在科學生產力快速發展（zhǎn）的當今社會，數字化、網絡化、信息化、智能化在各（gè）方麵的應用已成為社會經濟（jì）發展的（de）新趨勢。中山供電局麵（miàn）對管理龐大的低（dī）壓用戶，若繼續（xù）采用通過IC卡等介質讀取電表數據（jù），不僅人（rén）工成本大、效率低，而且出錯風險高、不利於營銷管理及當下分（fèn）時電價、預支電費（fèi）等先進模式的發（fā）展，有（yǒu）必要推廣無卡式預付費電能表使人員從過去繁瑣的低壓管理（lǐ）收費工作中解放出（chū）來，為（wéi）客戶提供更優質（zhì）的服務。 
　　一、推廣使用預付費電（diàn）能表的必要性 
　　（一（yī））確保電（diàn）費回收是供電企業營銷（xiāo）的首要（yào）任務。客戶電（diàn）費回收，是供電（diàn）企業營銷的重中之重。在租戶或信譽度較低（dī）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預購電量，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，減少資金積壓，方便省時。 
　　（三）規避政策風險（xiǎn），當調整電（diàn）價時，管理者可對剩餘電量進行折算（suàn）重新下發，避（bì）免了供電企業或客戶（hù）的損失。 
　　（四）目前對欠費客戶采取限電或停電措施，在（zài）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（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（diàn）能表遠（yuǎn）程抄控的研究（jiū）具有（yǒu）一定的必要性。 
　　二（èr）、傳統（tǒng）卡式（shì）預付費存在的缺點（diǎn） 
　　卡式預購電係統解（jiě）決了收費難的（de）問題，但還存（cún）在以下缺點（diǎn）： 
　　（一（yī））用電數據的采集不夠及（jí）時。若不派（pài）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，難以實現對實際用電量的統計和線損計算。 
　　（二）當根據國家相關政策調（diào）整電價時，對於供電企（qǐ）業（yè）來說，雖然（rán）可以采（cǎi）用限製囤積電量等方式，但調價後（hòu）仍采用預售的電價結算（suàn），會對供電企業或客戶造成一（yī）定的（de）損失。 
　　（三）無法進行實時監控管理，出現問題不能及時發現和處理，一旦發生用電（diàn）計量差錯，容易造成供電方與用電方的電費結算糾紛。 
　　三、無（wú）卡式（shì）預付費的原理（lǐ） 
　　（一）無卡（kǎ）式預（yù）付費的基本概念 
　　與傳統的有卡式預購（gòu）電或後付費不同，無卡式預購（gòu）電方式（shì），可由客戶選擇合（hé）適（shì）的付費方式，同時還具有自動抄表功能。無卡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（fēng）富的（de）應用功能和極強的靈活性，能有效解決單獨的預購電所存在的缺點。 
　　（二（èr））無卡式購電係統構成（chéng）原理圖（tú） 
　　圖1中，整個無卡式預付費流程主要由營銷係統、計量一體化平台、主站前（qián）置機（jī）、集中器、采集終端、預購電電（diàn）能表等組成（chéng）。營銷主站通過互聯網以加密方式與銀行聯網，然後通過（guò）WebServices接（jiē）口經過計量自動化平台及主站前置機進行指令數據收發,而後主站前置機通過移（yí）動公司專用網絡（GPRS/CDMA信道）與係統終端（duān）集中器通信，主站係統將加密的預付電費數（shù）據下發（fā）至集中器，集中器（qì）通過電力線載波到采集終端將（jiāng）數據傳送到RS485電能表或直接通過電力線載（zǎi）波將數據直接傳送至載（zǎi）波電能表讀取（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電能表，電能表接（jiē）收由（yóu）主站（zhàn）下發（fā）的（de）預付電費數據同時通過標準加密算法解釋並判斷所收到（dào）數據是（shì）否為合法數據並執（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（néng）表遠程（chéng）控製等，該係統有別於一般的IC卡（kǎ）預購電係統，IC卡預購電電表充值（zhí）跟開通都必需（xū）通IC卡來（lái）實現。 
　　 
　　圖1 無卡式購電係統網絡結構圖（tú） 
　　集中器下行通信信道可選擇電力線（xiàn）載波方式（Power Line Carrier Method），微功率無線（xiàn）射頻方（fāng）式或專線方式連接采集終端或者無卡式預付（fù）費電能表，采集終端下行信道以RS485通信方式連接（jiē）具有RS485通信接口的預付（fù）費電能表（biǎo）。 
　　四、無卡式預付（fù）費硬件設（shè）備 
　　（一）預付費（fèi）電（diàn）能表 
　　預付費電能表是本係統的重要的組成部分之一，它（tā）是一個直接麵對最終客戶的終端設備。 
　　1、數據存儲量大。電能（néng）表終端直接進行計量、統計用戶多項用電信息，如電量的小（xiǎo）時凍結數、日凍結數、月凍結數，用戶購電（diàn）記錄日誌（zhì）信息，透支記錄日誌信息信息，用（yòng）戶可以通過電能表終端可以直接了（le）解到自己最近（jìn）一個收費周期的用電量信（xìn）息，免（miǎn）除（chú）了（le）用戶到結算時（shí）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（biǎo）終端內部（bù）具有（yǒu）一個唯一的密鑰計算方式，對重要的用電信息操作（zuò）時需（xū）要多次的通信握手才能進（jìn）行，並且使用可靠的加密算（suàn）法對重要數據進行（háng）加（jiā）密處理，提高係（xì）統（tǒng）的安全性，可靠性。 
　　3、功能設置（zhì）人性化。電能表可（kě）以根（gēn）據每個居民用戶的用電狀況的不同在（zài）營銷係統的配合下，用戶可以自行設置剩餘電量的報警閾值，當剩餘電量少於（yú）設定閾值時，係統通過短信平台係統可以直接及時地通知用戶（hù）。 
　　（二）集中器 
　　在集（jí）中器原本功能的基（jī）礎上增加了對電能表的電量下（xià）發，剩餘電量查詢、報警等功能滿足無卡（kǎ）式預購電係統的（de）功能需求，同時滿足《DL/T698-1997低壓電力用戶（hù）集中抄表係統技術條件》及（jí）《廣東電網公司低壓電力用戶集中抄表係統集中器（qì）上（shàng）行通訊規約（yuē）（1003版）》的要求。 
　　1、通（tōng）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，並通過載波通道或者是485通道對下屬的電能表（biǎo）的電量信息進（jìn）行抄讀、參數下發（fā）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、對用電信息（xī）進行有（yǒu）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，對重（chóng）要信息進行多次比對，當發現用戶剩餘的（de）用電（diàn）量不足時，會以報警信息的形式上報到後（hòu）台主站，配（pèi）合營銷係統進行催繳工作。這樣（yàng）可（kě）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、無卡式預付費（fèi）電能表總體設計（jì） 
　　（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（yào）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（hé）電源模塊。現將主要的幾部分作一些簡（jiǎn）要介紹。 
　　
　　 
　　圖2 預付（fù）費電能表硬件設計 
　　電能計量部（bù）分：在（zài）本設計（jì）中，選用（yòng）Analog Devices公司（sī）的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（zhì）部分：為整個電表能的心髒，實現電能（néng）脈衝的計（jì）數（shù）、掉（diào）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的驅（qū）動等功能。 
　　上行通（tōng）信模塊：在本設計中，電能表除了RS485通（tōng）信口外（wài），還包（bāo）括負（fù）責與集中器通信的上行通（tōng）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（xì）統上電後，首先要進行初（chū）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（hòu）讀取（qǔ）EERPOM的數據。 
　　電表內部中斷負責電量的記錄（lù）。當（dāng）有電（diàn）量脈衝到來時，中斷服務程序對電量寄存（cún）器加1，隨後（hòu）退出中斷，在主程序循（xún）環完成電計量功能。程序每0.5秒對剩餘（yú）電量進（jìn）行判斷（duàn），如果小於零則置欠費標誌，LCD及LED告警；如果大於零，判（pàn）斷剩餘電量是否少於設定的告警閾值，少於設定閾值置低剩餘電量標誌，LED告警，如果（guǒ）大於設定閾值則繼續處理（lǐ）計量（liàng）數據（jù）。 
　　六、結束語 

　　無卡式（shì）預付費電能表主要（yào）針對已接入低壓集（jí）中抄（chāo）表係統的低壓（yā）用戶，以係統網絡與計算機技術監測用電戶的用電量，複（fù）核（hé）用電戶預存電費的結餘，並對低結餘、零結餘或負結餘的用電（diàn）戶進行提醒（xǐng）、警告（gào）或停電等措施。在推廣使（shǐ）用智能電能表工作中，可借鑒推廣使用無卡（kǎ）式預付費電能表的經驗（yàn），規避推廣使用傳統的卡式預付費電能表所（suǒ）遇到的問題和困難。應加強客戶宣傳、技術培訓、業務（wù）管理（lǐ）等工作，從（cóng）而在有序推進智能電能表應用的同時，有（yǒu）效提升供電企業優（yōu）質服務的良好形象。