淺談紅外式電費預付費係統的應用

hth下载地址 陳聰

摘要：介紹了一種紅外式電費預付費係統的工作原理和設計方法，給出了主要硬件電路及電度表控製板、紅外卡和收費器，同時給出了應用程序的流程圖和設計思想，經實際運行證明，該係統抗幹擾能力強、成本低、使用方便，適於(yu) 推廣應用。

關(guan) 鍵詞：預付費；預付費電度表；單片機

0引言

目前，國內(nei) 市場上流行的預付費電度表大都是IC卡電度表，通常的IC卡是將一微電子芯片鑲嵌於(yu) 符合ISO7816標準的PVC(或ABS等)塑料基片中，封裝成外形尺寸與(yu) 磁卡類似的卡片.為(wei) 降低成本，IC卡電度表中的IC卡由焊有一片EPROM的一小塊印刷電路板構成，也稱為(wei) 電卡．由於(yu) 其接觸式結構，使用不方便．在某些地區，為(wei) 防竊電，各用戶的電度表都集中安裝並封閉在居民樓的樓道裏的電表櫃中，以至於(yu) 無法采用現有的IC卡電度表．若采用非接觸式IC卡(RF卡)，由於(yu) 基站芯片價(jia) 格和傳(chuan) 輸距離等原因，目前還不適合用於(yu) 預付費電度表．另一方麵，由於(yu) 預付費電度表要解決(jue) 電費存儲(chu) 、接收發送、數據加密等問題，在技術上與(yu) 市場上流行的紅外式複費率電度表並不相同，有其自己的特點和難點．為(wei) 此，我們(men) 研製了一種紅外式電費預付費係統，其使用方便，成本低，適於(yu) 推廣應用．

1預付費係統的原理

紅外式電費預付費係統由電度表控製板、紅外交費器(紅外)、收費器和電費管理數據庫四部分組成，如圖1所示．

1.1各部分的功能

1)電度表控製板加裝於(yu) 現有的電度表表盒中，它的功能包括：①通過紅外收發器，與(yu) 紅外交費器交換數據，接收、發送相關(guan) 數據；②記錄電度表的轉數；③顯示交費金額、剩餘(yu) 電費；④控製用戶電源通斷．

2)紅外交費器，為(wei) 方便亦稱紅外卡，用於(yu) 替代IC卡(電卡)，它的作用是①存儲(chu) 交費金額；②通過紅外收發器與(yu) 電度表控製板和收費器交換數據；③控製電度表的LED顯示交費金額、剩餘(yu) 電費等數據．

3)收費器是一具有RS一232接口的紅外收發器．①它接收從(cong) 紅外卡發來的紅外數據，經處理後由RS一232接口送至PC機的電費管理數據庫中，供電業(ye) 部門進行管理；②用戶在交費後，電費管理數據庫中的交費金額通過RS一232接口送給收費器，經收費器的紅外發送器發送至紅外卡中．

1.2交費過程

1)用戶欲交費時，先用紅外卡讀取電度表控製板中存儲(chu) 的電度表的編號、密碼及剩餘(yu) 電費等數據．

2)在收費站，將紅外卡中的電度表數據發送給收費器，送至PC機的電費管理數據庫中．

3)用戶交費後，紅外卡接收到收費器發送來的相應的交費金額，並存儲(chu) 在紅外卡中．

4)用戶回家後，用紅外卡將交費金額發送至電度表中，電度表顯示交費金額，供用戶核對

2硬件設計

2.1電度表控製板的硬件設計

電度表控製板的電原理如圖2所示．該控製板采用Z86E08OTP單片機為(wei) 核心進行設計，其內(nei) 含2kPROM；具有可編程看門狗定時器；6個(ge) 矢量中斷，優(you) 先權可隨意設定；256個(ge) 累加器方便應用軟件的編寫(xie) [4]．圖2中RD和TD為(wei) 紅外收發器，其中TD為(wei) 紅外發光二極管，由Z86單片機輸出口線P01驅動，紅外數據發射子程序將發送的編碼數據轉換成載波頻率為(wei) 38kHz的信號經P10驅動TD發射出紅外信號．其波形如圖3fa)所示．RD為(wei) 一紅外接收元件NJL41H380，可接收載波頻率為(wei) 38kHz的紅外編碼數據，RD的輸出波形如圖3(1))所示闡．RD的輸出送至Z86單片機的P31，P3l是外部中斷輸入Q2，下降沿觸發，在中斷服務子程序中對接收的編碼數據進行解碼．OPrrO是一光電開關(guan) ，用於(yu) 將電度表表盤的轉數轉換成電脈衝(chong) 信號，經U5構成的施密特電路整形後送單片機的P33進行計數．P33是外部中斷輸入Q1，為(wei) 保證電度表轉數的準確，設定中斷優(you) 先級為(wei) Ql>IRQ2．輸出口線P00驅動繼電器J的通斷，根據用戶的預付費情況對用戶電源進行通斷控製．Z86單片機P2口的P20設定為(wei) 輸入線，P21～P27設定為(wei) 輸出線．串行存儲(chu) 芯片9346用於(yu) 存儲(chu) 電表轉數、電費、編號和密碼等數據．4位小型LED用於(yu) 顯示剩餘(yu) 電費和交費額等數據，譯碼／鎖存／驅動器U3完成BCD到七段碼的轉換和鎖存，譯碼／馬區動器U2用於(yu) 位選．

2.2紅外卡的硬件設計

紅外卡的電原理如圖4所示．RD和TD為(wei) 紅外收發器，其工作原理與(yu) 電度表控製板相同．按鈕開關(guan) S1，S2，S3和S4用於(yu) 方式切換，P24～P27設定為(wei) 輸入線，利用軟件查詢方式使紅外卡分別工作在電度表數據接收發射LED顯示及交費金額接收發射等方式．U2用於(yu) 存儲(chu) 交費金額、編號和密碼等數據．Z86C04單片機的工作電壓為(wei) 3．0～5．5V．紅外卡尺寸為(wei) 10Cln×5Cln×1．5Cln．

2.3收費器

收費器采用Z86E06單片機，其紅外收發電路與(yu) 圖2相同．擴展一RS一232接口芯片與(yu) PC機的RS一232接口相連，如圖5所示．

3軟件設計

數據的收發存儲(chu) 采用BCD碼，編碼格式為(wei)

指令標誌位控製電度表的工作方式，如顯示、接收及發送等．在軟件設計中除采用Z8單片機所提供看門狗定時器(WDT)功能外，還采用了軟件陷阱、指令冗餘(yu) 及軟件容錯等方法，使係統抗幹擾能力強，工作可靠.

3.1電度表控製板的軟件設計

電度表控製板的主程序流程如圖6所示．當剩餘(yu) 電費少於(yu) 10度時，LED亮，顯示剩餘(yu) 電費數值，提示用戶應去交費．當接收到交費數據後，LED顯示該值，以供用戶核對．正常工作時LED不亮．

3.2紅外卡的軟件設計

紅外卡的軟件流程如圖7所示．用戶欲查看剩餘(yu) 電費時，可按下S4鍵向電度表控製板發出指令，電度表控製板上的LED亮，顯示剩餘(yu) 電費數值．

3.3電費管理數據庫軟件

電費管理數據庫軟件功能圖如圖8所示．

4、hth下载地址Acrelcloud-3200預付費水電雲(yun) 平台

4.1概述

AcrelCloud-3200預付費水電雲(yun) 平台是hth下载地址公司研製的與(yu) DDSY-1352單相電子式預付費電能表及DTSY-1352三相電子式預付費電能表配套的售電管理係統。另外可以選配遠傳(chuan) 閥控水表組成水電一體(ti) 預付費係統，達到先交費後用水的目的，剩餘(yu) 水量用完自動關(guan) 閥。主要完成電能表/水表參數設置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現物業(ye) 公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界麵，能夠有效的統計和管理數據。安裝方便，是用電管理部門、商業(ye) 廣場和物業(ye) 小區，提高用電用水管理水平，解決(jue) 收費難問題的理想產(chan) 品。

4.2應用場所

本平台適用於(yu) 公寓出租戶、商業(ye) 廣場、公寓酒店、物業(ye) 小區、寫(xie) 字樓、物流倉(cang) 儲(chu) 、高校、連鎖超市、智慧園區、農(nong) 貿市場等場所。

4.3係統結構

4.4係統功能

4.4.1房間監控

清晰簡潔的展示所有房間狀態信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費用狀態等，進入房間詳情可對房間當前實時信息進行查看，並可了解當天用電量和使用金額情況，可對房間內(nei) 的電表進行各種遠程控製操作，比如開戶、電價(jia) 設置，售電、退電、報警金額設置、分合閘操作等等。

4.4.2電戶開表

係統針對商鋪開戶不僅(jin) 支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義(yi) 電價(jia) 方案，單一電價(jia) 、尖峰平穀電價(jia) 、階梯電價(jia) 等:支持預先設置開戶信息後期一鍵開戶;支持設置電表合額告警默認三級告警，告警金額和次也可以自定義(yi) ，推送方式支持手機短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾(zhong) 號推送等。

4.4.3充電繳費

可以對已開戶的電表進行遠程充值，電費實時下發到電表。電表會(hui) 根據電度走字實時扣除電費同時係統也支持早台計費，金額下發到係統賬戶，到賬快速穩定。

4.4.4財務管理

訂單總覽，包含係統裏所有水電充值退費記錄，以及物業(ye) 費扣費流水記錄。收入概況，可以從(cong) 日，月，年，時間跨度等不同維度統計水電費收入情況，收入組成。

4.4.5報表

係統還提供了多個(ge) 報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務統計每個(ge) 月商鋪總用電量，尖峰平穀用電量以及電費，能耗同比分析，可以比較每個(ge) 月份與(yu) 去年同期相比的用能差距。能耗日月年報表，按日，月，年三個(ge) 不同維度查詢電表每個(ge) 階段的用能情況。

4.4..6批量操作

為(wei) 了方便用戶對大量儀(yi) 表進行管理和設置，可以在係統中新建批量操作任務，比如設置電價(jia) 、電表控製、儀(yi) 表設置、充值等，批量任務可以立即執行，也可以定時執行。

4.4.7自定義(yi) 收費方案

為(wei) 了靈活應對用戶多種多樣的收費方案，比如物業(ye) 費，房租，服務費等，係統支持用戶自定義(yi) 收費項目。收費方式可設置直接從(cong) 賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設置周期性收費或者一次性收費，可以按固定金額收費或者按房間麵積換算等等。

4.4.8公共區域用電分攤

某塊表為(wei) 主表，然後分配關(guan) 聯子表，係統每個(ge) 月自動將主表的用電按比例換算成電費從(cong) 子表中扣除，這樣可以剩餘(yu) 人工統計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據比例公攤，按房間麵積公攤，按用量公排，收費方式有直接扣費或者生成維費賬單。

4.4.9後付費模式

按日期生成後付費用戶周期用電費用，對數據進行確認後生成繳費賬單方便追蹤客戶繳費情況可導出繳費賬單以及欠費賬單通知客戶。

4.4.10公眾(zhong) 號在線支付

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

5、係統硬件配置

6結語

為(wei) 提高用電管理水平，增加經濟效益，電力公司正在推行營業(ye) 製度的改革，改革的目標之一是逐步實現電費預付費係統和遠程自動抄表技術．研製的紅外式電費預付費係統樣機經試用表明，其使用方便，性能可靠，並已經通過有關(guan) 部門組織的技術鑒定．若能推廣應用，其經濟和社會(hui) 效益是很大的．

參考文獻

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