基于DLMS的预付费电能表管理系统设计

半导体器件应用网/news/193774_p2.html 智能电表预付费改造方案【大比特导读】随着资金压力加大，用户电费回收率和月未应收用户电费余额的考核，必须采用新的电力营销模式和手段。

解决抄表难、收费难最有效、最简单的办法是采用先付费，后用电的预付费电能表。

为什么要使用预付费电能表?因为现行电费营销管理模式的主要特点是：客户先用电、后付费，由于某些用户信用度较差、经营风险较大、经济效益较差的情况是客观存在的，“客户先用电、后付费”的电费营销管理模式，使电费回收难具有了一定的必然性。

随着资金压力加大，用户电费回收率和月未应收用户电费余额的考核，必须采用新的电力营销模式和手段。

解决抄表难、收费难最有效、最简单的办法是采用先付费，后用电的预付费电能表。

另外，随着电子技术的发展，计算机控制与管理技术的运用已广泛深入到各个行业，IC卡以其存储容量大、保密性能好、携带方便、可反复使用等优点在金融及其它领域中得到广泛的应用，卡式预付费电能表作为这一时代的产物，从技术上满足了飞速发展的电力工业对电能的计量、控制与管理提出的越来越高的要求。

预付费电能表优点具体体现在：一、解决收费困难问题，使电能成为真正的商品，在用户使用电能之前现行缴费，才可以使用购得电能，使资金回收有了可靠的保障。

二、帮助物业解决资金短缺问题，因为实行预收费管理，用户首先先行缴纳电费，而后使用电量，这样物业就可以始终占用着用户的欲购电量的资金，物业可以使用这部分资金挪作它用。

三、无需电工抄表工作，节省了大量人力物力，不需要每个月安排电工频繁上门抄表，只需要安排电工定期检查预付费电表是否正常即可，并且不用过于频繁，而且数据记录更多、更准确、更便于利用。

四、无需要上门收缴电费。

因为先付费，后用电，用户需要自行到物业交费购买电量，不用物业人员到用户单位收费节约时间。

五、辅助物业费、租金、管理费等费用的收缴，可以采用限制购得的方式，在用户到物业部门购电时，物业人员可以要求用户先行缴纳所欠的物业费、租金、管理费等费用，再卖给用户电量。

能源预付费管理模块方案建议书目录1.背景分析 (4)2.现状基础分析 (4)3.建设目标 (5)4.总体建设方案 (6)4.1.总体业务流程 (6)4.2.功能架构 (7)4.3.网络结构 (7)5.软件系统方案 (8)5.1.客账户管理 (8)5.1.1.客户管理 (8)5.1.2.客户管理操作 (10)5.1.3.账户管理 (11)5.1.4.账户管理操作 (12)5.2.产品与资费管理 (14)5.2.1.产品定义管理 (14)5.2.2.产品收费项目管理 (14)5.2.3.产品资费管理 (15)5.2.4.资费生效管理 (16)5.3.计费管理 (17)5.3.1.计量数据采集 (17)5.3.2.计费 (17)5.3.3.扣费 (17)5.4.营业管理 (18)5.4.1.账户冲值 (18)5.4.2.自动复机 (19)5.4.3.账户同步 (20)5.4.4.账单查询打印 (21)5.4.5.详单查询打印 (21)5.5.账务处理 (22)5.5.1.出账处理 (23)5.5.2.账单通知 (24)5.5.3.调账处理 (24)5.5.4.账单保存 (25)5.5.5.信用度管理 (25)5.6.欠费管理 (25)5.6.1.欠费数据生成 (25)5.6.2.欠费提醒 (26)5.6.3.欠费催缴 (26)5.6.4.欠费停机 (27)5.6.5.假日录入功能 (27)5.7.统计分析报表 (28)5.7.1.综合查询 (28)5.7.2.统计分析报表 (29)5.7.3.报表展现和输出 (30)5.8.网上营业厅 (31)5.8.1.用户登录 (31)5.8.2.账户查询与维护 (32)5.8.3.账单查询 (33)5.8.4.详单查询 (33)6.软件接口方案 (34)6.1.与财务系统接口 (34)6.2.短信系统接口 (36)1.背景分析**工业区是以发展石油化工、冶金装备制造和工业为主导，以承接重大产业项目为重点，以与产业发展相适应的港口物流业为支撑的综合性、一体化的现代工业区。

本技术适用于电力领域，提供了一种电力智能预付电费的方法和系统，所述方法包括：缴费客户端接收用户的缴费请求，并将所述缴费请求发送到缴费服务器端，所述缴费请求包括缴费金额；缴费服务器端通过STS算法加密所述缴费请求产生STS充值码，并通过电力载波通讯PLC将所述STS充值码发送到电表终端；电表终端对所述STS充值码进行验证，如果所述STS充值码正确，可以使用户的电费缴付简单、快捷和方便。

权利要求书1.一种电力智能预付电费的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：缴费客户端接收用户的缴费请求，并将所述缴费请求发送到缴费服务器端，所述缴费请求包括缴费金额；缴费服务器端通过STS算法加密所述缴费请求产生STS充值码，并通过电力载波通讯PLC将所述STS充值码发送到电表终端；电表终端对所述STS充值码进行验证，如果所述STS充值码正确，则获取所述缴费金额，并将所述缴费金额计入电表终端的余额。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述缴费服务器端通过STS算法加密所述缴费请求产生STS充值码，并通过电力载波通讯PLC将所述STS 充值码发送到电表终端的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：缴费服务器端将所述STS充值码发送到缴费客户端，以使用户通过所述缴费客户端获取所述STS充值码。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电表终端对所述STS充值码进行验证，如果所述STS充值码正确，则获取所述缴费金额，并将所述缴费金额计入电表终端的余额的步骤之后，所述方法还包括以下步骤：如果所述余额大于预设的余额阈值，则电表终端进行合闸供电。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，如果所述余额小于预设的余额阈值，则电表终端进行告警。

5.一种电力智能预付电费的系统，其特征在于，所述系统包括：缴费客户端，用于接收用户的缴费请求，并将所述缴费请求发送到缴费服务器端，所述缴费请求包括缴费金额；缴费服务器端，用于通过STS算法加密所述缴费请求产生STS充值码，并通过电力载波通讯PLC将所述STS充值码发送到电表终端；电表终端，用于对所述STS充值码进行验证，如果所述STS充值码正确，则获取所述缴费金额，并将所述缴费金额计入电表终端的余额。

2020年第8期智能电能表目前在国外呈现飞速发展的趋势，各国在智能电能表领域掀起一轮大规模的投资，为我国智能电能表产业的出口创造了良好的机遇。

但是国内智能电能表目前采用DL/T645协议，和国际通用的通信协议不兼容，不利于国内智能电能表生产企业的出口。

DLMS/COSEM 通信协议即IEC62056系列国际标准，是国际电工委员会为解决自动抄表系统和计量系统中的数据采集，仪表安装、维护，系统集成等问题提出的新的电能表通信标准。

它以良好的系统互连性和互操作性成为迄今为止较为完善的电表通信协议标准[1]。

本文基于ARM 的DLMS/COSEM 通信协议智能电能表设计能够满足国际电工委员会的要求。

在现有的智能电能表方案中，低端产品一般采用单片机系统层次的主芯片实现简单的功能。

由于单片机处理器的运算速度较低，往往只能实现单一的设置，不能满足现场通用性，同时DLMS/COSEM 通信协议要求传输数据量大，高性能的ARM Cortex-M0系列配备嵌入式系统能够完成比较复杂强大的功能，满足不同场合的应用需求。

方案采用FM33A048芯片作为主控处理器，具有强大的控制能力和较大的存储容量，同时工业级系列主处理器Cortex-M0在低功耗和成本控制方面具有不可比拟的优势。

本文对处理模块、通讯模块、计量模块等硬件设计和应用软件设计进行了相应介绍，完整地实现了设计方案，并在实际工程中验证了其可行性。

一、整体设计1.整体模块智能电能表的工作主要由测量模块、数据处理模块等组成，主要分两部分：一是电能测量模块，由大规模专用集成电路和外围电路组成，可将电流电压量转换成与有功功率成比例的脉冲，实现电能计量，并能实时测量电网的电压、电流、功率及功率因数等数据；二是数据处理模块，采用专用的Cortex-M0低功耗微处理器，完成电能计度、数据存储、通信、显示及负荷开关控制等功能。

图1为产品的整体模块框图。

2.软件架构软件结构引入分层设计思路，将软件系统大体划分为三个层次：调度层、应用层和驱动层。

基于射频卡的预付费管理系统设计何艳;刘乙;李海全【摘要】介绍了一种基于射频卡的预付费管理系统,实现对预付费电能表的信息管理.在设计过程中采用模块化的设计思想,提高了预付费电能管理系统的稳定性和可靠性.实际应用验证表明,基于射频卡的预付费管理系统符合实际应用要求和技术要求,用户可通过射频卡进行预售电,操作方便,具有广阔的市场前景.【期刊名称】《现代建筑电气》【年(卷),期】2018(009)009【总页数】4页(P56-59)【关键词】射频识别技术;电能表;预付费管理;电能管理【作者】何艳;刘乙;李海全【作者单位】江苏安科瑞电器制造有限公司,江苏江阴214400;内蒙古建筑勘察设计研究院有限责任公司,内蒙古呼和浩特010020;江苏安科瑞电器制造有限公司,江苏江阴214400【正文语种】中文【中图分类】TU8550 引言预付费管理系统是一种先交费后用电的收费管理软件,采用射频卡作为用户和供电部门中间进行一对一购售电信息传输的介质,完成电能表参数设置、售电管理及用电管理工作。

近年来,预付费售电系统主要以接触式IC卡为主,但接触式IC卡在安全性、技术质量及管理等方面存在一些问题,主要有电能表抗干扰能力弱,质量不过关,容易受到外界的攻击,从而引发用电纠纷;IC卡存在质量问题,极易被解密,篡改数据,给用电管理部门和国家带来损失;价格高,易损坏,寿命短,使用风险大,因此综合效益差[1]。

预付费管理系统采用国际标准DES算法对射频卡进行加密,能够有效识别非管辖区的射频卡和用户非法制作的射频卡,有效防止非法使用射频卡,从而保障合法用电。

该系统提供运行过程中需要的大多数缺省数据,各项操作符合实际业务的工作流程,避免操作员重复操作。

系统对输入的数据自动进行合法性检查,对操作人员的误操作也进行友好提示,即使是一般的用户,也能完成较复杂的业务操作。

1 射频识别技术射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种无线通信技术,通过无线电讯号识别特定目标并读写数据。

预付费远程电能管理系统设计发布时间：2021-05-31T12:52:37.280Z 来源：《基层建设》2021年第3期作者：柳璐[导读] 摘要：预付费远程电能管理系统，是一项集底层通信技术、网络通信技术、电能计量技术、加密技术、数据存储技术、信息化技术与现代化设备及管理于一体的综合信息管控系统。

国网山东省电力公司广饶县供电公司山东东营 257300摘要：预付费远程电能管理系统，是一项集底层通信技术、网络通信技术、电能计量技术、加密技术、数据存储技术、信息化技术与现代化设备及管理于一体的综合信息管控系统。

该系统界面简洁，操作简单，能够轻松有效地对数据进行统计和管理，辅助商户的售电和用电管理，并能够实时进行远程操作、遥控和监控工作，拥有良好的保密措施，对数据的安全性有着可靠的保障。

关键词：预付费；电能管理；电能表引言由于抄收电表数据依赖于购电卡，用户用电数据滞后于发生时间，从而无法有效的进行用电管理及监控，如：电费核算周期内的线损计算、电量及时统计等问题，为此许多地方不得以还继续按期进行人工抄表。

为了更好的解决这些问题，本文提出了新的解决思路——远程预付费用电管理系统。

1预付费远程电能管理系统网络架构本系统以“可靠性”、“开放性”、“可维护性”为基本原则，适应各种计算机网络以及不同厂家的微机设备，拥有良好的抗干扰能力，具有强大的扩充能力和可编程性，兼容各种通讯规约，可根据应用需求扩充现场I/O点或接入其他系统的应用程序，从而实现系统的功能扩展和系统升级。

系统拥有良好的人机界面，运用工具化软件实现系统间数据库、报表、应用功能等的组态。

具备自检和联机校对能力，能够准确、快速地检测到设备故障信息，为及时排除故障提供完善的数据信息。

2IC卡预付费管理系统2.1系统构成IC卡预付费系统由智能水表、IC卡和售水管理系统组成。

2.2使用流程初次使用IC卡智能表，用户需到部门营业点办理IC卡并购买所需水量。

供水部门通过预付费管理系统向用户卡中充入对应金额的水量后，用户只需持卡插入家中的智能水表，卡中的预购水量便自动读入表中，随后即可正常用水。

基于DLMS/COSEM协议的智能电表设计更新于2012-09-24 06:50:36 文章出处:互联网DLMS信息编码COSEM协议1引言目前自动抄表系统(AMR)已在我国电能计量部门得到了广泛的应用,它为电能管理的现代化创造了良好的条件。

但是由于国内没有实现电能表通信协议的统一,使得通信协议互不兼容,不利于电能管理系统的集成、维护和升级。

DLMS/COSEM 通信协议是国际电工委员会为解决自动抄表系统和计量系统中的数据采集,仪表安装、维护,系统集成等问题提出的新的电能表通信标准。

它以良好的系统互连性和互操作性成为迄今为止较为完善的电表通信协议标准。

DLMS/COSEM通信协议标准已经被IEC采纳作为国际标准,即IEC62056系列。

本文采用该标准设计了满足AMR发展要求的电能表。

2自动抄表系统组成自动抄表系统大体由三部分构成:电能表、通信网络、数据交互设备。

电能表是指具有数据存储以及通信交换能力的电力仪表;通信网络是指在电能表和数据交换设备之间进行数据传输的通道;数据交换设备则是需要与电能表进行数据通信、采集或调校电能表的设备,如抄表主台。

电能表、数据交换设备、传输网络是自动抄表系统的基础,而自动抄表系统的核心是通信协议标准,因此,选择一个合适的通信标准对构建自动抄表系统显得至关重要。

3 IEC62056系列标准传统的电能表通信协议采用面向虚拟设备的设计方法,即面向电表的设计方法,在协议中仅包含被访问设备和数据的地址,数据的数值。

该种协议的特点是原理简单, 对仪表和系统开发的要求不高,但是在与不同的设备集成时,需要编制特定的驱动程序。

目前国内运用最广泛的DL/T645多功能电能表通信协议就是采用此方法。

IEC62056标准致力于满足所有计量仪表与自动抄表系统的应用要求,满足不同设备系统之间的集成,它以兼容性、独立性、扩展性作为其实现目标。

兼容性即不同厂商产品相互兼容、新开发产品与现存产品兼容;独立性即产品与通信介质、制造厂商等无关;扩展性即易于对现存系统进行扩展(仪表具备即插即用特性)、仪表功能可扩展。

®实用第一/智慧密集B H回B回回困回B回团回S B8B田回回回困团困因回囡回S S S Q O回困困田EI SS田回回回B B S S Q B B困回困BBQSEf®预付费电能表移动终端维护系统的设计夏慧钧(江苏荣夏安全科技有限公司，江苏常州213000)摘要：如今社会正在以飞快的步伐向前迈进，人们的生活节奏也在逐渐地加快，对于一些工作的完 成也力求做到最快最好。

电力部门也逐渐地淘汰了老式的需要人工抄表的电表，使用的是预付费电能 表。

而为了维修与工作更加方便，出现了一种移动工作站，也就是IC卡移动终端，这样在一定程度上 为工作提供了极大便利。

对移动终端的硬件构成、软件开发环境、维护系统功能以及软件设计进行了 详细阐述。

关键词：移动终端；预付费电能表；维护系统预计费电能表又叫做IC电能表或定量电能表。

这 种电能不仅仅具有老式电能表的计量功能，还能够在用 户费用用完之后，未能继续付费的情况下，自动对电源 切断，停止供电。

而移动终端是一种可以在移动中使用 的计算机设备，它在我国的发展已经具有几十年的历 史。

预付费电能表移动终端的实现，不仅在一定程度上 增加了其准确性，更是解决了原本工作人员需要奔走与 客户与服务部门之间，大大地节省了劳动力。

1移动终端的硬件构成移动终端的主要是依靠电池来为其供电，并完成设 备的智能卡的读或写，具体的输人设备是波轮和键盘。

移动终端在进行显示时，主要是依靠128*64的点阵 LED显示屏，对于每一个屏来说都，可以显示4*8个汉 字，不仅如此，在每一个屏中还有一个图标显示行。

移 动终端的硬件构成中，还包括2个卡片插槽，其主要作 用就是实现对功能模块的扩展。

另外移动终端的串行端 口为RS-232串行端口和IR串行端口。

2移动终端的软件开发环境预付费电能表移动终端主要是使用C++和GNUC等 编程语言的，它的主要编译工具包括GNU m68k。

预付 费电能表移动终端的实际构成主要分为3个层次。

预付费售电信息管理系统操作说明（版）(一)、系统概述：欢迎利用预付费售电信息管理系统，该系统是为预付费电能表服务的一套收费管理软件。

它不但具有营业售电的功能，同时兼有效户、电表信息管理功能和对用户水费、房租、煤气费、取暖费等收费项目的收缴监控功能，起到一卡管多费的作用。

它综合了数据库技术、运算机通信技术，为用户提供了壮大的系统功能和友好的操作界面。

该系统可大大提高供电部门的工作效率，实现供用电管理的规范化和现代化。

系统特点：一、Windows操作界面、界面友好、简单易学、利用方便。

二、采用模块化结构，可按照需要进行功能剪裁和重组。

3、采用电卡售电，保证一表一卡。

4、电卡为智能IC卡，用户必需依照规定方式操作，如有违规行为电卡将自动锁死，有效避免破密。

五、电脑随机生成电表和智能卡密码，有效避免厂家的违规操作，增加了用电环节的靠得住性。

六、完善的数据安全机制，每次退出系统时都要保留当前环境，有效地减少数据丢失、破坏现象。

7、系统功能壮大，其同时兼有效户信息、电表信息管理功能和数据查询统计功能。

系统运行环境：主机：586以上微机，32M以上内存，硬件端口正常。

操作系统：中文WINDOWS98/me/2000/XP。

系统安装：将系统光盘插入光驱中，运行4。

0文件夹下SETUP，按系统提示进行安装，安装完成后，在WINDOWS【开始】菜单的【程序】中会出现一【预付费售电管理信息系统】程序组，在其当选择【预付费售电管理系统】程序项既可进入售电管理系统。

（特殊情形按照系统盘中安装说明进行）注：在利用进程中请不要进行系统安装，不然可能出现丢失所有数据。

如需安装请先与厂商联系。

如发生问题，本公司概不负责。

(二)、系统菜单说明：一、菜单功能说明：（1）、用电户管理【开户】为用户制作开户卡【购电】用户进行日常购电【退电记录】制作结算卡，将结算卡插入电表后到供电单位办理正式的销户或换表手续【换表】用户持结算卡办理换表手续，同时将原卡制为初始化卡【销户】用户持结算卡办理注销手续，同时将卡制为空白卡【坏表管理】按照用户电表的码盘度数，为用户办理退电手续，同时为用户制作新的开户卡【修改用户信息】修改用电户的大体信息（2）、电卡管理【电表管理】用于显示电表的一些大体信息【初始化串口】对电脑与售电机进行初始化工作【补卡】为用户补办开户卡、购电卡、结算卡【制作检查卡】制作检查卡，通过此卡可查询用户电表的详细情形【读取卡数据】读取开户卡、购电卡、结算卡、检查卡中的数据【清除卡数据】清除开户卡、购电卡、结算卡、检查卡中的数据，完成后该卡可作为新卡利用（3）、用户信息设定【管理区域设定】设定所属区域管理结构图，为以后查询统计利用【工作单位设定】设定电表用户单位【用户信息设定】按区域结构图，录入电表用户名单【住户信息快速生成】用于快速生成住户的大体信息【设置同物业数据库的关系】设置同物业管理软件的对应关系（4）、综合查询【用户购电信息】查询某一用电户信息【用户购电综合查询】查询某一段时刻的售电情形【购电情形统计】查询某一月份售电总量及金额【未购电用户查询】查询某一段时刻示购电用户清单【用户卡信息】查询用电户姓名住址及卡编号（5）、数据管理【数据备份】备份系统数据【数据恢复】恢复备份过的系统数据（6）、系统保护【系统参数设置】进行系统环境的设置工作【代码保护】用于设置系统的一些大体参数【操作员管理】设定利用系统的操作人员及权限【操作员口令修改】修改操作员口令【电价管理】设定电价类别及电价【电价细目管理】用于设定电价具体细项【用电类型管理】设置用电户的类别【删除用户】用于删除已开户用户(三)、利用说明：一、系统设置：1、如何进行系统设置：单击【系统保护】菜单下的【系统参数设置】项，如图3，进入系统设置界面，本模块主要完成系统运行参数的设置工作，系总共有6个参数需要用户进行设定，各参数的含义如下：大体参数：此项目用于设置以下几项内容:(1)、物业单位名称，(2)、物业管理软件名称，(3)、缺省码盘度数，(4)、缺省电表常数，(5)、未购电提示距离单据打印方式：该项可选择购电后是不是打印单据，按如实际情形选择。