專利名稱：用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，屬電力計量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電表預(yù)付費(fèi)有三種實現(xiàn)方式即遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)、終端預(yù)付費(fèi)以及電表預(yù)付費(fèi)。遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的概念，是結(jié)算在后臺系統(tǒng)完成，后臺給出跳閘信號。電表只需要提供電表用電信息給后臺即可。這種方式對電表的功能要求不高，但是對通信的要求比較高。電表只需要提供實時的結(jié)算數(shù)據(jù)，但是對通信的實時性要求很高。電表預(yù)付費(fèi)的實現(xiàn)方式則是結(jié)算在電表進(jìn)行，電表中需要保存用戶的剩余電費(fèi)， 電表需要通過電力公司認(rèn)可的資費(fèi)模式進(jìn)行結(jié)算。這種方式的優(yōu)點是對通信的要求不是很高，但是對通信的安全性要求高(如果是通過遠(yuǎn)程下載剩余電費(fèi)的話)，對電表的功能要求也比較高。除非有一整套完整的規(guī)范可以通訊遠(yuǎn)程下載資費(fèi)政策，并且有快速可靠的通信信道可以使得電表快速更新到新的資費(fèi)政策，否則，電力公司不能隨時調(diào)整電費(fèi)政策，因為結(jié)算在電表進(jìn)行。終端預(yù)付費(fèi)則是和電表一起同時掛一個終端，終端按照一個參考電價來核算給出跳閘信號，但是真實的電費(fèi)仍然是在后臺結(jié)算，真實電費(fèi)和終端參考電費(fèi)之間的差異，用戶到電力公司充值的時候，電力公司會給出差異說明。終端只需要有一種參考電價和參考結(jié)算方式即可。但是電表則需要提供完整的電參數(shù)數(shù)據(jù)，同時提供通信信道到后臺。這種方式的優(yōu)點是對通信的要求不需要太高，對電表的功能要求也不必太高，但是由于后臺有電費(fèi)調(diào)整模塊，參考電價和真實電價的差異容易使得用戶對電力公司提出疑義。這種終端預(yù)付費(fèi)除在用戶側(cè)需增加采樣處理和發(fā)送裝置外，還必須要有一個智能交互終端。國家電網(wǎng)公司“SG186”營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)已全面上線運(yùn)行，并正在推廣實施電力用戶用電信息采集系統(tǒng)和智能小區(qū)工程建設(shè)。營銷業(yè)務(wù)的全面變革對電能計量的自動化、 信息化和互動化提出了更高的要求，對整個電網(wǎng)電能計量的信息化建設(shè)都將會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前“電力用戶用電信息采集系統(tǒng)”已具備遠(yuǎn)程購電和本地用電卡購電方式，該兩種方式都需用電用戶到購電營業(yè)窗口或銀行購電窗口購電。因此，本發(fā)明旨在開發(fā)研究智能交互終端，通過智能交互終端將用戶和銀行之間、用戶和電網(wǎng)公司之間、銀行和電網(wǎng)之間形成網(wǎng)絡(luò)互動和即時連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的實時、高速、雙向的總體效果；實現(xiàn)電力、電訊、電視、遠(yuǎn)程家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)。它可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的管理，實現(xiàn)電力用戶能在本地使用銀聯(lián)卡購電。將電網(wǎng)提升為互動運(yùn)轉(zhuǎn)的全新模式，形成電網(wǎng)全新的服務(wù)功能，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是(1)公開一種智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，通過信息交互技術(shù)、信息展現(xiàn)技術(shù)，實現(xiàn)用戶、電網(wǎng)公司和銀行之間形成網(wǎng)絡(luò)互動和即時連接，達(dá)到電力用戶可在本地終端使用銀聯(lián)卡購電的目的。(2)利用智能交互終端用電綜合監(jiān)控技術(shù)，監(jiān)測電力設(shè)施狀態(tài)，掌握電力設(shè)施的運(yùn)行工況和電力網(wǎng)絡(luò)的潮流等信息。(3)開發(fā)終端智能顯示技術(shù)，顯示用電設(shè)備用電數(shù)據(jù)，分析用電量及用電負(fù)荷在各時段的分布情況，為電力管理部門提供更加節(jié)能高效的用電方案。實現(xiàn)用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負(fù)荷管理、 報警信息等多種功能。(4)開發(fā)終端故障判斷技術(shù)，采用智能故障判斷技術(shù)進(jìn)行故障判斷， 協(xié)助維護(hù)人員及時查找、處理問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下，用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)由智能插排、智能電表、采集器、智能交互終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器組成。智能插排和智能電表設(shè)在用戶端，采集器、智能交互終端和服務(wù)器設(shè)在電力收費(fèi)管理端，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進(jìn)行預(yù)付費(fèi)處理和用電管理。本發(fā)明用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)中的智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器是現(xiàn)有電力營銷系統(tǒng)已有設(shè)備，但現(xiàn)有智能電表只能采集某一用戶的總電量，不能分別采集用戶內(nèi)的各用電設(shè)備的用電情況，比如不知道該用戶空調(diào)的用電情況，也不知冰箱的用電情況……，現(xiàn)有的終端也不具備通過銀聯(lián)卡實現(xiàn)付費(fèi)功能。本發(fā)明通過在用電信息采集系統(tǒng)，即用戶端加裝智能插排，用以實現(xiàn)采集各個用電電器的用電信息；將原有的電力終端更換為智能交互終端，用以實現(xiàn)本地銀聯(lián)卡購電。本發(fā)明用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明中的智能插排是安裝在用電端用電電源插座上的一個重要器件。智能插排由插口保護(hù)電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成。輸入的電流電壓經(jīng)接口保護(hù)電路，進(jìn)入分壓采樣電路轉(zhuǎn)變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進(jìn)入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息。智能插排用于檢測某一用電電器(負(fù)載)的電量、電流、電壓、有功功率等信息，液晶顯示屏數(shù)字化顯示，停電后保留電能累計值。通過載波方式與采集器進(jìn)行通訊。智能插排上有電源插頭和接用電電器的插座，智能插排使用時直接插在電源插座上，再將用電電器的電源插頭節(jié)插在智能插排的插座上。用電電器用電時電流就經(jīng)過了智能插排，智能插排就可監(jiān)測出用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，智能插排采用電源線通過電力載波方式與采集器進(jìn)行通訊，無需另外鋪設(shè)通訊線，通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。本發(fā)明中的智能交互終端是系統(tǒng)安裝在電力收費(fèi)管理端的重要器件。智能交互終端由接口保護(hù)電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器(32位單片機(jī))和電源所組成。由采集器采集的用戶用電信息通過載波或RS485通信接口進(jìn)入智能交互終端，經(jīng)接口保護(hù)電路進(jìn)入，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉(zhuǎn)換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設(shè)置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進(jìn)行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設(shè)置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進(jìn)行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進(jìn)行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉(zhuǎn)換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)繳費(fèi)作業(yè)?，F(xiàn)有的“終端預(yù)付費(fèi)機(jī)”直接與銀行接口，只具備付費(fèi)功能。但不能與電力營銷系統(tǒng)接口，終端本身不能監(jiān)測用電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)，不能分析用電量及用電負(fù)荷在各時段的分布情況，不能提供更加節(jié)能高效的用電方案，不具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負(fù)荷管理等多種功能。本發(fā)明的智能交互終端具備人機(jī)交互界面，不僅可以監(jiān)測用電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)， 分析用電量及用電負(fù)荷在各時段的分布情況，可以提供更加節(jié)能高效的用電方案，具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負(fù)荷管理等多種功能。顯示用戶用電電量及電費(fèi)等相關(guān)信息。最重要的是可以通過銀聯(lián)刷卡密碼鍵盤實現(xiàn)繳費(fèi)功能。本發(fā)明的智能交互終端還可顯示主站下發(fā)的停電信息、停電計劃、電價信息、配電系統(tǒng)運(yùn)行工況等；提供安全用電指導(dǎo)，引導(dǎo)科學(xué)用電。具體可實現(xiàn)以下功能
(1)用電通知、公告信息支持客戶自定義顯示內(nèi)容，通過后臺軟件將指定的內(nèi)容信息， 通過GPRS下載到智能交互終端；
(2)用電信息宣傳由于智能表箱部署范圍大、客戶量大、客戶層次面廣等優(yōu)勢；可以通過智能表箱發(fā)布企業(yè)文化、政策法規(guī)、客戶服務(wù)、停電計劃、企業(yè)社會活動等信息及定向性的利民廣告信息；
(3)客戶歷史用電電費(fèi)查詢通過與營銷系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)查詢用戶的歷史用電情況；
(4)客戶用電數(shù)據(jù)查看查看客戶當(dāng)前電表的運(yùn)行數(shù)據(jù)；
(5)用電詳情查看通過抄收智能插排數(shù)據(jù)，可以分項顯示，讓用戶清楚用電詳情；
(6)實時查看電能質(zhì)量信息；
(7)實現(xiàn)繳費(fèi)功能，可滿足商戶MIS消費(fèi)、IC卡發(fā)卡充值業(yè)務(wù)、小額支付等應(yīng)用的需求， 操作時根據(jù)人機(jī)互動界面提示完成繳費(fèi)，繳費(fèi)信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與主站通訊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明的智能交互終端具備人機(jī)交互界面，不僅可以通過銀聯(lián)刷卡密碼鍵盤實現(xiàn)繳費(fèi)功能，還可以監(jiān)測用電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)，分析用電量及用電負(fù)荷在各時段的分布情況，可以提供更加節(jié)能高效的用電方案，具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負(fù)荷管理等多種功能。顯示用戶用電電量及電費(fèi)等相關(guān)信息。本發(fā)明能廣泛用于電力用電終端預(yù)付費(fèi)。


圖1 為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 智能插排連接示意圖； 圖3 智能插排結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4 智能交互終端結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明具體實施方式
如下
本發(fā)明實施例智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)在現(xiàn)有的用電信息采集系統(tǒng)上實現(xiàn)，現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)由智能電表、采集器、終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器組成。智能電表采集電量等信息通過載波或RS485將用電信息傳送到采集器或接收通過采集器下發(fā)的主站命令，采集器通過載波或RS485和電力終端進(jìn)行通訊，電力終端再通過GPRS/3G等第三方信道與主站進(jìn)行通訊，實現(xiàn)用電信息的全采集功能。但現(xiàn)有智能電表只能采集某一用戶的總電量，不能分別采集用戶內(nèi)的各用電設(shè)備的用電情況；現(xiàn)有的電力終端也不具備通過銀聯(lián)卡實現(xiàn)付費(fèi)功能。本發(fā)明實施例在系統(tǒng)中用電端采用智能插排，在電力收費(fèi)管理端采用智能交互終端。本發(fā)明實施例用電交互終端預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)由智能插排、智能電表、采集器、智能交互終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器組成。智能插排和智能電表設(shè)在用戶端，采集器、智能交互終端和服務(wù)器設(shè)在電力收費(fèi)管理端，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進(jìn)行預(yù)付費(fèi)處理和用電管理。1.智能插排
智能插排的結(jié)構(gòu)如圖3所示。智能插排由插口保護(hù)電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成，輸入的電流電壓經(jīng)接口保護(hù)電路，進(jìn)入分壓采樣電路轉(zhuǎn)變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進(jìn)入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息。智能插排是采用高電阻分壓方式采樣電壓，采用錳銅片采樣電流，并轉(zhuǎn)換為小電流、電壓信號，再將這些采樣信息傳送到計量芯片，即可計算出用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，智能插排通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。2.智能交互終端
智能交互終端結(jié)構(gòu)如圖4所示。智能交互終端由接口保護(hù)電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、 數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器(32位單片機(jī))和電源所組成。由采集器采集的用戶用電信息通過載波或RS485通信接口進(jìn)入智能交互終端，由接口保護(hù)電路進(jìn)入，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉(zhuǎn)換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設(shè)置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進(jìn)行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設(shè)置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進(jìn)行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進(jìn)行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉(zhuǎn)換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)繳費(fèi)。本發(fā)明實施例中智能交互終端采用外置銀聯(lián)刷卡繳費(fèi)原理，即用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉(zhuǎn)換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)付費(fèi)功能。本發(fā)明實施例中智能交互終端的電能量數(shù)據(jù)交互流程為，協(xié)議器負(fù)責(zé)管理各上行通道，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉(zhuǎn)換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設(shè)置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進(jìn)行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設(shè)置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進(jìn)行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進(jìn)行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。本發(fā)明實施例利用智能插排能獲得每一用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，通過電力載波方式可將信息傳送到采集器、智能交互終端和電力營銷系統(tǒng)；本發(fā)明實施例通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，智能交互終端負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，達(dá)到本地付費(fèi)購電的目的。
權(quán)利要求
1.一種智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，包括智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器，其特征在于，所述系統(tǒng)增加了智能插排和智能交互終端；所述智能插排和智能電表設(shè)在用戶端，采集器、智能交互終端和服務(wù)器設(shè)在電力收費(fèi)管理端，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進(jìn)行預(yù)付費(fèi)處理和用電管理；所述智能插排由插口保護(hù)電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成，輸入的電流電壓經(jīng)接口保護(hù)電路，進(jìn)入分壓采樣電路轉(zhuǎn)變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進(jìn)入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息；所述智能交互終端由接口保護(hù)電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、 數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器(32位單片機(jī))和電源所組成；數(shù)據(jù)管理器按照設(shè)置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進(jìn)行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器；路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進(jìn)行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表；用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉(zhuǎn)換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)付費(fèi)作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，所述智能插排上有電源插頭和接用電電器的插座，智能插排使用時直接插在電源插座上，再將用電電器的電源插頭節(jié)插在智能插排的插座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，所述智能插排采用電源線通過電力載波方式與采集器進(jìn)行通訊，無需另外鋪設(shè)通訊線，通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。
全文摘要
一種智能交互終端用電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，包括智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器，所述系統(tǒng)增加了智能插排和智能交互終端；智能插排和智能電表設(shè)在用戶端，采集器、智能交互終端和服務(wù)器設(shè)在電力收費(fèi)管理端，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進(jìn)行預(yù)付費(fèi)處理和用電管理。本發(fā)明利用智能插排可獲得每一用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，通過電力載波方式可將信息傳送到采集器、智能交互終端和電力營銷系統(tǒng)；本發(fā)明通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，智能交互終端負(fù)責(zé)將這些信息、數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)本地付費(fèi)購電的目的。本發(fā)明可廣泛用于電力用電終端預(yù)付費(fèi)。
文檔編號G07F15/06GK102306423SQ20111021143
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者劉水, 張春強(qiáng), 王愛民, 黃洋界 申請人:江西省電力科學(xué)研究院