在科學生產力快速發展的當今社會，數字（zì）化、網絡化、信息化、智（zhì）能化在各方麵的應用已（yǐ）成為社會經濟發展的新（xīn）趨勢。麵對管（guǎn）理龐大的低壓用戶，若繼續采用通（tōng）過IC卡等介質讀取電表數據，不僅人工（gōng）成本大、效率低，而且出錯風險高、不利（lì）於營銷管理（lǐ）及當下（xià）分時電（diàn）價、預支電費等先進模式的發展，有必要推廣無卡式預付費電能表使人員從過去（qù）繁（fán）瑣的（de）低壓管理收費工作（zuò）中（zhōng）解放出來，為客戶提供更（gèng）優質的服務。 

　　一、推（tuī）廣使用（yòng）預付費電能表的必（bì）要性 
　　（一）確保電費回收是供電企業營銷的首要（yào）任務。客戶電費回（huí）收，是供電企業營銷（xiāo）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（fāng）式（shì）能有效降低回收風險（xiǎn）。 
　　（二）豐富交費方式,客戶可以根據用電需求預購電量，不（bú）必像（xiàng）過去一樣每月按合同約定的固定電量（liàng）繳交預付電費，減少資金積（jī）壓，方便省時。 
　　（三）規（guī）避政策（cè）風險，當（dāng）調整電價時，管（guǎn）理者可對剩餘電量進行折算重新下（xià）發，避免了供電企業或客戶（hù）的損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采取限（xiàn）電或停電措施，在用（yòng）戶側安裝（zhuāng）預（yù）購電裝置的方式投資大且工（gōng）作任務繁重。 

　　（五（wǔ））在營銷係統、計量（liàng）自動化係統和需求側決策管理與分析係統的基礎上，不增（zēng）加硬件設備投資，實現預購電功能及對預付費電能表遠（yuǎn）程抄控的研究（jiū）具有一定的必要性。 

　　二、傳統卡式預付費存在的缺點 
　　卡式預購電係統解（jiě）決了（le）收費難的問題，但還存（cún）在以下缺點（diǎn）： 
　　（一）用電數（shù）據的采集不夠及時。若不派人上門抄（chāo）表，則隻有當用（yòng）戶購電時，才（cái）能將用戶的用電情況（kuàng）傳輸上來，數據存（cún）在滯後性，難以實現對實際用電量的統計（jì）和線損計算。 
　　（二）當根據國家相關政策調整電價（jià）時，對於（yú）供電企業來說（shuō），雖然可以采用限製囤積電量等方式，但調價後仍采用（yòng）預（yù）售的電價結算，會對供電企業或客戶造成一定的損失。 

　　（三）無法進行實時監控（kòng）管理，出現問題不能及（jí）時發現（xiàn）和處理（lǐ），一旦發生（shēng）用電計（jì）量差錯，容易造成供電方與用電方（fāng）的電費結算糾紛。 

　　三、遠程預付費的原理 
　　（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，無卡式預購電方式，可由客戶選擇合適的付費方式，同時還具有自動抄表功（gōng）能。無卡式預購電將自動抄表和預購（gòu）電的特點和優勢（shì）有機結合，具有豐富的應用功能和極（jí）強的靈活性，能有效解（jiě）決單獨的預購電所（suǒ）存在的缺點（diǎn）。 
　　（二遠程購電係統構成（chéng）原理圖 
　　圖1中，整（zhěng）個遠程（chéng）預付費流程主要由遠程預付費電表，電（diàn）表采集器，遠程抄表係統等（děng）組成。服務器通過移動公司專用網絡（GPRS/CDMA信道（dào））或以太網（wǎng）與係統終端集中器通信，主（zhǔ）站係統將加（jiā）密的預付電費數據下（xià）發至集中器，集中器通過485線將數據傳送到RS485電能（néng）表或直接通過電力線（xiàn）載波將數據直接傳送至載波電能（néng）表讀取（qǔ）唯一的密鑰，然後集中器通過密鑰進行加密發送購電數據到（dào）電能表，電能（néng）表接收由主站下發的（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法數據並（bìng）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表遠程控製等，該係統有別於一般的IC卡預購電係統，IC卡預購電電表充值跟開通都（dōu）必需通（tōng）IC卡來實現。 
　　 
　　四、遠程預付費硬件設（shè）備 
　　（一）預付費電能表（biǎo） 
　　預付費電能表是本（běn）係統的重（chóng）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（diàn）能表終端直接進行計量、統計（jì）用戶多項用電（diàn）信息，如（rú）電量的小時凍結數、日凍結數、月凍結數，用戶（hù）購電記錄日誌信息，透支記（jì）錄（lù）日（rì）誌信息信息，用戶可以通過電（diàn）能表終端可以直接了解到自己zui近（jìn）一個（gè）收費周期的用電量信息，免除了用戶（hù）到結算時才知道自身用電情況的出現。 
　　2、數據傳輸可靠（kào）性強。每個無卡（kǎ）式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（zuò）時需要多次的通信握手才能進行，並且使用可靠的加（jiā）密算法對重要數（shù）據進行加密處理，提高係統的安全性，可靠（kào）性。 
　　3、功能設置人性化。電能表可以根據每個居民用戶（hù）的用電狀況的不同在營銷（xiāo）係統（tǒng）的配合下，用戶可以自行設置剩餘電量的報警閾值，當剩餘電量少於設定閾（yù）值時，係（xì）統通過短信平台係統可以直接及時（shí）地通知用戶。 
　　（二）電表采集集中器 
　　在集中器原本功能的基礎上增加了對電能表的電（diàn）量下（xià）發，剩餘電（diàn）量（liàng）查詢、報警等（děng）功能滿足無卡式預購電係（xì）統（tǒng）的功能需求。 
　　1、通信性能可靠、穩定。集中器通過對由主站發出的GPRS信號進行接（jiē）收、處理，並通（tōng）過（guò）485通（tōng）道對下屬的電能表的電量信息進（jìn）行抄讀、參數下發等功能，在傳輸的過程中對重要信息進行加密處（chù）理，保證數據的準確性與安全性。 
　　2、對用電信息進行有（yǒu）效監控。集中（zhōng）器對各個電能表終端的（de）電（diàn）量信息進行定時監控，對重要信息進行多次比對，當發現用（yòng）戶剩餘的用電量（liàng）不足時，會以報警信息的（de）形（xíng）式（shì）上（shàng）報到後台主站，配合營銷係（xì）統進行催繳工作。這樣可以減輕了一（yī）線營銷（xiāo）員工的工作強度，並（bìng）有（yǒu）效降低了電費回（huí）收風（fēng）險。 
　　五、遠程預付費電（diàn）能表總體設計 
　　（一）硬件設計 
　　遠程預付費電能表的硬件設（shè）計如圖3所示，硬件（jiàn）部（bù）分主要包括微（wēi）控製（zhì）器、電能計量、LCD顯示、磁保持（chí）繼電器驅動（dòng）、通信接口和電源模塊。現將主要的幾（jǐ）部分作一些簡要介紹。 
　　
　　圖2 預付費（fèi）電能表硬件設計 
　　電能計量（liàng）部分：在（zài）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（jì）量芯片設計的電能表質量可（kě）靠，性能優於國際標準IEC10356中的規範。 
　　控製部分（fèn）：為整個電表（biǎo）能的（de）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（xiě）、LCD顯示的控製和（hé）磁保持繼電器的驅動等功（gōng）能。 

　　上行通信模塊：在本設計中，電能表除了RS485通信口外，還（hái）包括負責與集中器通信的上行通信模塊，模塊的通信方式可（kě）選電力線載波（bō）或者微功率無線。 

　　（二）軟件設計 
　　係統（tǒng）上電後，首先要進行初始化，初始化包括（kuò）微處（chù）理器的特（tè）殊功能寄存器（qì）的設置（zhì），時鍾（zhōng）/定時器參數的設置（zhì），中斷的設置（zhì），隨後讀取EERPOM的數據。 
　　電表內部中斷負責電量的（de）記錄。當有電量脈衝到來時，中斷服務程序對電量寄存（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（xù）每0.5秒對剩餘電量進行判斷，如果小於零則（zé）置欠費標誌，LCD及（jí）LED告警；如果大於零，判斷剩餘（yú）電量是否少於設定的告警閾值，少於（yú）設定閾（yù）值置低剩餘電量標（biāo）誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼續處理計量數據。