基于 IC 卡的预付费售电系统

    IC 卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称，是镶嵌集成电路芯片的塑料卡片。芯片一般采用不易挥发性的存储器(ROM，EPROM)、保护逻辑电路、微处理器CPU。它是继条码卡、磁卡等传统的标识卡之后出现的新型高性能标识卡，它包含了微电子技术和计算机技术。作为一种全新的信息媒体，已应用到银行、宾馆、公路收费、边境管理、城市收费、电话、煤气表、水表、企业管理、医疗、彩票、交通、身份证明等诸多领域。IC 卡应用于电业售电管理系统，国内尚未大规模推广应用，在参照国内同行业产品的基础上，开发了新型的 IC 卡预付费售电系统，克服了传统后付费电表收缴电费时经常出现用户欠费等弊端。

    1、 IC卡售电系统的组成

    IC 卡售电系统主要由IC卡预付费电表系统和微机售电管理系统2部分组成。IC 卡一般分为接触式、非接触式、双界面卡等几种，本系统采用接触式包含 CPU 的 IC 卡，这种IC卡也称为智能IC卡。卡内集成电路中带有 CPU、存储器及芯片操作系统 COS。同时包含加密逻辑电路，通过密码校验方式来保护卡内的数据，因而具有命令处理和数据安全保护等功能。 

    2 、IC卡预付费电表的工作原理

    IC卡电表由于是先购电后使用，也称为预付费电度表。主要由单片机系统加上一个 IC 卡读写器组成，通过单片机的控制技术使其具有了电能计量、数码驱动显示的能力。其工作原理为：当用户购电后，用户卡中存有一定数量的购电度数，插入 IC 卡电表 IC 卡插口中，电表单片机系统将购电度数读出并存储到存储器，电表开始工作。用户用电量经过取样电路采样电压和电流，根据电压和电流的乘积对时间积分，当积分为一个常数1／K(kwh)时，输出一个脉冲P，管理单片机接受一个脉冲P，并累加到0．1K个常数亦即0．1 kWh时，对单片机存储的剩余电度数求减，当减到电表警戒值时发出购电提示，一旦电量余额为零，电表自动切断供电线路，当 IC 卡购电后才可闭合继电器开关继续供电。

    3 、微机售电管理系统的关键技术

   微机售电管理系统主要由上位机、IC卡读写器、管理软件等组成。IC 卡读写器通过RS232与上位机通信，完成IC卡的读、写等操作。售电管理软件采用Delphi 7．0开发，数据库采用Microsoft SQL Sever。微机售电管理软件系统结构图见图1。 

    管理软件第一次运行时，进行初始化操作，主要设置供电单价、线路损耗系数、启动卡基数、启用时间、使用单位等信息，并生成管理员卡和操作员卡。管理员卡和操作员卡中记录系统密码(由系统管理员自定)。初始化成功后写入数据库。以后每次运行时都要事先插入操作员卡或管理卡，主要进行身份校验。售电时首先将新卡注册，即将空卡注册为系统卡，实则写入系统密码，然后进行用户注册，注册时写入用户姓名、编号、地址等一系列信息并随机产生用户密码，经加密后存储到数据库中。售电时读写器读出用户IC卡编号并在注册数据库中查找编号，一旦找到编号，将该编号用户 IC 卡的密码解密还原后同数据库中密码比较，如果相同则售电并打印发票。

    统计查询主要实现查询用户信息，统计打印年报、月报、日报等各类信息的功能。系统管理主要实现供电单价、线路损耗系数、启动卡基数等参数设置的功能，具有发行操作员卡、管理卡等功能，还具有对操作员、管理员进行密码管理的功能，同时存有上机日志以备日后查询使用。

    读、写卡操作由 Delphi 编程完成。IC 卡厂家提供了 Delphi 读写 IC 卡接口库函数(icrw．dl1)，通过Delphi直接调用即可。Icrw．pas单元接口函数定义的部分程序如下: 

   当然无论是读卡还是发行采集卡实际程序是很复杂的，考虑到安全性要进行多次校验和判断，产生密码并进行密码验证，同时将信息写入表中。
    4 、结 语

    本系统具有电能计量、用电信息管理等多种功能，同时实现先购电后用电的管理方式，是改革用电体制，实现电能商品化，解决电力用电收费难等问题的理想解决方案。本系统已批量生产，并在一些地区成功运行，取得了良好的经济效益和社会效益。

    (文/青岛科技大学信息科学技术学院，吴鹏 胡强)