IC卡預付費電表解決方案

(1)不需要人工抄表，有利于現代化管理。隨著"一戶一表"的實行 ，供電企業(yè)管理的電表數急劇增加 ，安裝預付費電能表是供修改錯別的分段電企業(yè)加強現代化管理，提高服務水平的一個最佳選擇 。預付費電能表的使用亦避免人工抄表上門收費給客戶帶來的諸多不便，且歷史購電數據均可以保存，便于客戶查詢。

(2)充分體現了電力的商品屬性。預付費電能表按照商品交換原則 ，實行先買電后用電 ，完全改革了傳統的電費收取模式，充分體現了電力的商品屬性?？蛻艨梢愿鶕约旱膶嶋H需要有計劃地購電、用電，不會因欠費而發(fā)生滯納金，增加不必要的開支。

(3)解決了收費難的問題。能很好地解決零散居民客戶、臨時用電客戶、經常欠費客戶的收費問題。

2.1、IC卡簡介

IC卡又稱集成電路卡(Integrated Circuit Card)，它是把 一塊集成電路芯片鑲嵌在一張信用卡尺寸大小的塑料卡片上，芯片上可儲存重要應用信息。IC卡遵循的國際標準為ISO-7816。 根據IC卡的存儲方式和安全特性可分為:存儲器卡、邏輯加密卡和CPU卡(智能卡)。存儲器卡的讀寫操作不設任何保護，邏輯加密卡讀寫只設一個口令密鑰保護，CPU卡的讀寫操作是通過卡內芯片操作系統COS(Chip Operating System)進行，并受發(fā)卡單位在卡內設定的密鑰系統及安全認證機制控制。

本系統使用的IC卡采用帶CPU的智能卡，卡內芯片操作系統COS為 SmartCOS 操作系統。SmartCOS操作系統系列符合高度安全的要求，是符合ISO標準的完全的多功能操作系統。目前，SmartCOS已被廣泛用于應用于金融、社保、郵政、安全、工商、稅務、交通、公用事業(yè)等各個領域，是經過多種考驗的可靠操作系統。

2.2、電表IC卡應用分類

IC卡貫穿于整個系統的應用中，并根據具體應用功能不同分為不同應用類型的IC卡:

● 用戶卡

● 檢查卡

● 系統總控卡

● 生產測試卡

● 修改主密鑰卡

● 電表初始化卡

上述各種應用類型的卡在各種不同場合使用，并發(fā)揮各自不同的作用和功能。

3.1、管理售電子系統

管理售電系統包括用戶信息管理子系統、IC卡初始化系統、統計分析子系統和售電子系統。

3.2、IC卡電表子系統

(1)IC卡電表硬件組成

電表內部是由電能計量模塊、主控單片機芯片、數碼顯示、繼電器開關和IC卡接口組成。

●電能計量模塊:

產生電消耗脈沖，提供主控單片機計費

●主控單片機芯片:

存儲并運行電表應用功能底層軟件，輸出控制信號并完成ESAM模塊和用戶卡的命令傳輸。

●數碼顯示:

顯示用電量、剩余電量、報警信號和故障狀態(tài)。

●繼電器控制:

執(zhí)行主控單片機發(fā)出的供電斷開或閉合信號。

●IC卡接口:

提供IC卡命令傳輸硬件接口電路和驅動軟件。

3.3、應用業(yè)務流程介紹

安裝人員給用戶安裝電表、用到用電管理部門辦領用戶卡、用戶持卡到售電網點購電、用戶帶回用戶卡插入電表、用戶用電、電表計量扣費。

3.4、系統安全設計概要

在本系統中，我們使用CPU卡技術來進行系統的安全設計。CPU卡內的芯片操作系統COS是SmartCOS操作系統，改變了以往IC卡應用只能依賴國外操作系統的現狀。SmartCOS操作系統系列符合高度安全的要求，是符合ISO標準的完全的多功能操作系統。

產品分單相和三相兩種，用于有功電能的計量場合，由用戶交費購電輸入表中，電表才能供電。一戶一表一卡，卡互不通用，憑卡用電，具有預收電費、自動抄表、防竊電、卡中電量用完后自動拉閘斷電等功能。同時，用戶的購電信息實行微機管理，方便地進行查詢、統計、收費及打印票據等。

本產品采用了最先進的IC卡技術和SMT工藝以及專用電能計量芯片和單片微型計算機為核心部件的全電子設備，各項技術指標符合GB/T18460的技術要求

1.由于某些工作人員在安裝電能表時粗心大意，沒有把接線螺絲擰緊或進行銅鋁過渡處理.造成接觸不良或氧化，燒壞了接線盒，導致電流線圈連接處斷線。因此在接線時，一定要擰緊螺絲和進行防氧化處理。

2.隨著市場經濟發(fā)展和人民生活水平的日益提高，農村小型打麥機、花生剝殼機、豆腐機等動力機械劇增。同時，大量電器進入普通家庭，照明負荷大增，而許多用戶所使用的還是原來購買的l(2)A，2(4)A，2.5(5)A等機械式電能表。這種電能表工藝差、過載性能差.容易引起電流線圈甚至電能表燒壞。防止措施:一是用戶要根據用電容量大小(或到當地供電營業(yè)窗口咨詢)，合理、科學地匹配電能表;二是使用全電子式寬負載電能表，如5(20)A，10(40)A電能表。

3.目前市場上劣質電能表較多，這種電能表內元器件、線圈的篩選、焊接點處理、組裝工藝等存在質量問題，未按國家標準生產、檢測，更不可能就質量和售后服務實行承諾。使用這種劣質電能表，容易燒毀，也極易引發(fā)事故。奉勸廣大用戶不要貪圖便宜購買劣質電能表，應到當地具有銷售資質的單位購買電能表。

4.由于線路老化、老鼠咬壞電線、在家里維修插座和開關時不謹慎造成短路，這種情況下，電能表燒毀最嚴重。防止措施:一是經常對線路進行維護、檢查，及時發(fā)現隱患并加以排除;二是在家里搞維修結束后，確保正確接線情況下，再合上刀開關。

5.在農村人口稀少、居住分散的地方，從變壓器到用戶線路較遠，壓降偏大。有的用戶線路電壓只有l(wèi)80V，更不用說動力電壓能達到380V，因此，使用同樣功率的電器，通過用戶的電能表的電流將增大。如果用戶的電能表是按220V工作電壓匹配的，就有可能燒壞。

6.由于操作不當，錯將動力線接到照明線上，造成電能表的電壓線圈燒壞。因此，在接線時，一定要先測電壓再接線。

7.自然災害，雷擊造成電壓線圈燒壞。防止措施:在安裝電能表時，要合理選擇安裝地點，以免雷擊。.2005---04一il收稿湖北省巴東縣電力公司嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。嚴格"兩票、四制和調度紀律。落實各級人員安全責任，堅持用"三鐵反"三違，加大反習慣性違章和查處力度.杜絕人身傷害事故的發(fā)生。

IC卡預付費電表在安裝時，安裝位置應保持垂直，并按接線圖接入。

4.1 打開電能表端鈕盒蓋，然后按接線圖連接各端鈕接線，接通電源。

4.2 用戶將預購電量IC卡按卡上箭頭方向(金屬觸點面向左)插入表內，顯示器首先顯示F1而后顯示本次所購電量，再穩(wěn)定顯示F2而后顯示器顯示原剩余電量加上新購電量之和為當前剩余電量，此時可取下IC卡，顯示熄滅。(如表中剩余電量低于顯示報警電量時顯示器常亮，表中原剩余電量與購電卡中電量之和大于9999kWh時，卡內電量不被輸入電表，仍保存在卡內。)

4.3 當用戶用電時，脈沖指示燈會隨之閃亮。

4.4 預付費電表在正常使用過程中，自動對所購電量作遞減計算。當電能表內剩余電量小于20度時，顯示器顯示當前剩余電量提醒用戶購電。當剩余電量等于10度時，停電一次提醒用戶購電，此時用戶需將IC卡插入電能表一次恢復供電。當剩余電量為零時，停止供電。

4.5 一表一卡，用戶每次新購電量后，只能插入自己的電表輸入一次有效電量。

4.6 預付費電表顯示器通常不亮，如果用戶需要檢查剩余電量，可以將IC卡插入電表，則顯示F1購買電量顯示零、F2剩余電量，拔卡顯示熄滅。

4.7 用戶每次將IC卡插入預付費電表，電表都將用戶用電情況全部返寫在IC卡上，用戶下次購電時，售電管理系統讀取IC卡數據匯總并檢查用戶是否合法用電。用電檢查人員也可以使用檢查卡，檢查用戶用電情況。

4.8 供電管理部門根據實際情況設置用戶的最大用電負荷。當實際用電負荷超過設置值時，停止供電，電表顯示器顯示"E2"，提醒用戶減少用電負荷，用戶需將IC卡插入電表后恢復供電。

IC卡接口電路對IC卡插入與退出的識別，即卡的激活和釋放，有很嚴格的時序要求。如果不能滿足相應的要求，IC卡就不能正常進行操作；嚴重時將損壞IC卡或IC卡讀寫器。

(1)激活過程

為啟動對卡的操作，接口電路應按圖1所示順序激活電路：

◇RST處于L狀態(tài)；

◇根據所選擇卡的類型，對VCC加電A類或B類，

◇VPP上升為空閑狀態(tài)；

◇接口電路的I/O應置于接收狀態(tài)；

◇向IC卡的CLK提供時鐘信號(A類卡1~5MHz，B類卡1~4MHz)。

在t'a時間對IC卡的CLK加時鐘信號。I/O線路應在時鐘信號加于CLK的200個時鐘周期(ta)內被置于高阻狀態(tài)Z(ta 時間在t'a之后)。時鐘加于CLK后，保持RST為狀態(tài)L至少400周期(tb)使卡復位(tb在t'a之后)。在時間t'b，RST被置于狀態(tài)H。I/O上的應答應在RST上信號上升沿之后的400~40 000個時鐘周期(tc)內開始(tc在t'b之后)。

在RST處于狀態(tài)H的情況下，如果應答信號在40 000個時鐘周期內仍未開始，RST上的信號將返回到狀態(tài)L，且IC卡接口電路按照圖2所示對IC卡產生釋放。

(2)釋放過程

當信息交換結束或失敗時(例如，無卡響應或卡被移出)，接口電路應按圖2所示時序釋

IC卡

放電路：

◇RST應置為狀態(tài)L；

◇CLK應置為狀態(tài)L(除非時鐘已在狀態(tài)L上停止)；

◇VPP應釋放(如果它已被激活)；

◇I/O應置為狀態(tài)A(在td時間內沒有具體定義)；

◇VCC應釋放。

IC卡接口電路應能在表1規(guī)定的電壓范圍內，向IC卡提供相應穩(wěn)定的電流。

IC卡接口電路向卡提供時鐘信號。時鐘信號的實際頻率范圍在復位應答期間，應在以下范圍內：A類卡，時鐘應在1~5MHz；B類卡，時鐘應在1~4MHz。

復位后，由收到的ATR(復位應答)信號中的F(時鐘頻率變換因子)和D(比特率調整因子)來確定。

時鐘信號的工作周期應為穩(wěn)定操作期間周期的40%~60%。當頻率從一個值轉換到另一個值時，應注意保證沒有比短周期的40%更短的脈沖。

IC卡的缺點是制造成本高。

?IC卡是繼磁卡之后出現的又一種新型信息工具。IC卡是指集成電路卡，一般用的公交車卡就是IC卡的一種，一般常見的IC卡采用射頻技術與IC卡的讀卡器進行通訊。IC卡與磁卡是有區(qū)別的，IC卡是通過卡里的集成電路存儲信息，而磁卡是通過卡內的磁力記錄信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。

非接觸式IC卡又稱射頻卡，成功地解決了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。主要用于公交、輪渡、地鐵的自動收費系統，也應用在門禁管理、身份證和電子錢包。