在科學生產力（lì）快速發展的當今（jīn）社會（huì），數字化、網絡化、信息化、智（zhì）能化在各方麵的應用已成為社（shè）會經濟發展的新趨勢。中山（shān）供電局麵對管（guǎn）理龐（páng）大的低壓用戶，若繼續采用（yòng）通過IC卡等（děng）介質讀取電表數據，不僅人工成（chéng）本大、效率低，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（fā）展，有必要推廣無卡式預付費電能表使人員從過去繁瑣的低壓管理收費工作（zuò）中解放出（chū）來，為客戶提供更優質的服務。 
　　一（yī）、推廣使用預付費電能表的必要性 
　　（一）確（què）保（bǎo）電費回（huí）收是供電企業營銷的首要任務。客戶電費回收，是供電企業營銷的（de）重（chóng）中之重。在租戶或信譽度較低的客戶中采取預購（gòu）電的（de）方式能有（yǒu）效降低回收風險。 
　　（二）豐富交費（fèi）方式,客戶可以根據用電需求預購電量，不必像過去一樣每（měi）月按合（hé）同約定的固定（dìng）電量繳交預付電費，減少資金積壓（yā），方便省時。 
　　（三）規避政策風險，當調整電價時，管理者可對剩餘電量進行折（shé）算重新下發，避免了供電企業或客戶的損失。 
　　（四）目（mù）前（qián）對欠費客戶采取限（xiàn）電或停電措施，在用戶側安裝預購電裝置的方式投資大且（qiě）工作任務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自（zì）動化（huà）係統和需求側決（jué）策（cè）管理與（yǔ）分析係統的基礎上，不增加硬件設備投資，實現預購電（diàn）功能及對預付費電能表遠程抄控的研究（jiū）具（jù）有一定的必要性。 
　　二、傳統卡式預付費（fèi）存在的缺點 
　　卡式預購電係（xì）統解決了收費難的問題，但還存（cún）在以下缺點： 
　　（一）用（yòng）電（diàn）數據的采集不夠及（jí）時。若不派人上門抄表，則隻有當用戶購電時，才能將用戶的用電情況傳（chuán）輸上來，數據存在滯後性（xìng），難以實現對（duì）實（shí）際用電（diàn）量的統計和線損計算。 
　　（二）當根據國家相（xiàng）關政（zhèng）策調整（zhěng）電價時，對於供電企業來說，雖（suī）然可以采用（yòng）限製囤積電（diàn）量等方式，但調價後仍采用預售的（de）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（jiān）控管理，出現問題不能（néng）及時發現和處理，一旦發生用電計量差錯，容易（yì）造成供電方與（yǔ）用電方的電費結算糾紛。 
　　三、無卡式預（yù）付費的原理 
　　（一（yī））無（wú）卡式預付費（fèi）的基本概（gài）念 
　　與傳統的有卡式預（yù）購電或後付費不（bú）同，無卡式預購電方式，可由客戶選擇合適（shì）的付費（fèi）方式，同時（shí）還具有自（zì）動抄表功（gōng）能。無卡式預購電將自動抄表和預購電的特點和優勢有機結合，具有（yǒu）豐富（fù）的應用功能和極強的靈活性，能有效解決單獨的預購電所存在的缺點。 
　　（二）無卡式購電係統構成原理圖 
　　圖1中（zhōng），整個無卡式預付費流程主要由（yóu）營銷係統、計量一體化平台、主站（zhàn）前置機、集中器、采集終端、預購電電能表等組成。營銷主站通過互聯網以加密方式與銀行聯網，然後通過WebServices接口經過計量自（zì）動化（huà）平台及主站前置機（jī）進行指令數據收發,而（ér）後主站前置（zhì）機通過移動公司專用網絡（GPRS/CDMA信道）與係（xì）統終端集中器通信，主站係統將加密（mì）的預付電費數據下發至集中（zhōng）器，集中器通過電力（lì）線載波到采集終端將數據傳送到RS485電能表或直接通過電力線載波將數據直接傳送至載波電能表讀取唯一的密鑰（yào），然後集中器通過密鑰進（jìn）行加密發送購電數據到電（diàn）能表，電能表接收由主（zhǔ）站下發的預付電費數據同時通過標準加密算法解釋並判斷（duàn）所收到數據是否為合法數據（jù）並執行相應的操作或返（fǎn）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表遠程控製等（děng），該係統有別（bié）於一般的IC卡預購電係統（tǒng），IC卡預購電電表充值（zhí）跟開通都必需通IC卡來實現。 
　　 
　　圖1 無卡式購電係統網絡結（jié）構圖 
　　集中器下行通（tōng）信信道可選擇電（diàn）力線載波方式（Power Line Carrier Method），微功率無線射頻方式或專線方式連接采集終端或者無卡式（shì）預付（fù）費電能表，采集終端下行信（xìn）道以RS485通信方式連接具有（yǒu）RS485通信接口的預付費（fèi）電能表。 
　　四（sì）、無卡式預付費硬件設備 
　　（一）預付費（fèi）電能（néng）表 
　　預付（fù）費電能表是本係統的重要的組成部分之一，它是一個直接麵對最終客戶（hù）的終端設（shè）備。 
　　1、數據（jù）存儲量大（dà）。電能（néng）表終端直接進行計量、統計（jì）用戶多項用電（diàn）信息，如電量的小（xiǎo）時凍結數、日凍結數、月凍結數，用戶購電記錄日誌信（xìn）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（jiě）到自己最近一個收費周期的用電量（liàng）信息，免除了用戶到結算時才知道（dào）自（zì）身用電情況的出現。 
　　2、數據傳輸可靠性強（qiáng）。每個無卡式（shì）電能表終端內部具有一個唯一的密鑰計算方式，對重要的用電信息操作時需要多次的（de）通信握（wò）手（shǒu）才能進行，並且使用可靠（kào）的加密算法對重要數據進（jìn）行加密處理，提（tí）高係統的安全性，可（kě）靠性（xìng）。 
　　3、功能設置人性化。電能表（biǎo）可以根據（jù）每個居民用戶的用電狀況的（de）不（bú）同在營銷係統的配合下，用戶可以自行設（shè）置剩餘電量的報警閾值，當剩餘電量少於設定（dìng）閾值時，係統通過短信平台係統（tǒng）可以直接及時地通（tōng）知（zhī）用戶。 
　　（二）集中器 
　　在集（jí）中器原本功（gōng）能的基礎上增加了對電能（néng）表的電量下發，剩餘電量（liàng）查詢、報警等（děng）功能滿足無卡式預（yù）購電係（xì）統的功能需求，同時滿足《DL/T698-1997低壓電力用（yòng）戶集中抄表係統（tǒng）技術條件》及（jí）《廣東電網公司低壓電力用戶集中（zhōng）抄表係統集（jí）中器上行通訊規約（1003版）》的要求。 
　　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（lǐ），並通過載波通道或者是485通道對下屬的電能表的電量信（xìn）息進行抄讀、參數下發等功能，在傳（chuán）輸的（de）過程中對重要信息進行加密處理，保（bǎo）證數據的準確性與安全性。 
　　2、對用電信息（xī）進行（háng）有效監控。集中器對各個電能表終端的電量信息進行定時監控，對（duì）重要信（xìn）息進行多次比對（duì），當發（fā）現用戶剩餘的用電量不足時，會（huì）以報警信息的形式上（shàng）報到後台主站，配合營銷係統進行催繳（jiǎo）工作。這樣可以減輕了一線營銷員工（gōng）的工作強（qiáng）度（dù），並有效降低了電費（fèi）回收風險。 
　　五（wǔ）、無卡式預付費電能表總體設計 
　　（一）硬（yìng）件設計 
　　無卡式預（yù）付費（fèi）電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、通信接口和電源模塊。現將主要（yào）的幾（jǐ）部分作一些簡（jiǎn）要介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付費電能表硬件設計 
　　電能計量部分：在本設計中，選用Analog Devices公司的高性能單相電能計（jì）量芯（xīn）片（piàn）ADE7755，用這一計量芯片設計的電能表質量可靠，性能優於國際標準IEC10356中（zhōng）的規範。 
　　控製部分：為整個電表能的心髒，實現電能脈衝的計（jì）數、掉電信號、數（shù）據通信、存儲器的讀寫、LCD顯示的控製（zhì）和磁保持繼電器的驅動等功（gōng）能。 
　　上行通信模塊：在本設（shè）計中，電（diàn）能表除了RS485通信口外（wài），還包括（kuò）負責與集中器通信的上行通信模塊，模塊的通信方式可選電（diàn）力線載波或者微功率無線。 
　　（二）軟件設計（jì） 
　　係統上電後，首先（xiān）要進行初始化，初始化包括微處理器的特殊（shū）功能寄存器的設置，時鍾/定時器參數的設置，中斷的設置（zhì），隨後（hòu）讀取EERPOM的數據。 
　　電表內部中斷負責電量的記錄。當有電量脈衝到來時，中斷服務程序對電量（liàng）寄（jì）存器加1，隨後退出中斷，在主程序（xù）循（xún）環完成電計量功能。程（chéng）序每0.5秒對剩餘（yú）電量進行判斷，如果小於零則置欠費標（biāo）誌，LCD及LED告警；如果大於（yú）零，判斷剩餘電量是否少於設定的告警閾值，少於設定閾值置低剩餘電量標誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼續處理計（jì）量數據（jù）。 
　　六（liù）、結（jié）束語 

　　無卡式預付費電能表主要針對已接入低壓集中抄表係統的低壓用戶，以係統網絡與計算（suàn）機技術監測用電戶的用電量，複核用電戶預存電費的結餘，並對低結餘、零結餘或負（fù）結餘（yú）的用電戶進行提醒、警告或停電等措施。在推廣使用智能電能表工作中，可借鑒推廣使用無卡（kǎ）式預付（fù）費電能表的經驗，規避推廣使用傳統的（de）卡式預付費電能表所遇到的問（wèn）題和困難。應加強客戶（hù）宣傳、技術培訓、業務管理等工作，從而在有（yǒu）序推進智能電（diàn）能表應用的（de）同時，有效（xiào）提升供電企業優質服務的良好形（xíng）象。