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一、预付费智能电能表工作原理
用户持IC卡到供电部门交款购电,供电部门用售电管理机将购电量写入IC卡中,用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡(简称刷卡,下同),即可合闸供电,供电后将卡拿走。当表内剩余电量等于报警电量时,拉闸断电报警(或蜂鸣器报警),此时用户在感应区刷卡即可恢复正常,此时用户在感应区刷卡即可恢复供电;当剩余电量为零时,自动拉闸断电,用户必须再次持卡交费购电,才可以恢复用电。
二、预付费智能电能表技术方案(预付费电能表主要方案如下几种)
(1)插卡式预付费电能表。预付费电能表初期产品为插卡式,计量部分为电子式电能表,技术上比较成熟,电能表上有插入端口,电能表箱上也有开口,在居民小区得到了广泛应用。(2)射频卡预付费电能表。非接触式RFID卡(又称射频卡)是国外近几年发展起来的新技术,它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,解决了无源和免接触的难题,防止了插卡电能表静电干扰和端口插入破坏性物品。射频卡无需专门的供电电源;它与读写器间无机械接触,避免了接触故障;它的表面无裸露芯片,可防水,且不易产生静电攻击及弯曲损坏等问题。非接触式IC卡具有可靠性高,使用方便,操作速度快等特点。(3)红外遥控预付费电能表。红外智能卡电能表是和电视机遥控器同样的信号传输方式,其信号传输保密性、抗干扰性好,电能表箱不留任何端口,红外信号可以穿透表箱上的玻璃远距离(3m以内)和电能表进行数据交换,可以有效防止人为破坏电能表数据传输系统的行为。由于采用红外线遥控,操作时不受安装高度的限制。其缺点是红外卡要装电池,表内装有红外接受器,成本相对高一些。(4)集中电子式预付费电能表。预付费多用户电能表一表循环显示每户用电量,在居民家中安装一台智能卡读写器,智能卡读写器插卡显示每户的剩余电量,把IC卡中的数据传递给电能表,更具人性化管理,及时在用户家中提示购电。多用户预付费电能表具有单位户数体积小,造价低,每个表箱可最多安排24户用电,安装地点灵活方便,它集中计量,集中管理且抄表方便,避免了上下楼抄表的麻烦。其缺点是如果计算机CPU损坏将影响很多用户的正常用电。(5)GPS预付费电能表。将现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起,能及时、准确又全面地反映电量的使用(即销售)情况。GPS预付费电能表是用手机短信或在无线网络上就可操作的产品,信号通过卫星传输,以短消息的方式将此信息送给总控中心,以实现远程自动无线抄表功能。成本较高,目前只是国家电网公司对发电厂采用这种信息管理模式。
三、RFID智能电表技术方案与质量评估
随着科学技术进步和用电管理的精细化,RFID预付费智能电表得到了广泛的应用,与接触式IC卡相比较,射频卡具有以下优点:(1)可靠性高;(2)卡表面无裸露的芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题;(3)操作方便、快捷;(4)防冲突;(5)应用范围广;(6)加密性能好。
四、RFID预付费电能表管理系统概述
(1)系统的构成。基于RFID的预付费电能表管理系统属于由上位机(预付费电能表管理系统)和下位机(基于RFID的单相电能表)构成的丰从式结构。管理系统采用微机对上传的数据进行显示、分析和管理,电能表采用单片机系统对现场数据进行采集、计量和对用户负载进行监控,用射频卡作为二者之间进行信息交换的载体。(2)系统的工作原理。首先在销售管理系统中建专用户基本档案信息,发行管理卡并充值,用户将已充值的管理卡放在RFID预付费电能表感应区内,电能表读取卡中数据,解密并判断数据的有效性。MCU通过射频芯片读取卡的金额,将其存储EPROM中,此卡清零。电能表将通过LCD显示来提醒用户充值成功。若数据有效则开启电能表继电器,允许用户用电。电能表将会自动把表记的当前工作状态、运行状态等数据写入到用户卡中。当用户持卡再次充值时,管理部门能够记录用户表的运行信息,以便监测用户的使用情况;当用户剩余电量用尽时,RFID预付费电能表将自动跳开继电器,切断电源,直到用户持卡充值并重新刷卡后才能继续恢复使用。
五、操作使用程序
(1)用户拿着电卡去收费点进行购电,购电量自定,工作人员用微机、读写器在电卡上输入所购电量,并出据发票。(2)用户将电卡带回,在感应去停留1～2秒,待电表液晶显示电量存额后(注:显示的是新购电量与上次剩余电量之和,卡已开后不再显示),电量即自动转录到电表上并自动送电,电卡由用户保存以备下次购电再用。用户可随时用卡查看电量余额。(3)单相电表当电量余额不足12kw·h时,三相电表不足36kw·h时电表将自动断电一次,以提醒用户尽快购电。
六、预付电表可实现
预付电能表由于各自的优点,现在已经广泛地被用户接受。预付电能表采用先购电再用电,到零断电的模式,解决了以往收电费难的问题。由于预付电能表带有断电装置,可以实现一些辅助功能,如负荷控制、过流保护等。使用预付电能表后,可以方便地实现增容。预付电能表在北方一些地区和我国大中城市使用较为广泛,相信这一技术很快在我油田发挥一定的作用。
用户持IC卡到供电部门交款购电,供电部门用售电管理机将购电量写入IC卡中,用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡(简称刷卡,下同),即可合闸供电,供电后将卡拿走。当表内剩余电量等于报警电量时,拉闸断电报警(或蜂鸣器报警),此时用户在感应区刷卡即可恢复正常,此时用户在感应区刷卡即可恢复供电;当剩余电量为零时,自动拉闸断电,用户必须再次持卡交费购电,才可以恢复用电。
二、预付费智能电能表技术方案(预付费电能表主要方案如下几种)
(1)插卡式预付费电能表。预付费电能表初期产品为插卡式,计量部分为电子式电能表,技术上比较成熟,电能表上有插入端口,电能表箱上也有开口,在居民小区得到了广泛应用。(2)射频卡预付费电能表。非接触式RFID卡(又称射频卡)是国外近几年发展起来的新技术,它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,解决了无源和免接触的难题,防止了插卡电能表静电干扰和端口插入破坏性物品。射频卡无需专门的供电电源;它与读写器间无机械接触,避免了接触故障;它的表面无裸露芯片,可防水,且不易产生静电攻击及弯曲损坏等问题。非接触式IC卡具有可靠性高,使用方便,操作速度快等特点。(3)红外遥控预付费电能表。红外智能卡电能表是和电视机遥控器同样的信号传输方式,其信号传输保密性、抗干扰性好,电能表箱不留任何端口,红外信号可以穿透表箱上的玻璃远距离(3m以内)和电能表进行数据交换,可以有效防止人为破坏电能表数据传输系统的行为。由于采用红外线遥控,操作时不受安装高度的限制。其缺点是红外卡要装电池,表内装有红外接受器,成本相对高一些。(4)集中电子式预付费电能表。预付费多用户电能表一表循环显示每户用电量,在居民家中安装一台智能卡读写器,智能卡读写器插卡显示每户的剩余电量,把IC卡中的数据传递给电能表,更具人性化管理,及时在用户家中提示购电。多用户预付费电能表具有单位户数体积小,造价低,每个表箱可最多安排24户用电,安装地点灵活方便,它集中计量,集中管理且抄表方便,避免了上下楼抄表的麻烦。其缺点是如果计算机CPU损坏将影响很多用户的正常用电。(5)GPS预付费电能表。将现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起,能及时、准确又全面地反映电量的使用(即销售)情况。GPS预付费电能表是用手机短信或在无线网络上就可操作的产品,信号通过卫星传输,以短消息的方式将此信息送给总控中心,以实现远程自动无线抄表功能。成本较高,目前只是国家电网公司对发电厂采用这种信息管理模式。
三、RFID智能电表技术方案与质量评估
随着科学技术进步和用电管理的精细化,RFID预付费智能电表得到了广泛的应用,与接触式IC卡相比较,射频卡具有以下优点:(1)可靠性高;(2)卡表面无裸露的芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题;(3)操作方便、快捷;(4)防冲突;(5)应用范围广;(6)加密性能好。
四、RFID预付费电能表管理系统概述
(1)系统的构成。基于RFID的预付费电能表管理系统属于由上位机(预付费电能表管理系统)和下位机(基于RFID的单相电能表)构成的丰从式结构。管理系统采用微机对上传的数据进行显示、分析和管理,电能表采用单片机系统对现场数据进行采集、计量和对用户负载进行监控,用射频卡作为二者之间进行信息交换的载体。(2)系统的工作原理。首先在销售管理系统中建专用户基本档案信息,发行管理卡并充值,用户将已充值的管理卡放在RFID预付费电能表感应区内,电能表读取卡中数据,解密并判断数据的有效性。MCU通过射频芯片读取卡的金额,将其存储EPROM中,此卡清零。电能表将通过LCD显示来提醒用户充值成功。若数据有效则开启电能表继电器,允许用户用电。电能表将会自动把表记的当前工作状态、运行状态等数据写入到用户卡中。当用户持卡再次充值时,管理部门能够记录用户表的运行信息,以便监测用户的使用情况;当用户剩余电量用尽时,RFID预付费电能表将自动跳开继电器,切断电源,直到用户持卡充值并重新刷卡后才能继续恢复使用。
五、操作使用程序
(1)用户拿着电卡去收费点进行购电,购电量自定,工作人员用微机、读写器在电卡上输入所购电量,并出据发票。(2)用户将电卡带回,在感应去停留1～2秒,待电表液晶显示电量存额后(注:显示的是新购电量与上次剩余电量之和,卡已开后不再显示),电量即自动转录到电表上并自动送电,电卡由用户保存以备下次购电再用。用户可随时用卡查看电量余额。(3)单相电表当电量余额不足12kw·h时,三相电表不足36kw·h时电表将自动断电一次,以提醒用户尽快购电。
六、预付电表可实现
预付电能表由于各自的优点,现在已经广泛地被用户接受。预付电能表采用先购电再用电,到零断电的模式,解决了以往收电费难的问题。由于预付电能表带有断电装置,可以实现一些辅助功能,如负荷控制、过流保护等。使用预付电能表后,可以方便地实现增容。预付电能表在北方一些地区和我国大中城市使用较为广泛,相信这一技术很快在我油田发挥一定的作用。