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紅外式電費(fèi)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用

更新時(shí)間:2024-08-02      點(diǎn)擊次數(shù):268

0引言

目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流行的預(yù)付費(fèi)電度表大都IC卡電度表,通常IC卡是將一微電子芯片鑲嵌于符ISO7816標(biāo)準(zhǔn)PVC(ABS)塑料基片中,封裝成外形尺寸與磁卡類似的卡.為降低成本,IC卡電度表中IC卡由焊有一EPROM的一小塊印刷電路板構(gòu)成,也稱為電卡.由于其接觸式結(jié)構(gòu),使用不方便.在某些地區(qū),為防竊電,各用戶的電度表都集中安裝并封閉在居民樓的樓道里的電表柜中,以至于無法采用現(xiàn)有IC卡電度表.若采用非接觸IC(RF),由于基站芯片價(jià)格和傳輸距離等原因,目前還不適合用于預(yù)付費(fèi)電度表.另一方面,由于預(yù)付費(fèi)電度表要解決電費(fèi)存儲(chǔ)、接收發(fā)送、數(shù)據(jù)加密等問題,在技術(shù)上與市場(chǎng)上流行的紅外式復(fù)費(fèi)率電度表并不相同,有其自己的特點(diǎn)和難點(diǎn).為此,我們研制了一種紅外式電費(fèi)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng),其使用方便,成本低,適于推廣應(yīng)用.

1預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的原理

紅外式電費(fèi)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)由電度表控制板、紅外交費(fèi)()、收費(fèi)器和電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫四部分組成,如1所示.

img1 

1.1各部分的功能

1)電度表控制板加裝于現(xiàn)有的電度表表盒中,它的功能包括通過紅外收發(fā)器,與紅外交費(fèi)器交換數(shù)據(jù),接收、發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù);記錄電度表的轉(zhuǎn)數(shù);顯示交費(fèi)金額、剩余電費(fèi);控制用戶電源通斷.

2)紅外交費(fèi)器,為方便亦稱紅外卡,用于替IC(),它的作用存儲(chǔ)交費(fèi)金額;通過紅外收發(fā)器與電度表控制板和收費(fèi)器交換數(shù)據(jù);控制電度表LED顯示交費(fèi)金額、剩余電費(fèi)等數(shù)據(jù).

3)收費(fèi)器是一具RS232接口的紅外收發(fā)器它接收從紅外卡發(fā)來的紅外數(shù)據(jù),經(jīng)處理后RS232接口送PC機(jī)的電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫中,供電業(yè)部門進(jìn)行管理用戶在交費(fèi)后,電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫中的交費(fèi)金額通RS232接口送給收費(fèi)器,經(jīng)收費(fèi)器的紅外發(fā)送器發(fā)送至紅外卡中.

1.2交費(fèi)過程

1)用戶欲交費(fèi)時(shí),先用紅外卡讀取電度表控制板中存儲(chǔ)的電度表的編號(hào)、密碼及剩余電費(fèi)等數(shù)據(jù).

2)在收費(fèi)站,將紅外卡中的電度表數(shù)據(jù)發(fā)送給收費(fèi)器,送PC機(jī)的電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫中.

3)用戶交費(fèi)后,紅外卡接收到收費(fèi)器發(fā)送來的相應(yīng)的交費(fèi)金額,并存儲(chǔ)在紅外卡中.

4)用戶回家后,用紅外卡將交費(fèi)金額發(fā)送至電度表中,電度表顯示交費(fèi)金額,供用戶核對(duì)

2硬件設(shè)計(jì)

2.1電度表控制板的硬件設(shè)計(jì)

電度表控制板的電原理如2所示.該控制板采Z86E08OTP單片機(jī)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì),其內(nèi)2kPROM;具有可編程看門狗定時(shí)器;6個(gè)矢量中斷,優(yōu)先權(quán)可隨意設(shè)定;256個(gè)累加器方便應(yīng)用軟件的編[4]2RDTD為紅外收發(fā)器,其TD為紅外發(fā)光二極管,Z86單片機(jī)輸出口P01驅(qū)動(dòng),紅外數(shù)據(jù)發(fā)射子程序?qū)l(fā)送的編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成載波頻率38kHz的信號(hào)經(jīng)P10驅(qū)動(dòng)TD發(fā)射出紅外信號(hào).其波形如3fa)所示RD為一紅外接收元NJL41H380,可接收載波頻率38kHz的紅外編碼數(shù)據(jù),RD的輸出波形如3(1))所示闡RD的輸出送Z86單片機(jī)P31P3l是外部中斷輸Q2,下降沿觸發(fā),在中斷服務(wù)子程序中對(duì)接收的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼OPrrO是一光電開關(guān),用于將電度表表盤的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào),經(jīng)U5構(gòu)成的施密特電路整形后送單片機(jī)P33進(jìn)行計(jì)數(shù)P33是外部中斷輸Q1,為保證電度表轉(zhuǎn)數(shù)的準(zhǔn)確,設(shè)定中斷優(yōu)先級(jí)Ql>IRQ2.輸出口P00驅(qū)動(dòng)繼電J的通斷,根據(jù)用戶的預(yù)付費(fèi)情況對(duì)用戶電源進(jìn)行通斷控制Z86單片機(jī)P2P20設(shè)定為輸入線,P21P27設(shè)定為輸出線.串行存儲(chǔ)芯9346用于存儲(chǔ)電表轉(zhuǎn)數(shù)、電費(fèi)、編號(hào)和密碼等數(shù)據(jù)4位小LED用于顯示剩余電費(fèi)和交費(fèi)額等數(shù)據(jù),譯碼/鎖存/驅(qū)動(dòng)U3BCD到七段碼的轉(zhuǎn)換和鎖存,譯碼/馬區(qū)動(dòng)U2用于位選.

img2 

img3 

2.2紅外卡的硬件設(shè)計(jì)

紅外卡的電原理如4所示RDTD為紅外收發(fā)器,其工作原理與電度表控制板相同.按鈕開關(guān)S1,S2,S3S4用于方式切換P24P27設(shè)定為輸入線,利用軟件查詢方式使紅外卡分別工作在電度表數(shù)據(jù)接收發(fā)LED顯示及交費(fèi)金額接收發(fā)射等方式U2用于存儲(chǔ)交費(fèi)金額、編號(hào)和密碼等數(shù)據(jù)Z86C04單片機(jī)的工作電壓3055V.紅外卡尺寸10Cln×5Cln×15Cln

img4 

2.3收費(fèi)器

收費(fèi)器采Z86E06單片機(jī),其紅外收發(fā)電路與2相同.?dāng)U展RS232接口芯片PC機(jī)RS232接口相連,如5所示.

img5 

3軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)的收發(fā)存儲(chǔ)采BCD碼,編碼格式為

img6 

指令標(biāo)志位控制電度表的工作方式,如顯示、接收及發(fā)送等.在軟件設(shè)計(jì)中除采Z8單片機(jī)所提供看門狗定時(shí)(WDT)功能外,還采用了軟件陷阱、指令冗余及軟件容錯(cuò)等方法,使系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),工作可.

3.1電度表控制板的軟件設(shè)計(jì)

電度表控制板的主程序流程如6所示.當(dāng)剩余電費(fèi)少10度時(shí),LED亮,顯示剩余電費(fèi)數(shù)值,提示用戶應(yīng)去交費(fèi).當(dāng)接收到交費(fèi)數(shù)據(jù)后LED顯示該值,以供用戶核對(duì).正常工作時(shí)LED不亮.

img7 

3.2紅外卡的軟件設(shè)計(jì)

紅外卡的軟件流程如7所示.用戶欲查看剩余電費(fèi)時(shí),可按S4鍵向電度表控制板發(fā)出指令,電度表控制板上LED亮,顯示剩余電費(fèi)數(shù)值.

3.3電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫軟件

電費(fèi)管理數(shù)據(jù)庫軟件功能圖如8所示.

img8 

4、安科Acrelcloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

4.1概述

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)是安科瑞公司研制的DDSY-1352單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表DTSY-1352三相電子式預(yù)付費(fèi)電能表配套的售電管理系統(tǒng)。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng),達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的,剩余水量用完自動(dòng)關(guān)閥。主要完成電能/水表參數(shù)設(shè)置,商戶售/售水管理及能耗管理工作,操作簡(jiǎn)便,實(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作實(shí)時(shí)監(jiān)控,具有良好的人機(jī)界面,能夠有效的統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù)。安裝方便,是用電管理部門、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區(qū),提高用電用水管理水平,解決收費(fèi)難問題的理想產(chǎn)品。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)適用于公寓出租戶、商業(yè)廣場(chǎng)、公寓酒店、物業(yè)小區(qū)、寫字樓、物流倉儲(chǔ)、高校、連鎖超市、智慧園區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等場(chǎng)所。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

img9 

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1房間監(jiān)控

清晰簡(jiǎn)潔的展示所有房間狀態(tài)信息,所屬樓棟樓層,在線失連情況,費(fèi)用狀態(tài)等,進(jìn)入房間詳情可對(duì)房間當(dāng)前實(shí)時(shí)信息進(jìn)行查看,并可了解當(dāng)天用電量和使用金額情況,可對(duì)房間內(nèi)的電表進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制操作,比如開戶、電價(jià)設(shè)置,售電、退電、報(bào)警金額設(shè)置、分合閘操作等等。

img10 

4.4.2電戶開表

系統(tǒng)針對(duì)商鋪開戶不僅支持一戶一表,也支持一戶掛多表的需;支持自定義電價(jià)方案,單一電價(jià)、尖峰平谷電價(jià)、階梯電價(jià):支持預(yù)先設(shè)置開戶信息后期一鍵開;支持設(shè)置電表合額告警默認(rèn)三級(jí)告警,告警金額和次也可以自定義,推送方式支持手機(jī)短信,APP推送,郵件、語音外呼、公眾號(hào)推送等。

img11 

4.4.3充電繳費(fèi)

可以對(duì)已開戶的電表進(jìn)行遠(yuǎn)程充值,電費(fèi)實(shí)時(shí)下發(fā)到電表。電表會(huì)根據(jù)電度走字實(shí)時(shí)扣除電費(fèi)同時(shí)系統(tǒng)也支持早臺(tái)計(jì)費(fèi),金額下發(fā)到系統(tǒng)賬戶,到賬快速穩(wěn)定。img12

4.4.4財(cái)務(wù)管理

訂單總覽,包含系統(tǒng)里所有水電充值退費(fèi)記錄,以及物業(yè)費(fèi)扣費(fèi)流水記錄。收入概況,可以從日,月,年,時(shí)間跨度等不同維度統(tǒng)計(jì)水電費(fèi)收入情況,收入組成。

img13 

img144.4.5報(bào)表

系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢。用電綜合報(bào)表,幫助財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)月商鋪總用電量,尖峰平谷用電量以及電費(fèi),能耗同比分析,可以比較每個(gè)月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報(bào)表,按日,月,年三個(gè)不同維度查詢電表每個(gè)階段的用能情況。

img15 

img164.4..6批量操作

為了方便用戶對(duì)大量?jī)x表進(jìn)行管理和設(shè)置,可以在系統(tǒng)中新建批量操作任務(wù),比如設(shè)置電價(jià)、電表控制、儀表設(shè)置、充值等,批量任務(wù)可以立即執(zhí)行,也可以定時(shí)執(zhí)行。

img17 

4.4.7自定義收費(fèi)方案

為了靈活應(yīng)對(duì)用戶多種多樣的收費(fèi)方案,比如物業(yè)費(fèi),房租,服務(wù)費(fèi)等,系統(tǒng)支持用戶自定義收費(fèi)項(xiàng)目。收費(fèi)方式可設(shè)置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單,可設(shè)置周期性收費(fèi)或者一次性收費(fèi),可以按固定金額收費(fèi)或者按房間面積換算等等。

img184.4.8公共區(qū)域用電分?jǐn)?/span>

某塊表為主表,然后分配關(guān)聯(lián)子表,系統(tǒng)每個(gè)月自動(dòng)將主表的用電按比例換算成電費(fèi)從子表中扣除,這樣可以剩余人工統(tǒng)計(jì)的麻煩。公攤方式多樣,可以根據(jù)比例公攤,按房間面積公攤,按用量公排,收費(fèi)方式有直接扣費(fèi)或者生成維費(fèi)賬單。

img194.4.9后付費(fèi)模式

按日期生成后付費(fèi)用戶周期用電費(fèi)用,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后生成繳費(fèi)賬單方便追蹤客戶繳費(fèi)情況可導(dǎo)出繳費(fèi)賬單以及欠費(fèi)賬單通知客戶。

img20 

4.4.10公眾號(hào)在線支付

 用戶可以在微信小程序或者微信公眾號(hào)自助查詢電表使用情況以及繳費(fèi)。

img21    img22

5、系統(tǒng)硬件配置

應(yīng)用場(chǎng)合

型號(hào)

圖片

功能

預(yù)付費(fèi)水電

云平臺(tái)

AcrelCloud-3200

img23 

主要完成電能/水表參數(shù)設(shè)置,商戶售/售水管理及能耗管理工作,操作簡(jiǎn)便,實(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作實(shí)時(shí)監(jiān)控,具有良好的人機(jī)界面,能夠有效的統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù)。安裝方便,是用電管理部門、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區(qū),提高用電用水管理水平,解決收費(fèi)難問題的理想產(chǎn)品。

通訊管理機(jī)

Anet-1E2S1-4G

img24 

1、電力抄表,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),斷點(diǎn)續(xù)傳,邊緣計(jì)算

2、通訊方:2RS485通訊上行網(wǎng)/4G

Anet-2E4SM

img25 

1.電力抄表,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),斷點(diǎn)續(xù)傳,邊緣計(jì)算

Anet-2E4SM

2.通訊方:4RS485通訊,上2路以太網(wǎng)通訊

Anet-2E8S1

img26 

1.電力抄表,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),斷點(diǎn)續(xù)傳,邊緣計(jì)算

Anet-2E4SM

2.通訊方:4RS485通訊,上2路以太網(wǎng)通訊

AWT100-4G

img27 

1路下485,上行可選4G、WIFI、網(wǎng)口

AF-GSM500-4G

img28 

1.內(nèi)置嵌入式系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集支26RS485總線接入

2.LORA無線通訊

3.數(shù)據(jù)上傳支MODBUSTCP/MQTT/HJ212等多種協(xié)議

4.可選RJ454G上傳方式

5.具備協(xié)議轉(zhuǎn)換、斷點(diǎn)續(xù)傳、斷電報(bào)警等功能

6.內(nèi)8GSD卡,用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和事件記錄

物聯(lián)網(wǎng)電表

DDSY1352-NK

單相預(yù)付費(fèi)電表

img29 

1.支持全電力參數(shù)測(cè)(U、I、P、Q、S、PF、F)

DDSY1352-NK2.支持雙向有功、無功、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量

單相預(yù)付費(fèi)電3.*大需量及發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì);4支持兩路開關(guān)量輸5.內(nèi)100A大容量磁保持繼電器,可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘

6.ModbusRTU規(guī)/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)

7.充值方:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充;8.支持預(yù)付費(fèi)功;9.支持時(shí)控功;

10.支持惡性負(fù)載識(shí)別功能

11.支持強(qiáng)控功:

12.通訊方:RS485/4G/NB

DDSY1352-NK

三相預(yù)付費(fèi)電表

img30 

DDSY1352-nDM

img31 

1.預(yù)付費(fèi)管理控制

2.支持支路時(shí)間管理控制

3.支持支路負(fù)載管理控制

4.遠(yuǎn)程充值

5.支持支路強(qiáng)控

6.夜間小功率控制

7.支持空調(diào)模式

8.支持白名單設(shè)置

9.支持全電力參數(shù)測(cè)量U、I、PQ、S、PF、F);

10.支持總電能計(jì)量,支路電能計(jì)量

11.跳閘記錄查詢

12.通訊方式RS485/4G

ADF300L

多用戶計(jì)量箱

img32 

1.支持全電力參數(shù)測(cè)(UI、P、Q、S、PF、F)2.支持雙向有功、無功、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量物聯(lián)網(wǎng)電表

3.*大需量及發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì);

4支持兩路開關(guān)量輸出

5內(nèi)100A大容量磁保持繼電器,可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘

6.ModbusRTU規(guī)/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)7.充值方:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充;8支持預(yù)付費(fèi)功9.支持時(shí)控功;10.支持惡性負(fù)載識(shí)別功11.支持強(qiáng)控功;12.通訊方:RS485/4G

ADF400L

多用戶計(jì)量箱

img33 

1.支持全電力參數(shù)測(cè)(U、IP、QS、PFF)

2.支持雙向有功、無功、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量物聯(lián)網(wǎng)電表

3.*大需量及發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì);

4支持兩路開關(guān)量輸出

5內(nèi)100A大容量磁保持繼電器,可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘

6.ModbusRTU規(guī)/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)

7.充值方:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充;

8支持預(yù)付費(fèi)功能

9.支持時(shí)控功;

10.支持惡性負(fù)載識(shí)別功能

11.支持強(qiáng)控功;

12.通訊方:RS485/4G

物聯(lián)網(wǎng)水表

LXSY-O-M/NB

img34 

1.預(yù)付費(fèi)功能

2.閥門自動(dòng)維護(hù)功能

3.防水設(shè)計(jì)

4.防強(qiáng)磁干擾功能

5.低功耗設(shè)計(jì)

6.通訊方:MBUS/NB

6結(jié)語

為提高用電管理水平,增加經(jīng)濟(jì)效益,電力公司正在推行營(yíng)業(yè)制度的改革,改革的目標(biāo)之一是逐步實(shí)現(xiàn)電費(fèi)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù).研制的紅外式電費(fèi)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)樣機(jī)經(jīng)試用表明,其使用方便,性能可靠,并已經(jīng)通過有關(guān)部門組織的技術(shù)鑒定.若能推廣應(yīng)用,其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是很大的.

參考文獻(xiàn)

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