一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，包括主控單元和檢測單元，主控單元包括主控模塊，檢測單元包括檢測控制模塊、35kV高壓放電檢測模塊、振動及物理位移檢測模塊和強磁檢測模塊，主控模塊、35kV高壓放電檢測模塊、振動及物理位移檢測模塊、強磁檢測模塊分別與檢測控制模塊電連接。本實用新型可以廣泛應用于通訊、電力等設備的監(jiān)護，抗干擾能力強，功耗低，可有效避免因人為破壞而造成的經濟損失。
【專利說明】—種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測電路，尤其是指一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術】
[0002]隨著電力、通訊技術的發(fā)展，各種破壞通訊設施和電力計量設施的手段也不斷涌現，最具有代表性的有35kV高壓放電攻擊、恒定強磁攻擊、對計量設施的物理破壞等。遭受攻擊的設備往往會喪失設備應有的功能，給社會帶來較大的經濟損失和負面影響。
[0003]目前的很多通訊和電力設施，在性能及功能要求方面不具有攻擊檢測上報功能，從而給不法分子進行破壞打開了方便之門。另外，現在還沒有專門用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，對此常用的方法是:加裝儀表箱杜絕非專業(yè)人士與計量設備的直接接觸；計量裝置增加防竊電功能；工作人員定期對計量設備進行巡檢。但這些措施都存在缺陷，如認為對表箱進行劈壞，計量裝置遭受攻擊而失效，工作人員的巡檢實時性較差。
實用新型內容
[0004]為了解決現有通訊和電力設施缺少攻擊檢測裝置的問題，本實用新型提出了一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，可以廣泛應用于通訊、電力等設備的監(jiān)護，抗干擾能力強，功耗低，可有效避免因人為破壞而造成的經濟損失。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，包括主控單元和檢測單元，所述的主控單元包括主控模塊，所述的檢測單元包括檢測控制模塊和強磁檢測模塊，所述的主控模塊、強磁檢測模塊分別與檢測控制模塊電連接。本實用新型克服了當前設備管理的缺陷，增加了強磁檢測模塊進行防竊電檢測，能夠有效檢測強磁攻擊的竊電行為。從而有效避免因人為破壞而造成的經濟損失。
[0006]作為優(yōu)選，所述的強磁檢測模塊為基于霍爾元件的強磁檢測模塊電路。
[0007]作為優(yōu)選，所述的檢測單元還包括35kV高壓放電檢測模塊，所述的35kV高壓放電檢測模塊與檢測控制模塊電連接，35kV高壓放電檢測模塊包括依次電連接的接收選頻電路、高放電路、末級整流電路和信號保持輸出電路。本實用新型克服了當前設備管理的缺陷，增加了 35kV高壓放電檢測模塊進行防竊電檢測，能夠有效檢測35kV高壓放電攻擊的竊電行為。
[0008]作為優(yōu)選，所述的檢測單元還包括振動及物理位移檢測模塊，所述的振動及物理位移檢測模塊與檢測控制模塊電連接，振動及物理位移檢測模塊為基于三維加速度傳感器的模塊電路。本實用新型克服了當前設備管理的缺陷，增加了振動及物理位移檢測模塊進行防竊電檢測，能夠有效檢測物理振動破壞攻擊的竊電行為。
[0009]作為優(yōu)選，所述的主控單元還包括遠紅外通訊模塊，所述的遠紅外通訊模塊與主控模塊電連接。主控模塊與遠紅外通訊模塊配合完成表箱的授權控制及巡檢人員管理。
[0010]作為優(yōu)選，所述的主控單元還包括RS485通訊模塊，所述的RS485通訊模塊與主控模塊電連接。RS485通訊模塊可以實現與GPRS模塊或集中器等通訊，并與遠程控制中心進行聯系。
[0011]作為優(yōu)選，所述的主控單元還包括指示燈模塊，所述的指示燈通訊模塊與主控模塊電連接。指示燈模塊為若干個LED指示燈，主控模塊通過指示燈的不同顏色和點亮狀態(tài)來指示整個裝置的工作情況。
[0012]作為優(yōu)選，所述的主控單元還包括門鎖驅動檢測模塊，所述的門鎖驅動檢測模塊與主控模塊電連接。
[0013]本實用新型的有益效果是:可以廣泛應用于通訊、電力等設備的監(jiān)護，抗干擾能力強，功耗低，可有效避免因人為破壞而造成的經濟損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的一種結構框圖；
[0015]圖2是本實用新型中強磁檢測模塊的電路圖；
[0016]圖3是本實用新型中35kV高壓放電檢測模塊的電路圖；
[0017]圖4是本實用新型中振動及物理位移檢測模塊的電路圖。
[0018]圖中，1-主控單元，2-檢測單元，11-主控模塊，12-遠紅外通訊模塊，13-RS485通訊模塊，14-指示燈模塊，15-門鎖驅動檢測模塊，21-檢測控制模塊，22-強磁檢測模塊，23-35kV高壓放電檢測模塊，24-振動及物理位移檢測模塊。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0020]如圖1所示，一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，包括主控單元I和檢測單元2，可以安裝于電力、通訊等設備上:主控單元I包括主控模塊11、遠紅外通訊模塊12、RS485通訊模塊13、指示燈模塊14和門鎖驅動檢測模塊15，遠紅外通訊模塊12、RS485通訊模塊13、指示燈模塊14和門鎖驅動檢測模塊15分別與主控模塊11電連接；檢測單元2包括檢測控制模塊21、強磁檢測模塊22、35kV高壓放電檢測模塊23和振動及物理位移檢測模塊24，強磁檢測模塊22、35kV高壓放電檢測模塊23和振動及物理位移檢測模塊24分別與檢測控制模塊21電連接；主控模塊11與檢測控制模塊21電連接。
[0021]主控模塊11采用的芯片為ST高性能、低功耗MCU，主控模塊11控制主控單元I的其他模塊正常工作及檢測單元2的檢測控制單元21，主控模塊內置硬件時鐘芯片RX-8025TUC,提供準確的時標。
[0022]遠紅外通訊模塊12為基于紅外傳感器的通訊和檢測電路。主控模塊11與遠紅外通訊模塊12配合完成表箱的授權控制及巡檢人員管理。
[0023]RS485通訊模塊13為RS485通訊電路，可以實現與GPRS模塊或集中器等通訊，并與遠程控制中心進行聯系。
[0024]指示燈模塊14為若干個LED指示燈，主控模塊11通過指示燈模塊14中指示燈的不同顏色和點亮狀態(tài)來指示整個裝置的工作情況。
[0025]門鎖驅動檢測模塊15含有箱門開啟電路和門鎖狀態(tài)傳感電路。主控模塊11通過和門鎖驅動檢測模塊15配合，完成箱門電子鎖的開啟和閉合操作。
[0026]檢測控制單元21采用的芯片為ST高性能、低功耗MCUjB STM8L051F3，檢測控制單元21接收強磁檢測模塊22、35kV高壓放電檢測模塊23和振動及物理位移檢測模塊24的檢測信號并傳送給主控單元I。
[0027]如圖2所示，強磁檢測模塊22為基于霍爾元件的強磁檢測模塊電路，采用的霍爾元件Ul為PT3661。Ul有引腳1、引腳2和GND三個引腳:引腳I接電源，引腳I通過電阻C8接地；引腳2通過電阻R16連接電源，引腳2通過電容C9接地，引腳2即為霍爾檢測輸出端。當表箱周圍有強磁干擾且當霍爾元件感應到磁場強度大于35高斯(Guass)的磁場就會輸出低電平，該信號通過檢測控制模塊21傳送至主控模塊11。
[0028]如圖3所示，35kV高壓放電檢測模塊23包括依次電連接的接收選頻電路、高放電路、末級整流電路和信號保持輸出電路，35kV高壓放電檢測模塊23的輸出檢測信號通過檢測控制模塊21傳送至主控模塊11。
[0029]接收選頻電路包括接收天線El和濾波電路，接收天線El與濾波電路的輸入端電連接。濾波電路包括由電容Cl、電感LI串聯組成的串聯帶通濾波電路和由電容C2、電感L2并聯組成的并聯帶通濾波電路，電容Cl的一端連接接收天線E1，電容Cl的另一端與電感LI的一端串聯，電容C2與電感L2并聯，電容C2的一端與電感LI的另一端連接，電容C2的另一端接地，提高檢測電路的抗干擾能力，避免無線及移動設備的干擾。電容C2與電感LI的連接點為濾波電路的輸出端。
[0030]高放電路包括NPN型三極管Q1、NPN型三極管Q2、PNP型三極管Q5、PNP型三極管Q6、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電阻R6、電阻R8、電阻R9、電阻R12、電容C3和電容C4，末級整流電路包括NPN型三極管Q3、PNP型三極管Q4、PNP型三極管Q7、二極管D1、電阻R4、電阻RlO和電阻R13，電容C3的一端、電容C4的一端均連接濾波電路的輸出端，電容C3的另一端連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端分別連接電阻R3的一端、電阻R6的一端及NPN型三極管Ql的基極，NPN型三極管Ql的發(fā)射極連接NPN型三極管Q2的基極，NPN型三極管Ql的集電極、NPN型三極管Q2的集電極分別連接電阻R2的一端，電容C4的另一端連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端分別連接電阻R12的一端、電阻R8的一端、PNP型三極管Q6的基極，PNP型三極管Q6的發(fā)射極與PNP型三極管Q5的基極連接，PNP型三極管Q5的集電極、PNP型三極管Q6的集電極分別連接電阻Rll的一端，PNP型三極管Q4的集電極與PNP型三極管Q7的集電極連接，NPN型三極管Q2的基極與NPN型三極管Q2的發(fā)射極之間連接有電阻R14，PNP型三極管Q5的基極與PNP型三極管Q5的發(fā)射極之間連接有電阻R15，電阻R4的兩端分別連接PNP型三極管Q4的基極、NPN型三極管Ql的集電極，電阻RlO的兩端分別連接PNP型三極管Q6的集電極、NPN型三極管Q3的基極，電阻R13的兩端分別連接PNP型三極管Q7的基極、NPN型三極管Q3的集電極，NPN型三極管Q2的發(fā)射極、電阻R6的另一端、電阻R12的另一端、電阻Rll的另一端、NPN型三極管Q3的發(fā)射極均接地，電阻R3的另一端、電阻R2的另一端、電阻R8的另一端、PNP型三極管Q5的發(fā)射極、PNP型三極管Q4的發(fā)射極、PNP型三極管Q7的發(fā)射極均連接電源。
[0031]高放電路未采用選頻網絡，電路工作于乙類狀態(tài)。電阻R3、電阻R6為電路正向靜態(tài)偏置電阻，確保NPN型三極管Ql、NPN型三極管Q2處于臨界截止狀態(tài)；電阻R8、電阻R12為電路反向靜態(tài)偏置電阻，確保PNP型三極管Q5、PNP型三極管Q6處于臨界截止狀態(tài)；電阻R2、電阻Rll為高放電路集電極輸出的負載電阻；電容C3、電容C4為高放電路輸入的隔直耦合電容，電阻R5、電阻R9為輸入限流電阻，確保高放電路的安全。
[0032]末級整流電路中，NPN型三極管Q3為反相電路，確保輸出相位的一致性，電阻R4、電阻RlO為末級輸入限流電阻，確保末級的可靠性；電阻R14作為泄露電阻，通旁路NPN型三極管Ql因熱噪聲而產生的漏電流，穩(wěn)定NPN型三極管Q2的工作點；電阻R15作為泄露電阻，通旁路PNP型三極管Q6因熱噪聲而產生的漏電流，穩(wěn)定PNP型三極管Q5的工作點。
[0033]信號保持輸出電路包括電容C5、電阻R1、電阻R7和穩(wěn)壓二極管D2,電容C5的一端、電阻Rl的一端、電阻R7的一端分別連接二極管Dl的負極，電阻R7的另一端連接穩(wěn)壓二極管D2的負極，電容C5的另一端、電阻Rl的另一端、穩(wěn)壓二極管D2的正極均接地。由于高壓防電信號脈寬很窄，為確保后續(xù)電路能可靠的捕捉到該信號，故增加電容C5來保持信號的輸出；高壓放電攻擊結束后，C5則通過電阻Rl釋放電荷，輸出復位。由電阻R7和穩(wěn)壓二極管D2組成的鉗位電路可以匹配3.3V的后繼電路。穩(wěn)壓二極管D2兩端即為35kV高壓放電檢測模塊23的輸出端。
[0034]如圖4所示，振動及物理位移檢測模塊24為基于三維加速度傳感器的模塊電路，振動及物理位移檢測模塊24可以采用型號為MMA8491Q的三維加速度傳感器U2。三維加速度傳感器U2共有12個引腳:引腳I (Byp)通過電容ClO接地；引腳2 (VDD)連接電源；弓丨腳3 (SDA)通過電阻R19連接引腳2 (VDD);引腳4 (EN)通過電阻R17連接引腳2 (VDD)；引腳5 (SCL)通過電阻R18連接引腳2 (VDD);引腳6和引腳7為接地端；引腳10、引腳9、引腳8分別輸出X軸、Y軸和Z軸的檢測數值；引腳11和引腳12懸空。當計量裝置發(fā)生振動(敲擊破壞)或發(fā)生物理位移(被盜竊)時，三維加速度傳感器U2及時檢測到信號并通過檢測控制模塊21傳送至主控模塊11。
[0035]本實用新型克服了當前設備管理的缺陷，加強了表箱管理，對表箱門鎖的管理，只有通關過授權認證后才能開啟表箱。當有非法開啟或對表箱進行物理破壞，都會通過RS485通訊模塊等通訊途徑及時上傳至遠程控制中心；增加了防竊電檢測，能夠有效檢測強磁攻擊、35kV高壓放電攻擊和物理振動破壞攻擊等竊電行為。竊電事件會存儲在存儲介質中，通過RS485通訊模塊等通訊途徑及時上傳至遠程控制中心。
[0036]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:包括主控單元和檢測單元，所述的主控單元包括主控模塊，所述的檢測單元包括檢測控制模塊和強磁檢測模塊，所述的主控模塊、強磁檢測模塊分別與檢測控制模塊電連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的強磁檢測模塊為基于霍爾元件的強磁檢測模塊電路。
3.根據權利要求1所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的檢測單元還包括35kV高壓放電檢測模塊，所述的35kV高壓放電檢測模塊與檢測控制模塊電連接，35kV高壓放電檢測模塊包括依次電連接的接收選頻電路、高放電路、末級整流電路和信號保持輸出電路。
4.根據權利要求1所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的檢測單元還包括振動及物理位移檢測模塊，所述的振動及物理位移檢測模塊與檢測控制模塊電連接，振動及物理位移檢測模塊為基于三維加速度傳感器的模塊電路。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的主控單元還包括遠紅外通訊模塊，所述的遠紅外通訊模塊與主控模塊電連接。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的主控單元還包括RS485通訊模塊，所述的RS485通訊模塊與主控模塊電連接。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的主控單元還包括指示燈模塊，所述的指示燈通訊模塊與主控模塊電連接。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的一種用于電力計量設備遭受攻擊的檢測裝置，其特征在于:所述的主控單元還包括門鎖驅動檢測模塊，所述的門鎖驅動檢測模塊與主控模塊電連接。
【文檔編號】G08B13/24GK204066323SQ201420533399
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】楊盛德 申請人:杭州普安科技有限公司