浅谈载波预付费电度表毕业论文.doc

0前言老式的电度表大都灵敏度差、测量精度低、易受电磁干扰，并且大量非线性元件的使用，增加了电网高次谐波，其电压电流并非标准正弦波，因而导致误差增大，测量精度下降。

特别是当波形畸变较大甚至不能正常工作。

这种情况是不承担超重负荷功率测量[1]。

为了改变这个状态，也为了改善用电量不均衡的现象、调节负荷曲线、合理利用电能，国内部分省市的供电部门已开始逐步推广使用多费率电能表、电子式多功能测量仪表、IC卡预付费电表、基于AD的电能自动测量系统、基于单片机的电能自动测量系统、这一系列电表的设计是促进均衡用电的一种经济有效的方式。

电度IC卡预收费系统是为了满足科学技术的进步和社会生产力的发展而研制的，具有使用之前预先收费、用电管理现代化和分时间段计费等功能的新型电度表[2]。

IC卡预付费电度表是以IC卡作为电能量值数据传输媒介，在电度表（电子式电度表或机械式电度表）中加入负荷控制部分等功能模块，从而实现电量抄收和电量结算功能的智能型电度表。

采用IC卡电度表后，可以改变现有的管理和收费模式，使得更加快捷有效。

用IC卡实现预付费，实现先付费后用电，IC卡结算的管理模式，使电费收取更加方便及时，减少欠交，迟交的现象。

它避免过多的现金交易出现的纠纷，减轻了工作人员的工作手续和强度，而且，供电公司建立了用户信息管理系统，存储在IC卡内，保证一户一卡，信息系统里有完善的财务核算系统，实现了科学管理，使工作人员的日常工作实现自动化，按照管理系统流程开展工作，减少出错概率，更加科学化，自动化，提高了公司服务质量，增强公司的市场竞争力。

另一方面，IC卡电度表的IC卡缴费功能更便于用户日常查询，及时了解自家用电情况。

1电度表的简介1.1电度表的发展电表作为电力测量工具,广泛用于国民经济各部门。

最初,使用机械感应电度表。

它有更多的功耗,重,需要手工抄表,不防窃电、低性能的缺点[3]。

随着微电子技术的迅速发展,单片机(MCU)和大规模集成电路广泛应用于电能计量领域,提高了仪表的技术水平和性能，然后出现了各种各样的电力仪表，如:单相电子式复费率电度表、单相电子式预付费电度表、三相电子式多功能电度表、三相电子式预付费电度表等。

智能预付费电度表的研究摘要：传统的电表的工作比较繁琐，尤其是需要抄表人员定期挨家挨户抄取数据，结算出费用后，再到各家索取，误差大、统计工作量大，人为的错误给电力部门和用户带来极大不便，也造成了用户和电力部门的纠纷。

本文将利用A T89c52单片机设计单相预付费式电度表。

对电压、电流的采集，电能的计算，数据的储存、显示和系统控制等环节进行了介绍。

还给出了硬件原理图和软件流程图，对各个模块工作原理进行了分析。

关键词：IC卡；电能计量；预付费；电度表前言随着城市经济的发展以及人民糊口水平的进步，家用电器的大量使用。

抄表难、收费难困扰着电力部分，抄表职员的不断增加进步了电业公司的经营本钱，也给治理带来很多麻烦，造成了人力资源的巨大铺张，针对这一题目，人们开始思索解决这一题目的方法，于是IC 卡电度表应运而生。

IC卡预支费电表的成功推广应用，达到了控制电能和节约电能的双重效果，改革了沿袭几十年的消费模式，即先用电后付费的模式，而以先充值购电后消费的模式取而代之。

作为使用者，用数一目了然，不再和邻里发生用量上的矛盾，还做到了即时控制。

长期以来，使用的都是机械式感应电度表。

它具有耗电多粗笨且需要手工抄表防窃电机能低等缺点。

跟着微电子技术的迅猛发展，微控制器（单片机）和大规模集成电路在电能计量领域的广泛应用，使电度表的技术水平得到长足发展。

预支费电度表固然只是普通计量用具，但是因为微控制器的引入，对我们设计电路提出了很高的要求[1]。

同时作为一种智能化的家居电气，也给人们糊口带来了诸多的便利，这无疑促进它的不断地立异。

1 系统组成1.1 主要机能指标正确度等级：2.0级；额定电压：单相AC220V；标定电流：5（20）A，5（30）A，10（40）A；工作电压：单相AC220V，±20％。

1.2 信号采集原理图本方案采用功率累加式，将端口电流和电压先送入模拟乘法器相乘，得到一个与功率P成正比的模拟电压，再经由V/F变换，变成频率信号f。

预付费低压电力载波集中抄表系统及应用的开题报告一、研究背景近年来，中国电力市场不断发展壮大，截至2019年底，全国装机容量已达2.2亿千瓦，相应的电力普及率也在不断提高。

同时，随着电力市场的扩大，电表数量也在不断增加，传统的手工抄表已经无法满足现代化管理的需要，因此各类电力抄表系统应运而生。

低压电力载波集中抄表系统作为电力抄表系统的一种，具有抄表快速、能源节约、数据准确等优点。

预付费低压电力载波集中抄表系统针对预付费电表，可以实现用户缴费后，自动卡表开通电源，有效防止了欠费现象的发生，同时也减轻了电力营销与服务部门的负担。

二、研究目的本文旨在研究预付费低压电力载波集中抄表系统及应用，探索该系统在电力抄表中的应用价值，为电力行业提供与时俱进的管理思路。

具体研究目标如下：1. 对预付费低压电力载波集中抄表系统的构成原理进行深入探讨，了解其工作原理，为之后的研究奠定基础。

2. 研究预付费低压电力载波集中抄表系统的应用场景及优点，解析其在电力行业的应用意义。

3. 分析预付费低压电力载波集中抄表系统在实际使用中存在的瓶颈问题，找出解决方案。

4. 探索预付费低压电力载波集中抄表系统在电力行业中的未来发展方向，为电力行业提供有益的建议和参考。

三、研究内容本文研究的内容主要包括以下几个方面：1. 预付费低压电力载波集中抄表系统的构成原理。

本文将深入研究预付费低压电力载波集中抄表系统的构成原理，包括硬件组成和软件组成两个方面，以便更好地理解该系统的工作原理。

2. 预付费低压电力载波集中抄表系统的应用场景及优点。

本文将探索预付费低压电力载波集中抄表系统在电力行业中的应用场景，比较传统的抄表方式与该系统的优缺点，并分析该系统的应用前景。

3. 预付费低压电力载波集中抄表系统的问题分析及解决方案。

本文将分析预付费低压电力载波集中抄表系统在实际使用中存在的问题，包括通讯互信度低、设备更换及维护困难等，并提出相应的解决方案。

预付费载波数传电能表技术选择方案摘要：该技术报告通过对预付电能表及其售电管理系统的技术招标，探讨发目前许多IC电能表及其售电管理系统技术解决方案，并进行了技术万案论述以及具体技术万案的优化，细化等过程，得出发最佳 IC 预付费电能表的新型技术万案。

关健词：预付费；载疲；数传电能表目前供电企业一户一表改造结束后，县电力企业低压用户剧增，大多数都在十几万户以上，给供电企业的抄表、收费工作带来了十分艰巨的任务，特别是用户拖欠电费现象的日趋严重，加大了催费、收费方面的工作量，加大了按时收缴电费的难度。

为了解决好这些问题，先购电后用电这一结算方式自然成了对长期严重拖欠屯费现象用户的最佳解决方案。

实施预付费结算方式以来，还需要对用户的负荷进行在线检测，并按日、月、季、年统计分析用户实际用电量，进行结率计算，这就需要具备远方抄表系统等功能。

因此，预付费和载波数传电能表技术自然就成为我们理想的解决方案。

通过预付费电能表技术，我们对用户实施先购电后用电这一目的，通过远抄数传电能表技术，我们实现对用户、对线路进行电量统计、多级线损分析、负荷曲线分析，用电异常检测（防窃电）以及电能质量、电压、功率等进行有效检测等目的，从而达到两全其美的供用电管理效果。

我们淮滨县电业局最近在预付费电能表技术招标工作方面说是本着这一原则进行招标，探讨了技术招标方式，就目前现有IC卡预付费电能表的技术方案，进行了研讨以及具体技术方案的优化、细化等过程，得出了最佳的IC卡预付电能表的新型技术等方案，达到了目前最佳的技术与经济效果。

1．技术方案的具体确定我们首先对预付费电能表，如有卡售电的接触式IC卡电能表和非接触式IC卡电能表，以及无卡售电方式电能表的优缺点进行了评细的分析比较，并对新开发的电力线载波预付费数传电能表作了介绍的分析。

为了实现电能表的数传，还对各种网络进行了分析比较，如低压电力线波、无线数传电台、GSM/GPRS无线网络、RS一485等网络及其组网方式。

浙江大学浅谈载波预付费电度表院系名称：学院名称专业：专业名称学生姓名：学生姓名学号：12120420指导老师：教师职称:副教授2019年05月16日目录1、什么是载波电度表 (2)2、载波预付费系统 (3)3、关于预付费表计欠费说明 (18)4、关于载波运行常见问题的调研报告 (20)5、改变思路、创新方式延长一根电源线、扎牢载波通信网 (23)什么是载波表载波电能表就是它具有载波抄表功能的电能表。

在进几年，全国各地的电能表生产厂家为满足供电局的要求，设计出了载波抄表和RS485抄表。

载波抄表是在表中安装一个载波芯片，然后安装一部台变和集抄器。

抄表是通过电脑把信号发送到集抄器后，集抄器通过电力线将信号发送到载波芯片，载波芯片动作后将数据通过电力线返动到集抄器存储，等用户需要数据时可用电脑将数据从集抄器凋出，载波电能表的通讯方式就是载波通讯，主要是通过集中器来实现的。

首先电脑上要装一个操控软件，对软件进行对应的设置，接通集中器，集中器对电表进行集中的操控，它是进行远程操控的，通过GPRS进行连接，（集中器里边会装一个开通GPRS的手机卡）。

电表都有一个表号，而这个表号是唯一的，那么只要在软件里边把对应的索引文件，地址，等信息设置正确，然后发送相应的命令就可以了。

载波预付费系统概述：电力线载波通信（PLC）是电力系统特有的通讯方式，它利用现有的电力线，通过载波的方式将模拟或数字信号进行高速传输，从而可以大大降低通讯成本。

从宏观来说也是实现节能减排的一种很好的手段。

低压电力载波集中抄表技术在我国的研究应用已经有十几年的历史，厂家都在集中抄表方面的研究应用积累了丰富的经验，本系统是厂家完全自主研发的产品，从载波技术的核心：载波芯片，到集中器、采集器、载波表、RS485表及载波抄表主站系统。

数据通讯及数据桢格式在《DL/L645-1997》的基础上扩展一、组网方案（预付费载波表）集中器的上行通道（集中器和前置机之间）采用：电话线(PSTN)或GPRS;集中器的下行通道（集中器和载波表之间）采用：低压电力线载波；组网示意图如下：二、系统主要功能及特点本系统的主要特点是：用户的购电电量是通过载波信道来实现写操作的。

基于非接触IC卡的预付费电能表的设计专业：自动化学号：07220530 姓名：董彩红指导老师：潘峥嵘、朱翔职称：教授、讲师摘要IC卡预付费电能表采用先购电后用电的管理模式，在一定程度上解决了电力部门收取电费难的问题。

然而IC卡预付费电能表存在许多问题，首先是由于电力部门缺乏对IC卡电能表用户的监管，难以发现和查处窃电行为；其次是IC卡易被污染和损坏，开放式卡口易被攻击导致内部系统混乱；再次是一表一卡的管理方式不适宜人员流动性大的场所。

本设计的主要目的是为了解决IC卡预付费电能表存在的问题。

电力部门的管理微机通过RS485网络对电能表进行管理，以防止用户窃电；选用射频卡作为用户卡以解决IC卡易被污染和损坏以及开放式卡口易被攻击的问题；采用一表多卡和一卡多表的方式来满足人口流动性大的场所的用电管理。

本次设计的硬件选用A T89S52作为MCU,ADE7755作为电能计量芯片，MFRC500作为射频接口模块芯片，24LC256作为存储器，MAX7219作为LED显示接口芯片。

软件采用模块化设计方案，总共分为四大模块：电能计量模块、声光报警模块、射频卡读写模块、黑黄名单验证模块。

关键字：预付费电能表；射频识别技术；电能计量芯片ADE7755AbstractPrepayment IC Watt-hour meter adopts the model that the users must pay the Electricity first and then use it, it solve the problem which the electric department gathered the payments from the electric users. However, the Prepayment IC Watt-hour meter exist severe problem of itself own. The first ,the electric department lacks supervising and managing to these Watt-hour meter ,electric larceny is very difficult be discovered and investigated; The second, IC card is polluted and damaged easily ,and it is easy to be attack the within system through the exoteric card interface and will lead to the within system confusion ;The third ,it is unaccommodated in public place that a meter read-write a card only.The main purpose of this design is to solve the disadvantage of Prepayment IC Watt-hour meter .In order to prevent the user stealing the electric energy, the electric department's microcomputer carries on the management through the RS485 network to the Watt-hour meter .It takes the radio frequency card as user card ,to solve the problem which IC is polluted and damaged easily and it is easy to attack the within system through the exoteric card interface ;It adopt one-to-many to meet the need of public place's electric manage.This article first introduces the Watt-hour meter's development and application in our country ,and points out the problem of prepayment IC Watt-hour meter ,and explains the significance and function principle of the multi-user Watt-hour meter bases on RFID .Secondly ,it introduces the development and fundament principle of the radio frequency recognition technology .Thirdly ,the hardware and software are introduced .Finally ,we carry on the software simulation for program.This design takes A T89S52 as MCU,ADE7755 as electrical energy measurement chip ,MFRC500 as radio frequency interface module chip,24LC256 as memory unit, MAX7219 as LED connection chip.This design's software adopts modularization,the software is divided into four big modules :communication module ,electrical energy measurement module ,the acoustic-optics alarm module ,the radio frequency card read-write module ,each module divides into certain subroutines.This article has worked out each unit circuit and all programmed ,after we revised and simulated each subprogram repeatedly ,the subroutine achieved design function as we expected.Keyword:The Watt-hour meter; Radio Frequency Identification;electrical energy measurement chip ADE7755一绪论（一）选题的意义SF6气体具有优良的绝缘性能,用作许多高压电气设备的绝缘介质。

文章编号：2095－6835（2016）24－0062－02浅析预付费电能计量装置应用过程中存在的问题和优化策略李宇薇（海南电网有限责任公司三亚供电局，海南三亚 572000）摘 要：预付费电能计量装置是目前供电企业发展中较为重要的一种电费管理形式，其主要优势为能够在不影响供电企业与用户之间关系的情况下，保证电力用户能够及时缴纳电费。

这种计量装置比较符合目前供电企业的发展需要，但是就目前的情况来看，预付费电能计量装置在使用的过程中会出现技术和电能管理方面的问题。

对预付费电能计量装置应用过程中存在的问题和优化策略进行了分析。

关键词：计量装置；电能管理；监测系统；优化策略中图分类号：TM933.4 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.24.062在社会经济的不断发展下，企业用电量和居民生活用电量正在不断的提高，这就需要供电企业根据用电量的实际发展形势，保证电能的正常供给，同时还需要在这样的工作压力下，对电费回收进行合理管控，以此来保证自身的经济效益。

在此情况下，就需要引进更加方便、有效的电费电能计量装置。

对预付费电能计算装置应用中出现的问题进行研究具有较为深远的现实意义。

1 预付费电能计量装置的原理预付费电能计量装置是在普通计量装置的基础上，利用网络技术实现预付费远程停电送电功能的一种电能计量装置。

这种计量装置是由组合互感器、终端控制箱和电缆线路组成的，其中组合互感器是计量装置中最为重要的组成部分，主要组成部分包括电流互感器、电压互感器和真空断路器。

终端控制箱由计量电能表、联合接线盒、控制电路和GPRS预付费终端设备组成，各个组成装置之间由电缆线路相互连接，通过GPRS 预付费终端和相关管理软件之间的配合，对信息进行管理和监控，以此对用户的电费余额进行检查，并且对缴费情况进行录入。

在这样的情况下，就能够远程对用户的电费使用情况进行控制。

2 应用过程中存在的问题2.1 电能管理中存在的问题首先，这种计量装置不能实时地对数据信息进行采集，数据的真实性不能得到保证。

预付费电能表在使用中的主要问题及改进（转载）作者：李林赵锦春单位：江苏省计量测试技术研究所【摘要】本文对预付费电能表在应用中目前存在的主要问题及其今后需要完善的方向进行了一些介绍，【关键词】预付费电能表近几年来，为减轻人工抄表工作量并实行电费提前收缴，我国各地陆续装用了一些使用IC卡作为缴费媒介的预付费电能表，它们在使用中发生了一些技术质量、管理及法律等方面的问题。

预付费电能表在技术质量上存在的主要问题：①抗干扰能力脆弱，质量问题突出，特别是其开放的读写窗口易受外界攻击；②被攻击造成控制系统失效后难以取证认定，极易发生用电纠纷。

③预购电量快用完前发生断电现象有违电力法规的规定；④价格高、寿命短、综合效益差且使用风险大；⑤窃电严重，有些用户私拉乱接长期不充值；⑥难以适应电价变动的要求，在电价调整时可能影响社会稳定。

预付费电能表在电能管理上也存在问题，使其难以满足电力营销管理改革的需要：①不能实时反映用户用电情况，无法计算损耗；②统计数据不准确，无法真实反映用户用电情况；③操作难以规范化，造成不明损失增加；④数据采集不及时，无法实时反映电力负荷状况，不能对用户行为进行有效监控。

但是随着IC卡技术的不断发展以及国内相关行业服务意识的提高，在与居民用户日常生活相关的计量表计中使用IC卡技术已经得到了迅速的推广和广泛的应用。

目前预付费电能表作为抄表收费、控制以及数据管理的媒介，其先付费后用电从而杜绝电费拖欠现象的特点在某些经济不发达的地区还是很有使用空间的。

为了使在今后的电费管理过程中更加方便可靠我认为今后预付费电能表应该在以下几个方面进一步完善：1 安全性：安全性的考虑可以分为三个方面：卡片介质的安全性、表计生产过程的安全性、运行管理的安全性。

卡片介质的安全性：由于用户群体庞大，并且表计安装后IC卡数据向表计传递管理过程系统无法监控，因此必须要求用户卡片具有较高的安全性。

表计生产过程的安全性：严格区分表计的生产过程和运行管理过程，保证预付费电能表一旦安装运行，对电表中任何数据的修改都应该在运行管理系统的控制下进行，坚决杜绝生产厂家或管理部门工作人员持有特殊工具卡不经管理系统而对电表数据进行改写的行为。