Mifare1射频卡在预付费电能表中的应用

    表2中，11个字节的数串为上位机管理系统与电能表终端按照约定的规约进行加密后的信息。对用户新安装的电能表进行初次操作时，只有在将从售电点或电力管理部门获得的开户信息数串写人表计后，才能进行充值或其它管理操作，所以在用户首次购电时，射频卡中一般存人开户信息和购电信息两个数串。电力管理部门可以通过向射频卡写人相应的加密数串对电能表进行测试或设置操作，例如，继电器测试、显示器测试、最大功率设置、费率设置、加密密钥设置等。扇区1中分配的这两个数串空间可以随意存放按规约获得的加密信息，电能表从射频卡中获取这些信息后进行解密，再根据信息类型进行相应操作。射频卡刷写的阶段标志是电能表处理信息的依据，电能表读取卡片信息后首先做的就是检测此标志。若卡片最新信息来自上位机，尚未被电能表处理(0X00)，电能表将去解密扇区1中加密数串，再回写返回信息;若卡片最新信息来自电能表，为一般返回信息(OXDD)，电能表将去更新扇区2的表计信息;若卡片最新信息来自电能表，但为用户注销后得到的反馈信息(OXFF)，电能表不会再对射频卡进行任何写操作。

    为保证通信双方的互动性，电能表在读卡确认信息无误后，将一些表计的当前信息写人射频卡扇区2中，以便售电点或电力管理部门再次操作该卡时获取这些信息，扇区2中的存储信息具体描述以及当前刷卡事件和当前表计事件状态字如表3、表4所示。

表 3 扇区2中的存储信息描述

表 4 当前刷卡事件和当前表计事件状态

    一旦射频卡通过电能表的认证，最新刷卡时间将被更新，作为当前表计事件状态或当前刷卡事件状态的时间标识。将用户的总用电量和余额写回射频卡，是给下次进行购电操作时提供信息比较的基础。为保证通信实时快捷，通过射频卡返回的只有上月和当月的记录。当前表计事件状态对表计的管理者非常重要，上位机管理软件通过分析各种事件来辨别表计软硬件出现的错误、用户欠费、表计被人为蓄意破坏及电网质量不过关等异常状况。当前刷卡事件状态表明刷卡被拒绝的各种原因，管理者根据它重新写人符合规则的数串。

2.3 电能表对射频卡的读写软件设计 

    射频卡读写程序流程如图3所示。

图 3 射频卡读写流程图

    射频式电能表对卡片的读写软件包括:射频卡存在性检测、表计与卡片的身份匹配验证、卡片内部信息类型判别、密文数据解密、写卡可靠性检测等。一般来讲，电能表每隔500 ms检测一次感应区，判断是否出现射频卡，采样间隔由单片机内部定时器0实现，但在对射频卡完成一次成功的读写操作后，3S内电能表不会执行检测程序，以避免因人为误操作或蓄意破坏而连续反复读取同一张射频卡，防止造成读写卡片不准确，保证数据传递的可靠度。

3 结束语 

    射频技术以其高度的信息集成度及安全性已经融人当今信息技术主流，本文介绍的采用Mifarel射频卡的电能表不仅具有计量收费功能，还可通过射频卡或者掌上电脑，与相关售电管理部门的上位机软件通信，简化了预付费系统的设计难度，解决了居民用电传统管理方式中收费难、催费难的问题，顺应了国际上电能表的需求方向。运行证明，该电能表读写稳定、抗干扰能力强、数据传递可靠、管理实时便捷。

作者简介：易霞，女，1982年生，现为湖南大学电气与信息工程学院在读硕士研究生;主要研究方向为智能测撞。
湖南大学电气与信息工程学院   膝召胜
杭州市海兴电器有限公司    张向程 周良嶂

参考文献：
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