专利名称：一种授权式用电管理方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种授权式用电管理方法和系统，特别涉及用电管理行 业的一种由新型电度表、用电信息卡、读写卡装置和计算机管理系统四 大部分组成的用电管理方法和系统。使用本发明的用电管理方法和系统， 能根据用户的信用程度，由用电管理部门对用户授权用电电量和用电累 计时间，并能实现用户已经使用电量的自助回抄，为用电管理部门提供 一种有效的、先进的电费结算和用电管理方法。
背景技术：
目前，用电收费方法一般都是先用电后收费，电费拖欠现象较为严 重，拖欠电费金额也较大，有时候抄表员为收缴几元钱的电费要上门催 缴多次，收费工作量很大。后来有些地方的供电部门使用了预付费电表，这种用电方式是先持接触式IC用电卡或非接触式IC用电卡到供电部门 购取电量，然后把接触式IC用电卡或非接触式IC用电卡的电量储存到预付费电表，然后预付费电表根据使用的电量逐步减掉预存的电量，当 预存电量减少为零时，停止对用户的供电。这种用电方式虽然解决了收 费难的问题，但也带来了几大突出矛盾。第一，当前大力推广的预付费 装置，确实对电费的回收起到了不小的作用，但事实上仍然只是将装置 看成一种手段而已，而结算则依据行业内的规定以抄见电量为准，用户 理解为他已付钱购电，购电合同成立，只要已购电量未完，甚至装置故 障导致电量未完，他就可以拒交电费，即使在电量未完期间电价上涨， 他也可以拒绝补交电费差价。这种理解上的差距将不可避免导致双方矛 盾产生。 一旦对簿公堂，行业内部规定在《合同法》和《民法》面前，等于一纸空文；第二，将电量预存到预付费电表， 一旦电表损坏用电量 无法确定，通常在用户和供电部门之间引起不必要的经济纠纷；第三， 一旦停电发生在夜间，会导致用户无法用电，可能为用户带来不必要的 麻烦，缺乏人性化，不利于和谐社会的构建；第四，不方便电价调整和 实际售电量统计，会发生用户囤积电量现象，给供电系统带来经济损失; 第五，电表到了老化期以后无法批量轮换或定期轮换，任何设备都有使 用寿命，当预付费卡表到轮换周期时，由于表上剩余电量不统一，有的 今天用完，有的明天用完，有的白天用完，有的晚上用完，导致无法批 量轮换或定期轮换表，给确保电表准确性和精度带来麻烦。1999年，国家电力公司下发了《国家电力公司关于装用ic卡式电能表有关问题的通
知》(国电发[1999] 465号)文件，文中指出"近几年来，各地陆续装用 了一些IC卡式电能表，在使用中发生了一些技术质量、管理及法律等方 面的问题。专家呼吁停止推广IC卡电水表。国家电力公司予以高度重视， 召开专门会议对IC卡式电能表的可用性进行了认真分析，并请质检中心 进行了验证。现将使用IC卡式电能表的有关问题通知如下
一、IC卡式电能表存在的主要问题 一是抗干扰能力脆弱，质量问 题突出，特别是开放的读写窗口，易受外界攻击；二是IC卡式电能表被
攻击造成控制系统失效后，难以取证认定极易发生的用电纠纷。特别是
预购电量快用完前发生停止现象，有违于电力法规的规定；三是价格高， 寿命短，综合效益差，使用风险大；四是难以适应电价变动的要求，在 电价调整时可能影响社会稳定。"
为此，本发明在克服目前存在的用电管理方法的缺点，汲取各种收 费方式的优点，提出了一种全新的授权式用电管理方法和系统，本方法 可使用于用电控制设备、单相电表、三相电表或其它任何形式的计量电 度表，这种授权式用电管理方法和系统的使用，将会解决用电管理存在 的弊端，将会产生巨大的经济效益和社会效益，也将会是我国的用电管 理方式的一次巨大革命。
发明内容
针对现有收费方式存在的问题，本发明的目的在于克服先用电后 收费方式中存在的电费收缴困难的矛盾和预付费用电方式中存在的诸多 矛盾，采用全新的设计思路、设计方法、技术路线和技术手段，进而提 供一种即能解决收费难，又能为用户提供一种合情、合理、合法的用电 方式和用电管理方法。
本发明总体思路是，发明一种新的用电管理方法和系统，发挥计算 机软硬件技术、微电子技术和控制技术的优势，制造一种新型电度表， 通过对用户的用电授权来解决目前存在的用电计量、电量抄收、电量结 算等诸多矛盾，即本发明是基于"用电累计时间授权、用电总量授权和 用户自助回抄电量"三大优点的系统，根据计算机管理系统记录的用户 历史用电和交费信息，确定信用等级，在通过"用电累计时间授权"和 "用电总量授权"两者中的某一个或两个授权来实现对用电欠费现象的 制止，通过用电信息卡在新型电度表和计算机管理系统之间传递信息， 来实现"用户自助回抄电量"，从而节约大量的人力，解决抄表难的问题。
本发明的目的是这样实现的本发明由新型电度表、用电信息卡、 读写卡装置和计算机管理系统四大部分组成。研制一种新型的电度表，新型电度表有单相表和三相表之分，其容量可分为若干个档次；其计量 部分采用电子计量芯片，为提高计量精度，不采用传统的转盘式机械表。 新型电度表中均设置读写卡装置并受单片机控制，读写卡装置能随时检 测用用电信息卡的插入和拔出，并尽快读出用电信息卡上的数据信息， 包括用电管理部门授权的用电累计时间和授权使用电量，并存储到电度 表上的数据存储器，读后还能将卡上的数据删除，同时将新型电度表的 当前已经使用的用电量度数回存到信息卡；新型电度表还配有RS485通 讯接口，通过RS485接口电路，按照《中华人民共和国电力行业标准(DL/T 645—1997)》通信规约读出电表储存的用电电量，满足远程抄表和控制 的需要。进一步，新型电度表还可以发出停电报警指示和切断供电电源。 进一步，新型电度表采用电子计量芯片，并带有单片机，单片机运 行年、月、日、时、分、秒计算程序和用电管理软件。进一步，再设置一用电信息卡，此卡是独立的可以传递数据信息的 装置。由于电用信息卡存储的数据是授权用电累计时间、授权使用电量 和从现场带回的用户用电量信息，因此必须与电度表一一对应配套使用。 另外，用电信息卡的存储区分为四个区块，第一个区块用来记录户号、 表号、安装日期等基本信息，第二个区块用来记录用电管理部门写入用 电累计时间授权和授权使用电量，第三个区块用来存储延时天数，这个 天数的意义在于，当电度表读取的第二个区块的数据，即用电累计时间 到后或使用的电量到后，电度表发出停电报警指示并停止为用户供电， 这时用户可以再次将用电信息卡插入，电度表读取第三个区块的数据， 第三个区块的数据就是用户可以继续使用的天数，在这期间，用户持用 电信息卡到用电管理部门或自动授权机上，将用电信息卡插入读写卡装 置，由计算机管理系统将上阶段的用电底数读入计算机管理系统的数据 库，扣缴上阶段费用后，由计算机管理系统通过读写卡装置根据规定将 生成的下一阶段授权用电累计时间和授权使用电量写入用电信息卡。这 样，克服了预付费方式的诸多缺陷，用电方式更为人性化；另外在用电 信息卡每次插入的时候，新型电度表将当前的底度数写入用电信息卡的 第四块数据区。进一步，设置一读写卡装置和计算机管理系统。读写卡装置配置在 用电管理部门与计算机管理系统连接.当用户将用电信息卡交给系统管 理人员，管理人员将用电信息卡插入读写卡装置的槽口，计算机管理系 统调出该用户的用电档案，并从用电信息卡上将用户的当前的底度数读 入到管理系统数据库，并计算出电量和应缴费用，当用户缴纳上阶段费 用后，管理人员选择新的授权用电累计时间信息和授权使用电量信息， 然后将新的信息写入用电信息卡；最后用户将用电信息卡带回，自行插 入新型电度表的读写卡装置，将现有授权用电累计时间和授权使用电量存储到电度表，达到继续用电的目的。为方便用户，计算机管理系统可以通过现有的多种通讯手段如GPRS/GSM、 PSTN等连接多个自动授权机实 现自助式授权。
图1是授权式用电管理方法和系统构成方框图。 图2是本发明的新型电度表电原理示意图。参照图1， l一新型电度表，2—用电信息卡，3—读写卡装置，4--计算机管理系统参照图2，5—工作指示，6—专用电量计量芯片，7—单片机， 8—RS485通信接口电路，9一供电控制电路，IO—电度表接口端子，ll一 存储芯片，12—电表供电电路，13—显示屏，14—读写卡装置，15—报 警指示具体实施方式
图1是授权式用电管理方法和系统构成方框图。本系统由四部分组 成。用电信息卡2可以插入新型电度表1和读写卡装置3，新型电度表l 通过读写卡装置14读取用电信息卡2的第二个区块的数据即供电管理部 门授权的用电累计时间和授权的电量，并存储到新型电度表1的存储芯 片11，新型电度表1定时计算当前用电总时间是否超过授权的用电累计 时间，或使用电量是否超过授权电量，只有在当前用电总时间不超过用 电信息卡2上传入的用电累计时间并且使用的电量没有超过授权电量时， 才能接通供电电源向用户供电，否则，新型电度表1发出停电报警指示 并停止为用户供电，这时用户须第二次插卡，新型电度表1读取用电信 息卡2的第三个区块的数据，即供电管理部门授权的第二个使用时间， 并存储到新型电度表1的存储芯片11，并将新型电度表1累积计量的电 量，即当前的用电底度数写入用电信息卡2第四个区块，同时接通供电 电路向用户供电。在实际使用中， 一般将第三个区块的数据的天数设置 为三天或更多，以避开双休日同时又符合《电力法》，用户也可在授权的 用电累计时间到的前几天，将用电信息卡2插入新型电度表1，新型电度 表1检测到用电信息卡2插入，将累积计量的电量即已经使用的底度数 写入用电信息卡2的第四个区块，当用户将用电信息卡2交给用电管理 人员，管理人员将用电信息卡2插入读写卡装置3的槽口，计算机管理系 统4读出用电信息卡2的户号、表号、用电底度数，并存入数据库，作 为用户的用电历史纪录，同时计算出用应该交纳的电费，当用户交纳电 费后，管理人员根据用户的缴费信用情况和用电量情况为该用户选择新的用电总时间信息和允许使用的电量信息，并将新的信息写入用电信息 卡2;最后用户将用电信息卡2带回，自行插入新型电度表l的读写卡装
置14，将现有授权用电总时间和授权使用电量信息存储到新型电度表1
的存储芯片ll中，达到继续用电的目的。另外，在管理人员选择用电总
时间信息和允许使用的电量信息时，可以在计算机管理系统4中选择单 一的用电总时间或允许使用的电量，也可以根据需要进行双重限定，新 型电度表会根据两个限定条件，决定是否停止供电，两者之一到达限定 条件就停止供电。
图2是本发明的新型电度表1电原理示意图。
单片机7是整个电度表的核心，它和显示屏13连接可以将需要显示 的电表使用累计时间信息、使用累计电量信息、剩余使用时间信息、剩 余使用电量信息以及其它信息显示出来，和读写卡装置14连接可以读写 图1中的用电信息卡2上的数据，完成授权信息的更新，和报警指示4 连接实现断电信息指示，和工作指示5连接实现工作状态的指示，和专 用电量计量芯片6连接，可以将使用电量读入到单片机7的内部存储器， 并通过和存储芯片11连接将当前电量、用电总时间、授权使用累计时间、 授权使用电量信息等写入存储芯片11中，和供电控制电路9连接可以实 现对用户的通断电操作，和RS485通信接口电路8连接可以将电度表的 电量等信息传送到其它外接RS485设备，实现自动抄表等功能。
新型电度表1不使用专用时钟芯片，以降低成本。新型电度表1的 单片机7内运行日期、时间计算程序，可产生年、月、日、时、分、秒 数据，并将这些日期、时间信息实时存储到存储芯片ll中，同时产生累 计工作时间数据，以秒为单位计算并存储。当电表停电时，软件时钟会 停止工作，当重新来电后单片机7从存储芯片11中读出停电前存储的年、 月、日、时、分、秒数据，作为新的起始日期，这样会影响相对时间和 日期，但不影响电表累计使用时间。
新型电度表1的单片机7中运行控制程序定时计算当前用电总时间 是否超过授权的用电累计时间，或使用电量是否超过授权电量，只有在 当前用电总时间不超过用电信息卡2上传入的用电累计时间并且使用的 电量没有超过授权电量时，才能接通供电电源向用户供电，否则单片机7 控制供电控制电路9工作，断开向用户供电的供电回路，停止供电。
新型电度表l的读写卡装置14是图1中的用电信息卡2和新型电度 表1进行数据交换的接口，当图1中的用电信息卡2插入图2的读写卡 装置14后，图2中的单片机7检测到卡的存在，将图l中的用电信息卡 2上的数据读入到图2中的单片机7的内存，经过软件解密、分析、判断 后，将授权信息写入图2中的存储芯片11中，并删除图l中的用电信息 卡2的数据，完成授权使用累计时间和授权电量的转存任务，同时图2中的单片机7将存储芯片11中存储的当前已经使用的电量，即用电底度 数复制到图1中的用电信息卡2，实现电量的回抄。新型电度表1的专用电量计量芯片6根据回路的电压、电流，完成 电量的计算和缓存工作，当单片机7读取时，发送给单片机7，并通过单 片机7的控制写入存储芯片11的相应位置。新型电度表1的报警指示15用于指示供电回路的状态，当供电回路 接通时报警指示15熄灭，当供电回路断开时报警指示15点亮。设置工作指示5，用来指示新型电度表l的工作状态，当任何电路模 块出现故障时工作指示5熄灭。新型电度表l的RS485通信接口电路8可以将电度表的地址、电量、 当前时钟、目前累计工作时间、剩余使用时间信息、剩余使用电量信息 等信息传送到其它外接RS485设备，以实现自动抄表和管理自动化等功 能，同时还可以通过RS485接口校对软时钟。新型电度表1的存储芯片11用来存储电量数据、当前日期和时间信 息、电表累计工作时间、剩余使用时间信息、剩余使用电量信息等，为 防止停电后信息丢失， 一般采用铁电存储可以提高数据可靠性。新型电度表1接口端子10是供电进线，供电输出线，RS485引出线 等的接口，电表供电电路12的主要功能是电压转换，整流，滤波，稳压 等，输出+5V的直流电压，显示屏13，读读写卡装置14，报警指示15， 工作指示5，专用电量计量芯片6， RS485通信接口电路8，存储芯片11 使用。
权利要求
1、一种授权式用电管理方法和系统，特别涉及用电管理行业的一种全新的用电管理方法和系统，其特征在于，包括新型电度表(1)、用电信息卡(2)、读写卡装置(3)和计算机管理系统(4)四大部分，所述新型电度表(1)主要完成电量计量、读取用电信息卡(2)上的信息、软件产生时钟、使用累计时间产生与存储、授权使用累计时间处理、授权使用电量处理、通断电控制、电量显示、工作状态显示和数据通信功能，用电信息卡(2)是一个独立的装置，内部有存储芯片，还有与新型电度表(1)或读写卡装置(3)接口的触点，主要起到数据传递作用，读写卡装置(3)和计算机管理系统(4)是将新的用电授权的累计时间信息和电量信息写入用电信息卡(2)上相应的区块，并将用户已经使用的电量从用电信息卡(2)上读入到计算机管理系统(4)的系统数据库，计算机管理系统(4)还可存储每户的详细信息和用电量历史纪录。
2、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于，所述新型电度表(1)的单片机(7)内运行日期、时间计算程序，可 产生年、月、日、时、分、秒数据，并将这些日期、时间信息实时存 储到存储芯片(11)中，同时产生累计工作时间数据，以秒为单位计 算并存储(11)中，是一种不需要专用时钟集成电路的软件时钟产生 方法。
3、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于，所述新型电度表(1)本身存储有通电工作累计时间数据，工作累计 时间数据的产生是单片机(7)的软件实现，使用存储工作累计时间 方法制造的新型电度表(1)可以判断新型电度表(1)的使用寿命， 为新型电度表(1)的质量判定和用电管理提供有效方法。
4、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于，所述新型电度表(1)是根据供电管理部门授权的使用累计时间为判 断依据，决定是否供电，是一种以授权使用累计时间来管理用电的方 法，是完全不同于预付费管理方式的全新方法，供电管理部门授权的 使用累计时间是由计算机管理系统(4)产生，并精确到秒，通过读 写卡装置(3)写入用电信息卡(2)上。
5、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于，所述新型电度表(1)是根据供电管理部门授权的使用电量为判断依 据，决定是否供电，是一种以授权使用电量来管理用电的方法，是完 全不同于预付费管理方
6、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于， 所述用电信息卡(2)上可存储供电管理部门授权给用户的使用累计 时间信息和授权使用电量信息，用户将用电信息卡(2)插入新型电 度表(1)后，从新型电度表(1)回抄的是用户目前已经使用的累积 电量信息，该信息也写在用电信息卡(2)上。
7、 根据权利要求1所述的一种授权式用电管理方法和系统，其特征在于， 供电管理部门授权给用户的是两个使用累计时间，当新型电度表(1) 检测到第一个授权累计时间使用完毕时，或授权的电量使用完毕时， 新型电度表(1)的通断电控制电路停止为用户供电，用户可应急将 用电信息卡(2)插入新型电度表(1)的读卡装置(14)将第二个授 权时段写入到新型电度表(1)，新型电度表(1)的通断电控制电路 继续为用户供电，直到第二个授权累计时间使用完毕时，新型电度表(1)的通断电控制电路再次停止为用户供电，再插卡无效，用户必 须到用电管理部门缴完上阶段电费后，计算机管理系统(4)和读写 卡装置(3)和为用电信息卡(2)写入新的授权累计时间和授权电量， 用户再次将用电信息卡(2)插入新型电度表(1)的读卡装置(14)， 将新的授权输入后继续用电。
全文摘要
本发明涉及一种授权式用电管理方法和系统，涉及用电管理行业的一种由新型电度表、用电信息卡、读写卡装置和计算机管理软件四部分组成的用电管理方法和系统。本发明克服了先用电后收费方式中电费收缴难的矛盾，克服了预付费用电方式中诸多矛盾，是一种全新的、独创的用电管理方式；新型电度表有计量、软时钟和读写卡器，可从用电信息卡上读入授权累计时间和授权用电量，可复制电量到用电信息卡，控制是否供电；用电信息卡是传递授权累计时间和授权电量以及回抄电量的载体；计算机管理系统可实现用户信息管理、通过读写卡装置将读回的电量存储到数据库并将截止日期和授权用电量写入用电信息卡。本发明可用于用电控制设备、单相电表、三相电表。
文档编号G07F15/00GK101329788SQ20081013521
公开日2008年12月24日 申请日期2008年8月5日 优先权日2008年8月5日
发明者伟 储, 储宪云, 卢芃翰, 艺 周, 李秀华, 王兴昆, 王天泽 申请人:王兴昆