IC卡電表 - 基于IC卡的電能收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　2.5 IC卡電表

　　采用IC卡電表和采用傳統(tǒng)的手工抄表相比有很多優(yōu)勢(shì)：

　?。?）有了IC卡電表，不需要麻煩人工抄表，有利于現(xiàn)代化管理。

　?。?）IC卡電表的使用避免人工抄表上門收費(fèi)給客戶帶來的諸多不便，且歷史購電數(shù)據(jù)均可以保存，便于客戶查詢。

　?。?）充分體現(xiàn)了電力的商品屬性。實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)功能，實(shí)行先買電后用電，客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要有計(jì)劃地購電、用電，不會(huì)因欠費(fèi)而發(fā)生滯納金，增加不必要的開支。

　　（4）IC卡電表即解決了收費(fèi)難的問題，也很好地解決零散居民客戶、臨時(shí)用電客戶、經(jīng)常欠費(fèi)客戶的收費(fèi)問題。但目前的用戶電卡，需要插到電表里或靠近電表將所購電量傳遞給用戶電表，操作起來比較麻煩，特別在農(nóng)村，電表一般裝在幾米高的地方，操作起來就更加麻煩。以上分析了有線和無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)和 IC 卡電表的優(yōu)缺點(diǎn)。遠(yuǎn)程集中抄表是用于小區(qū)用戶用電量的智能采集系統(tǒng)，采用遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)和采用傳統(tǒng)的手工抄表相比有很多優(yōu)勢(shì)：

　　第一、遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)抄表速度快，抄收同時(shí)性好。

　　第二、遠(yuǎn)程集中抄表省時(shí)省力，大大減少了手工抄表所用的人力物力。

　　第三、有利于消除人工抄表的誤差。

　　第四、可實(shí)現(xiàn)分時(shí)電價(jià)統(tǒng)計(jì)，時(shí)段電量控制。

　　第五、可遠(yuǎn)程控制通斷，實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)管理功能。

　　但是遠(yuǎn)程集中抄表要借助通信網(wǎng)絡(luò)才能完成，新建通信網(wǎng)絡(luò)投資較大，而借助已有通信網(wǎng)絡(luò)則需要繳納一定的通信費(fèi)用，導(dǎo)致遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)運(yùn)行成本較高。 IC 卡電表不需要借助任何通信網(wǎng)絡(luò)也不需要繳納任何的通信費(fèi)用，系統(tǒng)投資少運(yùn)行成本低。但目前的IC 卡電表，需要將用戶電卡插到電表里或靠近電表才能將所購電量傳遞給用戶電表，操作起來比較麻煩，特別在農(nóng)村，電表一般裝在幾米高的地方，操作起來就更加麻煩。為了解決遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)投資較大、運(yùn)行成本較高，而IC 卡電表操作比較麻煩的問題，提出了一種基于IC卡的電能收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

　　3 本設(shè)計(jì)方案涉及到的主要技術(shù)

　　本方案涉及到電力載波通訊技術(shù)，故首先介紹一下：電力載波通訊即PLC，是英文Power line Communication的簡(jiǎn)稱。電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

　　4 設(shè)計(jì)方案

　　4.1 本設(shè)計(jì)的總體方案

　　本方案的總體設(shè)計(jì)思路：生產(chǎn)一種IC 卡接口裝置放在用戶家中，該裝置和用戶電表之間可以通過有線、無線或電力載波進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。用戶將IC卡插入或靠近IC卡接口裝置，該裝置可以將用戶所購電量等數(shù)據(jù)傳遞給用戶電表，而用戶電表內(nèi)的剩余電量等數(shù)據(jù)也可以通過該裝置傳遞給IC卡。

　　4.2 用戶電表的組成

　　用戶電表的組成：傳統(tǒng)的IC 卡電表內(nèi)部由基表，主控單片機(jī)芯片，數(shù)碼顯示，繼電器開關(guān)，ESAM 安全模塊和IC卡接口組成。本設(shè)計(jì)方案用戶電表的組成和傳統(tǒng)的IC 卡電表沒有什么兩樣，只是將IC 卡接口電路分離出來，增加一個(gè)通信接口用來和IC 卡接口裝置通過有線、無線或電力載波進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這樣做可以多塊電表共用一條線路或共用一個(gè)無線收發(fā)模塊或電力載波收發(fā)模塊。也可以不用通信接口而將無線收發(fā)摸塊（無線調(diào)制解調(diào)模塊）或電力載波收發(fā)模塊（電力載波調(diào)制解調(diào)模塊）置于用戶電表內(nèi)部，用無線或電力載波和IC卡接口裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這樣做每塊電表都要安裝一個(gè)無線或電力載波收發(fā)模塊。

　　4.3 IC卡接口裝置的組成

　　IC卡接口裝置的組成：IC卡接口裝置主要由IC卡接口電路、主控單片機(jī)芯片、數(shù)碼顯示、操作按鍵、通信接口或無線收發(fā)模塊或電力載波收發(fā)模塊等組成。用通信接口可以實(shí)現(xiàn)IC 卡接口裝置和用戶電表之間的有線數(shù)據(jù)通信，用無線收發(fā)模塊可以實(shí)現(xiàn)IC 卡接口裝置和用戶電表之間的無線數(shù)據(jù)通信，用電力載波收發(fā)模塊可以實(shí)現(xiàn)IC 卡接口裝置和用戶電表之間的通過電力載波的數(shù)據(jù)通信。因?yàn)镮C 卡接口裝置和用戶電表的距離一般比較近，所以無論用有線、無線還是電力載波都比較簡(jiǎn)單可靠，成本也比較低。

　　4.4 收費(fèi)功能的實(shí)現(xiàn)

　　收費(fèi)功能的實(shí)現(xiàn)：用戶在供電部門交款購買，所購電量在售電機(jī)上被寫進(jìn)用戶電卡，用戶將用戶電卡（IC 卡）插到或靠近IC卡接口裝置，通過IC卡接口裝置將用戶所購電量等數(shù)據(jù)傳遞給電表，同時(shí)用戶電表將表內(nèi)剩余電量等數(shù)據(jù)通過IC卡接口裝置傳遞給IC卡 （用戶電卡），用戶電卡經(jīng)多次加密可以保證用戶可靠的使用。當(dāng)所購電量用完后，表內(nèi)繼電器將自動(dòng)切斷供電回路。這種方式對(duì)長(zhǎng)期固定用戶比較適用，而對(duì)流動(dòng)性較強(qiáng)的臨時(shí)性用戶應(yīng)采用以下方式比較方便。用戶在供電部門交款購買，所購電量在售電機(jī)上被寫進(jìn)用戶電卡，用戶將用戶電卡（IC卡）插到IC卡接口裝置上，用戶電卡和用戶電表通過IC 卡接口裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將用戶所用電量從用戶電卡中扣除，而剩余電量保留在用戶電卡中。這對(duì)流動(dòng)性較強(qiáng)的臨時(shí)性用戶特別適用，他們可以拿著用戶電卡中的剩余電量到別的地方繼續(xù)使用，或到供電部門換成現(xiàn)金。以上兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)具體采用哪種方式需要根據(jù)實(shí)際情況而定。

　　本設(shè)計(jì)方案所論述的收費(fèi)系統(tǒng)無需借助任何通信網(wǎng)絡(luò)，投資少運(yùn)行成本低。而且IC 卡接口裝置放在用戶家中，用戶操作起來非常方便。比較適合用于居民小區(qū)，特別適合用于農(nóng)村用電戶。本設(shè)計(jì)方案也可以用于水、氣、暖的收費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用一卡多用，給用戶提供了極大的方便。本收費(fèi)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)且實(shí)用性強(qiáng)，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。是電能收費(fèi)系統(tǒng)比較理想的收費(fèi)方案。