多廠家IC卡預付費電能表(控制器)管理方法的研究

0概述

用電收費管理是電力管理工作的重要內(nèi)容，是直接與用戶相連的后環(huán)節(jié)，也是生產(chǎn)經(jīng)營成果的終實現(xiàn)。電力企業(yè)迫切需要解決用電抄表難、收費難的問題，而使用IC卡預付費電能表是解決該問題簡單、有效的辦法。

多年來，我省各地、縣供電部門分別小批量購進了不同廠家生產(chǎn)的預付費電能表(控制器)。由于預付費電能表(控制器)的發(fā)展初期沒有統(tǒng)一的管理規(guī)范，是由各個廠家自行開發(fā)，因而所使用的IC卡、預付費售電系統(tǒng)相互不兼容。在實際使用中，一個營業(yè)點有多個廠家的預付費電能表(控制器)，配備多個讀，寫卡器、多個預付費售電系統(tǒng)，給收費和管理造成很多麻煩。針對這一現(xiàn)狀，湖北省電力公司要求在全省統(tǒng)一預付費售電系統(tǒng)。

我院與空軍雷達學院科研所協(xié)作，引入動態(tài)鏈接庫概念，聯(lián)合制定了“IC卡預付費電能表(控制器)和售電系統(tǒng)驅(qū)動程序通信協(xié)議"，研制開發(fā)出了相應的預付費售電系統(tǒng)。該系統(tǒng)將不同廠家的預付費電能表(控制器)、不同的IC卡類型、不同的計量方式、不同的電費計算方式進行整合，以形成相同的工作流程和操作界面、統(tǒng)一的賬單、報表、單據(jù)格式。它既兼容了各地縣供電部門已使用和新招標的多個廠家預付費電能表(控制器)，又統(tǒng)一了全省預付費售電系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計方法比較

對多廠家的預付費電能表(控制器)實現(xiàn)統(tǒng)一預付費售電系統(tǒng)的方式主要有以下幾種。

1．1系統(tǒng)集成方式

該方式是將不同廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)通過一定方式進行集成，在進入系統(tǒng)之前首先對廠家進行選擇，然后進入該廠家自己的預付費售電系統(tǒng)。這種集成方式簡單易行，但對不同的廠家所設(shè)計的系統(tǒng)規(guī)范不一，用戶使用繁瑣，需要學習不同廠家的軟件。因而，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，報表格式各異，匯總困難。

1．2系統(tǒng)集合方式

該方式是將不同廠家的系統(tǒng)分成相同的功能模塊，通過一定方式進行集合，在進入系統(tǒng)之后先對IC卡進行廠家識別，分別調(diào)用各廠家的功能模塊，所涉及到IC卡操作的功能由廠家提供，數(shù)據(jù)庫格式統(tǒng)一、編程語言統(tǒng)一。這種方式雖然達到了操作和流程、賬單、報表、單據(jù)格式統(tǒng)一，但是編程語言如要統(tǒng)一，實際操作難度較大，系統(tǒng)維護升級十分困難。

1．3系統(tǒng)整合方式(動態(tài)鏈接庫方式)

該方式是在系統(tǒng)集合方式基礎(chǔ)上，將所涉及到IC卡操作的功能部份單獨分離出來，引入Windows操作系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫的概念，制定“IC卡預付費電能表(控制器)和售電系統(tǒng)驅(qū)動程序通信協(xié)議"，統(tǒng)一動態(tài)連接庫調(diào)用格式，不同廠家僅提供按“通信協(xié)議"編制的動態(tài)鏈接庫。系統(tǒng)通過動態(tài)鏈接庫對IC卡進行操作。動態(tài)鏈接庫編程語言可與系統(tǒng)不同，擴充廠家方便，系統(tǒng)進行配置即可，達到了系統(tǒng)管理界面統(tǒng)一，各廠家IC卡電能表數(shù)據(jù)格式互相保密的要求。下文主要就該種方式的實現(xiàn)原理和系統(tǒng)構(gòu)造進行說明。

2系統(tǒng)實現(xiàn)原理

IC卡預付費售電系統(tǒng)由管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和動態(tài)鏈接庫三部分組成。系統(tǒng)管理部分負責用戶管理、售電、統(tǒng)計、維護等工作。以Windows2000作為操作平臺，開發(fā)語言采用由Delphi，后臺數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2000，服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用Windows20ooServer。而用戶IC卡的操作由廠家提供動態(tài)鏈接庫，動態(tài)鏈接庫負責各廠家的用戶信息、購電信息等寫卡工作。

系統(tǒng)運行時，首先通過自動檢測系統(tǒng)檢測出IC卡的類型，再根據(jù)IC卡的類型，通過IC卡上特定的標志單元內(nèi)容(廠家代碼)識別出該IC卡的廠家，識別完成后，系統(tǒng)調(diào)用特定廠家的動態(tài)鏈接庫，而動態(tài)鏈接庫的調(diào)用格式是一致的，各個廠家按照規(guī)范自行編制對IC卡操作的函數(shù)庫。圖1示出了系統(tǒng)識別卡并調(diào)用廠家動態(tài)連接庫的過程。

3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

基于Intranet的B／S／D(BrowsedServer／Database)(BSD模式)的三層體系結(jié)構(gòu)解決了CS模式結(jié)構(gòu)存在的問題。結(jié)合本系統(tǒng)的特點，系統(tǒng)的前期采用以CS模式兩層體系結(jié)構(gòu)，后期系統(tǒng)的開發(fā)采用基于Intranet的BSD模式三層體系結(jié)構(gòu)模式。三層體系結(jié)構(gòu)的原理如圖2所示。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

其中：從繳費機、綜合管理機與SwitchHUB之間可使用雙絞線直接連接，或通過直線Modeom連接，或通過光纜及光纜設(shè)備連接。

4通信幀格式

管理系統(tǒng)與動態(tài)鏈接庫的數(shù)據(jù)交換采用通信幀的形式，其通信幀格式采用GB／T18460．2中的幀結(jié)構(gòu)。

幀格式：幀起始符命令碼數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)校驗碼幀結(jié)束符。

其中：幀起始符68H：表識一幀數(shù)據(jù)的開始；

命令碼C：用于控制傳輸數(shù)據(jù)域的內(nèi)容；

數(shù)據(jù)長度L：代表數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù)；

數(shù)據(jù)域data：包含數(shù)據(jù)標識和數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)隨命令碼的不同而不同。

5動態(tài)鏈接庫通信協(xié)議

5．1動態(tài)鏈接庫函數(shù)調(diào)用方法的確定

為了保證各個廠家編程的方便，以及系統(tǒng)的性，函數(shù)調(diào)用采用指針方式。其函數(shù)格式如下

#Icard(icdev：longint；sendstr：pchar；recvstr：．pchar；password：pchar)：long

其中#號表示廠家名稱的縮寫，如：阿迪克為RDK，函數(shù)名為RDKIcard(……)；

icdev：串口句柄． 類型：32位帶符號數(shù)；

Sendstr：．為發(fā)送幀． 類型：字符指針；

Recvstr：為響應幀． 類型：字符指針；

5．2動態(tài)連接庫基本功能

根據(jù)系統(tǒng)基本操作的基本要求，系統(tǒng)具備的功能主要有：開戶卡、購電卡、清零回收卡、設(shè)置卡、檢測卡等功能，對用戶購電卡、系統(tǒng)維護卡以單位區(qū)分，即不同區(qū)域的卡不能混用，以保證系統(tǒng)的安全。具體功能設(shè)置如表1。

5．3廠家代碼、函數(shù)名稱的確定

根據(jù)系統(tǒng)自動識別的要求，系統(tǒng)在自動識別卡類型的基礎(chǔ)自動識別廠家，分別調(diào)用各自廠家的函數(shù)，因此規(guī)定各自的廠家代碼及函數(shù)名稱。廠家函數(shù)設(shè)置見表2。

6系統(tǒng)主要功能介紹

系統(tǒng)除一般需求：能夠正確售電，統(tǒng)計日報、月報、年報外，系統(tǒng)還具備：

(1)靈活的電價設(shè)置

調(diào)整電價時只需調(diào)整相關(guān)的電價設(shè)置就可達到對全部用戶的調(diào)整，從而保證電費計算的準確、及時；

(2)完整用戶檔案資料

用戶檔案包括用戶基本資料、用電設(shè)備資料等，“系統(tǒng)"從用戶申請用電開始建立用戶檔案庫，形成完整的用戶檔案資料。根據(jù)用戶號或申請?zhí)枺梢苑奖愕夭榈接脩舻娜抠Y料或各個申請所形成的檔案變更。用戶銷戶時將用戶資料從當前用戶檔案庫轉(zhuǎn)入檔案歷史庫中，以備將來查找；

(3)準確的電費計算

在電費計算過程中，把用戶的明細電價情況都做了的記錄，同時，還根據(jù)用戶的配電信息進行線損、變損的計算；

(4)數(shù)據(jù)的高安全性

系統(tǒng)采取了目前較為流行的安全登錄機制與安全授權(quán)機制，每個進入系統(tǒng)的操作員核對姓名及密碼。“黑匣子"系統(tǒng)對操作員所有涉及到數(shù)據(jù)的變更都進行記錄，保證了系統(tǒng)的安全追蹤性，實現(xiàn)了真正意義上的責任管理。

系統(tǒng)的可恢復性已經(jīng)成為衡量一個系統(tǒng)是否完善的重要標志，它的可恢復性則充分體現(xiàn)在局部恢復與整體恢復上。系統(tǒng)提供局部恢復和整體恢復功能；

(5)多功能綜合分析

“系統(tǒng)"能根據(jù)日常營業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對售電量、售電收入、行業(yè)用電情況、線損、網(wǎng)損和計劃用電等項目進行分析、統(tǒng)計，得出供電企業(yè)的運行與經(jīng)營狀況。對分析數(shù)據(jù)以報表方式表示，同時，還可以顯示歷史數(shù)據(jù)，以便于比較；

(6)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源共享、在同一局域網(wǎng)內(nèi)可以支持多臺客戶端同時對數(shù)據(jù)庫的操作；

(7)提供系統(tǒng)操作日志，為糾正日常業(yè)務(wù)差錯提供審計線索；

(8)提供基于Intemet的遠程收費、查詢管理模塊。

7、安科瑞Acrelcloud-3200預付費水電云平臺

7.1概述

AcrelCloud-3200預付費水電云平臺是安科瑞公司研制的與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系統(tǒng)。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統(tǒng)，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關(guān)閥。主要完成電能表/水表參數(shù)設(shè)置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現(xiàn)物業(yè)公司遠程實時操作實時監(jiān)控，具有良好的人機界面，能夠有效的統(tǒng)計和管理數(shù)據(jù)。安裝方便，是用電管理部門、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產(chǎn)品。

7.2應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、商業(yè)廣場、公寓酒店、物業(yè)小區(qū)、寫字樓、物流倉儲、高校、連鎖超市、智慧園區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場等場所。

7.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.4系統(tǒng)功能

7.4.1房間監(jiān)控

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

7.4.2電戶開表

系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義電價方案，單一電價、尖峰平谷電價、階梯電價等:支持預先設(shè)置開戶信息后期一鍵開戶;支持設(shè)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，推送方式支持手機短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。

7.4.3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(fā)到電表。電表會根據(jù)電度走字實時扣除電費同時系統(tǒng)也支持早臺計費，金額下發(fā)到系統(tǒng)賬戶，到賬快速穩(wěn)定。

7.4.4財務(wù)管理

訂單總覽，包含系統(tǒng)里所有水電充值退費記錄，以及物業(yè)費扣費流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時間跨度等不同維度統(tǒng)計水電費收入情況，收入組成。

7.4.5報表

系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務(wù)統(tǒng)計每個月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費，能耗同比分析，可以比較每個月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報表，按日，月，年三個不同維度查詢電表每個階段的用能情況。

7.4..6批量操作

為了方便用戶對大量儀表進行管理和設(shè)置，可以在系統(tǒng)中新建批量操作任務(wù)，比如設(shè)置電價、電表控制、儀表設(shè)置、充值等，批量任務(wù)可以立即執(zhí)行，也可以定時執(zhí)行。

7.4.7自定義收費方案

為了靈活應對用戶多種多樣的收費方案，比如物業(yè)費，房租，服務(wù)費等，系統(tǒng)支持用戶自定義收費項目。收費方式可設(shè)置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設(shè)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面積換算等等。

7.4.8公共區(qū)域用電分攤

某塊表為主表，然后分配關(guān)聯(lián)子表，系統(tǒng)每個月自動將主表的用電按比例換算成電費從子表中扣除，這樣可以剩余人工統(tǒng)計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據(jù)比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費方式有直接扣費或者生成維費賬單。

7.4.9后付費模式

按日期生成后付費用戶周期用電費用，對數(shù)據(jù)進行確認后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。

7.4.10公眾號在線支付

 用戶可以在微信小程序或者微信公眾號自助查詢電表使用情況以及繳費。

.       系統(tǒng)硬件配置

9結(jié)束語

我們合作開發(fā)的售電管理系統(tǒng)目前已投入運行，單機版系統(tǒng)已進入武漢市的城區(qū)供電公司和郊區(qū)的各個營業(yè)所及荊州、咸寧等地區(qū)的各個營業(yè)所，配置使用了多個廠家的預付費控制器和預付費電能表，系統(tǒng)運行情況良好。

參考文獻

[1]陶永法等．電水氣“一卡通"后勤綜合收費管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．計算機軟件與應用，2OO4(3)．

[2]王光文．IC卡電能表及其售電管理系統(tǒng)的分析、改進與選型[J]．今日電氣，2004(6)．

[3]IC卡預付費售電系統(tǒng)-IC卡及其管理[Z]．GB／T 18460．2—2001．

[4]王作維，付漢東，馬利人，陶永法，徐健等.多廠家 IC卡預付費電能表(控制器)管理方法的研究.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手，2019.11版.