專利名稱：預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種售電管理系統(tǒng)，尤其涉及一種預(yù)付費電能表售電管理 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電能表從先計量再付費的傳統(tǒng)電能表到投幣式、磁卡式電能表，又發(fā)展到
現(xiàn)在流行的IC卡電能表，經(jīng)過了一系列的演變，但都存在這樣那樣的缺限。先
計量再付費的傳統(tǒng)電能表存在"上門抄表"的繁瑣問題。而取而代之的投幣式 電能表雖克服了這個麻煩，但是使用后不久就發(fā)現(xiàn)，有人用冰凍成冰幣投入投 幣箱也能啟動電能表，即可免費用電，故這種表不久就被淘汰。接著磁卡式電
能表興起，但存在兩個致命的弱點壽命短和易受干擾，而且易失磁。取而代 之出現(xiàn)了 IC卡電能表，但由于IC卡電能表具有一個向用戶完全開放的插卡口 ， 插卡口容易被人為攻擊，造成電能表死機、數(shù)據(jù)混亂，最終使計費系統(tǒng)癱瘓。 同時，由于受到成本的限制，比較容易被破解、甚至被大量復(fù)制進行黑市交易。
而且，IC卡容易丟失，且難以實現(xiàn)遠(yuǎn)程充值。這些缺點使得前幾年安裝的IC卡
預(yù)付費表已經(jīng)大面積出現(xiàn)性能、質(zhì)量、安全等問題，有的已經(jīng)全面癱瘓并拆除。 數(shù)字化的充值傳遞可以無縫地通過通訊實現(xiàn)，更深層的意義是，它的完善及實 現(xiàn)使得應(yīng)用層的安全得以保障。這也正是鍵盤式多功能預(yù)付費電能表和預(yù)付費 電能表售電管理系統(tǒng)所具有的獨創(chuàng)性、擴展性、緊急性。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種對不需要物理傳輸介質(zhì)、采用數(shù)字化充值傳遞的鍵盤
式多功能預(yù)付費電能表進行售電管理的預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，主要解決 以前的電能表有開放的插卡口，易被人為攻擊，易被破解、復(fù)制，造成電量管 理失控的技術(shù)問題。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本實用 新型包括若干個電量銷售主站點和若干個售電點及與之配套的若干個安裝于用 戶供電線路處的鍵盤式多功能預(yù)付費電能表，所述的電量銷售主站點由通過局 域網(wǎng)相連的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、事務(wù)處理服務(wù)器組成，所述的電量銷售主站點還通 過網(wǎng)絡(luò)與電力部門主信息服務(wù)器相連，所述的電量銷售主站點和所述的售電點 通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)相連，所述的售電點包括售電終端和與售電終端相連的打 印機。售電終端上安裝有售電軟件，打印機打出的是由編碼組成的用戶信息， 將該編碼輸入安裝于用戶供電線路處的鍵盤式多功能預(yù)付費電能表，即可開通 用戶供電線路。
系統(tǒng)對用戶的管理主要包括開戶、充值、補卡、過戶和注銷業(yè)務(wù)。系統(tǒng)采 用虛擬化的物理介質(zhì)——數(shù)字信息傳輸數(shù)據(jù)，用戶在辦理這些業(yè)務(wù)時，售電點
的售電軟件根據(jù)用戶信息加密生成一串BCD編碼，此編碼是經(jīng)3DES加密算法 和動態(tài)密鑰結(jié)合生成，其中包含了用戶和電表的信息，由打印機打印在一張有 專用格式的小紙條上交給用戶，用戶帶回家后再將這些編碼通過鍵盤輸入到鍵 盤式多功能預(yù)付費電能表，輸入錯誤需要清除時按退格鍵，確認(rèn)無誤后按回車 鍵。如果輸入的設(shè)置碼正確，電表會即時顯示費率；如果輸入的充值碼正確， 電表會即時顯示此次充值金額，即可繼續(xù)用電；如果注銷碼正確，那么電表中 的繼電器會即時自動斷開，用戶將停止用電，同時電表還會在液晶屏上顯示一 串20位數(shù)字組成的返回碼，用戶將此碼告知營業(yè)員，營業(yè)員會將該電能表中的 余額清退，然后將該用戶注銷。如果輸入的編碼錯誤或無效，電表會提示輸入 錯誤。除此之外，用戶可通過鍵盤輸入一些特定的數(shù)字組合鍵，再按回車鍵，
電表的相關(guān)信息就出現(xiàn)在電表顯示屏上。電表信息包括電表版本號、當(dāng)前日期、 當(dāng)前時間、總用電量、上次充值金額、上次充值日期、充值次數(shù)、當(dāng)前費率、 費率改變次數(shù)、電表余額、充值有效期、査詢返回碼、緊急透支模式、取消報 警。這些信息對用戶和管理系統(tǒng)非常重要，可以解決爭議，便于系統(tǒng)維護，實 現(xiàn)用電的智能化管理。電能表通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，沒有開放的卡口，無需其他 介質(zhì)，從而增強抗攻擊性和抗干擾性，延長電能表的使用壽命，大大提高系統(tǒng) 的可靠性。由于系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒉捎锰摂M介質(zhì)，可以很好地實現(xiàn)遠(yuǎn)程充值和網(wǎng) 絡(luò)化管理，用戶在家里也可以通過電話或互聯(lián)網(wǎng)方便地購得一組編碼，實現(xiàn)遠(yuǎn) 程充值。
作為優(yōu)選，所述的編碼由20位或21位數(shù)字編碼組成。實現(xiàn)方便。
作為優(yōu)選，所述的鍵盤式多功能預(yù)付費電能表以MCU微控制單元為核心， 其上連接有計量單元、存貯單元、時鐘單元、鍵盤輸入單元、液晶屏顯示單元、 脈沖輸出單元、繼電器控制單元、光電通信單元、報警單元，還包括為整個電 能表提供工作電源的電源單元。
電能表安裝時，計量單元、繼電器控制單元接用戶電路，計量單元通過采 樣電壓和電流信號把電能轉(zhuǎn)換成脈沖信號送MCU微控制器處理，再將相關(guān)數(shù)據(jù) 和信息送液晶屏顯示。當(dāng)用戶余額小于設(shè)定的值時，電能表會用聲光報警，提 醒用戶充值。 一旦發(fā)現(xiàn)用戶欠費，MCU微控制器立即輸出控制信號給繼電器控 制單元，斷開用戶的供電線路，迫使用戶去購買充值。用戶先向售電點購買電 量，得到充值所需的相應(yīng)的編碼及金額，然后通過電能表上的鍵盤輸入單元輸 入這串編碼，電能表對編碼進行解密，獲得充值金額、充值日期和充值有效期 等信息。用戶充值后，繼電器控制單元動作，恢復(fù)用戶的供電線路。脈沖輸出 單元為脈沖指示燈，會根據(jù)用電大小以不同的頻率閃爍。存貯單元包括FRAM 存儲器和EEPROM存儲器，對于需要頻繁保存的數(shù)據(jù)(如電量和金額)保存在FRAM中，而那些數(shù)據(jù)量大但不需要頻繁寫操作的數(shù)據(jù)保存在EEPROM中。
時鐘單元非常重要，若采用MCU微控制器計時， 一方面需要采用計數(shù)器， 占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、査詢等，同樣耗費MCU微控制器的硬 件資源和軟件資源，而且容易造成計時不準(zhǔn)確。在MCU微控制單元上外接時鐘 單元，有效克服了上述問題。
當(dāng)供電部門需要對電能表進行設(shè)置或維修時，通過光電通信接頭連接電能 表的紅外通信單元和隨帶的掌上電腦，就可通過掌上電腦對電能表進行基本參 數(shù)設(shè)置、功能維修，也可讀取電能表中的用電信息，包括余額、充值次數(shù)等， 使維護更加方便。
作為優(yōu)選，所述的電源單元由市電供電和鋰電池供電。電能表的電源在上 電時用市電供電，掉電時則自動切換到鋰電池供電。電能表低功耗性能顯著， 可以在用普通鋰電池3.6V/600mAh供電的情況下工作5年以上。
本實用新型的有益效果是系統(tǒng)通過虛擬介質(zhì)——編碼傳輸信息，使預(yù)付 費電能表不需要開放的卡口，增強電能表的抗攻擊性和抗干擾性，同時便于實 現(xiàn)遠(yuǎn)程充值和信息化管理;系統(tǒng)生成的編碼都是通過3DES加密算法和動態(tài)密鑰 加密得到的，所以安全性非常高；系統(tǒng)具有智能化數(shù)據(jù)分析功能，可以篩選過 濾發(fā)現(xiàn)問題用戶，可以及時發(fā)現(xiàn)問題，減少損失?？傊?，本實用新型有效提高 預(yù)付費電能表售電管理的安全性和可靠性，實現(xiàn)用電的網(wǎng)絡(luò)化信息管理，提高 效率，節(jié)省成本。


圖1是本實用新型的一種系統(tǒng)連接框圖。
圖2是本實用新型中鍵盤式多功能預(yù)付費電能表的一種電路連接框圖。
圖中l(wèi).電量銷售主站點，2.售電點，2-l.售電終端，3激據(jù)庫服務(wù)器，4.事
務(wù)處理服務(wù)器，5.電力部門主信息服務(wù)器，6.打印機，7.鍵盤式多功能預(yù)付費電
能表，ll.網(wǎng)絡(luò)，12.局域網(wǎng)，13.廣域網(wǎng)，14.編碼，21.MCU微控制單元，22.計量
單元，23.存貯單元，24.液晶屏顯示單元，25.脈沖輸出單元，26.繼電器控制
單元，27.時鐘單元，28.光電通信單元，29.鍵盤輸入單元，30.報警單元，31.
電源單元。
具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的 說明。
實施例1:本實施例的預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，如圖1所示，包括多個 電量銷售主站點1和多個售電點2，電量銷售主站點1由通過局域網(wǎng)12相連的 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器3、事務(wù)處理服務(wù)器4組成，電量銷售主站點1還通過網(wǎng)絡(luò)11與 電力部門主信息服務(wù)器5相連，售電點2由售電終端2-1和與售電終端2-1相 連的打印機6組成，售電點2可以設(shè)在電量銷售主站點1，此時售電終端2-l連 接到電量銷售主站點的局域網(wǎng)12上，售電點2也可以設(shè)在電量銷售主站點下屬 的營業(yè)廳中，此時售電終端2-l通過廣域網(wǎng)13與電量銷售主站點的服務(wù)器相連, 售電終端2-1上安裝有售電軟件，打印機6打出的是由編碼14構(gòu)成的用戶信息， 該編碼14由20位數(shù)字編碼組成，將該編碼14輸入安裝于用戶供電線路處的鍵 盤式多功能預(yù)付費電能表7，即可開通用戶供電線路。本實施例中的鍵盤式多功 能預(yù)付費電能表7,如圖2所示，以MCU微控制單元21為核心，其上連接有計 量單元22、存貯單元23、時鐘單元27、鍵盤輸入單元29、液晶屏顯示單元24、 脈沖輸出單元25、繼電器控制單元26、光電通信單元28、報警單元30，還包 括為整個電能表提供工作電源的電源單元31，電源單元31由市電供電和鋰電池 供電。
系統(tǒng)對用戶的管理主要包括開戶、充值、補卡、過戶和注銷業(yè)務(wù)。系統(tǒng)中 的售電點主要是面向用戶的，每一個用戶都需要向系統(tǒng)注冊電能表，注冊成功
后系統(tǒng)會返回20個BCD加密編碼，該返回碼是電能表設(shè)置碼，主要初始化該 電能表正常運行所需要的基本參數(shù)，如費率和初始化密鑰等。電能表注冊后用 戶就可以向系統(tǒng)購買電量，購買的電量會有有效期的限制，有效期由系統(tǒng)管理 員在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置時設(shè)定。用戶向售電點購買電量后，售電終端上的售電軟件 根據(jù)用戶信息加密生成20位BCD編碼，由打印機打印在一張有專用格式的小 紙條上交給用戶，用戶帶回家后再將這些編碼通過鍵盤輸入到鍵盤式多功能預(yù) 付費電能表，即可繼續(xù)用電。當(dāng)用戶余額小于設(shè)定的值時，電能表會用聲光報 警，提醒用戶充值。 一旦發(fā)現(xiàn)用戶欠費，MCU微控制器立即輸出控制信號給繼 電器控制單元，斷開用戶的供電線路，迫使用戶去購買充值。當(dāng)用戶需要過戶 或銷戶時也需要向系統(tǒng)申請，系統(tǒng)會生成20位BCD的注銷編碼，用戶將注銷 碼輸入到電能表，電能表就自動清除表內(nèi)余額并切斷用戶供電線路，同時生成 一串返回碼，用戶將此碼告知營業(yè)員，營業(yè)員會將該電能表中的余額清退，然 后將該用戶注銷。由于系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒉捎锰摂M介質(zhì)——編碼，用戶可前往售 電點辦理業(yè)務(wù)，也可在家里通過電話或互聯(lián)網(wǎng)辦理各種業(yè)務(wù)，使用和管理更加 方便。
本實用新型具備完善的功能，包括網(wǎng)點銷售、銷售報表分析、客戶信息管 理、電價費率管理、系統(tǒng)安全管理、員工管理、權(quán)限管理、維護功能管理等。 基于分布式的解決方案，采用MS SQL大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，面向電力部門的
集中式網(wǎng)絡(luò)交易和服務(wù)模式，充分利用后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能，提高資源共享。
采用Clnet組件化的開發(fā)模式，基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)靈活開放，易變動、修改和 擴充，系統(tǒng)具有高度可伸縮性，并且提供良好的數(shù)字接口，面向未來電子商務(wù)
環(huán)境。
無需要額外的物理介質(zhì)IC卡及讀寫卡設(shè)備，系統(tǒng)的復(fù)雜度降低、可靠性增
強，系統(tǒng)銷售維護成本低。
傳遞及表內(nèi)存儲的是金額，能很好的適應(yīng)復(fù)費率及電價變動的要求。
充值的發(fā)行可選擇多種途徑，如打印卡片，電話銷售，INTERNET銷售，
實現(xiàn)遠(yuǎn)程充值，可方便地通過銀行實現(xiàn)自動付款。
基于可靠的3DES算法加上動態(tài)的同步密鑰，良好的保證了系統(tǒng)的安全性。
費用相對較低，使用壽命長，綜合效益高，風(fēng)險小。 本實用新型構(gòu)思新穎，組建方式靈活，功能強大，技術(shù)領(lǐng)先，性能優(yōu)越。
權(quán)利要求1.一種預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，其特征在于包括若干個電量銷售主站點(1)和若干個售電點(2)及與之配套的若干個安裝于用戶供電線路處的鍵盤式多功能預(yù)付費電能表(7)，所述的電量銷售主站點(1)由通過局域網(wǎng)(12)相連的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(3)、事務(wù)處理服務(wù)器(4)組成，所述的電量銷售主站點(1)還通過網(wǎng)絡(luò)(11)與電力部門主信息服務(wù)器(5)相連，所述的電量銷售主站點(1)和所述的售電點(2)通過局域網(wǎng)(12)或廣域網(wǎng)(13)相連，所述的售電點(2)包括售電終端(2-1)和與售電終端(2-1)相連的打印機(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，其特征在于所述的 鍵盤式多功能預(yù)付費電能表(7)以MCU微控制單元(21)為核心，其上連接有 計量單元(22)、存貯單元(23)、時鐘單元(27)、鍵盤輸入單元(29)、液晶 屏顯示單元(24)、脈沖輸出單元(25)、繼電器控制單元(26)、光電通信單元(28)、報警單元(30)，還包括為整個電能表提供工作電源的電源單元(31)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，其特征在于所述的 電源單元(31)由市電供電和鋰電池供電。
專利摘要本實用新型涉及一種預(yù)付費電能表售電管理系統(tǒng)，它包括若干個電量銷售主站點和若干個售電點，電量銷售主站點由通過局域網(wǎng)相連的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、事務(wù)處理服務(wù)器組成，電量銷售主站點還通過網(wǎng)絡(luò)與電力部門主信息服務(wù)器相連，電量銷售主站點和售電點通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)相連，售電點包括售電終端和與售電終端相連的打印機，售電終端上安裝有售電軟件，打印機打出的是由編碼組成的用戶信息，將該編碼輸入安裝于用戶供電線路處的鍵盤式多功能預(yù)付費電能表，即可開通用戶供電線路。通過虛擬介質(zhì)——編碼傳輸信息，使預(yù)付費電能表不需要開放的卡口，增強電能表的抗攻擊性和抗干擾性，同時便于遠(yuǎn)程充值和信息化管理，有效提高售電管理的安全性和可靠性。
文檔編號G06Q30/02GK201007829SQ20062010906
公開日2008年1月16日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者葉世高, 周良璋, 張向程, 維 徐 申請人:杭州海興電器有限公司