专利名称：电子式远程载波预付费电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电子式远程载波预付费电能表。
背景技术：
目前，公知的预付费电能表是卡式预付费电能表。卡式预付费电能表的购电卡容易损坏，购电故障比较多，造成供电管理部门管理费用比较大；另外卡式预付费电能表需要专用的购电写卡设备，限制了用户购电不能借助电子银行、电话银行等当前先进的电子金融手段快速、便捷的购电，只能到供电局预设的购电营业网点购电。用户购电受供电营业网 点分布及营业时间限制比较大，节假日、夜晚等非营业时间，因欠费停电不能够买电的事情时有发生；既便是营业时间，大多也和上班时间冲突，致使好多上班族不得不因为买电专门请假的事情经常发生。而供电局统计线损、营业额的參考数据是大约參考值，不能反应真实数据。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够适用于电子银行、电话银行等互联网缴费模式的电子式远程载波预付费电能表。ー种电子式远程载波预付费电能表，包括微控制器，其特别之处在于，所述微控制器与ー载波电路连接，该载波电路与电网连接从而实现基于电カ线的载波通讯。其中载波电路通过光耦隔离电路与微控制器连接。其中微控制器为单片机。本实用新型的有益效果是解决卡式预付费电能表由于购电卡损坏引起的购电故障；省去了购电写卡专用设备，所有的售电、參数设置等数据组织、数据安全加密、数据发送都通过后台服务器实现，前台售电系统只实现基本收费功能，实现电子银行、电话银行等互联网缴费模式非常方便；电能表记录的最近12个月月度用电数据，可为供电部门统计线损、营业额提供ー个真实、准确的參考数据。
图I是本实用新型的电能表原理框图；图2是本实用新型的远程开户流程图；图3是本实用新型的远程购电流程图；图4是本实用新型的远程參数设置流程图。
具体实施方式
如图I所示，一种电子式远程载波预付费电能表，包括微控制器(MCU)，微控制器与ー载波电路连接，该载波电路与电网连接从而实现基于电カ线的载波通讯，具体是载波电路通过光耦隔离电路与微控制器连接，微控制器采用单片机。[0013]如图I所示，主要包括功能控制、电源、载波通讯、计量、预付费控制等功能。控制部分的微控制器采用NEC78F0485 ;显示为LCD+背光、具有汉字提示；具有按键翻页功能；具有报警指示灯提示功能；数据存储器为AT 24C16 ;时钟采用外部RS8025时钟芯片，时钟电池检测采用NEC78F0485内部A/D转换，实现自动测量电池电压；具有红外通讯功能。电源分两路输出，分别为功能+计量电源、载波通讯模块电源，两路电源相互实现安全隔离。载波电路(载波通讯模块)采用北京复兴晓程的载波芯片，通过光耦隔离电路与功能部分电气完全隔离。计量部分采用ADE7755单相计量芯片，通过将从电网上采集到的电压、电流信号转换为电能脉冲信号输出到功能控制MCU，功能控制MCU将采集到的脉冲信号记录为有功电量；同时计量芯片将脉冲信号输出到脉冲指示灯及脉冲校验ロ。预付费控制采用继电器，当满足跳闸/合闸条件时，电能表通过继电器控制电路输出跳闸/合闸信号到继电器，达到控制用户负载通断能力。 图2说明了电能表开户的流程，本实用新型规定远程载波开户吋，下发数据有三部分组成用户号、购电次数、购电金額，下发数据采用密文方式在载波线路上传输，当电能表接收到开户数据时，判断密文数据格式合法后，用电能表内存储的购电密钥将开户密文信息解码，获得“用户号”、“购电次数”、“购电金額”等购电參数，开户首先判断电能表是否开户、远程开户信息是否合法等，然后才能完成开户的数据处理，即用户号、购电次数存储以及购电金额累加等。图3说明了电能表购电的流程，本实用新型规定远程载波购电时，下发数据有三部分组成用户号、购电次数、购电金額，下发数据采用密文方式在载波线路上传输，当电能表接收到购电数据时，判断密文数据格式合法后，用电能表内存储的购电密钥将购电密文信息解码，获得“用户号”、“购电次数”、“购电金額”等购电參数，购电首先判断电能表用户号是否一致、购电次数是否等于表内购电次数+1，然后才能完成购电数据处理，即购电次数存储以及购电金额累加等。图4说明了远程设置參数流程，本实用新型规定远程下发參数设置命令时，下发数据有两部分组成下发命令时间(年月日时分)、设置參数，只有下发命令时间 >上次下发命令时间，电能表才能接收本次下发命令，防止非法截获传输数据，篡改正常设置參数。远程载波下发设置命令采用密文的方式下发，当电能表接收到參数设置命令时，判断密文数据格式合法后，用电能表存储器内參数密钥将设置參数密文解码，获得“下发命令时间(年月日时分)”、“设置參数”，判断下发命令时间 > 上次下发命令时间，方可将參数设置到电能表内，并保存下发命令时间。本实用新型采用技术方案是电能表采用远程载波实现安全预付费售电功能及安全參数设置功能，后台服务器首先对远程购电数据、參数设置数据用与电能表内一致的密钥采用3DES加密算法加密，然后通过GPRS/GSM网络将密文打包下发到集中器，集中器再转发到电能表，电能表接收数据包，进行解码处理、判断数据的合法性，完成售电、參数设置等功能，井上报处理結果。电能表參数设置、售电数据包等采用密文方式传输。电能表内部以密文的方式存储ー组密钥，电能表利用该密钥组采用3DES加密算法对远程发送的售电、參数设置数据包等进行解码；根据设置的密钥不同电能表工作可以分为有两种状态，一种状态为生产状态，在生产过程中对电能表设置參数以及模拟用户售电等，方便电能表的生产测试；另ー种状态为用户状态，电能表在使用前需要下载用户的专用密钥，下载专用密钥时每块电能表的密钥都不相同，由供电部门的主密钥对电能表内的分散因子(每块电能表的分散因子具有唯一性)分散产生，加强了数据的安全性，可防止不法分子非法设置參数及非法售电，保证电能表的參数设置、售电等数据通讯安全可靠。电能表为金额型预付费电能表，可实现两种计费模式单费率计费模式、阶梯计费模式，用户在实际使用中根据实际需求自行设置。电能表具有两套电价，两套电价可在设定时间自动切换，方便供电部门及时调整电价。采用阶梯电价模式时，最大可设置8个阶梯数。电能表具有实时时钟，可记录最近12个月结算总用电数据(包括总用电量、总用电金額)及最近12个月月度实际用电数据(包括月度总用电量、月度总用电金額)。可为供电部门统计线损、营业额提供准确数据。电能表具有两级报警功能为避免因剰余金额用完而影响到用户的正常用电，电能表设计两级报警功能，I级报警为弱报警信号，2级报警为强报警信号。当剰余金额小干、等于I级报警金额时，电能表报警指示灯亮，提示用户购电；当剰余金额小于、等于2级报警金额时，电能表自动跳闸断电，提示用户及时购电，当按下电能表表盖上“翻页”按键2秒后，电能表自动合闸，不影响用户继续用电。“0”度跳闸功能当表内剰余金额为“0”吋，电能表自动跳闸断电。透支功能当电能表透支金额限额不为“0”时，表示电能表具有透支功能。当发生“0”度跳闸时，按下电能表表盖上“翻页”按键2秒后，电能表自动合闸，恢复用户用电，开启透支用电功能，所用用电金额记录为“赊欠用电金額”，当用户购电时，先扣除“赊欠用电金額”。当“赊欠用电金額”大于、等于透支金额限额吋，电能表自动断电，唯有购电充值方可恢复用电。超负荷跳闸功能当用户的用电负荷超出电能表设定的最大用电负荷时，电能表自动跳闸，用户降低用电负荷后，按下电能表表盖上“翻页”按键2秒后，电能表自动合闸，恢复用户用电。
权利要求1.一种电子式远程载波预付费电能表，包括微控制器，其特征在于所述微控制器与一载波电路连接，该载波电路与电网连接从而实现基于电力线的载波通讯。
2.如权利要求I所述的电子式远程载波预付费电能表，其特征在于其中载波电路通过光耦隔离电路与微控制器连接。
3.如权利要求I或2所述的电子式远程载波预付费电能表，其特征在于其中微控制器为单片机。
专利摘要本实用新型涉及一种电子式远程载波预付费电能表，包括微控制器，其特点是，所述微控制器与一载波电路连接，该载波电路与电网连接从而实现基于电力线的载波通讯。本实用新型的有益效果是解决卡式预付费电能表由于购电卡损坏引起的购电故障；省去了购电写卡专用设备，所有的售电、参数设置等数据组织、数据安全加密、数据发送都通过后台服务器实现，前台售电系统只实现基本收费功能，实现电子银行、电话银行等互联网缴费模式非常方便；电能表记录的最近12个月月度用电数据，可为供电部门统计线损、营业额提供一个真实、准确的参考数据。
文档编号G07F15/06GK202422282SQ201220065180
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者刘银虎, 王永青, 田兴美 申请人:银川华能电力仪表有限公司