一种基于非接触式通讯的电费缴费系统的制作方法

本实用新型涉及智能电表缴费领域，具体地涉及一种基于非接触式通讯的电费缴费系统。

背景技术：

随着国家电网智能电网近10年的建设和投入，居民用电信息采集得到了较快的发展和普及，从窄带载波到微功率无线，以及后来的宽带载波，不同阶段均实现了不同技术的特色应用，实现了传统的人工抄表到智能自动抄表的飞跃。智能居民用电信息采集系统的完善，其根本的目的是服务电网，方便居民用户，最大限度减少不必要的人力物力支出，减少社会劳动成本，更多的创造社会价值。

现有的智能电表采用多种通讯技术融合手段，尽最大可能提高数据采集的成功率和可靠性，做到数据的准确采集和设备管理。但由于用电环境的复杂性和多样性，也由于如何获得和平衡最好的资金投入产出比，使得该系统的数据采集可靠性以及通讯速率变得不理想，虽然解决了固定时间的数据采集，但却不能更好地实现电表的远程费控管理以及居民用户的便捷购电，从这个角度来看，现在的居民购电方式仍停留在10年前的模式，即居民使用传统的IC售电卡，到专门的售电公司完成充值缴费，再通过IC卡转移到电表里，完成一次购电，这也不符合智能电网的规划发展理念，即服务于电网，方便于居民。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于非接触式通讯的缴费系统。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型还提供一种基于非接触式通讯的电费缴费系统，其包括智能电表、集中器、计费终端以及移动终端，所述智能电表与所述移动终端之间通过短距离通讯进行通讯，所述移动终端与所述计费终端之间通过网络进行通讯；

所述智能电表用于响应计费终端的数据采集指令、根据所述数据采集指令向所述计费终端发送电表采集的数据以及接收所述计费终端的缴费指令；

所述计费终端向智能电表发送数据采集指令、接收智能电表发送的电表采集的数据并借助于向智能电表发送缴费指令；

所述移动终端用于向所述计费终端发起缴费并建立智能电表与计费终端之间的通讯通道。

优选地，所述智能电表包括电量采集单元、安全认证单元、第一通讯模块以及短距离通讯接口，所述集中器包括第二通讯模块，所述第一通讯模块与所述第二通讯模块通过电力线或无线通讯连接。

优选地，所述移动终端包括身份认证单元以及缴费单元。

优选地，所述短距离通讯接口为NFC通讯接口、红外通讯接口或蓝牙通讯接口。

优选地，所述短距离通讯接口为NFC通讯接口。

优选地，所述移动终端为手机。

优选地，所述第一通讯模块包括主控芯片以及分别与所述主控芯片通讯的载波单元和微功率单元。

优选地，所述NFC通讯接口固定放置在所述智能电表的表尾盖上，并通过导电触针和智能电表的RS485数据端口连接。

优选地，所述NFC通讯接口集成设置在第一通讯模块的内部，并直接与所述主控芯片通讯连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

①本实用新型借助于手机等移动终端的移动互联功能(如3G、4G、WIFI、GPRS以及将来5G等)，用户利用手机，绑定用户身份，获得属于该用户的唯一的智能电表编码，通过手机自带网络完成向计费终端的缴费，并获取缴费完成信息，通过其自带的NFC等通讯功能与智能电表实现非接触式短距离通讯，建立计费终端与智能电表之间的通讯通道来完成缴费。缴费过程方便快捷，通讯更加可靠，迅速，能够快速完成缴费，为用户提供更好的缴费体验，也为用户提供了一种新的缴费方式。弥补了现有缴费的缺陷，具有极大的技术进步。

②本实用新型提供的缴费系统，只需要在现有的智能电表上安装短距离通讯接口即可，不需要增加其他部件，改造投资小，成本低，适合大范围推广。加之NFC本身具有及低功耗的技术优点，很容易实现RS485到NFC的通讯接口转换，将加装的NFC通讯接口固定放置在电表的表尾盖上，通过导电触针和电表的485端口保持良好接触和连接，手机和电表的NFC交互过程，只需将手机靠近电表的表尾端子盖即可实现通讯功能。

③本实用新型的安全认证利用智能电表自带的安全认证方法进行加密认证，既能保证缴费信息的安全可靠，又不需要再增加新的认证装置，进一步降低了经济成本，使缴费更加方便快捷。

④由于NFC的技术可靠成熟以及其广泛的应用，使得其具有极高的性价比，电力公司需要极少的资金投入即可实现电表NFC通讯接口的加装，此外，电力公司也因为用户通过手机的缴费实现，减少了集中器管理终端的无线流量资费；更由于具备NFC功能的手机及其广泛，基本已成为手机的标准配置，进而使得用户通过手机实现电表远程缴费变为现实和可能。综上所述，本实用新型具有极好的应用推广价值和前景。

⑤本实用新型缴费时必须通过电网的计费终端完成缴费，而不仅仅是通过手机与电表的联系来完成缴费，保证了电网的缴费安全，并且用户具有智能电表的唯一识别号，既能保证安全，又能限制第三方任意缴费。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意框图；

图3为本实用新型的另一实施例的智能电表的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1及图2所示，本实用新型提供一种基于非接触式通讯的电费缴费系统，其包括智能电表1、计费终端2以及移动终端3，智能电表1与移动终端3之间通过短距离通讯方式进行通讯，移动终端3与计费终端2之间通过无线网络通讯；

智能电表1根据计费终端的数据采集指令向所述计费终端发送电表采集的数据并接收计费终端的缴费指令；

计费终端2接收智能电表发送的电表采集的数据并借助于移动终端发送缴费指令；

移动终端3向计费终端发起缴费并建立与智能电表的短距离通讯通道。

优选地，智能电表1也可以借助于集中器通过网络与所述计费终端通讯；所述集中器连接有多个智能电表。

优选地，智能电表1包括电量采集单元11、安全认证单元12、第一通讯模块13以及短距离通讯接口14，所述集中器4包括第二通讯模块41，所述第一通讯模块13与所述第二通讯模块41通过多种通讯方式通讯，通讯方式包括窄带载波、宽带载波、微功率及双模组合。移动终端3内设置有缴费单元31以及身份认证单元。通过身份认证单元能够完成用户与智能电表之间的身份认证，获取该用户的智能电表的唯一编号，并通过缴费单元向计费终端完成缴费。

优选地，所述短距离通讯接口14为NFC通讯接口、红外通讯接口或蓝牙通讯接口。

优选地，集中器4与计费终端2之间通过GPRS网络连接，移动终端3与计费终端2之间通过3G/4G网络连接。

优选地，移动终端3与计费终端2之间通过4G网络连接，移动终端3与智能电表1之间通过NFC通讯连接。

原有的智能电表均带有RS485通讯接口，大部分支持通讯模块扩展(即载波单元、微功率单元或组合应用)，本实用新型专利优先可利用RS485通讯接口来实现，即加装RS485端口到NFC通讯的转换接口。NFC本身具有低功耗的技术优点，很容易实现RS485到NFC的通讯接口转换，加装的NFC通讯接口固定放置在电表的表尾盖上，通过其导电触针和电表的RS485端子保持良好接触和连接，手机和电表的NFC交互过程，只需将手机靠近电表的表尾端子盖即可实现通讯功能。

另外，也可利用扩展模块来实现手机NFC和电表的交互功能，扩展模块实现智能电表本体和外界的另一种连接方式，即载波单元或者微功率单元，如图3所示，可以把NFC通讯接口内置在智能电表的第一通讯模块内，增加一种通讯交互方式。这种方式对于新增和替换智能电表场合非常合适，在保证原有应用业务的同时，通过很低的成本，实现了一种新的通讯途径，解决了缴费难的问题。

本实用新型是依靠手机强大的移动互联功能(如3G、4G、WIFI、以及将来5G等)，用户利用手机预装的App软件，首先绑定用户身份，即用户电表的资产编码号，用以唯一确认用户身份，用户通过App软件首先完成一次缴费到计费终端，计费终端根据用户身份完成其内部缴费确认，并通过和手机的无线链路保持，通知缴费用户借助手机自带的NFC功能，去和经过加装NFC通讯接口的电表实现NFC的通讯交互，如图1所示，电表通过NFC实现了和手机的无线连接，手机再通过移动无线网络(如3G、4G、WIFI、以及将来5G等)保持和计费终端的连接，这样建立起来主站和电表的数据交互连接，计费终端可以进而完成和电表的电网公司自己的安全信息确认，并最终完成一次缴费功能的实现。

本实用新型提供的缴费系统，只需要在现有的智能电表上安装短距离通讯接口即可，不需要增加其他部件，改造投资小，成本低，适合大范围推广。加之NFC本身具有及低功耗的技术优点，很容易实现RS485到NFC的通讯接口转换，将加装的NFC通讯接口固定放置在电表的表尾盖上，通过导电触针和电表的485端口保持良好接触和连接，手机和电表的NFC交互过程，只需将手机靠近电表的表尾端子盖即可实现通讯功能。

本实用新型的安全认证利用智能电表自带的安全认证方法进行加密认证，既能保证缴费信息的安全可靠，又不需要再增加新的认证装置，进一步降低了经济成本，使缴费更加方便快捷。

由于NFC的技术可靠成熟以及其广泛的应用，使得其具有极高的性价比，电力公司需要极少的资金投入即可实现电表NFC通讯接口的加装功能，此外，电力公司也因为用户通过手机的缴费实现，减少了集中器管理终端的无线流量资费；更由于具备NFC功能的手机及其广泛，基本已成为手机的标准配置，进而使得用户通过手机实现电表远程缴费变为现实和可能。综上所述，本实用新型具有极好的应用推广价值和前景。

本实用新型也具有很好的类似缴费架构场景的应用，如居民水表、热力表及燃气表等，具备通讯接口的水表、热力表和燃气表可加装NFC通讯接口，并通过手机完成到远端计费终端的缴费功能。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。