基于IC卡的智能预付费电表的设计.doc

第1章 绪论 1.1 选题背景 电能表是我国电工仪表行业中产量最大的产品。近几年，国家连续出台的多项与电能表行业发展相关的政策以及房地产产业的迅速发展，为电能表需求的上升及保持行业发展的相对稳定起到了一定的保障作用。 ??随着高新技术尤其是电子信息技术的快速发展，电子式、多功能、高精度、多费率、自动抄表等产品的优势突显，且已经逐步成为电能表发展的主流，在未来几年里，这种趋势将更加明显。城乡电网改造，使电工仪器仪表行业步入了快速发展的轨道，同时也为行业企业提供了一个科技创新的平台，电工仪器仪表生产企业抓住机遇，通过对国外先进技术的兼收并蓄，并高标准、高起点自主开发了一系列高技术产品。 1.2 课题意义 近几年，国家连续出台多项相关政策，尤其是国家十一五规划期间，对电工仪表的投入达到了前所未有的程度，政策带动了电能表需求的平稳上升。未来5年将对本行业带来影响的政策主要包括分时电价政策和民用电收费及装备发展政策。 ??? 2003年，国家发改委出台了《关于运用价格杠杆调节电力供求合理用电有关问题的通知》。在保持电价总体水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时电价，鼓励发电企业充分利用发电能力，促进用户用电移峰填谷。政策的出台，为复费率电能表的生产带来广阔的市场空间。 ??? 国家电网公司和中国南方电网公司对电网的改造及建设明显提速，根据十一五规划，各大电网已经做好了后续的改造规划，新一轮的电能表产品需求浪潮即将来临。 面对新的形势，全面提高电子式电能表，尤其是技术含量高的产品的市场竞争力，重点突破多费率表和多功能表的现状，使电能表从数量优势向技术优势转变是电能表产业的发展趋势。电子式电能表是今后一段时间内的发展主流，技术含量高的产品发展空间大，经济效益也好，更应该作为今后发展重点。而要发展电子式电能表，核心技术是关键。 智能电表的发展及现状 目前，我国感应式表仍占据相当的市场。由于价格和使用条件等的制约，预计农网用户还将继续使用感应式单相表，而城网用户则会逐步推广电子式表。峰谷分时电价和避峰电价政策的出台，多费率表市场需求将进一步加大，尤其是大工业用户，对三相多费率表的需求，可能会产生快速的增长。另外三相高精度多功能表今后也将得到重点发展，这种表目前主要用于发电厂、变电站和各大用户，今后则将扩大应用到一般用电大户，甚至扩大到普通三相表用户中，这就意味着小用户电表市场容量将进一步扩大。此外具有远程抄表功能的电子表今后也将逐步发展，成为市场主流之一。 ??? 2000年初，电力供应紧张，国家试行并加大两部制电价和分时计费的应用范围，上海市推行黑白表也使得多费率电能表得以迅速发展，促进了电子式多费率电能表的使用。2002年，国家发改委正式发布推荐使用分时计费的产业政策。在市场的推动下，电子式电能表发展迅猛。中国目前已成为世界电能计量行业最具活力的市场。 国外电子表发展很快。芬兰、瑞典、挪威等北欧各国和法、英、德、西班牙、比利时和意大利等西欧国家，目前已经全部完成了工商用户电能表的100%电子化。居民用户表也正在逐步向电子化过渡，如法国2001年起已停止购装感应表；意大利也从2005年开始逐步把感应表更新为自动抄表的电子表；而英国目前已经有80%居民用上了电子式表。 智能电表的发展趋势 通信方式远程自动抄表系统的核心是利用计算机网络与通信技术，通过双绞线、电话线、电力线、无线电或红外线等通信方式，自动统计各个用户的用电量，并送传到远程监控中心，实现抄表自动化。电话线方式，电力线载波方式电力线载波(PowerLineCarrier，PLC)方式自动抄表系统，ASK(幅频键控)电力载波方式，SC(扩展频谱电力载波)方式的集成电路方案，无线通信方式，基于LonWorks技术的抄表方式等。 1.4 关于IC卡预付费电表功能的介绍 1.4.1 IC卡的介绍 随着微电子技术的迅猛发展， 微控制和大规模集成电路在电能计量领域广泛应用， 使度表的技术水平和性能得到长足发展。一般情况是用户先用电， 再由电管部门抄表， 用再付费。所谓预付费是指用户 “先付款， 后用电” ，符合一般商品的消费特点。必须有一种媒介把用购买的电量送入电度表内， 这种媒介就是 IC卡。购电是在微机外连接一专用 IC 卡读写器， 与用高级言编写的售电管理软件一并构成售电管理系统。户将写有电量的 IC 卡插入预付费电度表的卡槽，在单片机的控制下将卡中电量读出， 且写入表内EEPROM 中， 同时把 IC卡中清 “0” 。 电子式预付费电度表集计量技术、电子技术、自化控制及计算机技术于一体 ,其原理是利用电能量集成电路对电压、电流取样信号进行计算处理 ,输出与有功功率成正比的频率信号(脉冲) ,微处器通过对脉冲计数来计算所消费的电量。单相电子式预付费电度表的主要功能: