仪检测并上报开门状态；终端设备将异常状态使用4g模块通过mqtt协议发送到云平台并触发平台报警。

8、进一步的，对于在高温环境中计量箱安装的终端设备存在温度漂移的问题，影响设备监测到陀螺仪传感器的角速度信号的精确度，在设计过程中通过两种方式对传感器进行温度补偿：一是通过在传感器表面增加散热片的方式，降低硬件的温度；二是通过分析温度误差特性，针对传感器误差漂移规律，建立实时温度误差补偿模型进行温度补偿，提高陀螺仪的精确度。

9、进一步的，所述用户终端采用微信小程序客户端，微信小程序客户端包括账号登录、设备管理和报警提醒功能，用户可利用微信登录使用。

10、第二方面，本发明提供了一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统的工作方法，包括：

11、将数据采集终端设备采用非侵入式的方式粘贴在目标计量箱体表面，通过多传感器融合的方式对箱体状态进行监控，并将箱体异常状态数据通过4g的方式发送到云平台；

12、通过云平台对每个终端设备进行管理，并且对设备上报的数据存储在数据库中，可供用户进行历史数据查询；云平台拥有设备联动报警机制，当云平台收到箱体异常数据之后，触发平台报警，并且通过http接口的方式将详细的报警信息推送到微信小程序app中；

13、通过用户终端实现设备管理和报警提醒，用户可通过登录用户终端进行查看报警信息和进行设备管理。

14、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

15、本发明提供了采用非侵入式的监测方法，保证设备完整性，在不影响设备正常运行的情况下，完成对于目标的监测；通过终端设备附着与目标表面实现数据采集与计量箱的状态监控，并且能够通过无线数据传输的方式将监控结果通过同步到平台，当设备检测到目标异常时推送相应的报警信息到微信用户，有效的对窃电行为进行检测并识别计量箱异常，提高了检测精度和效率。

技术特征：

1.一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统，其特征在于，包括：数据采集终端设备、云平台和用户终端；

2.根据权利要求1所述的一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统，其特征在于，所述数据采集终端设备通过陀螺仪采集计量箱的开门或者整体的旋转状态、震动传感器采集箱体或者柜门的震动状态；

3.根据权利要求1所述的一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统，其特征在于，对于在高温环境中计量箱安装的终端设备存在温度漂移的问题，影响设备监测到陀螺仪传感器的角速度信号的精确度，在设计过程中通过两种方式对传感器进行温度补偿：一是通过在传感器表面增加散热片的方式，降低硬件的温度；二是通过分析温度误差特性，针对传感器误差漂移规律，建立实时温度误差补偿模型进行温度补偿，提高陀螺仪的精确度。

4.根据权利要求1所述的一种基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统，其特征在于，所述用户终端采用微信小程序客户端，微信小程序客户端包括账号登录、设备管理和报警提醒功能，用户可利用微信登录使用。

5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的基于risc-v的非侵入式计量箱安全监测系统的工作方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明提出一种基于RISC‑V的非侵入式计量箱安全监测系统及方法，属于计量箱安全监测技术领域，包括：数据采集终端设备、云平台和用户终端；数据采集终端设备采用非侵入式的方式粘贴在目标计量箱体表面，通过多传感器融合的方式对箱体状态进行监控，并将箱体异常状态数据通过4G的方式发送到云平台；云平台用于每个终端设备的管理，并且对设备上报的数据存储在数据库中，可供用户进行历史数据查询；当设备检测到目标异常时推送相应的报警信息到微信用户，有效的对窃电行为进行检测并识别计量箱异常，提高了检测精度和效率。技术研发人员：王明圣,朱翔宇,赵鑫鑫,姜凯,金长新,李锐,魏子重受保护的技术使用者：山东浪潮科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2