基于IC卡的电能收费系统的设计方案

　　以上分析了有线和无线远程集中抄表系统和IC 卡电表的优缺点。远程集中抄表是用于小区用户用电量的智能采集系统，采用远程集中抄表系统和采用传统的手工抄表相比有很多优势：

　　第一、远程集中抄表系统抄表速度快，抄收同时性好。

　　第二、远程集中抄表省时省力，大大减少了手工抄表所用的人力物力。

　　第三、有利于消除人工抄表的误差。

　　第四、可实现分时电价统计，时段电量控制。

　　第五、可远程控制通断，实现预付费管理功能。

　　但是远程集中抄表要借助通信网络才能完成，新建通信网络投资较大，而借助已有通信网络则需要缴纳一定的通信费用，导致远程集中抄表系统运行成本较高。IC 卡电表不需要借助任何通信网络也不需要缴纳任何的通信费用，系统投资少运行成本低。但目前的IC 卡电表，需要将用户电卡插到电表里或靠近电表才能将所购电量传递给用户电表，操作起来比较麻烦，特别在农村，电表一般装在几米高的地方，操作起来就更加麻烦。为了解决远程集中抄表系统网络投资较大、运行成本较高，而IC 卡电表操作比较麻烦的问题，提出了一种基于IC卡的电能收费系统的设计方案。

　　3 本设计方案涉及到的主要技术

　　本方案涉及到电力载波通讯技术，故首先介绍一下：电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

　　4 设计方案

　　4.1 本设计的总体方案

　　本方案的总体设计思路：生产一种IC 卡接口装置放在用户家中，该装置和用户电表之间可以通过有线、无线或电力载波进行数据通信。用户将IC卡插入或靠近IC卡接口装置，该装置可以将用户所购电量等数据传递给用户电表，而用户电表内的剩余电量等数据也可以通过该装置传递给IC卡。

　　4.2 用户电表的组成

　　用户电表的组成：传统的IC 卡电表内部由基表，主控单片机芯片，数码显示，继电器开关，ESAM 安全模块和IC卡接口组成。本设计方案用户电表的组成和传统的IC 卡电表没有什么两样，只是将IC 卡接口电路分离出来，增加一个通信接口用来和IC 卡接口装置通过有线、无线或电力载波进行数据通信。这样做可以多块电表共用一条线路或共用一个无线收发模块或电力载波收发模块。也可以不用通信接口而将无线收发摸块(无线调制解调模块)或电力载波收发模块(电力载波调制解调模块)置于用户电表内部，用无线或电力载波和IC卡接口装置进行数据通信。这样做每块电表都要安装一个无线或电力载波收发模块。

　　4.3 IC卡接口装置的组成

　　IC卡接口装置的组成：IC卡接口装置主要由IC卡接口电路、主控单片机芯片、数码显示、操作按键、通信接口或无线收发模块或电力载波收发模块等组成。用通信接口可以实现IC 卡接口装置和用户电表之间的有线数据通信，用无线收发模块可以实现IC 卡接口装置和用户电表之间的无线数据通信，用电力载波收发模块可以实现IC 卡接口装置和用户电表之间的通过电力载波的数据通信。因为IC 卡接口装置和用户电表的距离一般比较近，所以无论用有线、无线还是电力载波都比较简单可靠，成本也比较低。

　　4.4 收费功能的实现

　　收费功能的实现：用户在供电部门交款购买，所购电量在售电机上被写进用户电卡，用户将用户电卡(IC 卡)插到或靠近IC卡接口装置，通过IC卡接口装置将用户所购电量等数据传递给电表，同时用户电表将表内剩余电量等数据通过IC卡接口装置传递给IC卡(用户电卡)，用户电卡经多次加密可以保证用户可靠的使用。当所购电量用完后，表内继电器将自动切断供电回路。这种方式对长期固定用户比较适用，而对流动性较强的临时性用户应采用以下方式比较方便。用户在供电部门交款购买，所购电量在售电机上被写进用户电卡，用户将用户电卡(IC卡)插到IC卡接口装置上，用户电卡和用户电表通过IC 卡接口装置进行数据通信，将用户所用电量从用户电卡中扣除，而剩余电量保留在用户电卡中。这对流动性较强的临时性用户特别适用，他们可以拿着用户电卡中的剩余电量到别的地方继续使用，或到供电部门换成现金。以上两种方式各有优缺点具体采用哪种方式需要根据实际情况而定。

　　本设计方案所论述的收费系统无需借助任何通信网络，投资少运行成本低。而且IC 卡接口装置放在用户家中，用户操作起来非常方便。比较适合用于居民小区，特别适合用于农村用电户。本设计方案也可以用于水、气、暖的收费系统，实现一机多用一卡多用，给用户提供了极大的方便。本收费系统经济且实用性强，可长期稳定运行。是电能收费系统比较理想的收费方案。