电能计量箱用智能锁具的研究

王侨毅 ,张政

摘要：自改革开放以来，电网变化日新月异，锁具的更新换代越来越频繁。近年来，锁具的成本造价不断提升，运维成本逐步提高，电网公司对锁具开始进行智能化管控。由于在营销计量方面，每年都有大量用户窃电的事件发生，电网公司不得不排查用电隐患，修轴遭到破坏的电力设备，挽回经济损失，减少用电事故。

关键词：电能计量；智能锁具；研究

一、电能计量箱用智能锁具在使用过程中出现的问题

电能计量箱属于电能计量资产的一部分。电能计量资产拥有多个组成：电能表、封印、采集终端、通信单元、互感器、电能计量箱等。电能计量资产数量庞大，使用时间长，波及的用户广，涉及面宽。在日常生活中，用户对电能计量箱的可靠性要求非常高。

供电网络不断增加服务对象，电力客户逐渐包括千家万户。在供电网络发展的过程中，传统电能计量箱功能落后，逐渐被时代抛弃。传统计量箱具有手动性的特点，工作人员无法在使用中查阅信息使用记录，包括人员信息，业务信息，巡检信息，开闭巡检信息等。因此，传统计量箱不仅无法给用户提供优质服务，也极大地制约了企业的经济发展，阻碍了经济效益的提高。具体体现在以下四个方面。

（一）资产管理

在传统计量箱中，用电设备分布广泛，难以同时进行排查。在检修计量箱的数据缺陷时，工作人员只能逐一进行检修，为每一个电能计量箱进行检查，在工作中耗费大量时间。这样一来，资产精细化的管理难度大幅提升，也大大降低了工作效率。

（二）安全管理

智能锁具可以在多种环境下应用，其安装环境复杂，使用时容易被环境影响，具有点多面广的问题。此外，传统锁具的钥匙容易被不法分子私下配置，市面上也有万能钥匙可以打开。一旦有心人利用钥匙进行非法活动，将对企业造成极大的损失，损害国家电网的经济利益。

（三）业务管理

在传统电能计量箱的业务管理方面，工作人员难以监控锁具的开启、关闭情况，企业也无法及时掌握工作人员和运行设备的状态信息。在使用落后器材的情况下，业务精细化难度大大提升。

二、电能计量箱的智能设计

（一）应用技术

电能计量箱在设计智能锁具的方案时，主要应用了物联网技术，在网络上建立端、云、管的方案。在平台侧，设计人员在智能锁具云平台接入用户中使用广泛的移动通信网络，并在工作中存储海量数据，筛选、处理信息，提供数据支撑供业务应用使用。在端侧，设计人员通过设计底层设备来感知网络，将智能锁具与设备绑定，由APP的交互帮助用户实时上传锁具和设备的状态信息。在云端，工作人员在设计时垂直细化领域，积累业务沉淀，在为用户提供专业的云计算服务时进行业务应用，为每一位使用者开启定制化服务。

（二）设计智能锁具

近年来，不同型号的智能锁具内部均放置了NFC芯片。在使用移动终端作业时，工作人员将通过NFC进行技术解锁。于此前提下，智能锁具每一把都有独立密钥，运转时应用计算功能。在使用时，智能锁具通过动态密钥验证开锁，联合云平台加密传输过程，使整体计算机制安全、便捷，满足一锁一密钥的运作方式。但是，在整体开锁时间上，智能锁具与机械钥匙差别不大，同样具有安全便捷的特性。除此之外，智能锁具可以应用在复杂的环境中，因此，性能也比机械钥匙要高。智能锁具应当满足以下性能要求。

1.具有高速率的连接速度

目前来看，智能锁具通常使用NFC作为通讯方式。因此，智能锁具使用功耗低，但是带宽高、速率高。智能锁具在连接移动作业终端时，速度会保持在3s以内。

2.具有应对复杂环境的特性

但是实际生产中，智能锁具的工作环境往往非常复杂。因此，智能锁具应当具备工业级的产品条件，以应对低温和各种恶劣环境。

3.高层次的防护等级

智能锁具在防护等级上逐渐升级，目前常用规格为IP67，可以在室外使用。

4.合适的待机寿命

就目前来说，智能锁具多采用一次性锂亚电池供电，使用低功耗设计，在五年内保持待机寿命。

5.大量的开闭次数

智能锁具的开锁次数大于1万次，满足用户的生产生活需求。

（三）实现云平台功能

云平台功能是在云储存技术的前提下延伸出来的。云平台功能主要在处理终端数据存储中起到作用。基于物联网架构，云平台可以为APP和智能手机的使用提供数据支撑。在开展线上业务的同时，云平台可以交互共享APP信息，有效管控解锁权限。当工作人员绑定移动作业终端时，云平台可以生成解锁密钥，帮助用户将作业过程可视化。

以下是云平台的主要功能。

1.绑定人机

在验证登录时，云平台具有记录作用，移动终端可以在工作人员的操作下于平台上进行同步记录，大幅度提高解锁的安全性。

2.管理权限

工作人员在解决用户业务上的要求时，可以根据紧急程度进行分级授权，在审核开锁的过程中进行分级管控。如果遇到紧急情况，用户可以申请高一级的解锁权限，系统会自动审批，争取在第一时间内解决紧急事件，保障用户和企业的安全。

3.管控作业过程

工作人员在进行巡检任务时，可以在平台上查阅相关信息。平台会实时记录工作人员在解锁时的状态信息，帮助接送人员评定操作行为与操作状态。平台不仅能实施可视化过程管理，也可以开启对业务巡检的考核。

4.生成动态密钥

开启智能锁具需要动态密钥，云平台可以根据算法每天动态生成不同密钥，避免不法分子轻松开启系统，进行盗窃行为，危害到用户的安全。

（四）确定应用场景

转变用户在使用电能时发生的窃电现象较多。工作人员可以在电能计量箱上加装物联网卡，达到实时异常报警的功能。当电能，计量箱被剪断锁钩或者暴力撬锁时，工作人员可以及时处理并且进行上报，减少用户与企业的损失，提升锁具的安全水平。

（五）智能锁具的优点

1.智能性

智能锁具可以通过APP高效地实现记录开锁关锁功能，上报位置信息，具有极大的智能性。

2.可靠性

智能锁具可以通过云平台，帮助工作人员与用户实现信息共享，达到对过程的可靠闭环监控。

3.安全性

智能锁具可以通过动态密钥和分层权限进行对人员的管理，避免工作人员违规操作和不法分子盗窃开启，帮助用户维护锁具的安全。

结论

总而言之，电能计量箱用智能锁具解决了机械锁具在传统中遇到的一些问题，并且以物联网技术为基础，应用云储存技术，帮助电能计量箱设计云平台，形成精准开锁与周期巡视的功能，并且提高智能锁具的现场安全运行水平，帮助电能计量设备进行精细化管控，为企业、为用户在智能电网的发展过程中出一份力。

参考文献

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[3]王颖韬,倪景浩.基于电子锁具的电力计量箱管理系统研究[J].供用电,2011,28(3):78-80.王侨毅，杭州市余杭区瓶窑镇溪东路38号乐章花苑7幢，13857175209