專利名稱：用電交互終端預付費系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用電交互終端預付費系統(tǒng)，屬電力計量技術領域。
背景技術：
目前，電表預付費有三種實現(xiàn)方式即遠程預付費、終端預付費以及電表預付費。遠程預付費的概念，是結算在后臺系統(tǒng)完成，后臺給出跳閘信號。電表只需要提供電表用電信息給后臺即可。這種方式對電表的功能要求不高，但是對通信的要求比較高。電表只需要提供實時的結算數(shù)據(jù)，但是對通信的實時性要求很高。電表預付費的實現(xiàn)方式則是結算在電表進行，電表中需要保存用戶的剩余電費， 電表需要通過電力公司認可的資費模式進行結算。這種方式的優(yōu)點是對通信的要求不是很高，但是對通信的安全性要求高(如果是通過遠程下載剩余電費的話)，對電表的功能要求也比較高。除非有一整套完整的規(guī)范可以通訊遠程下載資費政策，并且有快速可靠的通信信道可以使得電表快速更新到新的資費政策，否則，電力公司不能隨時調(diào)整電費政策，因為結算在電表進行。終端預付費則是和電表一起同時掛一個終端，終端按照一個參考電價來核算給出跳閘信號，但是真實的電費仍然是在后臺結算，真實電費和終端參考電費之間的差異，用戶到電力公司充值的時候，電力公司會給出差異說明。終端只需要有一種參考電價和參考結算方式即可。但是電表則需要提供完整的電參數(shù)數(shù)據(jù)，同時提供通信信道到后臺。這種方式的優(yōu)點是對通信的要求不需要太高，對電表的功能要求也不必太高，但是由于后臺有電費調(diào)整模塊，參考電價和真實電價的差異容易使得用戶對電力公司提出疑義。這種終端預付費除在用戶側需增加采樣處理和發(fā)送裝置外，還必須要有一個智能交互終端。國家電網(wǎng)公司“SG186”營銷業(yè)務應用系統(tǒng)已全面上線運行，并正在推廣實施電力用戶用電信息采集系統(tǒng)和智能小區(qū)工程建設。營銷業(yè)務的全面變革對電能計量的自動化、 信息化和互動化提出了更高的要求，對整個電網(wǎng)電能計量的信息化建設都將會產(chǎn)生深遠的影響。目前“電力用戶用電信息采集系統(tǒng)”已具備遠程購電和本地用電卡購電方式，該兩種方式都需用電用戶到購電營業(yè)窗口或銀行購電窗口購電。因此，本發(fā)明旨在開發(fā)研究智能交互終端，通過智能交互終端將用戶和銀行之間、用戶和電網(wǎng)公司之間、銀行和電網(wǎng)之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的實時、高速、雙向的總體效果；實現(xiàn)電力、電訊、電視、遠程家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)。它可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的管理，實現(xiàn)電力用戶能在本地使用銀聯(lián)卡購電。將電網(wǎng)提升為互動運轉的全新模式，形成電網(wǎng)全新的服務功能，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是(1)公開一種智能交互終端用電預付費系統(tǒng)，通過信息交互技術、信息展現(xiàn)技術，實現(xiàn)用戶、電網(wǎng)公司和銀行之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接，達到電力用戶可在本地終端使用銀聯(lián)卡購電的目的。(2)利用智能交互終端用電綜合監(jiān)控技術，監(jiān)測電力設施狀態(tài)，掌握電力設施的運行工況和電力網(wǎng)絡的潮流等信息。(3)開發(fā)終端智能顯示技術，顯示用電設備用電數(shù)據(jù)，分析用電量及用電負荷在各時段的分布情況，為電力管理部門提供更加節(jié)能高效的用電方案。實現(xiàn)用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負荷管理、 報警信息等多種功能。(4)開發(fā)終端故障判斷技術，采用智能故障判斷技術進行故障判斷， 協(xié)助維護人員及時查找、處理問題。本發(fā)明的技術方案如下，用電交互終端預付費系統(tǒng)由智能插排、智能電表、采集器、智能交互終端、GPRS網(wǎng)絡及服務器組成。智能插排和智能電表設在用戶端，采集器、智能交互終端和服務器設在電力收費管理端，通過GPRS網(wǎng)絡或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進行預付費處理和用電管理。本發(fā)明用電交互終端預付費系統(tǒng)中的智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡及服務器是現(xiàn)有電力營銷系統(tǒng)已有設備，但現(xiàn)有智能電表只能采集某一用戶的總電量，不能分別采集用戶內(nèi)的各用電設備的用電情況，比如不知道該用戶空調(diào)的用電情況，也不知冰箱的用電情況……，現(xiàn)有的終端也不具備通過銀聯(lián)卡實現(xiàn)付費功能。本發(fā)明通過在用電信息采集系統(tǒng)，即用戶端加裝智能插排，用以實現(xiàn)采集各個用電電器的用電信息；將原有的電力終端更換為智能交互終端，用以實現(xiàn)本地銀聯(lián)卡購電。本發(fā)明用電交互終端預付費系統(tǒng)結構如圖1所示。本發(fā)明中的智能插排是安裝在用電端用電電源插座上的一個重要器件。智能插排由插口保護電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成。輸入的電流電壓經(jīng)接口保護電路，進入分壓采樣電路轉變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息。智能插排用于檢測某一用電電器(負載)的電量、電流、電壓、有功功率等信息，液晶顯示屏數(shù)字化顯示，停電后保留電能累計值。通過載波方式與采集器進行通訊。智能插排上有電源插頭和接用電電器的插座，智能插排使用時直接插在電源插座上，再將用電電器的電源插頭節(jié)插在智能插排的插座上。用電電器用電時電流就經(jīng)過了智能插排，智能插排就可監(jiān)測出用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，智能插排采用電源線通過電力載波方式與采集器進行通訊，無需另外鋪設通訊線，通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。本發(fā)明中的智能交互終端是系統(tǒng)安裝在電力收費管理端的重要器件。智能交互終端由接口保護電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉換器(32位單片機)和電源所組成。由采集器采集的用戶用電信息通過載波或RS485通信接口進入智能交互終端，經(jīng)接口保護電路進入，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉換器，協(xié)議轉換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負責將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)繳費作業(yè)?，F(xiàn)有的“終端預付費機”直接與銀行接口，只具備付費功能。但不能與電力營銷系統(tǒng)接口，終端本身不能監(jiān)測用電設備的用電數(shù)據(jù)，不能分析用電量及用電負荷在各時段的分布情況，不能提供更加節(jié)能高效的用電方案，不具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負荷管理等多種功能。本發(fā)明的智能交互終端具備人機交互界面，不僅可以監(jiān)測用電設備的用電數(shù)據(jù)， 分析用電量及用電負荷在各時段的分布情況，可以提供更加節(jié)能高效的用電方案，具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負荷管理等多種功能。顯示用戶用電電量及電費等相關信息。最重要的是可以通過銀聯(lián)刷卡密碼鍵盤實現(xiàn)繳費功能。本發(fā)明的智能交互終端還可顯示主站下發(fā)的停電信息、停電計劃、電價信息、配電系統(tǒng)運行工況等；提供安全用電指導，引導科學用電。具體可實現(xiàn)以下功能
(1)用電通知、公告信息支持客戶自定義顯示內(nèi)容，通過后臺軟件將指定的內(nèi)容信息， 通過GPRS下載到智能交互終端；
(2)用電信息宣傳由于智能表箱部署范圍大、客戶量大、客戶層次面廣等優(yōu)勢；可以通過智能表箱發(fā)布企業(yè)文化、政策法規(guī)、客戶服務、停電計劃、企業(yè)社會活動等信息及定向性的利民廣告信息；
(3)客戶歷史用電電費查詢通過與營銷系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)查詢用戶的歷史用電情況；
(4)客戶用電數(shù)據(jù)查看查看客戶當前電表的運行數(shù)據(jù)；
(5)用電詳情查看通過抄收智能插排數(shù)據(jù)，可以分項顯示，讓用戶清楚用電詳情；
(6)實時查看電能質量信息；
(7)實現(xiàn)繳費功能，可滿足商戶MIS消費、IC卡發(fā)卡充值業(yè)務、小額支付等應用的需求， 操作時根據(jù)人機互動界面提示完成繳費，繳費信息通過GPRS網(wǎng)絡與主站通訊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術比較的有益效果是，本發(fā)明的智能交互終端具備人機交互界面，不僅可以通過銀聯(lián)刷卡密碼鍵盤實現(xiàn)繳費功能，還可以監(jiān)測用電設備的用電數(shù)據(jù)，分析用電量及用電負荷在各時段的分布情況，可以提供更加節(jié)能高效的用電方案，具備用電監(jiān)測、控制、用電交互、諧波監(jiān)測、自動抄表、負荷管理等多種功能。顯示用戶用電電量及電費等相關信息。本發(fā)明能廣泛用于電力用電終端預付費。


圖1 為系統(tǒng)結構示意圖； 圖2 智能插排連接示意圖； 圖3 智能插排結構示意圖； 圖4 智能交互終端結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明具體實施方式
如下
本發(fā)明實施例智能交互終端用電預付費系統(tǒng)在現(xiàn)有的用電信息采集系統(tǒng)上實現(xiàn)，現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)由智能電表、采集器、終端、GPRS網(wǎng)絡及服務器組成。智能電表采集電量等信息通過載波或RS485將用電信息傳送到采集器或接收通過采集器下發(fā)的主站命令，采集器通過載波或RS485和電力終端進行通訊，電力終端再通過GPRS/3G等第三方信道與主站進行通訊，實現(xiàn)用電信息的全采集功能。但現(xiàn)有智能電表只能采集某一用戶的總電量，不能分別采集用戶內(nèi)的各用電設備的用電情況；現(xiàn)有的電力終端也不具備通過銀聯(lián)卡實現(xiàn)付費功能。本發(fā)明實施例在系統(tǒng)中用電端采用智能插排，在電力收費管理端采用智能交互終端。本發(fā)明實施例用電交互終端預付費系統(tǒng)由智能插排、智能電表、采集器、智能交互終端、GPRS網(wǎng)絡及服務器組成。智能插排和智能電表設在用戶端，采集器、智能交互終端和服務器設在電力收費管理端，通過GPRS網(wǎng)絡或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進行預付費處理和用電管理。1.智能插排
智能插排的結構如圖3所示。智能插排由插口保護電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成，輸入的電流電壓經(jīng)接口保護電路，進入分壓采樣電路轉變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息。智能插排是采用高電阻分壓方式采樣電壓，采用錳銅片采樣電流，并轉換為小電流、電壓信號，再將這些采樣信息傳送到計量芯片，即可計算出用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，智能插排通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。2.智能交互終端
智能交互終端結構如圖4所示。智能交互終端由接口保護電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、 數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉換器(32位單片機)和電源所組成。由采集器采集的用戶用電信息通過載波或RS485通信接口進入智能交互終端，由接口保護電路進入，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉換器，協(xié)議轉換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負責將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)繳費。本發(fā)明實施例中智能交互終端采用外置銀聯(lián)刷卡繳費原理，即用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負責將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)付費功能。本發(fā)明實施例中智能交互終端的電能量數(shù)據(jù)交互流程為，協(xié)議器負責管理各上行通道，數(shù)據(jù)通過上行信道傳遞給協(xié)議轉換器，協(xié)議轉換器按照自身所支持的規(guī)約格式轉換為一條或多條內(nèi)部協(xié)議與數(shù)據(jù)管理器交換提取數(shù)據(jù)或設置參數(shù)，對返回的數(shù)據(jù)再進行協(xié)議封裝返回給上行信道。數(shù)據(jù)管理器則按照設置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器。路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表工作。本發(fā)明實施例利用智能插排能獲得每一用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，通過電力載波方式可將信息傳送到采集器、智能交互終端和電力營銷系統(tǒng)；本發(fā)明實施例通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，智能交互終端負責將這些信息、數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，達到本地付費購電的目的。
權利要求
1.一種智能交互終端用電預付費系統(tǒng)，包括智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡及服務器，其特征在于，所述系統(tǒng)增加了智能插排和智能交互終端；所述智能插排和智能電表設在用戶端，采集器、智能交互終端和服務器設在電力收費管理端，通過GPRS網(wǎng)絡或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進行預付費處理和用電管理；所述智能插排由插口保護電路、分壓采樣電路和計量芯片所組成，輸入的電流電壓經(jīng)接口保護電路，進入分壓采樣電路轉變成小的采樣電壓電流信號，采樣信號再進入計量芯片，獲得用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率的信息；所述智能交互終端由接口保護電路、載波信道、上行信道(GPRS)、路由器、路由存儲器、 數(shù)據(jù)管理器、數(shù)據(jù)存儲器、RS485通訊模塊、協(xié)議轉換器(32位單片機)和電源所組成；數(shù)據(jù)管理器按照設置的工作時間和加載的電表自動控制路由器進行抄表，并將路由器抄回的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲器；路由器則控制載波通訊信道通訊，對集中器加載的電表進行抄表路徑的模糊性搜索、組織和優(yōu)化，存儲抄表路徑，實現(xiàn)智能化抄表；用戶通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，協(xié)議器負責將這些信息、數(shù)據(jù)按內(nèi)部協(xié)議轉換并通過上行通道，將數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)付費作業(yè)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種智能交互終端用電預付費系統(tǒng)，所述智能插排上有電源插頭和接用電電器的插座，智能插排使用時直接插在電源插座上，再將用電電器的電源插頭節(jié)插在智能插排的插座上。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種智能交互終端用電預付費系統(tǒng)，所述智能插排采用電源線通過電力載波方式與采集器進行通訊，無需另外鋪設通訊線，通過載波方式將信息傳送到采集器和智能交互終端。
全文摘要
一種智能交互終端用電預付費系統(tǒng)，包括智能電表、采集器、GPRS網(wǎng)絡及服務器，所述系統(tǒng)增加了智能插排和智能交互終端；智能插排和智能電表設在用戶端，采集器、智能交互終端和服務器設在電力收費管理端，通過GPRS網(wǎng)絡或載波將用戶的用電信息傳遞到智能交互終端并進行預付費處理和用電管理。本發(fā)明利用智能插排可獲得每一用電電器的用電量、電流、電壓、有功功率等信息，通過電力載波方式可將信息傳送到采集器、智能交互終端和電力營銷系統(tǒng)；本發(fā)明通過外置銀聯(lián)刷卡鍵盤刷卡、輸入密碼及購電金額，智能交互終端負責將這些信息、數(shù)據(jù)傳送到營銷系統(tǒng)，實現(xiàn)本地付費購電的目的。本發(fā)明可廣泛用于電力用電終端預付費。
文檔編號G07F15/06GK102306423SQ20111021143
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2011年8月19日
發(fā)明者劉水, 張春強, 王愛民, 黃洋界 申請人:江西省電力科學研究院