在科學（xué）生產力快速發展的（de）當今社會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各方麵的應（yīng）用已成為社會經（jīng）濟發（fā）展的新趨勢。中山（shān）供電局麵對管理龐大（dà）的低壓用戶（hù），若繼續采用通過IC卡等介（jiè）質讀取電表數（shù）據，不僅人工成本大、效率（lǜ）低（dī），而且出錯風險高、不（bú）利於營銷管理及當下分時電價、預（yù）支電費等先進模式的發（fā）展，有必要推廣無卡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，為客戶提供更優質的服務。 
　　一、推廣使用預付費電能表的必要性 
　　（一）確保電費（fèi）回收是供電企業營銷的首要任務（wù）。客戶電費回（huí）收（shōu），是供電企業營銷的重中之重。在租戶或信譽度較低的客戶中采取預購電的方式能有效降低（dī）回（huí）收風險。 
　　（二（èr））豐富交費方式,客戶可以根（gēn）據用電需求預購電量（liàng），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（jiǎn）少資金積壓（yā），方便省時。 
　　（三）規避（bì）政策風險，當調整（zhěng）電價時，管理者可（kě）對剩（shèng）餘電量進行（háng）折算重新（xīn）下發，避免（miǎn）了供電企業或客（kè）戶的損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采（cǎi）取限電（diàn）或停電措施，在用戶側（cè）安裝預購電（diàn）裝置的方式投資大（dà）且工作任（rèn）務繁重。 
　　（五）在營銷係統、計量自動化係統和需求側決策（cè）管（guǎn）理與分析係統的基礎上，不增加硬件設（shè）備投（tóu）資，實現預購（gòu）電功能及對預付費電能表遠程抄控的研究具有（yǒu）一定的必要性。 
　　二（èr）、傳統卡式預付（fù）費存在（zài）的（de）缺點 
　　卡式預購電係統解決了收費難的問題，但還存在以下（xià）缺點（diǎn）： 
　　（一）用電數據的采集不夠及時。若不派人上門抄表，則隻有當用戶購電時，才能將用戶的用電情況傳輸上來，數據存在滯後性，難（nán）以實現對實際用電量的統（tǒng）計和線損計算（suàn）。 
　　（二）當根（gēn）據國家相關政策調整電（diàn）價時，對於供電（diàn）企業來說，雖然可以采用限製囤（dùn）積電量等方式，但調價（jià）後仍采用預售的電價結算（suàn），會對供電企業或客戶造成一定的損失。 
　　（三）無法進行（háng）實時監控管（guǎn）理，出現問題不能及時發現和處理，一旦（dàn）發生（shēng）用電計（jì）量差錯，容易造成供電方（fāng）與用電方的電費結算糾紛。 
　　三、無卡式（shì）預付費的原理 
　　（一）無卡式預付費的基本概念 
　　與傳統的有卡式預購電或後付費不同（tóng），無卡式預購電（diàn）方式，可由客戶選擇合適的付費方式，同時還具有自動抄表（biǎo）功能。無卡式（shì）預購電將自動抄表和預（yù）購電的特點和優勢有機結合，具有豐富的應用功能和（hé）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（wú）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銷（xiāo）係統、計（jì）量一體（tǐ）化平台、主站（zhàn）前置機、集中器、采集終端（duān）、預購電電能表等（děng）組成。營銷主站通過互聯網以加密方式與銀行聯（lián）網，然後通過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（zhǔ）站前置機通過移動公司專用網絡（GPRS/CDMA信道）與係統終端集中器通信，主站係統（tǒng）將加密的預付電費數據下發至（zhì）集中器（qì），集（jí）中器通（tōng）過電力線載波到采集（jí）終端將數據（jù）傳送到RS485電能表或直接（jiē）通過（guò）電力（lì）線載波將數據直（zhí）接（jiē）傳送（sòng）至載波電能表（biǎo）讀取唯一的密鑰，然後（hòu）集中器通過密鑰進行加密發送購電數據到電能表，電能（néng）表接收由（yóu）主站下發（fā）的預付電費數據（jù）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執行相應的操作或返回相關數據，主站下發的指令數（shù）據可以是充值金額或對電能表遠程控製（zhì）等，該係統有別於（yú）一般的IC卡預購電係統，IC卡預購電電表（biǎo）充值跟開（kāi）通都必需通IC卡（kǎ）來實現。 
　　 
　　圖（tú）1 無卡（kǎ）式購電係統網絡（luò）結構圖（tú） 
　　集中器下行（háng）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（pín）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，采集終端下行信（xìn）道以RS485通信方式連接具有RS485通信接口的預付費電能表（biǎo）。 
　　四、無卡式預付費硬（yìng）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（bù）分之一，它是一個（gè）直接麵對（duì）最終客戶的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電能表終端直接（jiē）進行計量、統計用戶多項用電（diàn）信息，如電量的小時凍結數、日凍結數、月凍結數，用戶購（gòu）電記錄日誌（zhì）信息，透支記錄日誌信（xìn）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（shōu）費周期的用電量信息，免除了用戶到結算時才知道自身用電情況的（de）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，對重要的用電信息操作時需要多次的通信握手才能進行，並且（qiě）使用可靠的加密算法（fǎ）對重要數（shù）據進（jìn）行加密處理，提高係統的安全（quán）性，可靠性。 
　　3、功能設置人性（xìng）化。電能表可以根據每個（gè）居民（mín）用戶的用電（diàn）狀況的不同在營銷係統的配合下，用（yòng）戶（hù）可以（yǐ）自行（háng）設置（zhì）剩餘電量的報警閾值，當（dāng）剩餘電量少於設定閾值（zhí）時，係（xì）統通過短信平台係統可以直接（jiē）及時（shí）地通知用戶（hù）。 
　　（二）集中器 
　　在集中（zhōng）器原本功能的基礎上增加了對電能表的電量下發，剩餘電量查詢、報警等功能滿足無卡式預購（gòu）電係統的功（gōng）能需求，同時滿足《DL/T698-1997低壓電力用戶集中抄表係統技術（shù）條件》及《廣（guǎng）東電網公司低壓電力用戶集中抄表係統集中器上行通訊規（guī）約（1003版）》的要求。 
　　1、通（tōng）信性能可靠（kào）、穩定。集中器通過對由主站發出的GPRS信（xìn）號進行接收、處理，並通過載波（bō）通道或者是485通道對下屬的電能表的電量（liàng）信息進行抄讀、參數下發等功能，在傳輸（shū）的過程中對（duì）重要信息進行加密處理，保證數據的準確性（xìng）與安全性。 
　　2、對用電信息進行有效監控。集中器（qì）對（duì）各個電能表終端的電量信息進行（háng）定時監（jiān）控，對（duì）重要信息進行多次比對，當發現用戶剩餘的用電量不足（zú）時，會以報警信息的形（xíng）式上報到後台（tái）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度，並有效（xiào）降低了電費回收風（fēng）險。 
　　五、無卡（kǎ）式預（yù）付費電能表總體設計 
　　（一）硬件設計 
　　無卡式預付費電能表的硬件設計如圖（tú）3所（suǒ）示，硬件部分主要包括微控製（zhì）器、電能計量、LCD顯示、磁保持繼（jì）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（yào）介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付費電能表硬件設（shè）計 
　　電能計量部分：在本設計中（zhōng），選用Analog Devices公司的（de）高性能單相電能計量芯（xīn）片ADE7755，用這一計量（liàng）芯片（piàn）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：為整個電（diàn）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（de）控製和磁保持繼電器的驅動等功能。 
　　上行通信模塊：在本設計中（zhōng），電能表除了RS485通信口外，還（hái）包（bāo）括負責與集中器通信的上行通信模塊，模塊的（de）通信方式可（kě）選電力線載波或者微功率無線。 
　　（二）軟件設計 
　　係統上電後（hòu），首先要進行初始化，初始化包括微處理器的特殊功（gōng）能寄存器的設置，時鍾/定（dìng）時器（qì）參數的設置，中斷的設置，隨後讀取EERPOM的數據。 
　　電表內部中斷負（fù）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（cún）器加1，隨後退出中斷，在主程序循環完成電（diàn）計量功能。程序每0.5秒對剩餘電量進行判斷，如果小於零則置（zhì）欠費標誌，LCD及（jí）LED告警；如果大於零，判斷剩餘電（diàn）量是否（fǒu）少於設定的告警閾值，少於設定閾值置低剩餘（yú）電量標誌，LED告警，如果大於設定（dìng）閾（yù）值則繼續處理計量數據。 
　　六、結束語 

　　無卡式預付費電能表主要針對已接入低壓集中（zhōng）抄表（biǎo）係統的低壓用戶，以係統網絡與計算（suàn）機技術監測用電戶的用電量，複核用電戶預存（cún）電費（fèi）的結餘，並對低結餘、零結餘或負結餘的用電戶（hù）進行提醒、警告或停（tíng）電等措（cuò）施。在推廣使用智能電能表工作中，可借（jiè）鑒推廣使（shǐ）用無卡式（shì）預付費電能（néng）表的經驗（yàn），規避推廣使用傳統的卡式預付費電能表（biǎo）所（suǒ）遇到的問題和困（kùn）難。應加強客戶宣傳、技術培訓、業務（wù）管理等工作，從而在有序推進（jìn）智能電能表應用的同時，有效提升供電企業優質服務的良好（hǎo）形象。