本发明涉及智能电表技术领域，具体涉及一种基于信息码和远程控制的智能电表控制系统及方法。
背景技术：
近年来国家电网公司全面推动了智能电表的安装和应用，目前已累计安装智能电表2.5亿只左右，大部分用户实现了用电信息的自动采集。南方电网公司也在加快计量自动化系统的建设，下属的广东电网公司、深圳电网公司和广西电网公司已建成省级计量自动化系统，广西电网公司已实现厂站、专用变压器、配电变压器3类终端全覆盖，低压集抄客户覆盖率为50％左右，智能电表在我国得到空前的发展和应用。
智能电表是智能电网的智能终端设备之一，其主要功能是完成准确、可靠的电能计量工作，为电费收缴、用电情况统计等工作的开展提供准确、客观的基础数据。此外，电表还具备远程费控、电路通断等控制功能，以便对用户的用电进行灵活的控制。
当前电表的管理和使用模式是“一表一卡”、“表卡绑定”，采用这种管理和使用模式的主要原因是考虑抄表系统和远程费控系统的安全性、可靠性。
现有管理和使用模式对于一户一表的场景较为适用，这也是当前电力用户的主要配置方式。但对于其它应用场景例如多用户共用一台电表、单用户同时使用多台电表等存在使用不方便、计费不灵活等问题。
随着用户类型和用电需求的多样化发展趋势，尤其是在多用户共用一台电表的场景下，传统的基于“一卡一表”的电费计量模式和电表使用方式难以满足用户对电表使用便捷性、电费计量分摊准确性的需求。例如，在政府与国家电网公司大力推广的“井井通”工程中，某只电表可能要供多个用户使用，在“一卡一表”的模式下，多个用户需要使用同一张电卡对电表进行用电控制，计费也只能基于同一张电卡完成。这样不仅给电卡的使用、管理带来诸多不便，而且对于电费计量与分摊难以做到准确、便捷和透明，给用户的使用带来诸多不便。仍以“井井通”工程为例，还存在某用户可能需要同时使用多只电表的情况，那就意味该用户要管理、使用多张电卡，在电表使用、电费计量与分摊方面存在的问题将会进一步放大。
实现上述需求最有效的方法是不再采用“一卡一表”、“表卡绑定”的管理模式，而改为采用“一表多卡”的模式，每个用户都可以管理自己的电卡，电表支持任意电卡的用电控制和电费结算操作，一张电卡也可以控制使用多台电表。但是考虑到当前电表的管理方式和工作方式的特点，同时考虑当前抄表系统和远程费控系统的结构及功能设置等情况，上述技术路线在现有的电表管理和费控系统中无法实施。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于信息码和远程控制的智能电表控制系统及方法，每台电表都配置信息码，信息码可被各类智能终端扫描识别。用户扫描信息码获得当前电表信息，通过智能终端可选择实时使用电表或预约使用电表，当用电结束时可以通过智能终端发送中止用电指令，触发电表停止供电，同时进行用电量统计和电费结算，并从用户的电子账户中自动扣除所用电费，实现方便的电表操作使用和灵活准确的计费功能。此外，借助抄表系统和费控系统强大的数据库，还可以对用户的用电情况随时进行查询、统计和分析。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于信息码和远程控制的智能电表控制系统，包括：
智能电表：所述智能电表配备有表征身份标识的信息码；
智能终端：所述智能终端通过扫描智能电表的标识码读取智能电表信息，并向费控系统发送用电服务请求；
费控系统：采集智能电表的电能计量数据，接受来自智能终端的用电服务请求；
对于实时用电服务请求，根据圈存的电费将可用电量远程写入智能电表，响应用户请求远程控制电表启动或者停止供电，并对剩余电费进行实时结算；
对于预约用电服务请求，进行可预约时段信息发布，接受预约请求并进行预约排队以及远程费用结算。
进一步地，所述智能电表内部设置多用户电能数据存储区。
进一步地，所述费控系统接收到智能终端的实时用电服务请求后，自动从该用户的电费账户内圈存设定额度的电费，圈存成功后远程将所圈存电费对应的电量数值写入到电表中，启动电表供电并开始进行电能计量；
如果圈存电费耗尽，智能电表自动断开供电回路，停止供电；如果圈存电费有剩余，则等待来自智能终端的终止供电服务指令，并根据用电量进行电费计算，将剩余电费返还至用户的电费账户。
进一步地，所述费控系统接收到智能终端的预约用电服务请求后，读取智能电表当前的用电情况以及预约情况，进行可预约时段信息发布并推送至智能终端；根据用户选择的预约时段进行用电预约服务时段的更新，形成电表预约用电服务队列。
本发明公开了一种基于信息码和远程控制的智能电表控制方法，包括以下步骤：
(1)费控系统接收来自智能终端的用电服务请求；如果接收到实时用电服务请求，进入步骤(2)；如果接收到预约用电服务请求，进入步骤(4)；
(2)自动圈存设定数额的电费，并向智能电表中写入与所述电费相对应的用电量；控制智能电表启动；
(3)如果圈存电费耗尽，智能电表自动停止供电；如果圈存电费有剩余，则等待来自智能终端的终止供电服务指令，并根据用电量进行电费计算，将剩余电费返还至用户的电费账户；
(4)将可用的用电预约时间段信息推送至智能终端，接受用户的预约时间段请求，进行用电预约服务时段的更新，形成电表预约用电服务队列；
(5)在预约时间到来前设定时间段内，向智能终端推送提醒信息；
(6)预约时间到来时，如果接收到智能终端的用电确认信息，启动智能电表进行供电；否则，等待设定时间后，取消本次预约服务请求，更新可预约服务时段。
进一步地，建立预约用电诚信档案，如果某用户的预约用电执行率偏低，则针对该用户，缩短预约时间段或者暂时取消预约用电资格。
进一步地，费控系统接收来自智能终端的用电服务请求，首先判断请求用户的合法性，如果合法，则接收用电服务请求；否则拒绝本次用电服务请求。
进一步地，如果预约用电服务请求和实时用电服务请求相冲突，则规定预约用电服务请求的优先级更高。
本发明有益效果：
每一个智能电表都配有信息码(条形码、二维码或其它能承载电表信息的信息码)，该信息码可被智能终端以扫描的方式读取，读取后进入电表使用控制界面。
将信息码与互联网+进行结合，实现智能终端与费控系统进行远程通信，进而实现远程费控，远程控制电表启停以及远程预约用电。
本发明系统及方法能够适用于多用户共用一台电表、单用户同时使用多台电表等用电场景。
附图说明
图1是本发明智能电表与费控系统进行信息交互的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明公开了一种基于信息码和远程控制的智能电表控制系统，如图1所示，包括：
(1)智能电表：主要功能与常规的智能电表一致，主要完成电能计量、电表数据上传、执行费控系统操作指令等功能。不同的是电表的表身上配有信息码(条形码、二维码或其它能承载电表信息的信息码)，该信息码与电表的表号对应，具有唯一性，是电表身份的唯一标识。该信息码可被智能终端以扫描的方式读取，读取后进入电表使用控制界面。
(2)智能终端：主要指以智能手机为代表的能够运行电表使用控制app的各类终端。该终端可对智能电表的信息码进行扫描，读取电表信息，在确保用户是合法注册用户且账户内电费余额充足的前提下，进入电表使用控制界面，根据用户需要来定制电表的使用控制方法。
(a)立即用电模式。允许用户马上使用电表，此时费控系统会自动从用户的电费账户内圈存一定额度的电费(额度可根据需要灵活设置)，圈存成功后由费控系统远程将所圈存电费对应的电量数值写入到电表中，启动电表供电并开始进行电能计量，电表自行判断可用电量是否耗尽，如果写入的电量耗尽，电表自动断开开关停止供电；如果圈存电费有剩余，则等待来自用户的终止供电服务指令。用户从智能终端上发出终止供电服务请求指令后，费控系统接收到该指令，远程控制电表停止供电，然后读取电表中的电能计量值(本次供电服务所计量的电能)，在费控系统中进行电费折算(根据当前电价或分时电价)，将剩余金额返还至用户的电费账户中，完成本次用电服务及电费收缴。
(b)预约用电服务。费控系统根据其他用户的预约用电服务情况和电表当前的工作情况，可为用户推送可用的预约用电服务时段，供用户选择。用户做出预约用电安排后将相关信息经由互联网发送至费控系统，费控系统完成用电预约服务时段的更新，形成电表预约用电服务队列。在用户预约用电时刻的前15分钟开始推送用电提醒，如果预约时间到但用户并没有响应，费控系统默认保留10分钟(或其他时间，可设置)，超过保留时间后取消本次预约用电服务。当用户的预约用电时间到达后，用户通过手机app进行确认，费控系统根据预设条件自动圈存相应数额的电费，启动电表接通电源，提供用电、计量与计费服务。
用户预约用电时定义的是一个时间段(**年**月**时**分——**年**月**时**分)，如果预约用电时间段已完成，远程费控系统控制电表停止供电并完成本次预约用电费用结算，以防本次用电服务超时而影响后续预约用电服务。如果本次用电服务提前结束，费控系统根据剩余时间长短来判断是否将剩余时间段发布，以提供额外的临时预约用电服务。
为了提高预约用电的效率和服务水平，避免无序、低效的预约用电，可灵活设置提前预约时间，例如只提供24小时以内的预约用电服务，每个用户的预约用电时间最少不低于20分钟，最长不超过3小时等等。
如果预约用电服务和就地临时用电控制相冲突，规定预约用电服务的优先级更高。例如：某用户没有通过预约，而是采用电卡就地控制使用电表供电时，当预约用电时间到来前15分钟由费控系统向电表和智能终端推送提示信息，提醒当前用户尽快结束用电并完成电费结算。预约时间一到，立即停止当前的用电服务，开始为预约用户提供供电服务。
(3)抄表与费控系统(简称费控系统)：该系统为本发明的数据存储、电费计算和用电服务控制中心。费控系统通过抄表通信网络与众多智能电表连接，通过防火墙和互联网与智能终端连接。费控系统主要完成以下功能：
(a)借助抄表通信系统采集各智能电表终端的电能计量数据，完成用电量计算、电费结算等功能；
(b)远程费控功能。将可用电量远程写入智能电表，启动电表供电，当用户结束用电时，可响应用户请求远程控制电表停止供电，并能够对剩余电费进行实时结算；
(c)借助互联网与用户侧的智能终端交互信息。接收来自用户的用电服务请求，包括实时用电服务请求和预约用电服务请求。对于实时用电服务请求，需要完成电费圈存、远程费控、剩余电费实时结算等功能；对于预约用电服务，需要完成可预约时段信息发布、接受预约请求并进行预约排队、预约用电服务及费用结算、远程费控等功能；
(d)管理用户信息，包括用户的申请注册，电费账户管理，电费缴存与结算，用户与电卡或电表的绑定与解绑，用户的用电服务信息发布与查询等。此外，还需要完成其它一些辅助功能，例如用电的用电情况分析，节能优化决策，电卡非法复制和非法擦写检测等。
本发明系统工作流程如下：
某用户需要实时使用电表时，借助智能终端app(电e宝，支付宝，微信等)的扫描功能，扫描表身的信息码(条形码或二维码)，选择实时用电服务。此时智能终端会将用户请求经过互联网发送至供电公司的费控系统，费控系统首先判断该用户的合法性和账户电费余额是否充足，如果不满足要求向该用户推送拒绝提供用电服务的通知，如果符合要求，则从该用户的账户中自动圈存一定数额的电费，根据当前电价换算成可用电量，连同启动供电服务指令一起经过抄表系统下发至对应的智能电表中。
智能电表接收到来自费控系统的启动供电服务指令后闭合电路控制开关，接通电源，开始提供供电服务。同时将来自费控系统的可用电量写入到相应的存储区内，作为本次供电服务的最大可用电量参数。然后根据用户实际用电情况(负荷的功率大小，用电时间的长短等)进行电能计量。如果本次存储的可用电量耗完，智能电表自动断开供电回路，停止供电服务，并将相关信息借助抄表系统上传至费控系统，费控系统对该信息进行正确性判断，经过互联网将其推送至用户智能终端，完成本次供电服务。
如果可用电量尚未耗尽，用户需要中止供电服务时，用户通过智能终端app和互联网发送中止供电服务指令至费控系统，费控系统接收到该请求后，首先对该信息的合法性和正确性进行验证，确认无误后借助抄表系统下发中止供电指令至智能电表，智能电表接收到来自费控系统的指令后控制开关断开，切断供电回路的电源，然后将剩余电量数值经由抄表系统上传至费控系统。费控系统基于圈存电费、所用电量、用电期间电价等信息完成电费结算和扣费，然后将剩余电费返还至用户的电费账户内，完成本次用电服务。
某用户需要预约使用电表时，借助智能终端app(电e宝，支付宝，微信等)的扫描功能，扫描表身的信息码(条形码或二维码)，选择预约用电服务。此时智能终端会将用户请求经过互联网发送至供电公司的费控系统，费控系统首先判断该用户的合法性和账户电费余额是否充足，然后将可用的用电预约时间段(24小时内)信息经过互联网推送至用户的智能终端，用户此时可以查看到可预约用电时间段，然后根据用电需求选择预约用电时间区间。为了提高预约用电的效率和预约用电的执行率，需要对预约时间段做一定的限制，例如最低不少于20分钟，最多不超过2小时等等。建立用户预约用电诚信档案，如果某用户的预约用电执行率偏低，则适当缩短预约时间区间(例如不允许超过1小时)或者暂时取消预约用电资格。
用户选择完毕预约用电时间段后，将该信息经互联网发送至费控系统，费控系统记录该请求并刷新预约计划，为其它用户提供新的预约用电时间信息。然后将预约用电成功的信息推送至客户智能终端，完成预约用电请求。
在该用户预约时间到来前15分钟内，费控系统通过互联网陆续推送提醒信息，提醒用户做好用电准备。当预约时间到来，用户需在客户端确认开始用电，费控系统接收到该确认信息后，按照实时用电的流程为用户提供用电服务和电费结算服务。
如果超过预约时间15分钟仍然没有接收到来自客户端的确认用电信息，表明用户爽约，此时费控系统屏蔽该用户本次预约用电请求，将该预约时段信息重新开放，供其他用户预约或提供实时用电服务。同时费控系统将降低该用户信用等级，取消部分或全部预约权限。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。