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1、HFC网络有线电视集抄电表系统预付费功能的实现及其特点 HFC网络有线电视集抄系统中的电表（在此简称网络集抄电表）是一种新型的集抄电能表，由于使用了可靠的有线电视网络，使得电能表数据传递的过程变得简单和可靠，通信速率也得以提高；由于使用了可靠的网络，电能表预付费功能实现也变得比较容易，还可以实现许多采用卡式预付费电能表不能实现的功能。下面将介绍HFC网络集抄电表预付费功能的实现及其特点。一、网络集抄电表预付费功能简介 单相网络集抄电表是一只单相多功能电表，除具有其相应的多种功能以外，同时还具有多种预付费功能。其表内预付费功能完成过程，详见附录。最基本的工作过程是：电能表在峰、平、谷时段电量每增
2、加0.1KWh时，将剩余电量或金额减去依次对应的峰、平、谷时减值，从而完成多种预付费功能。通过更改（通过网络或出厂预先设置）表内保存在FRAM(或E2PROM)中预付费标志，可方便地将多功能电能表，在保留其原有功能的基础上，转换为预付费电能表；通过更改或设置报警值，可实现电表剩余电量或金额低于某一规定值时，显示告警；通过更改或设置关断标记，可选择剩余电量或金额为零时自动跳闸，或通过远方遥控跳闸；通过更改或设置峰、平、谷时减值，可实现多种方式的预付费。 网络集抄电表至少可实现单费率电度预付费、复费率等效电度预付费、单费率金额预付费、复费率金额预付费等四种预付费：1. 当峰时减值=0.10000、
3、平时减值=0.10000、谷时减值=0.10000时，则电表是单费率电度预付费状态。工作过程是：电能表在峰、平、谷电量每增加0.1KWh时，将剩余电量一次减去0.1KWh，正好是单费率电度预付费。2. 如果峰、平、谷时段电价的比例是：2.1 : 1.0 : 0.48，则设置峰时减值=0.21000、平时减值=0.10000、谷时减值=0.04800，此时电能表是复费率等效电度预付费状态。工作过程是：电能表电量每增加0.1KWh时，在峰时减剩余电量0.21KWh；、平时减剩余电量0.1KWh；谷时减剩余电量0.048KWh，正好是复费率等效电度预付费。3. 若单费率电价为0.44元/KWh，设置
4、峰时减值=0.04400、平时减值=0.04400、谷时减值=0.04400，则电能表是单费率金额预付费状态。工作过程是：电能表在峰、平、谷电量每增加0.1KWh时，将剩余金额一次减去0.044元，正好是单费率金额预付费。4. 若峰时电价为0.86元/KWh、平时电价为0.44元/KWh、谷时电价为0.20元/KWh，设置峰时减值=0.08600、平时减值=0.04400、谷时减值=0.02000，则电能表是复费率金额预付费状态。工作过程是：电能表电量每增加0.1KWh时，在峰时剩余金额减0.086元；、平时剩余金额减0.044元；谷时剩余金额减0.02元，正好是复费率金额预付费。 更改峰、平
5、、谷时减值为其它值，还可实现更多种方式的预付费。在上述两种复费率预付费中，通过冻结的方法，还可得到预付费过程中峰、平、谷电量的消耗值。 由此可见，网络集抄电表的预付费功能远比现在的卡式单（复）费率预付费电能表强大得多，也灵活得多。二、网络集抄电表的预付费数据传递流程卡式预付费电表数据的传递是采用IC卡来传递的，数据传递过程是采用人工，在此不再详述。网络集抄电表的预付费数据是通过网络来进行传递的。下面以北京地区实际情况为例，介绍数据的传递过程（参看图1）：网络集抄电表预付费收费/加电数据流程是这样进行的: 1. 用户购电: 用户可用IC卡表的卡到工商银行按现行卡表方式购电，其购电量/金额和用户代
6、码通过工商银行内部网络和银行同城网实时传送至供电局电费处主机(此项己经实现)；用户可直接到工商银行或其它银行(供电局应与其签定代收费协议并要求其将用户购电金额和用户代码通过自身银行内部网络和银行同城网实时传送至供电局电费处主机)柜台填单(只需报出住处、用户名或电表号即可)交费；用户也可使用各银行现有的电话银行、网络银行方式向供电局指定帐号交费,供电局与相关银行签定协议后,只需将收费信息实时传送至供电局电费处主机即可，而不需要专用的购电CPU卡POS机。2. 收费信息转发: 实时传送至供电局电费处主机的收费信息可以采取两种方式进行转发。第一种：各供电分局用电MIS主机(或直接由HFC网络集抄系统
7、主机)定时(例如每5分钟一次)向供电局电费处主机查询有无本分局新增交费(现行卡表己实现); 第二种: 供电局电费处主机向各供电分局用电MIS主机(或各供电分局HFC网络集抄系统主机)实时通知各分局新增交费用户购电金额和用户代码。3. 收费数据处理: 各供电分局用电MIS主机收到供电局电费处主机发来或查询到新增交费用户购电金额和用户代码，应记录并折算成增加电量(或新增协议电量), 转发给本供电分局HFC网络集抄系统主机 (记录和折算工作也可由其完成,但电费收入处理用电MIS也应同步处理)。4. 通过HFC网络下发新增电量(或新增协议电量)：HFC网络集抄系统主机收到用电MIS发来的下发新增电量(
8、或新增协议电量)的指令后，从密钥数据库取出对应用户表的密文密钥,用HFC网络集抄系统主机操作者插入的PSAM卡密钥解密得到对应用户表的明文密钥,装入新增电量(或新增协议电量)指令中下发至HFC网络集抄系统集中器(安装在歌华有线各分公司机房)，同时抹除记忆。HFC网络集抄系统集中器再进行FSK调制后发送至有线电视HFC网络,电表收到信息并核对密钥(6位)，正确后增加电量(或协议电量)并向集中器报告，集中器转发至HFC网络集抄系统主机后由HFC网络集抄系统主机再发一次核查命令(抄收一次剩余电量或金额并与原数据、新增电量进行比较)且正确后确认。若不能正确下发则报警。5. 新增电量(或新增协议电量)的
9、核查：HFC网络集抄系统每日一次抄收所有电表的剩余电量或金额，选出全部今日值大于昨日值的电表，再从供电局电费处主机调出前24小时的本分局新增电费记录进行比对，若出现无新增电费的用户表和今日值仍大于昨日值加新增电量值的用户，立即进行窃电报警。6. 网络故障造成无法新增电量的用户处理: 当由于网络故障造成无法新增电量的情况时, 可以用专用手持式加电器（无线方式发送），从HFC网络集抄系统主机下载发送信息(该装置只能从HFC网络集抄系统主机下载发送信息，而不能人工输入)，然后派人持手持式加电装置到用户处加电（网络集抄电表可以无线接收）。这种方式可以解决用户困难，但不会加入人为因素。 用户 网上电话
10、交费用户 工行卡表收费系统 工行主机柜台 交费 供电局电费处 市供电局局域网用户 银行同城网 网上 电话 交费 农行、建行等收费系统 银行主机 供电分局服务器 HFC集抄专用局域网 (歌华有线分公司机房) HFC集抄网络 供电分局局域网 电表 HFC子网 服务器 监查计算机图1. HFC网络集抄电表预付费收费/加电数据流程图 三、HFC网络预付费数据传递的安全性 一套付费系统，数据传递的安全性是非常重要的。预付费卡式电表由逻辑加密卡改为CPU卡也是基于以上考虑。HFC网络集抄电表的预付费数据传递的安全性是非常可靠的，其安全性不低于CPU卡的数据传递。下面将介绍在HFC网络集抄电表的预付费数据传
11、递过程中安全性是如何保证的：1. 每只HFC网络集抄电表都有一组6位字长的密钥。其产生过程与北京规约逻辑加密卡预付费电能表的密钥产生过程相同（随机生成）。密钥产生后通过网络设置进入网络集抄电表（新增电能表时），密钥的保存方法是将其用PSAM卡进行加密后存入数据库，即使能够打开数据库，也无法获得网络集抄电表的对应密钥。每只网络集抄电表新增电量时，都要进行唯一的密钥核对。2. 新增电量指令的产生，其来源是银行的电费收入信息。应该说，市供电局电费中心主机收到的电费收入信息是可靠的。各供电分局用电MIS主机收到供电局电费处主机发来或查询到新增交费用户购电金额和用户代码的过程是有安全保障的，在此也不再详
12、述。3. HFC网络集抄系统主站至集中器是内部局域网结构，不与外部网硬件连结，外界不易进入（并且在与各供电分局局域网连结中已采取网关等相关措施）。如果采用非法手段接入HFC网络集抄局域网，进入后不知指令结构，无法下发命令，知道指令结构的人无法知道单个表密钥，下发命令电表也不接受。4. HFC网络集抄系统主站软件系统设计成金额到达/实时处理/不充许人工参与，密钥库密文保存（加密）。集中器往下为调制信号，循环检索，外信号进入集中器能自动查出，信号能加入也会面临上述困难，窃电者侦测时由于是单点频多表，无法知道何时对应那一只电表，无法窃取。手持式加电器只能从HFC网络集抄系统主机下载发送信息，而不能人
13、工输入，这也确保了人工的不可修改性。5. 窃电者即使成功增加了剩余电量或金额，HFC网络集抄系统每天采集一次所有表的剩余电量或金额并与昨日采集数加24小时内银行传来信息进行比较，很容易发现窃电者，因此，要实现网络窃电是不可能的，也是容易查出的。因此我们说，由于HFC网络的加入，该系统的安全性是与CPU卡相当的，某些情况下甚至更好。现在银行储蓄就采用了与此相类似的方法，实践证明是非常安全的。四、HFC网络集抄电表预付费的更多优秀功能 使用HFC网络集抄电表来实现预付费除能完成现有卡表的全部功能外，还能完成其它的更多优秀功能，下面列举部分如下：1. 人性化的预付费：除可实现现有卡表的剩余电量或金额
14、为零跳闸；也可实现：1) 欠费开始N天后跳闸。2) 欠费后可再用M KWh电后跳闸。3) 节假日、周休欠费也不跳闸。4) 有信用用户通过电话或网络请求后延期跳闸。2. 通过网络同一时刻统一调整电价或预付费方案（例如实现复费率电量的预付费或协议预付费），避免了囤集电量和不公平的现象产生，无需对用户购电数量进行限制。3. 购电更为方便，用户有无卡均可在任何一个与供电局联网的银行均可购电。可以使用电话购电（用电话银行），可以使用网络购电而不需要购买专用POS（该POS由供电局赠送则成本太高，不赠送使用面又会大大缩小）。4. 由于HFC网络有线电视集抄系统主站数据库，存有所有用户的整点电量数据，传送绐
15、用电MIS后，用户可任何时候用电话或网络查询自己的用电和交费情况。五、HFC网络集抄电表实现预付费购电需解决的问题 由于一户一表工程多年的努力，电费处有关领导超前和周到的考虑，实现HFC网络集抄电表预付费购电的工作己完成了95%以上。在现有的卡表售电系统上，只要作如下扩展，即可实现HFC网络集抄电表预付费购电的基本功能。1. 发行一批有特征标记卡号的购电卡，该卡购电时不考虑购电次数（需增加性修改提供给工行的售电软件，无特征标记卡号的卡不变），因为这些卡购电后不再插入电表，改由网络加电，因而购电次数卡上不会改变。2. 在各供电分局用电MIS软件中增加折算增加电量并转发给本供电分局HFC网络集抄系
16、统主机的功能。 如果要实现其它银行的预付费收费和电话银行、网络银行交费的功能，应该说是不困难的，HFC网络集抄电表预付费购电只需一个交费金额（其它数据自己可采集到），因而对银行的要求等同于其它普通交费。因此，使用缴纳电话、燃气、上网费相同的方案处理，便于将预付费收费扩大到除工行外的其它银行。也便于扩大到柜台交费之外的各种方式。 总之，HFC网络集抄电表预付费购电将更为方便，无论对用户和供电局都是一样。附录：HFC网络有线电视集抄电表预付费表内工作过程电表在FRAM(或E2PROM)中有如下变量区域(18Byte):变量参数预付费标志剩余电量或金额报警值关断标记峰时减值平时减值谷时减值第一次上电
17、和预付费不运行00 00 00 0.0 00 0000 0.0000.0 00 000.0 00 000.0 00 00预付费运行86 XX XX X.X XX XXXX X.X00/86X.X XX XXX.X XX XXX.X XX XX1. 主控模块每次显示时应检查预付费标志，若不为86，不做处理，接着原显示程序进行，若为86，则仅将长显内容改为剩余电量或金额(取前6位, 最高位Bit为正负符号)，其余不变；每次显示剩余电量或金额时将其值(BCD码)与报警值比较，若小于报警值，显示为闪烁显示(例如显停各1s)。若剩余电量或金额为负数(剩余电量或金额为BCD码，但最高Byte最高Bit为符
18、号位)，闪烁显示”-XXXX.X”(取前6位)。2. 在峰、平、谷电量每增加0.1KWh时, 检查预付费标志，若不为86，不做处理，按原显示程序进行；若为86，则用剩余电量或金额的值(5位整数5位小数)减去三种减值单元的对应一种值(1位整数5位小数)，结果存剩余电量或金额(5位整数5位小数)。每次相减完后判断关断标记，若为86(自动)，则看剩余电量或金额是否为负数,若为负数关断控制继电器，若不为负数接通控制继电器。不为86则不处理。3. 当有设置预付费电量或金额命令到来时，用剩余电量或金额的值(5位整数5位小数,最高位Bit为正负符号)加上新命令下传值(5位整数1位小数)，结果存剩余电量或金额
19、(5位整数5位小数)，并在回答命令中上报现行剩余电量或金额值(5位整数1位小数)，若下传值为负，则减，其余同。4. 设置预付费运行参数命令到来时，用命令中的预付费标志、报警值、关断标记、峰时减值、平时减值、谷时减值复盖旧值, 并上报现行剩余电量或金额值(5位整数1位小数)。啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊
20、啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊HFC网络有线电视集抄电表系统啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊
21、啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊网络集抄电表至少可实现单费率电度预付费,复费率等效电度预付费,单费率金额预付费,复费率金额预付费等四种预付费:当峰时减值=0.10000,平时减值=0.10000,谷时.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊
