在科學生產力快速發展的當今社會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各（gè）方麵的應用已成為（wéi）社會經濟（jì）發展的新趨勢。麵（miàn）對管理龐大的低壓用戶，若繼續采用通過IC卡（kǎ）等介質讀取電表數據（jù），不僅人工成本大、效率低，而且（qiě）出（chū）錯風險高、不（bú）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（yǒu）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中解放出來，為客（kè）戶提供更優質的服務。 

　　一、推廣使用（yòng）預付費電能表的必要性 
　　（一）確保電（diàn）費回（huí）收是供電企業營銷的首（shǒu）要任務。客戶電費回（huí）收，是供電企業營銷的重中之重。在租（zū）戶或信譽度較（jiào）低的客戶中采（cǎi）取預購電的方式能（néng）有（yǒu）效降低回收風（fēng）險。 
　　（二（èr））豐富交費方式,客戶可以根據用電需求預（yù）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）交預付電費，減少資金積壓，方便省時（shí）。 
　　（三）規避（bì）政策風險，當調整電價時，管理者可對剩餘電量進行折算重（chóng）新下發，避免了供（gòng）電企業或客戶的損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采取限電或停電措施，在用戶側（cè）安裝（zhuāng）預購電裝置的方式投資大且工作任務繁（fán）重（chóng）。 

　　（五）在營銷係統（tǒng）、計量自動化係統和需求側決（jué）策管理與分析係統的基礎上，不（bú）增加硬件設備投資（zī），實現預購電功能及（jí）對預付費電能表遠程抄控的研究具有一定的必要（yào）性。 

　　二、傳（chuán）統卡式預（yù）付費存在的（de）缺點 
　　卡式預購（gòu）電係統解決了收費難的問題，但還存在以（yǐ）下缺點： 
　　（一）用電數據的采集不夠及時。若不（bú）派人（rén）上門抄表（biǎo），則隻有當（dāng）用戶購電時，才能將用戶的用電情況傳輸上來（lái），數據存在滯後性，難以實現對實際用電量的（de）統計和線損計算。 
　　（二（èr））當根據國（guó）家（jiā）相關政策調（diào）整電（diàn）價時，對於供電企業來說，雖然可以采用限（xiàn）製囤積電量等方式，但調價後仍（réng）采用（yòng）預售的電價結算，會（huì）對供（gòng）電（diàn）企業或客戶造成一定的損失。 

　　（三）無法進行實時監控管理，出現問題（tí）不能及時發現和處理，一旦發生用電計（jì）量差錯，容易造成供電方與用電方的電費結（jié）算糾紛。 

　　三、遠程預（yù）付（fù）費的原理 
　　（一）遠程預付費的基本概念 
　　與傳統的有卡式預購電或後付費不同，無卡式預購電方（fāng）式，可由（yóu）客戶選擇合適的（de）付（fù）費方式，同時還具有自動抄表功能（néng）。無卡式預（yù）購電將自動抄表（biǎo）和預購電的特點和優勢有（yǒu）機結合，具有豐（fēng）富的應用（yòng）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（èr）遠程購電係統構成原理（lǐ）圖 
　　圖1中，整個遠程預付費流程主（zhǔ）要由遠程預付（fù）費電表，電表采（cǎi）集（jí）器，遠程抄表係統等組（zǔ）成（chéng）。服務器通過移動公司專（zhuān）用（yòng）網絡（luò）（GPRS/CDMA信道（dào））或以太網與係統終端集中器通信，主站係統將加（jiā）密的預付電費數據下發至集中器，集中器通過485線將數據傳送到RS485電能表或直接通過電力線載波將數據直接傳送至（zhì）載波電能表讀（dú）取（qǔ）唯一的密鑰，然後集中器通過密鑰進行加密發（fā）送購電數據到（dào）電能表，電能表接收（shōu）由主（zhǔ）站下發的預付電（diàn）費數據同時通過標（biāo）準加密算法解釋並判斷所收到數據是否為合法數據並執行相應的操作或返（fǎn）回相關數（shù）據（jù），主站下發的（de）指令數（shù）據可以是充值金額或對電能表遠程控製等，該係統有（yǒu）別於一般的IC卡預購電係統，IC卡預購電電表充值跟開通都必需通IC卡來實現。 
　　 
　　四、遠程預付費（fèi）硬件設備 
　　（一）預付費電能表 
　　預（yù）付費電能表是本係統的重要（yào）的組成部分之（zhī）一，它是一個直接麵對zui終客戶的終端（duān）設備。 
　　1、數據存儲量（liàng）大（dà）。電能表終端直接進行計（jì）量、統計用戶多項用電（diàn）信息（xī），如電量的小時凍結（jié）數、日（rì）凍結數、月凍結數，用戶購電記錄（lù）日誌信息，透支記錄日誌（zhì）信息信息，用戶可以通過（guò）電能表終端可以直（zhí）接（jiē）了解到自己zui近一個收（shōu）費周（zhōu）期的用電量（liàng）信息，免除（chú）了用戶到結算時才知（zhī）道自身用電情況的出現。 
　　2、數據傳輸可靠性強。每個無卡式電能表終端內部具有一個唯一的密鑰計算方式（shì），對重要的用（yòng）電信息操作時需要多次的通信握手才能進（jìn）行，並且使用可靠的加密算法對重（chóng）要數據進行加密處理，提高係統的（de）安全性，可靠性。 
　　3、功能設置人（rén）性化。電能表可以根據每個居民用戶的用電狀況的不同在（zài）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，當剩餘電量少於（yú）設定閾（yù）值時，係（xì）統通過短信平台係統可以直接及時地通知用戶。 
　　（二）電表（biǎo）采集集中器 
　　在集中器原本功（gōng）能的基礎上增加（jiā）了對電能表的電量下發，剩餘電量查詢、報警等功能滿足無卡式預購電係統的功能需（xū）求。 
　　1、通信性能（néng）可靠、穩定。集中器通過（guò）對由主站發出的（de）GPRS信號進行接收、處（chù）理，並通過485通道對下屬的（de）電能表的電量信息（xī）進行抄讀、參數下（xià）發等（děng）功能，在傳輸的過程中對（duì）重要信息進行加密處理，保證數據的準確性（xìng）與安（ān）全性。 
　　2、對用電信息進行（háng）有效監（jiān）控。集中器對各個電（diàn）能表終端的電量信（xìn）息進行定時監控，對重要信息進行多次比對，當發現用戶剩（shèng）餘的用（yòng）電量不足時，會以（yǐ）報警信息（xī）的形式上報到後台（tái）主站，配合營銷係（xì）統進行催繳工作。這樣可（kě）以減輕了一線營銷員工的工作強度，並有效降低了電費回收風險。 
　　五、遠程預付費電能（néng）表總體（tǐ）設（shè）計（jì） 
　　（一）硬件設計 
　　遠程預付費電（diàn）能表的硬件設（shè）計（jì）如圖3所示，硬件部（bù）分主要包括微控製器（qì）、電能計（jì）量、LCD顯示（shì）、磁保持繼電器驅動、通信接口和（hé）電源模塊。現將（jiāng）主要的幾部分作一些簡要介紹。 
　　
　　圖2 預付費電能表硬件（jiàn）設（shè）計 
　　電能計量部分：在本設計中，選用Analog Devices公司（sī）的高性能單相電能計量芯片ADE7755，用這一計量芯（xīn）片設計的電能表質量可靠，性能優於國際標準IEC10356中的（de）規範。 
　　控製部分：為整個電表能的心髒，實現電能脈衝的計數、掉電信號、數據通信、存儲器的讀寫、LCD顯示的控製和磁保持繼電器的驅動等功能（néng）。 

　　上（shàng）行通信模（mó）塊（kuài）：在本設計中，電（diàn）能表除了RS485通（tōng）信口外，還包（bāo）括負責與集中器通（tōng）信的上行通信模塊，模塊的通信（xìn）方式可選電力線載波或者微功率無線。 

　　（二）軟件設計 
　　係統上電後，首先要進行初始化，初始化包括微處理器的特殊功能寄存器的設置，時鍾/定（dìng）時器參數的設置，中斷的設置，隨後讀取EERPOM的數據。 
　　電表內部中斷負責電（diàn）量（liàng）的記錄。當有電量脈衝到來時，中（zhōng）斷服務程序對電（diàn）量寄存器（qì）加1，隨後（hòu）退出中斷，在主（zhǔ）程序循環完成電計量功能（néng）。程序每0.5秒對剩餘電量（liàng）進行判斷，如果小於零則置欠費標（biāo）誌，LCD及LED告警（jǐng）；如果大（dà）於零，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（gào）警，如果大於設定閾值則繼續處理計量數據。