在科學生產力快速發展的當今社會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各方麵的應用已成（chéng）為社會經濟發（fā）展的新趨勢。中山供電局麵對管理（lǐ）龐大的低壓用戶，若繼（jì）續采用通（tōng）過IC卡（kǎ）等介（jiè）質讀取電表數據，不僅人工成本大、效率低，而且出錯風險（xiǎn）高、不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，有必要推廣無（wú）卡式預付費（fèi）電能表使人員從過去繁瑣的低（dī）壓管（guǎn）理收費工作中解（jiě）放出來，為客（kè）戶提供更優質的服務。 
　　一、推廣使用預付費電能表的必要性 
　　（一（yī））確保電費回收是供電企業營（yíng）銷的首要任務。客戶電費回收，是供電企業營銷的（de）重中之重。在租戶或信譽度較低的（de）客戶中采取預購電的（de）方式能（néng）有效降低回收風險。 
　　（二）豐富交費方（fāng）式,客戶可以根據用電需求預購電量（liàng），不必像過（guò）去一樣每月按合同約定的固定電量繳交預付電費，減少資金積（jī）壓，方便省時。 
　　（三）規避政策風險，當（dāng）調整電價時（shí），管理者可對剩餘電量進行折（shé）算重（chóng）新下發，避免了供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，在用戶側安裝預購電裝置的方式投資大且工作任務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自動化係統和需求側決策管理與分析係統的基礎（chǔ）上（shàng），不增加硬件設備投資，實現預購電功能及對預付（fù）費電（diàn）能表遠（yuǎn）程抄（chāo）控的研究具有一定的必（bì）要（yào）性。 
　　二、傳統卡式（shì）預付費（fèi）存在的缺點 
　　卡式預購電係統解決了收費難的問題，但還存在以下缺（quē）點： 
　　（一）用電數據的采集不夠及（jí）時。若不派人上門抄（chāo）表，則隻有當用戶購電時，才（cái）能將用（yòng）戶的用電情況傳輸上來，數據存在滯後性，難以（yǐ）實現對實際用（yòng）電量的統計和線損計算。 
　　（二（èr））當根據國家相關政策調整電價時，對（duì）於（yú）供電企業來說，雖然可以采用限製囤積電量等方式，但調價後仍采用預售的電（diàn）價結算，會對（duì）供電企業或（huò）客戶造成一定的損失。 
　　（三）無法進行（háng）實（shí）時監控管理，出現問題不能及時發現和處理，一旦發生用電計量差錯，容易造成供電方與用電方的電費（fèi）結（jié）算糾紛（fēn）。 
　　三、無（wú）卡式預付（fù）費的原理（lǐ） 
　　（一）無卡式（shì）預付費（fèi）的基本概念 
　　與傳統的有卡式預購電（diàn）或後付費不同（tóng），無卡式預購電方式，可由（yóu）客戶選擇合適的付費方式，同時還具有（yǒu）自（zì）動抄表功能。無（wú）卡（kǎ）式預購電將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強的靈活性，能有效解決單獨的（de）預（yù）購電所存在的缺點。 
　　（二）無卡式購電（diàn）係統構成原理圖 
　　圖1中，整個無卡式預付費流程主要（yào）由營銷係統（tǒng）、計量一體化平台、主（zhǔ）站前（qián）置機、集中器、采集終端、預購電電能（néng）表等組成。營銷主（zhǔ）站通過（guò）互聯（lián）網以加密方式與銀（yín）行聯網，然後通過WebServices接（jiē）口經過（guò）計量自動化平台及（jí）主站前置機進行指令數（shù）據收發,而後主站（zhàn）前（qián）置（zhì）機通過移動公司專（zhuān）用網絡（GPRS/CDMA信道）與係（xì）統終端集中器通信，主站係統將加密的預（yù）付電費數據下發至集中器，集（jí）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（zhí）接通過電力（lì）線載波將數據直接傳送至載波電能表讀（dú）取唯一的密鑰，然後集中器通過密鑰進（jìn）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（shí）通過標準加密算法解釋並判斷所收到數據是（shì）否為合（hé）法數據並（bìng）執（zhí）行（háng）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（zhí）金額或對電能表遠程控製等，該（gāi）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（kāi）通都必需通IC卡來實現（xiàn）。 
　　 
　　圖1 無卡式購電係統網絡（luò）結構圖 
　　集中器下行通信信道可選擇（zé）電力線載波方式（Power Line Carrier Method），微功率無線（xiàn）射頻方式或專（zhuān）線方式連接采集終端或者無卡式預付費電（diàn）能表，采集終端下行信道以（yǐ）RS485通信方式連接具有RS485通信接口的預付（fù）費電能表（biǎo）。 
　　四、無卡式預付費硬件設備 
　　（一）預付費電能表 
　　預付費電能表是本（běn）係統的重要的組成部分之一，它是一個直接麵對（duì）最終（zhōng）客戶的終端設（shè）備。 
　　1、數據存儲量大（dà）。電能（néng）表終端（duān）直接進（jìn）行計量、統計用戶多項用電信（xìn）息，如電量的小時凍結（jié）數、日凍結數、月凍結數，用戶購電（diàn）記錄日誌信息，透支記錄日誌信息信息，用戶可以通過電能表終端（duān）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（cái）知道（dào）自身（shēn）用電情況的出現。 
　　2、數據傳（chuán）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（mì）鑰計算方式（shì），對重要的用（yòng）電（diàn）信息（xī）操作時需要多次的通信握手才能進行，並且使用可靠的加密（mì）算法對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（zhì）人性化。電能表可以根（gēn）據每個居（jū）民用戶的用電狀況的不同在營銷係統（tǒng）的配合下，用戶可以自（zì）行設置（zhì）剩餘電量的報警閾值，當剩餘電量少於設定閾值時，係統通過短信平台（tái）係統（tǒng）可以（yǐ）直接及時地通（tōng）知用戶。 
　　（二）集（jí）中（zhōng）器 
　　在集中器原本（běn）功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預購電（diàn）係統（tǒng）的功能需（xū）求，同（tóng）時滿足《DL/T698-1997低壓電力用戶集中抄表係統技術條件》及《廣東電網公司低壓電力用戶集中抄表係統（tǒng）集中器上（shàng）行通訊規約（1003版）》的要求（qiú）。 
　　1、通信性能可靠、穩定。集（jí）中器（qì）通過對（duì）由主站發出（chū）的GPRS信號進行接收、處理（lǐ），並通過（guò）載波通道或者是485通道對下屬的電能表的電量信息（xī）進行抄讀、參（cān）數下發等功能，在傳輸的過程中對重要（yào）信息進行加密（mì）處理，保證數據（jù）的準確性與安全性。 
　　2、對用電信息進行有效監控（kòng）。集中器（qì）對各（gè）個電能表終端（duān）的電量信息進行（háng）定時監（jiān）控，對重要信息進行多次（cì）比對，當發現用戶（hù）剩餘的用電量不（bú）足時，會以報警信息的形式上報到後台主站，配合營銷係統進行催繳工作。這樣可以減輕了一線營銷員工的工作強（qiáng）度，並（bìng）有效降低了電（diàn）費回收風險。 
　　五、無（wú）卡（kǎ）式預付費電能表總體設計 
　　（一）硬件（jiàn）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（yào）包括微控製器、電能計量、LCD顯示、磁保持（chí）繼電器驅動、通信接口和電源模塊。現將主要的幾部分作一些簡要介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付費電能表硬件設計 
　　電能計量部分：在本設計中，選（xuǎn）用Analog Devices公司的（de）高性能單相電能計量芯片ADE7755，用這一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。 
　　控製部分：為整（zhěng）個（gè）電表能的心髒，實現電能脈（mò）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（qì）的驅動等功能。 
　　上行通信模塊：在本設計中，電能表除了RS485通信口外，還包括負責與集中器通（tōng）信的上行通信（xìn）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 
　　係統上電後，首先要進（jìn）行初始化（huà），初（chū）始化包括微處理器（qì）的特殊功能寄存器的設置，時鍾/定時器參數的設置，中斷的（de）設置，隨後讀取EERPOM的數（shù）據。 
　　電表內部（bù）中斷負責電量的記錄。當有電量脈衝到來時，中斷服務程序對（duì）電量寄存器加1，隨後退出中斷，在主程序（xù）循環完（wán）成電計量功能。程序每0.5秒對剩餘電量進行判斷，如果小於零（líng）則置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判斷剩餘電量是否（fǒu）少於設定的（de）告警閾值，少於設定閾值置低剩餘電量（liàng）標誌，LED告警，如果大於設定閾值則繼續處（chù）理計量數據。 
　　六、結（jié）束語 

　　無卡式（shì）預付費電能表主要針對已接入低壓集中抄表係統的低（dī）壓用戶（hù），以係（xì）統網絡與計算機技術監測用電戶的用（yòng）電量，複核用電戶預存電費的結餘，並對低結餘、零結餘或負結餘的（de）用電（diàn）戶進行提（tí）醒（xǐng）、警告或停電等措施。在（zài）推廣使（shǐ）用智能電能（néng）表工作中，可借鑒推廣使用無卡式預（yù）付費電能表的經驗，規避（bì）推廣使用傳統的卡式預（yù）付費電能表所遇（yù）到的問題和困（kùn）難（nán）。應（yīng）加強客戶宣傳（chuán）、技術培訓、業務管（guǎn）理等工作，從而在有序推進智能電能（néng）表應用的同時，有效提升供電企（qǐ）業（yè）優質服務的良好形象。