一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路制造技术

本实用新型专利技术一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路，其特点是：包括：单片机电路分别与MEMS加速度传感器电路、存储模块电路、温度测量电路电连接。能够实现不管智能电能表供电与否都能做到可疑行为的监测，变被动式防窃电为主动式防窃电。具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路
本技术属于智能电网领域，是一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路。
技术介绍
随着我国经济的飞速发展，企业及居民的用电量逐年上升，极大的促进了智能电网的全面建设，使得智能电能表市场发展迅猛，从2009年开始，国家电网和南方电网以统一招标的方式推广智能电能表，现在已经基本实现了智能电能表的全覆盖。当前国内智能电能表的总数量已超过5亿台。智能电能表功能强大，精度等级高，具有双向计量功能，支持绿色能源并网，具有本地红外通信接口，可以方便的同红外掌机通信，具备电力线载波通讯模块或者GPRS无线通信模块，能完成集中抄表系统的组网通讯，具备双向通讯能力，且现在集中抄表系统已经实现了全采集、全覆盖，所有的智能电能表都已经组网通讯，智能电能表内部具有国密SM1算法的安全加密模块ESAM，确保通讯数据无忧，并且智能电能表使用的高性能的计量芯片具有零线电流测量功能，能检测出几十种窃电方式，使得常规的窃电手段基本都被遏制，困扰供电企业已久的窃电问题得到大大的缓解。但是，针对智能电能表的窃电手段也相应的更高级、更隐蔽了：有破坏封印后，打开智能电能表表盖，直接在电能表的计量采样电路中更换采样电路元器件，使电能表走的慢，然后使用高仿的假冒封印重新铅封电能表，稽查人员很难识别；更有甚者，将智能电能表非法移动后，将电能表的背面即底壳破坏，然后修改电路接线及相关元器件参数，后将智能电能表原位置挂回去，正面检查根本无法发现异常；或者将智能电能表非法移动后，在其安装的墙体内挖洞后植入强磁铁，后将智能电能表恢复原位置，这样将导致智能电能表的负荷开关无法动作。这些新型的、暴力的窃电手段，严重地损坏了电力企业的利益，扰乱了正常的供用电秩序，成为影响电力事业发展的一大束缚，并且严重威胁着用电安全。因此，供电企业必须有针对性的丰富反窃电手段，增大稽查队伍的巡察频率，同时增加稽查队伍的人数，这样就大大增加了供电部门的管理成本，而且不能在第一时间发现窃电事故，只能每月根据线损异常信息，逐线路，逐用户的排查，效率极低，是一种被动式防窃电。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路。基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路,将MEMS加速度传感器创造性的应用到智能电能表上，变被动式防窃电为主动式防窃电,这样在智能电能表正式安装到用户现场投入使用后，由安装电工通过供电管理部门的红外掌机，使用加密方式发送启用MEMS加速度传感器指令，智能电能表收到指令后，开启MEMS加速度传感器的测量功能，一旦智能电能表发生开表盖、倾斜、震动；或者遭受到电钻冲击性外力攻击时，智能电能表内置的基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路的MEMS数字三轴加速度传感器会将测量到的冲击、震动信号传递给智能电能表的MCU，智能电能表的MCU立刻将三轴加速度信号进行数字处理，计算出当前智能电能表所受到的倾斜角度、速率、位移、冲击情况后，将受到攻击的时间、当前的用电信息写入EEPROM做好可疑事件记录，如果供电正常，则通过智能电能表内置的电力线载波通讯模块或者GPRS无线通信模块将可疑事件信息上报到集中抄表系统的管理主站；如果被攻击的智能电能表断电，则会在重新上电投入运行的第一时间，立刻可疑事件上报到集中抄表系统的主站，提示稽查人员到现场核查，将可能发生窃电损失降低到最小的程度。可以在类似的暴力窃电行为刚开始发生时，就能主动上报给集中抄表系统，通知稽查人员到达现场后，可以通过红外掌机直接读取智能电能表的可疑行为记录，掌握被攻击的时间、次数，便于分析现场情况。这样将大大减少电力部门损失，能有效打击窃电行为。将被动式防窃电变为主动式防窃电：以前是先发生窃电，然后未来几个月发现线损异常，后开始人工逐线路、逐用户排查、重点监控的被动式防窃电流程。现在是窃电行为刚刚发生或正在进行时，就能在集中抄表系统的主站立刻发现用户的可疑行为，供电管理稽查人员可以马上赶往现场，可以大大提升工作的效率和效果，变为主动式防窃电。并且，基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路中，MEMS加速度传感器的功耗极低，3.3V电压时，测量模式下功耗不到25μA,待机模式下功耗为0.1μA，可以完美的应用到智能电能表内部，停电时使用智能电能表内部的停电抄表电池工作，供电时使用系统电源工作。这样不管智能电能表供电与否都能做到可疑行为的监测，变被动式防窃电为主动式防窃电。解决其技术问题采用的技术方案是，一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路，其特征是：它包括单片机电路分别与MEMS加速度传感器电路、存储模块电路、温度测量电路电连接。所述的单片机电路包括：单片机U1与电阻R124、电容C45-C49，晶振F1、F2相连接。所述的单片机U1采用型号为78F1166单片机。所述的MEMS加速度传感器电路为MEMS加速度传感器U2，MEMS加速度传感器U2的PULSE端口与单片机U1的PULSE端口连接；MEMS加速度传感器U2的CS端口与单片机U1的CS端口连接；MEMS加速度传感器U2的SDO端口与单片机U1的SDO端口连接；MEMS加速度传感器U2的SDI端口与单片机U1的SDI端口连接；MEMS加速度传感器U2的SCLK端口与单片机U1的SCLK端口连接。所述的MEMS加速度传感器U2采用型号为ADXL345数字三轴加速度传感器。所述的存储模块电路包括存储器U3与电阻R93电连接，存储器U3的SCL1端口与单片机U1的SCL1端口连接，存储器U3的SDA1端口与单片机U1的SDA1端口连接。所述的温度测量电路包括温度传感器U4与电阻R130电连接，温度传感器U4的DATA端口与单片机U1的DATA端口连接。本技术的一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路的优点体现在：由单片机U1读取温度传感器U4的实时温度，然后根据当前的实时温度对MEMS加速度传感器U2做温度补偿，温度补偿的范围是-40℃到+80℃，每10℃做一次温度补偿，补偿点有-40℃、-30℃、…、0℃、10℃、…、80℃共13个补偿点，确保MEMS加速度传感器U2工作在高精度状态。一旦MEMS加速度传感器U2检测到冲击信号则会立刻产生中断输出到PULSE端口，该中断输出接到单片机U1的中断输入口PULSE，单片机U1立刻响应中断，做可疑事件检测及记录，并立即通过智能电能表自身的电力线载波模块或GPRS模块启动主动上报。单片机U1在每0.5秒，读取MEMS加速度传感器U2的三轴加速度值，计算出电能表的倾斜角度、速率、位移等移动状态，一旦发生倾斜、非法移动，则立刻做可疑事件检测及记录，并立即通过智能电能表自身的电力线载波模块或GPRS模块启动主动上报。将MEMS加速度传感器创造性的应用到智能电能表上，变被动式防窃电为主动式防窃电。这样在智能电能表正式安装到用户现场投入使用后，由安装电工通过供电管理部门的红外掌机，使用加密方式发送启用MEMS加速度传感器指令，智能电能表收到指令后，开启MEMS加速度传感器的测量功能，一旦智本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路，其特征是：它包括：单片机电路分别与MEMS加速度传感器电路、存储模块电路、温度测量电路电连接；所述的单片机电路包括：单片机U1与电阻R124、电容C45‑C49，晶振F1、F2相连接；所述的单片机U1采用型号为78F1166单片机；所述的MEMS加速度传感器电路为MEMS加速度传感器U2，MEMS加速度传感器U2的PULSE端口与单片机U1的PULSE端口连接；MEMS加速度传感器U2的CS端口与单片机U1的CS端口连接；MEMS加速度传感器U2的SDO端口与单片机U1的SDO端口连接；MEMS加速度传感器U2的SDI端口与单片机U1的SDI端口连接；MEMS加速度传感器U2的SCLK端口与单片机U1的SCLK端口连接；所述的MEMS加速度传感器U2采用型号为ADXL345数字三轴加速度传感；所述的存储模块电路包括存储器U3与电阻R93电连接，存储器U3的SCL1端口与单片机U1的SCL1端口连接，存储器U3的SDA1端口与单片机U1的SDA1端口连接；所述的温度测量电路包括温度传感器U4与电阻R130电连接，温度传感器U4的DATA端口与单片机U1的DATA端口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS加速度传感器的智能电能表防窃电电路，其特征是：它包括：单片机电路分别与MEMS加速度传感器电路、存储模块电路、温度测量电路电连接；所述的单片机电路包括：单片机U1与电阻R124、电容C45-C49，晶振F1、F2相连接；所述的单片机U1采用型号为78F1166单片机；所述的MEMS加速度传感器电路为MEMS加速度传感器U2，MEMS加速度传感器U2的PULSE端口与单片机U1的PULSE端口连接；MEMS加速度传感器U2的CS端口与单片机U1的CS端口连接；MEMS加速度传感器U2的SDO端口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世杰，孟迪，王乙童，马哲，王博，阎劲光，董伟，
申请(专利权)人：深圳市江机实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44