基于RFID的预付费电能表管理系统的设计

    2.2.1 登陆管理界面

    登录框是对系统的安全级别的一个控制，判断限制了用户对系统的使用权限。根据系统的权限定义，对使用系统的人员分三级权限管理，超级管理员、管理员、操作员。

    2.2.2 系统初始化主界面

    初次使用本系统时，可以由超级管理员通过本界面对系统进行初始化设置。初始化设置主要分为三个方面：员工权限划分、用户类型划分、密钥管理。员工权限划分是以营业网点分类管理员工，对员工个人信息、操作权限等设置进行修改操作。用户类型划分是将用户按照所属的营业点进行分区编号，同时根据用户选择系统费率模式不同，从而定义费率单价。此外，为了防值囤电行为的发生，系统还设计了灵活可变的充值有效期设置，在保证用户利益的同时有效的维护了用电管理部门的经济利益。密钥管理是对系统初始密钥进行设置，方便的控制管理系统密钥的更新查询。

    2.2.3售电操作主界面

    如果员工以管理员或操作员的身份进入系统，则会自动转入以下界面，根据用户的不同需求，系统可以完成开户注册、售电充值、用户注销、购电记录查询、电表信息查询、补办新卡等操作。

2.3 管理系统串口通信软件设计

    基于RFID的预付费电能表管理系统兼有预付费售电和电能表管理两种功能，因此系统的通信模块也分成了两大部分，一部分是遵循DLMS/COSEM通信规约的电能表监测通信模块，主要指管理系统通过红外光电接口与电能表进行信息交互，另一部分是遵循STS预付费售电管理协议的通信模块，主要用于售电系统上位机与射频卡之间的通信。

    2.3.1电能表监测通信软件设计

    RF射频卡式预付费电能表在安装时，厂家使用智能终端编号器编辑每台计量表号。表号（即表地址识别号）是每块表唯一的识别号，只能由用电管理部门用专用设备进行修改。为了保证表号的唯一性，表号由11个十进制字组成范00000000000~99999999999。数据通信采用的方式为应答方式，即由管理系统上位机对某个计量表终端发送一个指令，该终端就返回一组数据，通信协议是基于DLMS/COSEM的。通信的流程如图3所示。 

图3 电能表监测通信程序流程图

图4 预付费售电通信流程图

    2.3.2 预付费售电通信软件设计

    预付费售电通信模块主要包括三个部分，包括计算机、射频卡读卡器和射频卡。依据射频卡的工作原理，射频卡内数据的写入或读出都是有读卡器向其发送电磁波，产生电磁能量而完成的。计算机与射频卡之间的数据交换是以射频卡读卡器为中间媒介的，读卡器将射频卡内的数据信息读出，然后通过RS-232接口送入计算机，同时上位机通过读卡器将数据信息写入射频卡。如图4所示，首先打开计算机串口并配制通信参数，然后根据预先制定的通信规则向读卡器发送握手命令，并执行读卡操作，将射频卡内数据存在缓冲区内，接着判断数据标志位是否正确，以证明卡内数据来源于电能表，如果标志位正确则进行下一步操作。提取读回的用户号并以此判断该用户所属类型，从系统密钥数据库中提取密钥对数据进行解密、分析、归档。通过从射频卡读回的信息进一步判断电能表工作是否正常，若电能表工作异常则发出系统提示。若没有出现异常情况则可以由系统操作员完成各项售电操作。

4总结

    本文作者创新点是设计了一种符合STS国际标准的预付费电能表管理系统，并将DLMS通信协议应用于电能表检测模块，本项设计未见国内未见同类报道；其次基于RFID的电能表预付费管理系统是建立在.NET平台上的集面向对象的程序设计技术、电能计量技术、软件可靠性设计技术等高新技术为一体的新型电能表管理系统，具有功能全面、硬件结构简单、用户修改和扩充软件方便、操作界面友好、可视性与可读性强等优点。基于RFID的电能表预付费管理系统还简化了传统IC卡式电能表的售电操作，大大提高了系统工作效率。该项目实施一年以来，创造经济效益200多万元。

    参考文献

    [1] 刘媛.基于RFID和WSNS的仓储监管系统的设计. 微计算机信息,2006,10-2:283-285。
    [2] 游战清，刘克胜.无线射频识别技术（RFID）规划与实施[M].电子工业出版社，2005.9
    [3] 游战清，刘克胜.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].电子工业出版社，2004.10
    [4] 张建华.基于RFID 的现代食品物流系统模型研究[J].商场现代化,2005，9-1:10-12.