在（zài）科學生產力快（kuài）速發展的當今社（shè）會，數字化、網絡化（huà）、信息化、智能化在各方麵的應用已成為社會經濟發展的（de）新趨勢。中山供電局麵對管理龐大的低壓用戶，若繼續采用通過IC卡等介質讀取電表數據，不僅人工成本（běn）大、效率低，而且出錯風險高（gāo）、不利於營銷管理（lǐ）及當下分時電價、預支電費等先進模（mó）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（guǎn）理收費工作中解放出來，為客戶提供更優質的服務。 
　　一、推廣使用預付費電能表的必要（yào）性（xìng） 
　　（一）確保（bǎo）電費回收是（shì）供電企業營銷的首要任務。客戶電費回（huí）收，是供電（diàn）企業營銷的重中之重。在租戶或信譽度較低的客戶中采取預購電的方式能有效降低回收（shōu）風險。 
　　（二）豐富交費方式（shì）,客戶可以根據用電需求預購電量，不必像過（guò）去一樣每月按合同約定的固定電量繳（jiǎo）交（jiāo）預付電（diàn）費，減少資金積壓（yā），方便省時（shí）。 
　　（三）規避政策風險，當調整電價時，管理者（zhě）可對剩餘電量進行折算重（chóng）新下發（fā），避免了供電企（qǐ）業或客戶的損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采取限電或停（tíng）電措施，在用戶側安裝預購電（diàn）裝置的方式投資大且工作（zuò）任務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自動化係統和需求側決策管理與分析（xī）係統的基礎上，不增加（jiā）硬（yìng）件設備投資（zī），實現預購電功能及對預付費電能表（biǎo）遠程抄控（kòng）的研究具有一定的必要性。 
　　二、傳統卡式預付費存在的缺點 
　　卡式預購（gòu）電係統解決了收費難的（de）問題（tí），但還存在以（yǐ）下缺點： 
　　（一）用（yòng）電數據的采集不夠及時。若不派人上門（mén）抄表，則隻有當用戶購電時，才能將用戶的用電情況傳輸上來，數據存在滯後性，難以（yǐ）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（zhèng）策調整電價時，對於供電企業（yè）來說，雖然可以采用限製（zhì）囤積電量等方式，但調價後（hòu）仍采用預售的電價結算，會對供電企業（yè）或客戶造成一定的損失。 
　　（三）無法進行（háng）實時監控管理，出現問題不能及時發現和處理，一旦發生用電計量差錯，容易造成供（gòng）電方（fāng）與用電方的電費結算糾紛。 
　　三、無卡式預付（fù）費的原（yuán）理 
　　（一）無卡式預付費的基（jī）本概念 
　　與傳統的有卡式預購電或後付費不同（tóng），無卡式預購電（diàn）方式，可由客戶選擇合適的付費方（fāng）式，同時還具有自動抄表功能。無卡式預（yù）購電將自動（dòng）抄表和預（yù）購電的特點和優勢有機結合，具有豐富（fù）的應用功能和極（jí）強的靈活性，能有效解決單獨的預購電所存在的（de）缺點。 
　　（二）無卡式購電係統構成原理圖 
　　圖1中，整個無卡式預付費流程主要由營（yíng）銷係統、計（jì）量一體化平台、主站前置機、集中器、采集終端、預購電電能表等組成。營銷主站通過（guò）互聯（lián）網以加密方式（shì）與銀行聯網，然後通過WebServices接口經過計量自動化平台及主站前置機進行（háng）指令數據收發,而後主站前置機通過移動公司（sī）專用網絡（GPRS/CDMA信道）與係統終（zhōng）端（duān）集中器通信，主站係統將加密的預付電費數據下發至集（jí）中器，集中器通過電（diàn）力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（zǎi）波電能表讀取唯一的密鑰，然（rán）後（hòu）集中器通過密（mì）鑰進行加（jiā）密發送購電數據到電能表，電能表接收由主站下發的預付電費數（shù）據同時通過標準加密算法解釋並判斷所收到數據是（shì）否（fǒu）為合法數據並執行相應的操作或（huò）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表遠程控製等，該係統有別於一般的IC卡預（yù）購電係統，IC卡預購電（diàn）電表充值跟開通都必需通IC卡來實現。 
　　 
　　圖1 無卡（kǎ）式購電係統網絡結構圖（tú） 
　　集中器下行通信（xìn）信道（dào）可選擇（zé）電力線載波方式（Power Line Carrier Method），微（wēi）功（gōng）率無線射頻方式或專線方式連接采集終端或者無卡式（shì）預付費電能表，采集終端下行信道以RS485通信方式連接具有RS485通信接口的預付（fù）費電能（néng）表。 
　　四、無卡式預付費硬件設（shè）備 
　　（一）預付（fù）費電能表（biǎo） 
　　預付費電能表是（shì）本（běn）係統的重要的（de）組成部分之一，它是一個直接麵（miàn）對最終客戶的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電能表終（zhōng）端直接進（jìn）行計（jì）量、統計用戶多項用電信息（xī），如電量的小時凍結數、日凍結數、月（yuè）凍結數，用戶購電記錄（lù）日誌信（xìn）息，透支記（jì）錄日誌信息信息，用戶（hù）可以通過電能表終端可以直接了解到自（zì）己最近（jìn）一個（gè）收費周（zhōu）期的用電（diàn）量信息，免（miǎn）除（chú）了用戶到結算時才知道自身用電情況的出（chū）現。 
　　2、數據（jù）傳（chuán）輸可靠性強。每個無卡式電能表終端內部具有一個（gè）唯一的密鑰（yào）計算方式，對重要的用電信（xìn）息操作時需（xū）要多次的通信握手（shǒu）才能進行，並且使用可靠的加密算法對重要數據進行加密處理（lǐ），提高係（xì）統的安全性，可靠（kào）性。 
　　3、功能設置人性化。電能表可以根據每個居民用（yòng）戶的用電狀（zhuàng）況的不同在營銷係統的配合下，用戶可以自行設置剩餘電量的報警閾值，當（dāng）剩餘電量少（shǎo）於設定閾值時，係（xì）統通過短信平台係統可以直（zhí）接及時地通知用戶。 
　　（二）集中器 
　　在集中器原本功能的基礎上增加了對電能（néng）表的電量下發，剩餘電（diàn）量查詢、報警等功（gōng）能（néng）滿足無卡式預購電係統的功能（néng）需（xū）求，同時滿（mǎn）足《DL/T698-1997低壓電力用戶集（jí）中抄表係統技（jì）術條件》及（jí）《廣東電網公司低壓電力用戶集中抄表係統（tǒng）集中器（qì）上行通訊規約（1003版）》的要求（qiú）。 
　　1、通信性能可靠、穩定。集中器通過對由主站（zhàn）發出的GPRS信（xìn）號進行接收、處理，並通過載（zǎi）波通道或者是（shì）485通道對下屬（shǔ）的電能表（biǎo）的電量信息進行（háng）抄讀、參數下發等功能，在（zài）傳輸的過程中對重要信息進（jìn）行加密處理，保證數（shù）據的準確性（xìng）與安全性。 
　　2、對用電信息進行有效監控（kòng）。集中器（qì）對各個電能表終端的電（diàn）量信息進行定時監控，對重要信（xìn）息進行多次比（bǐ）對（duì），當發現用戶剩餘的用電量不足時，會以報警信息的形式上報到後台主站，配合營銷係統進行催（cuī）繳工（gōng）作。這樣可以減輕了一線營銷員工的工作強度，並有效降（jiàng）低了電費回收風險。 
　　五、無卡式預付（fù）費電能表總體設計 
　　（一）硬件設計 
　　無卡式預付費電（diàn）能表的硬件設計如圖3所（suǒ）示，硬件部（bù）分主要包括微控製（zhì）器（qì）、電能計量、LCD顯示、磁保持繼電器驅動（dòng）、通信接口（kǒu）和電源（yuán）模塊。現將主要的幾部（bù）分作一些簡（jiǎn）要介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付費電能表硬（yìng）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（dān）相電能計量（liàng）芯（xīn）片ADE7755，用這一計量芯片（piàn）設（shè）計的電能表質量可靠，性能優於國際標準IEC10356中的規範（fàn）。 
　　控製部分：為整（zhěng）個電表能（néng）的心髒，實現電能脈衝的計數、掉電信號、數（shù）據通信、存儲器的讀寫、LCD顯示的控製和磁保（bǎo）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），還包括負責與集中器通信的上（shàng）行通信模塊，模塊的通信方式可選電力線載波或（huò）者微功率無線。 
　　（二）軟件設計 
　　係統上電後，首先要進（jìn）行初（chū）始化，初始化包括微處理器的特殊功能寄存器（qì）的設置，時鍾/定（dìng）時器（qì）參數的設置，中斷的設置，隨後（hòu）讀取EERPOM的數據。 
　　電（diàn）表內部中斷負（fù）責電量的記錄。當有電量脈衝到來時（shí），中斷服務程序（xù）對電量寄存（cún）器加1，隨後退出中斷，在主程序循環完成電計量功能。程序每0.5秒對剩（shèng）餘電量（liàng）進行判斷，如果小於零則置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判斷（duàn）剩餘電量（liàng）是否少（shǎo）於設定的告警（jǐng）閾值，少（shǎo）於設定閾值置低剩（shèng）餘電量標誌，LED告警，如果大於設定閾值（zhí）則繼續處理計量數據。 
　　六、結束語 

　　無卡式預（yù）付費電能表主要針（zhēn）對已接入低壓集中抄（chāo）表係統的低壓用戶，以（yǐ）係統網絡與計算機技術監（jiān）測用電戶的用電量，複核用電戶預存電費的結（jié）餘，並（bìng）對低結餘、零結餘或負結餘的用電戶進行提醒、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）式預付費電能表的經驗，規避推廣使用傳統的卡式預付費（fèi）電能表所遇到的問題和困難。應加強（qiáng）客戶宣傳、技術培（péi）訓、業務管理等工作，從而在有序推進（jìn）智能電（diàn）能表應（yīng）用的同（tóng）時（shí），有效提（tí）升供電企業優質服務的（de）良好形象（xiàng）。