在科學生產力快速發展的當今社會，數字化、網絡化、信（xìn）息化、智能化在各方麵的應（yīng）用已成為（wéi）社會（huì）經濟（jì）發展的新趨勢。麵對管理龐（páng）大的低壓用戶，若（ruò）繼續采用通過IC卡等介質讀取（qǔ）電表數據，不（bú）僅人工成本大、效（xiào）率低，而且出錯風險高、不利（lì）於營銷管理及（jí）當下分時電價、預支電（diàn）費等先進模式的發展，有必要（yào）推廣無卡式預付費電能表使人員從過（guò）去繁瑣的低壓管理收費（fèi）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（bì）要性 
　　（一）確保電費回收是供電企（qǐ）業營（yíng）銷的首要（yào）任務。客戶電費回收，是供電企業營銷的重中之重（chóng）。在租（zū）戶或信（xìn）譽度較低的客戶中采（cǎi）取預購（gòu）電的方式能有效降低回收風險。 
　　（二）豐富（fù）交費方式,客戶可以（yǐ）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（dìng）電量繳交預（yù）付電費（fèi），減少資金積壓，方便省（shěng）時。 
　　（三）規（guī）避政策風險（xiǎn），當調整電價時，管理者可對剩餘電量進（jìn）行折算重新下發，避免了供電企業或客戶的損失。 
　　（四）目前對（duì）欠費客（kè）戶采取限電或停電措施，在用（yòng）戶側安裝預購電裝置的方（fāng）式（shì）投資大且工作任務繁重。 

　　（五）在營銷係統（tǒng）、計量自動化係（xì）統和（hé）需求側決（jué）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付費電能表遠（yuǎn）程抄控的研究具有一定的必要性。 

　　二、傳統（tǒng）卡式預付費存在的缺（quē）點 
　　卡（kǎ）式預購電係統解決了收費難的問題，但還存在以下缺點（diǎn）： 
　　（一）用電數據的采集不夠及時。若不派人上門抄表，則隻有當用戶（hù）購（gòu）電時，才能將用戶的用電情況傳（chuán）輸上來，數據存在滯後性，難以實現對實際用（yòng）電量（liàng）的統計和線損計算。 
　　（二）當根據國家相關政策調整電價時，對於供電企業來說，雖然可（kě）以采用限（xiàn）製囤積電量等方式，但（dàn）調價後仍采用預售的電價結算，會對（duì）供電企業（yè）或客戶造成一定的損失（shī）。 

　　（三）無（wú）法（fǎ）進行實時監控管理，出現問題不能及（jí）時發現和處理，一旦發生（shēng）用電計量差錯，容（róng）易造成（chéng）供電方與用電方的（de）電費結（jié）算糾紛。 

　　三（sān）、遠程預付費的原理 
　　（一（yī））遠程預付費的基本（běn）概念 
　　與傳統的（de）有卡式預購電或後付（fù）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能。無卡式預購電將（jiāng）自動抄表和預購電的特點和優勢有機結合，具有豐富的應用功能和極（jí）強的靈活性，能有（yǒu）效解決（jué）單獨的預購電所存（cún）在的缺點。 
　　（二（èr）遠（yuǎn）程購電係統（tǒng）構成（chéng）原理圖 
　　圖1中，整個遠程預付費流程（chéng）主要由遠程預付費電表，電表采集器，遠程抄表係統等組成。服務器通過移動公（gōng）司專用網絡（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（jí）中器，集（jí）中器通過485線將數（shù）據傳送到RS485電能表或直接通（tōng）過電力線載波將數據直接（jiē）傳送至載波電能（néng）表讀取唯一的密鑰，然後集中器（qì）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）主站下發的預付電費數據同時（shí）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執行相應的操作或返回相（xiàng）關（guān）數據（jù），主站下發的指令數據（jù）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必需通IC卡（kǎ）來（lái）實現。 
　　 
　　四、遠程預付費硬件設備（bèi） 
　　（一）預付費電能表 
　　預付費電能表是本係統的重要的組成部分之一，它是一個直接麵對zui終客戶的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電能表終端直接進行計量、統計用戶多項用（yòng）電（diàn）信息，如（rú）電量的（de）小時凍結數（shù）、日凍（dòng）結數（shù）、月凍結數，用戶購電（diàn）記（jì）錄（lù）日誌信息，透支記錄日誌信息信息，用戶可以通過電能表終（zhōng）端可以直接了解到自己zui近（jìn）一個（gè）收費周期（qī）的用電量信（xìn）息，免除了（le）用戶到結算時才知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（yī）個唯一的密鑰計算方式，對重（chóng）要的用電信息操（cāo）作時需要多次（cì）的通信握手才能進行（háng），並且使用可（kě）靠的加密算法對重要數據進行（háng）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（néng）表可（kě）以根據每個居民用戶的用電狀況的不同在營銷係統的（de）配合下，用戶可以自行設置剩餘（yú）電量的報警閾值，當（dāng）剩餘電量少於設定閾值時，係統通過（guò）短信平台係統可以直接及時地通知用（yòng）戶。 
　　（二（èr））電表采集集中器 
　　在集中器原本功能的基（jī）礎上增加了（le）對電能表的電量下發，剩餘（yú）電量查詢、報警等功能滿足（zú）無卡式預購電（diàn）係統的功（gōng）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信號進行接收、處理，並通過485通道對下屬的電能表的電量信息（xī）進行抄讀、參數下發等功能，在傳輸的過（guò）程中對重要（yào）信息進行加密處理，保證數據的準確性與安全性。 
　　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量信息進行定時監（jiān）控，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，會以報警信息的形式上（shàng）報到後台主站，配合營銷係統進行催（cuī）繳工作。這樣可以減輕了一線營銷員工的工作強度，並有效降低了電費回收風險。 
　　五、遠程（chéng）預付費電能表總體設計 
　　（一）硬件設計 
　　遠程預（yù）付費（fèi）電能表的硬件設計如圖3所示，硬件部（bù）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（zhǔ）要的幾部（bù）分（fèn）作一（yī）些簡要介紹。 
　　
　　圖2 預付費電能（néng）表硬件設計 
　　電能計（jì）量（liàng）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（yī）計量芯片設計的電能表質量可靠，性能優於國際標準IEC10356中的規範。 
　　控製（zhì）部分：為整個電表能的心髒，實（shí）現（xiàn）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（kòng）製和磁保持繼（jì）電器的驅動等功能（néng）。 

　　上行通信模塊：在本設計中，電能表除了RS485通信口外，還包括負責與集（jí）中器通信的（de）上行通信（xìn）模塊（kuài），模（mó）塊的（de）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（shàng）電後，首先要進行初（chū）始化，初始（shǐ）化包括微處理（lǐ）器的特殊功能寄存器的設置，時鍾/定時器參（cān）數的設置，中（zhōng）斷的設置，隨後讀取EERPOM的數據（jù）。 
　　電表內部中斷負責電量的記錄。當有電量脈衝到來（lái）時，中斷服務程序對電量（liàng）寄（jì）存器（qì）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（duì）剩餘電量進行（háng）判斷，如果小於零則置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判斷剩餘電量是否少於（yú）設定的告警閾值，少於設定閾值置低剩餘電量標誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼續處理計量數據。