在科學生產力快速發展的當今社（shè）會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各方麵（miàn）的應用已成為社會經濟發展的新趨勢。中山供（gòng）電局麵對管（guǎn）理（lǐ）龐（páng）大的低壓（yā）用戶，若繼續采（cǎi）用通過IC卡等介質讀取電表數據，不僅人工成（chéng）本大、效率低，而且出錯風（fēng）險高、不利於營銷管理及當下分時電（diàn）價、預支電費等先進模式的發展，有必要推廣無卡（kǎ）式預付費電能表使人員從過去繁（fán）瑣的低壓管理收費工作中解放出來，為客戶提供（gòng）更優質的服務。 
　　一、推廣使用預付費電能表的必要性 
　　（一）確（què）保電費回收是供電（diàn）企業營銷（xiāo）的首要任（rèn）務。客戶電費回收，是供電企（qǐ）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（fāng）式能有效降低回收風險。 
　　（二）豐富交費方式（shì）,客戶可以根據用電需求（qiú）預購電量，不必像過去一（yī）樣每月按合同約定的固定電（diàn）量繳交預付（fù）電費，減少資金積壓，方便省時。 
　　（三）規避政策風險，當調整電價時，管理者可對剩餘電量進行折（shé）算重新下發（fā），避免了供電企業或客戶的損失。 
　　（四）目前對欠（qiàn）費客（kè）戶采取限電或停電措施，在用戶側安裝預購電裝置（zhì）的（de）方式投資大且工作任務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自動化係（xì）統和需求側（cè）決策（cè）管理與分析（xī）係統的基礎上，不增加硬件設備投資（zī），實現預購電功（gōng）能及對預（yù）付費（fèi）電能（néng）表遠程抄控的（de）研究具（jù）有一定的（de）必要性。 
　　二、傳統卡式（shì）預付費存在的缺點 
　　卡式預購電係統解決了收費難的問題，但還存（cún）在以下缺點： 
　　（一）用電數據的采集不（bú）夠及時。若不派人上門抄（chāo）表，則隻有當用戶購電時，才能（néng）將用戶的用電情況傳輸上來，數據存在滯後性，難以（yǐ）實現（xiàn）對實際（jì）用電量的統計和線損計算（suàn）。 
　　（二）當根據國家相（xiàng）關政策調整電（diàn）價時，對於供電企業（yè）來說，雖（suī）然可以采用限製（zhì）囤積電量等（děng）方式，但調價後仍采用預售的電（diàn）價結算，會對供電企業或客戶造成一定的損失。 
　　（三（sān））無法進行實時監（jiān）控管理，出現問題不能及（jí）時發現和處理，一旦發生用電計量（liàng）差錯（cuò），容易造成供（gòng）電方與用電方的（de）電費結算糾紛（fēn）。 
　　三（sān）、無（wú）卡式預付費的原理 
　　（一）無卡式（shì）預付費的（de）基本概念 
　　與傳統的（de）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（jù）有自動（dòng）抄表功能。無卡式預購電將自（zì）動抄表和預購電的特點（diǎn）和優勢有機結合，具有豐富（fù）的應用功能和極強的（de）靈活性（xìng），能有（yǒu）效解決單（dān）獨的預購電所（suǒ）存在的缺點。 
　　（二）無卡式（shì）購電係統構成原理圖 
　　圖1中，整個無卡式（shì）預付費流程主要由（yóu）營銷係統（tǒng）、計量（liàng）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。營銷主站通過互聯網以加密方式與銀行聯網，然後（hòu）通過（guò）WebServices接口經過計量自動化平台及主站前置機進行指令數據收發,而後主站前置機（jī）通過移動公司專（zhuān）用（yòng）網絡（GPRS/CDMA信道）與係（xì）統終端集中器通（tōng）信，主站係統將加密（mì）的預付電費（fèi）數據下發至集中器，集中器通過電力線載波到采集終端將數據傳送到RS485電能（néng）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，然後集中器通過密鑰進行加密發送購電數據到電能表，電能表接收由主站下發的預付電費數據同時通過標準加密（mì）算法解釋並判斷（duàn）所收到數據是否為合法數據並執行相應的操作（zuò）或返回相關數（shù）據，主站下發的指令（lìng）數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（yù）購電係統，IC卡預購電（diàn）電表充值跟（gēn）開通都必（bì）需通IC卡來實現。 
　　 
　　圖1 無卡式購（gòu）電係統網絡（luò）結構圖（tú） 
　　集中器下行通信信道可選擇電力線載波方式（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預付費電（diàn）能表，采集終端下（xià）行信道以RS485通（tōng）信方式連接具有RS485通（tōng）信接口的預付費電能（néng）表。 
　　四、無卡式預付費（fèi）硬件設備 
　　（一）預付費（fèi）電能表 
　　預付費電能表是本係統的重要的（de）組成部分之一，它（tā）是一個直接麵對最終（zhōng）客戶（hù）的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電（diàn）能（néng）表終端直（zhí）接進行計量、統計用戶多項用電信息，如電量的小時凍結（jié）數、日凍（dòng）結數、月凍結數，用戶購電記錄日誌信息，透支記錄日誌信息信息，用戶可以通（tōng）過電（diàn）能表終端可以直接了解到自己最近一個收費（fèi）周期的用電量信息，免除了用戶到結算時才知道自身用電情況的出現。 
　　2、數（shù）據傳輸可靠性強。每個無卡（kǎ）式電（diàn）能表終端（duān）內部具有一個唯一的密鑰計算方式，對重要（yào）的用電信息操作時需要多次的通信握手才能進（jìn）行，並且（qiě）使用可靠的加密算法對（duì）重要數據進行加密處理，提高係統的安全性，可靠性。 
　　3、功能設置人性化。電能表可以根據每個居（jū）民用（yòng）戶的用電狀況的不同在營銷係統的配合下（xià），用戶可以自行設（shè）置剩餘電量的報警閾值，當剩餘（yú）電量少於設定閾值時，係統通過短信平台係統可以（yǐ）直接及時地通知用戶。 
　　（二）集中器 
　　在集中（zhōng）器原本功（gōng）能的基礎上增加了對電能表的電量下發，剩餘電量查詢、報（bào）警等功能滿足無卡式（shì）預購電係統的功（gōng）能（néng）需求，同時滿足《DL/T698-1997低壓電力（lì）用戶集中抄表係統技術（shù）條（tiáo）件》及《廣東電網公司低壓電（diàn）力用（yòng）戶（hù）集中抄表係統集中器上行通訊規約（1003版）》的要（yào）求（qiú）。 
　　1、通信（xìn）性能可（kě）靠、穩定。集中（zhōng）器通過對由主站發出的GPRS信號進行接收、處理，並通過載波通道或者是485通道對下屬的電能表的電量信息進行抄讀、參數下發等功能，在傳輸的過程中對重要信息進行加密處理，保證數據的準確性與安全性。 
　　2、對（duì）用電信息進行有效監控。集中器對各個電能表終端的電量信息進行定時監控（kòng），對重要信息進行多次比對，當發現用戶剩餘的用電量不足時，會以（yǐ）報警信息（xī）的形式上（shàng）報到後台主（zhǔ）站，配合（hé）營銷係統進行催繳工作。這樣可以減輕了一線營銷員工（gōng）的工作強度，並有效降低了（le）電費回收風險。 
　　五、無卡式預付費（fèi）電能表總體設計 
　　（一）硬件設計 
　　無卡式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（diàn）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 預付費電能表硬件設計（jì） 
　　電能計（jì）量部分：在本設計中，選用Analog Devices公司的高性能單（dān）相電能計量芯片ADE7755，用這一（yī）計（jì）量芯片設計的電能表質（zhì）量可（kě）靠，性（xìng）能優（yōu）於國際（jì）標準IEC10356中的規範。 
　　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（shì）的控（kòng）製和磁（cí）保（bǎo）持繼電器的驅動（dòng）等功能。 
　　上行通信模塊：在本設（shè）計中，電能表除了RS485通（tōng）信口外，還包括負責與集中器通信的上行通信模塊，模塊的通信方式可選電力線載波或者微功率無線。 
　　（二）軟件設計 
　　係統（tǒng）上電後，首先要進行初始化，初始化包括微處理器的特殊功能寄存器的設置，時鍾/定時器參數的設置，中斷的設置，隨後讀取EERPOM的（de）數據。 
　　電表內部中斷負責電量（liàng）的（de）記錄。當有電量脈衝到來時，中（zhōng）斷服務程序對（duì）電量寄存器加1，隨後退出中斷，在主程（chéng）序循環完成電計量功能。程序每0.5秒對剩餘電量進行判（pàn）斷，如（rú）果小於零（líng）則（zé）置（zhì）欠費（fèi）標誌，LCD及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，少於設定閾值置（zhì）低剩餘電量（liàng）標誌，LED告警，如果大於設定閾值則（zé）繼續處（chù）理計量數據。 
　　六、結束語 

　　無卡式預付費電能表主要針對已（yǐ）接入低壓集中抄表係統的（de）低壓用戶，以係統網絡與計算機技術監測用電戶的用電量，複核用電戶預存電費的（de）結餘，並對低結餘、零結餘或負結餘的用電（diàn）戶進行提醒、警告或停電等措施。在推廣使用智能電能表工（gōng）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（tuī）廣使（shǐ）用傳（chuán）統（tǒng）的卡式預付費電能表所遇到的問題和困難。應加強客（kè）戶宣傳、技術培訓、業務管理等工作，從而在有序推進智能（néng）電能表應用的同時，有效提升供電企（qǐ）業優質（zhì）服務的良好形象。