一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱制造技术

本发明专利技术提出一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱。本发明专利技术的电表箱采用全封闭式设计，不论是电能表登记用户还是用户以外的其他人，都不具有权限打开电表箱而直接接触到里面的电能表、总闸开关及相关线路；电表箱基于物联网技术而与电能表和用户的身份标识卡、操作终端进行数据通信；作为介于电能表、总闸开关与用户之间中间媒介，电表箱能够认证用户身份和权限；在此基础上，具有权限的用户可以通过与电表箱的直接交互操作而实现查看表计数、插卡充值、开关总闸等功能，而不再需要打开电表箱并对箱内的电能表进行操作，也就不再需要使用不方便而又存有安全隐患的箱锁结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力设备领域，尤其涉及一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱。
技术介绍
电表箱的主要作用是容置和保护供电线路在入户前经过的电能表和总闸开关，增加上述部件的可靠性和安全性，延长使用寿命，限制对电表执行未经授权的拆装和改造、预防窃电。不过，现有的电表箱多是以高强度聚脂类树脂材料做成的结构简单的箱体，通过在箱体加锁来避免无权限的人接触、查看、改造甚至破坏电表及总闸开关，其功能存在很大的局限性。例如，为了满足用户正常的查看表计数、插卡充值、开关总闸的需要，一般用户会持有为自家电表箱开锁的钥匙，这就造成电表箱无法防范个别不良用户超出自身权限而对自家电表实施改造、破坏以达到窃电的目的。用户每次操作都需要打开和锁闭电表箱，造成使用上的不方便，一旦丢失钥匙则更是麻烦。另外，箱体的锁本身也很容易被人为破坏和非法打开，据新闻报道，有些地方就出现过不法分子撬开电表箱锁后切断总闸，待业主开门前来查看时再伺机实施犯罪。随着技术的进步，电能表的智能化和数字化程度也日益提升，特别是将通信功能芯片置入电能表之后，余额提示和网上购电功能均得以实现。但是，电表箱却仍然保持着自身简单的形态以及原始的功能和使用方式，无法与功能日趋完善的电能表形成有效的协同作用。作为将电能表与外部相互隔离的保护性容器，电表箱自身具有足够的机械强度，难以从外部强行破坏，因此，我们希望能够为电表箱增加用户权限认证管理的功能，避免电能表登记用户和用户以外的其他人未经许可的接触和改造电能表及总闸开关的行为。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的以上需要，本专利技术提出一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱。本专利技术的电表箱采用全封闭式设计，不论是电能表登记用户还是用户以外的其他人，都不具有权限打开电表箱而直接接触到里面的电能表、总闸开关及相关线路；电表箱基于物联网技术而与电能表和用户的身份标识卡、操作终端进行数据通信；作为介于电能表、总闸开关与用户之间中间媒介，电表箱能够认证用户身份和权限；在此基础上，具有权限的用户可以通过与电表箱的直接交互操作而实现查看表计数、插卡充值、开关总闸等功能，而不再需要打开电表箱并对箱内的电能表进行操作，也就不再需要使用不方便而又存有安全隐患的箱锁结构。本专利技术提供了一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱，其特征在于，包括：箱体，包括一体成型的箱体前罩，以及箱体底板；所述箱体前罩扣合组装于箱体底板上；所述箱体底板的内壁面具有用于固定电能表和总闸开关的安装结构，并且所述箱体底板的外壁面具有用于将该箱体底板固定在墙壁上的固定结构；所述箱体底板还具有用于向箱体内引线的贯通走线孔；所述箱体前罩具有插卡开口、表读数视窗以及总闸控制按钮；物联网通信电路，安装于所述箱体内，用于基于近距离无线传输协议与电能表、身份标识卡以及操作终端进行数据通信，并且基于自组织网络通信协议与簇区内的其它电表箱及簇区管理控制器进行数据通信；电能表接口电路，安装于所述箱体内，并且连接所述物联网通信电路，从而通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议与电能表进行数据通信；电卡插卡器，安装于所述箱体内，用于读写插入的IC电卡；所述电卡插卡器连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路在电能表与IC电卡之间进行数据传输；表读数显示器，安装于所述箱体的表读数视窗内侧，连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路获得电能表记录的表读数值，并且显示表读数值；总闸驱动器，安装于所述箱体内，连接所述总闸控制按钮以及总闸开关，根据所述总闸控制按钮的按钮状态，向箱体内的总闸开关发送驱动指令信号以驱动该总闸开关断开或闭合；主控制器，安装于所述箱体内，连接所述物联网通信电路、电能表接口电路、电卡插卡器、总闸驱动器；所述主控制器通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议获得身份标识卡中的用户身份标识，并根据用户身份标识判断用户权限；该主控制器根据用户权限，控制电能表接口电路与电能表之间的数据通信、所述电卡插卡器对IC电卡的读写以及总闸驱动器的驱动指令信号发送；箱体状态监测器，用于监测所述箱体的打开和/或闭合状态；所述箱体状态监测器连接物联网通信电路，并基于自组织网络通信协议定期向簇区管理控制器报告箱体的打开和/或闭合状态。优选的是，箱体前罩的罩体边缘具有若干第一组装扣，相邻的两个第一组装扣之间具有第一间隔部，每个所述第一组装扣具有通孔；所述箱体底板的底板边缘具有若干第二组装扣，相邻的第二组装扣之间具有第二间隔部，每个所述第二组装扣具有通孔；当箱体前罩扣合组装于箱体底板上时，每个所述第一组装扣嵌合至相邻的两个第二组装扣之间的第二间隔部内,并且第一组装扣的通孔与第二组装扣的通孔相互对齐；锁闭钢丝沿着第一组装扣和第二组装扣的通孔延伸贯穿各个第一组装扣和第二组装扣后，通过焊接或钢丝扣将锁闭钢丝的两端结合为一体，从而锁紧固定所述箱体前罩和箱体底板；并且锁紧固定之后，箱体前罩和箱体底板边缘的各个第一组装扣和第二组装扣以密封树脂胶胶封。优选的是，箱体前罩的罩体边缘具有若干第一组装扣，每个所述第一组装扣具有螺栓孔；所述箱体底板的底板边缘具有若干第二组装扣，每个所述第二组装扣也具有螺栓孔；当箱体前罩扣合组装于箱体底板上时，每个所述第一组装扣与相对应的一个第二组装扣彼此重合，并且第一组装扣的通孔与第二组装扣的螺栓孔相互对齐；锁闭螺钉贯穿各个第一组装扣和第二组装扣的螺栓孔并插入安装电表箱的墙体内，从而锁紧固定所述箱体前罩和箱体底板；并且锁紧固定之后，箱体前罩和箱体底板边缘的各个第一组装扣和第二组装扣以密封树脂胶胶封。优选的是，所述箱体前罩具有天线窗口，所述物联网通信电路的通信天线通过该天线窗口延伸至所述箱体外。优选的是，所述物联网通信电路采用的所述近距离无线传输协议为IrDA(InfraredDataAssociation)协议、UWB(UltraWideBand)通信协议、WiFi通信协议中的任意一种，并且所述物联网通信电路采用的所述自组织网络通信协议为Zigbee通信协议。优选的是，所述主控制器通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议获得所述操作终端中的管理员身份标识，并根据管理员身份标识判断管理员权限；该主控制器根据管理员权限，控制电能表接口电路与电能表之间的数据通信，以及总闸驱动器的驱动指令信号发送；并且，所述电能表接口电路通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议从所述操作终端接收指令，并向所述操作终端发送电能表记录的表读数值以及电能表状态数据。优选的是，所述箱体状态监测器包括安装在箱体底板的磁性元件和安装在箱体前罩的磁感应单元；当箱体前罩扣合组装于箱体底板上时，所述磁感应单元能够感应到所述磁性元件的磁场从而产生正常信号；当所述箱体前罩被从箱体底板上打开时，所述磁感应单元因未感应到所述磁性元件的磁场而产生报警信号；并且，物联网通信电路基于自组织网络通信协议向簇区管理控制器报告所述正常信号和报警信号。优选的是，所述主控制器通过物联网通信电路基于自组织网络通信协议从簇区内的簇区管理控制器下载并定期更新用户及管理员身份标识及管理权限列表。进一步优选的是，所述主控制器在用户及管理员身份标识及管理权限列表中为每个用户身份标识和管理员身份标识相对应地存储电能表读数获取权限值、电能表余额改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱，其特征在于，包括：箱体，包括一体成型的箱体前罩，以及箱体底板；所述箱体前罩扣合组装于箱体底板上；所述箱体底板的内壁面具有用于固定电能表和总闸开关的安装结构，并且所述箱体底板的外壁面具有用于将该箱体底板固定在墙壁上的固定结构；所述箱体底板还具有用于向箱体内引线的贯通走线孔；所述箱体前罩具有插卡开口、表读数视窗以及总闸控制按钮；物联网通信电路，安装于所述箱体内，用于基于近距离无线传输协议与电能表、身份标识卡以及操作终端进行数据通信，并且基于自组织网络通信协议与簇区内的其它电表箱及簇区管理控制器进行数据通信；电能表接口电路，安装于所述箱体内，并且连接所述物联网通信电路，从而通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议与电能表进行数据通信；电卡插卡器，安装于所述箱体内，用于读写插入的IC电卡；所述电卡插卡器连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路在电能表与IC电卡之间进行数据传输；表读数显示器，安装于所述箱体的表读数视窗内侧，连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路获得电能表记录的表读数值，并且显示表读数值；总闸驱动器，安装于所述箱体内，连接所述总闸控制按钮以及总闸开关，根据所述总闸控制按钮的按钮状态，向箱体内的总闸开关发送驱动指令信号以驱动该总闸开关断开或闭合；主控制器，安装于所述箱体内，连接所述物联网通信电路、电能表接口电路、电卡插卡器、总闸驱动器；所述主控制器通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议获得身份标识卡中的用户身份标识，并根据用户身份标识判断用户权限；该主控制器根据用户权限，控制电能表接口电路与电能表之间的数据通信、所述电卡插卡器对IC电卡的读写以及总闸驱动器的驱动指令信号发送；箱体状态监测器，用于监测所述箱体的打开和/或闭合状态；所述箱体状态监测器连接物联网通信电路，并基于自组织网络通信协议定期向簇区管理控制器报告箱体的打开和/或闭合状态。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网实现用户认证管理的电表箱，其特征在于，包括：箱体，包括一体成型的箱体前罩，以及箱体底板；所述箱体前罩扣合组装于箱体底板上；所述箱体底板的内壁面具有用于固定电能表和总闸开关的安装结构，并且所述箱体底板的外壁面具有用于将该箱体底板固定在墙壁上的固定结构；所述箱体底板还具有用于向箱体内引线的贯通走线孔；所述箱体前罩具有插卡开口、表读数视窗以及总闸控制按钮；物联网通信电路，安装于所述箱体内，用于基于近距离无线传输协议与电能表、身份标识卡以及操作终端进行数据通信，并且基于自组织网络通信协议与簇区内的其它电表箱及簇区管理控制器进行数据通信；电能表接口电路，安装于所述箱体内，并且连接所述物联网通信电路，从而通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议与电能表进行数据通信；电卡插卡器，安装于所述箱体内，用于读写插入的IC电卡；所述电卡插卡器连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路在电能表与IC电卡之间进行数据传输；表读数显示器，安装于所述箱体的表读数视窗内侧，连接所述电能表接口电路，从而通过电能表接口电路获得电能表记录的表读数值，并且显示表读数值；总闸驱动器，安装于所述箱体内，连接所述总闸控制按钮以及总闸开关，根据所述总闸控制按钮的按钮状态，向箱体内的总闸开关发送驱动指令信号以驱动该总闸开关断开或闭合；主控制器，安装于所述箱体内，连接所述物联网通信电路、电能表接口电路、电卡插卡器、总闸驱动器；所述主控制器通过所述物联网通信电路基于近距离无线传输协议获得身份标识卡中的用户身份标识，并根据用户身份标识判断用户权限；该主控制器根据用户权限，控制电能表接口电路与电能表之间的数据通信、所述电卡插卡器对IC电卡的读写以及总闸驱动器的驱动指令信号发送；箱体状态监测器，用于监测所述箱体的打开和/或闭合状态；所述箱体状态监测器连接物联网通信电路，并基于自组织网络通信协议定期向簇区管理控制器报告箱体的打开和/或闭合状态。2.根据权利要求1所述的电表箱，其特征在于，箱体前罩的罩体边缘具有若干第一组装扣，相邻的两个第一组装扣之间具有第一间隔部，每个所述第一组装扣具有通孔；所述箱体底板的底板边缘具有若干第二组装扣，相邻的第二组装扣之间具有第二间隔部，每个所述第二组装扣具有通孔；当箱体前罩扣合组装于箱体底板上时，每个所述第一组装扣嵌合至相邻的两个第二组装扣之间的第二间隔部内,并且第一组装扣的通孔与第二组装扣的通孔相互对齐；锁闭钢丝沿着第一组装扣和第二组装扣的通孔延伸贯穿各个第一组装扣和第二组装扣后，通过焊接或钢丝扣将锁闭钢丝的两端结合为一体，从而锁紧固定所述箱体前罩和箱体底板；并且锁紧固定之后，箱体前罩和箱体底板边缘的各个第一组装扣和第二组装扣以密封树脂胶胶封。3.根据权利要求1所述的电表箱，其特征在于，箱体前罩的罩体边缘具有若干第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，高振江，许朋波，刘萌，刘晓霞，马明华，张金红，曾路平，郎卫平，赵静，史晓艳，相培娟，刘明萱，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临朐县供电公司，国网山东省电力公司潍坊供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37