在科學生產（chǎn）力快（kuài）速發展的當今社會，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趨（qū）勢。中山供電局麵（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，不（bú）僅人（rén）工成本大、效率低（dī），而且出錯風險高、不利於營銷管（guǎn）理及當下分時電價、預支電（diàn）費等先進模式的發展，有（yǒu）必要推廣無卡式預付費電能表（biǎo）使人員從過去繁瑣的低壓管理收費工作中（zhōng）解放出來，為客戶提供更優質的（de）服務。 
　　一、推廣使用預付費電能表的必要性 
　　（一）確保電費回收是供電企業營銷的首要任務（wù）。客戶電費回（huí）收，是供電企業營銷的重（chóng）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（jiàng）低回收風險。 
　　（二）豐（fēng）富交費方式,客戶可以根據用電需求預購電量，不必像過去一樣每月按合同約定的固定電量繳交預付電費，減少資金（jīn）積壓，方便省時。 
　　（三）規避政策風險，當調整電價時，管理者可對剩餘（yú）電（diàn）量進（jìn）行折（shé）算重新下發，避免了（le）供電企業或客戶的（de）損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采取限電或停電措（cuò）施，在用戶側安裝預購電裝置的方式投（tóu）資大且工（gōng）作任務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自動化係（xì）統和需（xū）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（yù）付費電能表遠程抄控的研究具有一定的必要性。 
　　二、傳統卡（kǎ）式預付費存在的缺點 
　　卡式預購電係統解決了收費難（nán）的問題，但還存在以下缺點： 
　　（一）用電數據的采集不夠及時。若不派（pài）人上門抄表，則隻有當用戶購電（diàn）時，才能將用戶的（de）用電情況傳輸上來（lái），數據存在（zài）滯後性，難以實現對（duì）實際用電量的統計和（hé）線損計算（suàn）。 
　　（二）當根據國家相關政策調整（zhěng）電價時，對於供電企（qǐ）業來說，雖然可以采用限製囤積（jī）電量等方式，但調價後仍采用（yòng）預售的（de）電價結算，會對供電企業或客戶造（zào）成一定（dìng）的損失。 
　　（三）無法進行實時監（jiān）控管理，出現問（wèn）題不能及時發現和處（chù）理，一（yī）旦發生用電計量差錯，容易（yì）造成供電方與用電方的電費結（jié）算糾紛。 
　　三、無卡（kǎ）式預付費的原理（lǐ） 
　　（一）無（wú）卡式（shì）預付費的基本概念（niàn） 
　　與傳統的有卡式預購（gòu）電或後付費不（bú）同，無卡式預購電方式，可由客戶選擇合適的付費方式，同時還具有自動抄表功能。無（wú）卡式預購（gòu）電將自動抄表（biǎo）和預購電的特點和優（yōu）勢有機結（jié）合，具（jù）有豐富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營（yíng）銷係統、計量一體化平台、主站前置機、集中器、采集終端、預購電電能（néng）表等組（zǔ）成。營銷主（zhǔ）站（zhàn）通過互聯網以加密（mì）方式與銀行聯網，然後通過WebServices接口經過計量自動化平台及主站前（qián）置機進行指令數（shù）據收發,而後主站前置機（jī）通（tōng）過移動公司專用（yòng）網絡（GPRS/CDMA信道）與係統終端集中（zhōng）器通信（xìn），主站係統將加密的預付電費數據（jù）下發至集中器，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（jiē）傳送（sòng）至載波電能表（biǎo）讀取唯一的密鑰（yào），然後集中器通過密鑰進行加密發送購電數據到電能表，電能表接收由（yóu）主站下發的預（yù）付電費數據同時（shí）通過標準（zhǔn）加密算法解釋並判（pàn）斷所收到數據是否為合法數（shù）據並執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表遠程控製等，該係統（tǒng）有別於一般的IC卡預購電係統，IC卡預購電電表充（chōng）值跟（gēn）開通都（dōu）必需通（tōng）IC卡來實現。 
　　 
　　圖1 無卡式購電係統網絡結構圖（tú） 
　　集中器下行通信信道可選擇（zé）電（diàn）力線載波方式（Power Line Carrier Method），微功率無線射頻方式或（huò）專線方式連接采集終（zhōng）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通信接口的預付費電能表。 
　　四、無卡式預付費硬件設備 
　　（一）預付費電能表 
　　預付費（fèi）電能表是本係（xì）統的重要的（de）組成部分之一，它是一個直接（jiē）麵對最終客（kè）戶的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電能表終端直接進行計量、統計用戶多（duō）項用電信息，如電量的小時凍結數、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到自己最近一個收費周期的用電量信息，免除了用戶到結算時才知道自（zì）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），對重要的用電信息操作時需要多次的通（tōng）信握手才能（néng）進行，並且使（shǐ）用可靠的加密算法對重要數據（jù）進行（háng）加密處理，提高係統的（de）安全性，可靠性。 
　　3、功能設置人性化。電能表可以根據每個（gè）居民用（yòng）戶（hù）的用電狀況的不同（tóng）在營銷係統的配合下，用戶可以自行設置剩餘（yú）電量的報警閾值，當剩餘電量少於設定閾值時，係統（tǒng）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（qì）原本功能的基礎上增加了對電能表的電（diàn）量下發，剩餘電量查（chá）詢、報警等功能滿（mǎn）足無卡式預購電係統的功能需求，同時滿足《DL/T698-1997低壓電力用戶集（jí）中抄表係統技（jì）術條件》及《廣東電網（wǎng）公司低壓電力用戶集中抄表係（xì）統集中器上行通訊規約（1003版）》的要求。 
　　1、通（tōng）信性能可靠、穩定。集（jí）中器通過（guò）對由主站（zhàn）發出的GPRS信號進行接（jiē）收、處理，並通過載波通道或者是485通道對下屬的電能（néng）表的電量信息進行抄讀、參數下發等功能，在傳輸的過程中（zhōng）對重要信息進行加密處理，保證數據的準確（què）性與安全性。 
　　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（jìn）行定時監控，對重要信息進行（háng）多次比對（duì），當（dāng）發（fā）現用戶剩餘的用電量不（bú）足時，會以報警信息的形式上報到後（hòu）台主站，配（pèi）合營（yíng）銷係統進行催（cuī）繳工作。這樣可以減輕了一線營銷員工的工作強度，並（bìng）有效降低了電費回收風險。 
　　五、無卡（kǎ）式預付費電能表總體設計 
　　（一（yī））硬件（jiàn）設計 
　　無卡式（shì）預付費電能表的硬件設計如圖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。現將主要的幾部分作（zuò）一些簡要介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付費電能表硬（yìng）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計量芯片ADE7755，用這一計量芯片設計的電能（néng）表質量可靠，性能優於國際（jì）標準IEC10356中的規（guī）範。 
　　控（kòng）製部分：為整個電表能（néng）的心髒，實現電能脈（mò）衝的計數、掉電信號、數據通信、存（cún）儲器的讀寫、LCD顯示的控製和磁保持繼電器的驅動等功能。 
　　上行通信模塊：在本（běn）設計中（zhōng），電（diàn）能表除了RS485通信口外，還包括負責與集中器（qì）通信的上行通信模塊，模塊的通信方式可選電力線載波（bō）或者微功率無線。 
　　（二）軟件設計 
　　係統上（shàng）電（diàn）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（shè）置（zhì），時（shí）鍾/定時器參數的設置（zhì），中斷的設置（zhì），隨後讀取EERPOM的數據。 
　　電（diàn）表內部中斷負責（zé）電量的記錄。當有電量脈衝到來時，中斷服務程（chéng）序對（duì）電量寄存器加1，隨後退出中斷，在主程序循環完成（chéng）電計量功能（néng）。程序每0.5秒對剩（shèng）餘電量進行判斷，如果小於零（líng）則（zé）置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判斷剩餘電量（liàng）是否少於設定的告警閾值，少於設定閾值置（zhì）低（dī）剩餘電量標誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼續處理計量（liàng）數據（jù）。 
　　六（liù）、結束（shù）語 

　　無卡式（shì）預付費（fèi）電（diàn）能表主要針對已接入低壓集中抄（chāo）表（biǎo）係統的低壓用戶，以係統網絡與計算機技術監測用（yòng）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（huò）負結餘的用（yòng）電戶進（jìn）行提（tí）醒、警告（gào）或停電等措施。在（zài）推廣使用智能電能（néng）表工作中，可借鑒推廣使用無卡式預付費電能表的經（jīng）驗，規避推廣使用傳統的卡式預付費電能表所遇到的問題和困難。應加強客戶宣（xuān）傳、技術培訓、業務管理等工作，從（cóng）而在有序推進智能電能（néng）表應用的同時，有效（xiào）提升供電企業優質服（fú）務（wù）的良好形象。