淺談多廠家IC卡預付費電能表(控制器)管理方法的研究

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：本文以預付費電能表(控制器)為基礎，討論了對多廠家生產的不同的IC卡、不同

預付費電能表(控制器)系統進行統一管理的思路，給出了以動態鏈接庫方式的收費管理

系統具體實現原理和方法。

關鍵詞：預付費電能表；預付費控制器；動態連接庫；管理方法

0概述

用電收費管理是電力管理工作的重要內容，是直接與用戶相連的后環節，也是生產經營成果的終實現。電力企業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的預付費電能表(控制器)。由于預付費電能表(控制器)的發展初期沒有統一的管理規范，是由各個廠家自行開發，因而所使用的IC卡、預付費售電系統相互不兼容。在實際使用中，一個營業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，給收費和管理造成很多麻煩。針對這一現狀，湖北省電力公司要求在全省統一預付費售電系統。

我院與空軍雷達學院科研所協作，引入動態鏈接庫概念，聯合制定了“IC卡預付費電能表(控制器)和售電系統驅動程序通信協議"，研制開發出了相應的預付費售電系統。該系統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、統一的賬單、報表、單據格式。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)，又統一了全省預付費售電系統。

1系統設計方法比較

對多廠家的預付費電能表(控制器)實現統一預付費售電系統的方式主要有以下幾種。

1．1系統集成方式

該方式是將不同廠家生產的系統通過一定方式進行集成，在進入系統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。這種集成方式簡單易行，但對不同的廠家所設計的系統規范不一，用戶使用繁瑣，需要學習不同廠家的軟件。因而，數據結構不同，報表格式各異，匯總困難。

1．2系統集合方式

該方式是將不同廠家的系統分成相同的功能模塊，通過一定方式進行集合，在進入系統之后先對IC卡進行廠家識別，分別調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，數據庫格式統一、編程語言統一。這種方式雖然達到了操作和流程、賬單、報表、單據格式統一，但是編程語言如要統一，實際操作難度較大，系統維護升級十分困難。

1．3系統整合方式(動態鏈接庫方式)

該方式是在系統集合方式基礎上，將所涉及到IC卡操作的功能部份單獨分離出來，引入Windows操作系統動態鏈接庫的概念，制定“IC卡預付費電能表(控制器)和售電系統驅動程序通信協議"，統一動態連接庫調用格式，不同廠家僅提供按“通信協議"編制的動態鏈接庫。系統通過動態鏈接庫對IC卡進行操作。動態鏈接庫編程語言可與系統不同，擴充廠家方便，系統進行配置即可，達到了系統管理界面統一，各廠家IC卡電能表數據格式互相保密的要求。下文主要就該種方式的實現原理和系統構造進行說明。

2系統實現原理

IC卡預付費售電系統由管理系統、數據庫和動態鏈接庫三部分組成。系統管理部分負責用戶管理、售電、統計、維護等工作。以Windows2000作為操作平臺，開發語言采用由Delphi，后臺數據庫采用SQLServer2000，服務器的操作系統采用Windows20ooServer。而用戶IC卡的操作由廠家提供動態鏈接庫，動態鏈接庫負責各廠家的用戶信息、購電信息等寫卡工作。

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

3系統網絡設計

Client／Server(CS模式)結構一直是企業內部管理信息系統的。基于Intranet的B／S／D(BrowsedServer／Database)(BSD模式)的三層體系結構解決了CS模式結構存在的問題。結合本系統的特點，系統的前期采用以CS模式兩層體系結構，后期系統的開發采用基于Intranet的BSD模式三層體系結構模式。三層體系結構的原理如圖2所示。

系統的網絡結構如圖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備連接。

4通信幀格式

管理系統與動態鏈接庫的數據交換采用通信幀的形式，其通信幀格式采用GB／T18460．2中的幀結構。

幀格式：幀起始符令碼數據長度數據校驗碼幀結束符。

其中：幀起始符68H：表識一幀數據的開始；

令碼C：用于控制傳輸數據域的內容；

數據長度L：代表數據域的字節數；

數據域data：包含數據標識和數據，其結構隨令碼的不同而不同。

5動態鏈接庫通信協議

5．1動態鏈接庫函數調用方法的確定

為了保證各個廠家編程的方便，以及系統的性，函數調用采用指針方式。其函數格式如下

#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，函數名為RDKIcard(……)；

icdev：串口句柄． 類型：32位帶符號數；

Sendstr：．為發送幀． 類型：字符指針；

Recvstr：為響應幀． 類型：字符指針；

5．2動態連接庫基本功能

根據系統基本操作的基本要求，系統具備的功能主要有：開戶卡、購電卡、清零回收卡、設置卡、檢測卡等功能，對用戶購電卡、系統維護卡以單位區分，即不同區域的卡不能混用，以保證系統的安全。具體功能設置如表1。

5．3廠家代碼、函數名稱的確定

根據系統自動識別的要求，系統在自動識別卡類型的基礎自動識別廠家，分別調用各自廠家的函數，因此規定各自的廠家代碼及函數名稱。廠家函數設置見表2。

6系統主要功能介紹

系統除一般需求：能夠正確售電，統計日報、月報、年報外，系統還具備：

(1)靈活的電價設置

調整電價時只需調整相關的電價設置就可達到對全部用戶的調整，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、用電設備資料等，“系統"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。根據用戶號或申請號，可以方便地查到用戶的全部資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，還根據用戶的配電信息進行線損、變損的計算；

(4)數據的高安全性

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

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

(5)多功能綜合分析

“系統"能根據日常營業產生的數據對售電量、售電收入、行業用電情況、線損、網損和計劃用電等項目進行分析、統計，得出供電企業的運行與經營狀況。對分析數據以報表方式表示，同時，還可以顯示歷史數據，以便于比較；

(6)網絡數據庫資源共享、在同一局域網內可以支持多臺客戶端同時對數據庫的操作；

(7)提供系統操作日志，為糾正日常業務差錯提供審計線索；

(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。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。主要完成電能表/水表參數設置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現物業公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據。安裝方便，是用電管理部門、商業廣場和物業小區，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產品。

7.2應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、商業廣場、公寓酒店、物業小區、寫字樓、物流倉儲、高校、連鎖超市、智慧園區、農貿市場等場所。

7.3系統結構

7.4系統功能

7.4.1房間監控

清晰簡潔的展示所有房間狀態信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費用狀態等，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，可對房間內的電表進行各種遠程控制操作，比如開戶、電價設置，售電、退電、報警金額設置、分合閘操作等等。

7.4.2電戶開表

系統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:支持預先設置開戶信息后期一鍵開戶;支持設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，電費實時下發到電表。電表會根據電度走字實時扣除電費同時系統也支持早臺計費，金額下發到系統賬戶，到賬快速穩定。

7.4.4財務管理

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

7.4.5報表

系統還提供了多個報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務統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置，可以在系統中新建批量操作任務，比如設置電價、電表控制、儀表設置、充值等，批量任務可以立即執行，也可以定時執行。

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，比如物業費，房租，服務費等，系統支持用戶自定義收費項目。收費方式可設置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設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公共區域用電分攤

某塊表為主表，然后分配關聯子表，系統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計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據比例公攤，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，對數據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。

1. 系統硬件配置

9結束語

我們合作開發的售電管理系統目前已投入運行，單機版系統已進入武漢市的城區供電公司和郊區的各個營業所及荊州、咸寧等地區的各個營業所，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的設計與實現[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-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]安科瑞企業微電網設計與應用手，2019.11版.