遠程預付費電表逐漸取代插卡電表
在科學（xué）生（shēng）產力快速發展的當今（jīn）社會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各方麵的應用已成為社會經濟發展的新（xīn）趨勢。麵對管理龐大的（de）低壓用戶，若繼（jì）續采用通過IC卡等介質讀取電（diàn）表數據，不僅人（rén）工成本大（dà）、效（xiào）率低，而且出錯風險高、不利於營銷管理及當下分時電價、預支電費等先進模式的發展，有必（bì）要（yào）推廣無卡式預付費電能表使人員從過去繁（fán）瑣的低壓管理收費（fèi）工作中（zhōng）解放出來（lái），為客戶提（tí）供更優質的服務。
（一）確保電費回收是供電企業營銷的（de）首要任務。客戶電費（fèi）回（huí）收，是供（gòng）電企業營銷的重中之重。在租戶或（huò）信譽度較低的客戶中采取預購電的方（fāng）式能（néng）有效降低回收風險。
（二）豐富（fù）交費（fèi）方式,客戶可以根據（jù）用電需求預購電量，不必像過去一樣每月按合同約定的固定電（diàn）量繳（jiǎo）交預付電費，減少資金積壓，方便省時。
（三）規避政策風險，當調整電價時，管（guǎn）理者（zhě）可對剩餘電量進行折算重新下發，避（bì）免了供電（diàn）企（qǐ）業或客戶的（de）損失。
（四）目前對（duì）欠費客戶采取（qǔ）限電或停電措施，在用戶側安裝預購電裝置的方式投資大（dà）且工作任務繁重（chóng）。
（五）在營銷係統（tǒng）、計量自（zì）動化係統和需求側決策管理與分析係統的基礎上，不增加硬件設備投資，實現預購電功能及對預付（fù）費電（diàn）能表遠程抄控（kòng）的研究具有一定的必要性。
卡式預購電係統解決了收費難的問題，但還存在以下缺點：
（一）用（yòng）電數據的采集不夠及時。若不派人上門抄表，則隻有當用戶購電時，才能將（jiāng）用戶的用電情況傳輸上來，數據存在滯後性，難以實現對實際用電量的統計和線損計算。
（二）當根據國家相關政策調整電價時，對於供電企業來說，雖然可以（yǐ）采（cǎi）用限製囤積電量等方式，但調價（jià）後仍采用預售（shòu）的電價結算，會對供電企業或客戶造成一定（dìng）的損失。
（三）無法進行實時監控管理，出現問題不能及時發現和處理，一旦發（fā）生（shēng）用電計量差錯，容易造成供電方與用電方的電費結算糾紛。
（一）遠程預付（fù）費（fèi）的基本概念
與傳統（tǒng）的有卡式預購電（diàn）或後付費不（bú）同，無卡式預（yù）購電方式，可由客戶選擇合適的付費方式，同時還具有（yǒu）自動（dòng）抄表功（gōng）能。無（wú）卡式預（yù）購電將自動（dòng）抄表和預購電的特點和優（yōu）勢有機結合，具有豐富的應用功能和（hé）極強的靈活性，能有效解決單獨的預購電所存（cún）在的（de）缺點。
（二遠程購（gòu）電（diàn）係統構成原理圖
圖1中，整個遠（yuǎn）程預付費流程主要由（yóu）遠程預付費電表（biǎo），電表采（cǎi）集器，遠程抄表係統等組成。服務器（qì）通過移動公司專用（yòng）網（wǎng）絡（luò）（GPRS/CDMA信道）或（huò）以太網與係統終端集中器通信，主站係統將加密的預付（fù）電費數據下發至集中（zhōng）器，集中器通過485線將（jiāng）數據傳送到RS485電能表或直接通過電力線（xiàn）載波將數據直接傳送至載波電（diàn）能表讀取（qǔ）唯一的密（mì）鑰，然後集中器通過密鑰進行（háng）加密發送購電數據到電能表，電能表接（jiē）收由主站下發的（de）預付電（diàn）費數據同時通過標準加密算法解釋並判斷所收到數據是否為合（hé）法數據並執（zhí）行相應的操作或返回相關數據，主站下發的指令數據可以是充值金額或對電能（néng）表遠程控製等，該係統有別於一般的IC卡預購電係統，IC卡（kǎ）預購電電表充（chōng）值（zhí）跟開通都（dōu）必需通IC卡來實現。
四（sì）、遠程預付費硬件設備
（一）預付費電能表
預付費電能（néng）表（biǎo）是本係（xì）統的重要的組成部分之一，它是一個直接麵對zui終客戶的終端設備。
1、數據存儲量大。電能表（biǎo）終端直接進行計量、統計（jì）用戶多項用電（diàn）信息（xī），如電量的小時凍結數（shù）、日（rì）凍結數、月凍結數，用戶購電記錄日誌信息，透支記錄日誌信息信息，用戶可以通過電能表終端可以直接了解到自己zui近一個收費周（zhōu）期的用（yòng）電量信息（xī），免除了用戶到（dào）結（jié）算時才知（zhī）道自身用電情況的出現。
2、數據傳輸可靠性強（qiáng）。每個無卡式電能（néng）表終端內部（bù）具有一個唯一（yī）的密鑰（yào）計算方（fāng）式，對（duì）重要的用電信息操作時需要多次的通信握手才能進行（háng），並且（qiě）使（shǐ）用可靠的加（jiā）密算法對重要數據（jù）進行加密處理，提高係統的安全性，可靠性（xìng）。
3、功能設置人性化。電能表可以根據每（měi）個居民用戶的用電狀況的不同在營（yíng）銷係（xì）統的配合下，用戶可（kě）以自（zì）行設置剩（shèng）餘電（diàn）量的報警閾值，當剩餘（yú）電（diàn）量少於設（shè）定閾（yù）值時，係統通過短信平台係（xì）統可以直接及時地通知用戶。
（二）電表采集集中器（qì）
在集中器（qì）原本功能的（de）基（jī）礎上增加了對電能（néng）表的電量（liàng）下發，剩餘電量查詢、報警等功（gōng）能滿足無卡式（shì）預購電（diàn）係統的功能（néng）需（xū）求。
1、通信性能可靠（kào）、穩定。集中器通過對由主站發出的GPRS信號進行接收、處理，並通過485通（tōng）道（dào）對下屬的電能表的電（diàn）量信息進行抄讀、參數下（xià）發（fā）等功能，在傳輸的過程中對重要（yào）信息進行加密處理，保證數據的準確性（xìng）與（yǔ）安全性。
2、對用電信息進行有效監控。集中器對各個電能表終端的電（diàn）量信息進行定時監（jiān）控，對重要信息進行多次比對，當發現用戶剩餘的用電量不足時，會（huì）以報警信息的形（xíng）式上報到後台主站，配合營銷係統進行催繳工作。這樣可以減輕了一線營銷員工的（de）工作強度，並有效降低（dī）了電費回收風險。
五（wǔ）、遠程預付費電能表總（zǒng）體設計
（一（yī））硬件設計
遠程預付費電（diàn）能表的硬件設計如圖（tú）3所示，硬件部分主要包括微控製器、電能計量、LCD顯示、磁保持繼電器驅動（dòng）、通信（xìn）接口和電源模塊。現將主要的（de）幾部分作一些簡要介紹。
圖2 預付費電能表硬件設計
電（diàn）能計量部分：在本設計中，選用Analog Devices公司的高性能單相電能（néng）計量芯片ADE7755，用這一計（jì）量芯片設計（jì）的電能表質量可靠，性能優於國際標準IEC10356中的規範。
控製部（bù）分（fèn）：為整（zhěng）個（gè）電表能（néng）的心髒，實現電能（néng）脈衝的計數、掉電信號、數據通信、存儲器的（de）讀寫、LCD顯示（shì）的控（kòng）製和磁保持繼電器的驅動等功能。
上行通信模塊：在本設計中，電能表除了RS485通信口外（wài），還（hái）包括負（fù）責與集中器通（tōng）信的（de）上行通信模塊，模塊的通（tōng）信方式可選電力（lì）線（xiàn）載波或者微功率無線（xiàn）。
係統上電後，首先要進行初始化，初始化（huà）包括微處理器的特殊功能寄存器的設（shè）置，時鍾/定時器參數的設置，中（zhōng）斷的設置，隨後讀取EERPOM的（de）數據。
電表內部中斷負責電量的記錄。當有電量脈衝到（dào）來時，中斷服務程序對電量寄存器加1，隨後退（tuì）出中斷，在主程序循環完成電計量功能。程（chéng）序每0.5秒對剩餘電量進（jìn）行判斷，如（rú）果小於零則置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判斷剩（shèng）餘電量是否少於設定的告警閾值，少於設定閾（yù）值置低剩餘（yú）電量（liàng）標誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼（jì）續處理計（jì）量數據。
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