基于RFID的预付费电能表管理系统的设计

　　引言

　　预付费电能表采用“客户先购电，后用电”的电力营销模式，凸现了电量的商品属性，能有效地解决目前供电部门普遍存在的“收费难”问题。电力部门对企业和居民生活用电的计量计费是电力市场管理的基本任务，而传统的先用电后付费方式导致电费拖欠是长期困扰电力部门的难题。预付费电表及其管理系统提供了解决这一问题的技术手段，能有效降低供电管理成本，提升管理水平，确保电能计量准确可靠。

　　1预付费电能表管理系统的硬件设计

　　1.1系统的构成

　　基于RFID的预付费电能表管理系统属于由上位机(预付费电能表管理系统)和下位机(基于RFID的单相电能表)构成的主从式结构。管理系统采用微机对上传的数据进行显示、分析和管理，电能表采用单片机系统对现场数据进行采集、计量和对用户负载进行监控，用射频卡作为二者之间进行信息交换的载体。基于RFID的预付费售电系统主要由三个部分构成：基于RFID的单相电能表、智能读卡器、预付费电能表管理系统。系统构成如图1所示。

　　1.2系统的工作原理

　　本系统介绍的电子式预付费电能表是通过电能测量集成电路对电压电流的取样信号进行处理，并输出与有功功率成正比的频率信号;微处理器通过对脉冲计数来计算所消耗的电量。首先在销售管理系统中建立用户基本档案信息，发行管理卡并充值，用户将已充值的管理卡放在RFID预付费电能表感应区内，电能表读取卡中数据，解密并判断数据的有效性。MCU通过射频芯片读取卡的金额，将其存储E2PROM，同时此卡清零。电能表将通过LCD显示来提醒用户充值成功。若数据有效则开启电能表继电器，允许用户用电。同时，电能表将会自动把表记的当前工作状态、运行状态等数据写入到用户卡中。当用户持卡再次充值时，管理部门能够记录用户表的运行信息，以便监测用户的使用情况。当用户剩余电量用尽时，RFID预付费电能表将自动跳开继电器，切断电源，直到用户持卡充值并重新刷卡后才能继续恢复使用。

　　射频卡式预付费电能表管理系统通过信息载体-射频卡，实现信息的双向传递，电能表用户与预付费管理系统之间通过射频卡建立联系，实现电能使用的预付费管理。预付费电能表通过继电器的开关动作，以达到管理用户预付费用电的目的。

　　2 预付费电能表管理系统软件设计

　　2.1 软件系统结构设计

　　基于RFID的预付费电能表管理系统，采用了Microsoft Visual Studio.NET开发平台和 SQL Server数据库以及串口通信技术，能够对区域内所有用户的用电情况进行现代化管理，方便了用户购电。该预付费系统兼有预付费售电以及电能表运行监测功能包括系统维护、员工信息管理、用电分析、售电业务管理、报表打印、用户信息管理六项功能。