CN201251813Y - 网络预付费售电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种网络预付费售电系统，为解决现有技术中电力管理部门的电能管理难等问题而发明。本实用新型网络预付费售电系统，至少包括CPU卡、表计单元、集中器单元、通讯单元和主站单元；其中，从表计单元到集中器单元之间是通过电力线载波进行通讯，从集中器单元到主站单元之间是用公用电话网等进行连接。这样，安装非常简便，不需要任何多余的连线，大大减少了网络连接接点，从而大大降低了网络线路连接上的接点故障率，大大降低了运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种预付费售电系统。
背景技术
预付费售电系统，是为了解决由于用电户数量大而造成抄表、收费工作艰巨以及用户拖欠电费现象而发明的。
现有的预付费售电系统大多是通过接触卡(存储卡、逻辑加密卡、CPU卡)作为传输媒介实现付费功能(还有少数是通过非接触卡(射频卡等)来实现)。这种方式虽然大大地降低了抄表、收费工作的强度，但在电力部门目前的常规管理方式下存在一些缺点，主要表现在电能管理上存在问题，使其难以满足电力营销管理改革的需要：不能实时反映用户用电情况，无法计算损耗；统计数据不准确，无法真实反映用户用电情况；操作难以规范化，造成不明损失增加；数据采集不及时，无法实时反映电力负荷状况，不能对用户行为进行有效监控，无法实现网络化售电购电及其管理。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的网络化预付费售电系统。
为达到上述目的，本实用新型网络预付费售电系统，至少包括CPU卡、表计单元、集中器单元、通讯单元和主站单元；其中，
CPU卡，用来完成购电并向表计单元中追加购电量；
表计单元，用以计量用户的用电量，并将该用电量通过电力线以载波方式上传至集中器单元以及接收集中器单元下传的数据和命令进行相应的动作；
集中器单元，用以将其下游各表计单元的用电数据集中，并通过通讯单元上传至主站单元以及接收主站单元通过通讯单元下传的数据和命令进行相应的动作；
通讯单元，用以通过公用通信网络连接集中器单元和主站单元相互通信；所述的公用通信网络可以是GPRS、CDMA、公用电话网等。
主站单元，用以接收集中器单元上传的数据并对其进行统计分析以及根据用户用电量情况和购电量情况下传相应的数据和命令。
其中，上述的表计单元由主控芯片和与其连接的按键模块、E-SAM密钥认证模块、防护模块、显示模块、红外/485/PLC通讯模块、通断电模块、存储模块、计量模块以及供电模块组成；其中，红外/485/PLC通讯模块用于设置表计单元的实时时钟、分时参数，并可通过通信接口对表计单元进行参数修改、状态数据读取、抄表等操作；E-SAM密钥认证模块用以对CPU卡进行安全认证，同时存储表计单元内的计量和状态数据。
采用上述结构，从表计单元到集中器单元之间是通过电力线载波进行通讯，从集中器单元到主站单元之间是用公用电话网等进行连接。安装非常简便，不需要任何多余的连线，大大减少了网络连接接点，从而大大降低了网络线路连接上的接点故障率，大大降低了运行成本。
附图说明
图1为本实用新型网络预付费售电系统的结构简图。
图2为图1中表计单元的结构简图。
图3为表计单元中E-SAM密钥认证模块与CPU卡内部认证的流程图。
图4为表计单元中E-SAM密钥认证模块与CPU卡外部认证的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作一步的说明。
如图1所示，本实用新型网络预付费售电系统至少包括CPU卡、表计单元、集中器单元、通讯单元和主站单元；其中，
CPU卡，用来完成购电并向表计单元中追加购电量；
表计单元，用以计量用户的用电量，并将该用电量通过电力线以载波方式上传至集中器单元以及接收集中器单元下传的数据和命令进行相应的动作；
集中器单元，用以将其下游各表计单元的用电数据集中，并通过通讯单元上传至主站单元以及接收主站单元通过通讯单元下传的数据和命令进行相应的动作；
通讯单元，用以通过公用通信网络连接集中器单元和主站单元相互通信；
主站单元，用以接收集中器单元上传的数据并对其进行统计分析以及根据用户用电量情况和购电量情况下传相应的数据和命令。
其中，上述的CPU卡最好采用符合ISO7816国际标准的接触式IC卡，当然也可采用其它形式，如射频卡等。
如图2所示，上述的表计单元由主控芯片和与其连接的按键模块、E-SAM密钥认证模块、防护模块、显示模块、红外/485/PLC通讯模块、通断电模块、存储模块、计量模块以及供电模块组成；其中，红外/485/PLC通讯模块用于设置表计单元的实时时钟、分时参数，并可通过通信接口对表计单元进行参数修改、状态数据读取、抄表等操作；E-SAM密钥认证模块用以对CPU卡进行安全认证，同时存储表计单元内的计量和状态数据，表计单元中的主控芯片在认证过程中只起到数据传输的作用，不涉及数据加密和解密算法。
表计单元中E-SAM密钥认证模块与CPU卡进行安全认证分两部分：内部认证和外部认证；
其内部认证的流程如图3所示：
1)表计单元从CPU卡取随机数CH；
2)表计单元读取CPU卡上的卡序列号SN，送ESAM模块；
3)ESAM模块用内部认证主密钥M对卡序列号SN进行加密，生成内部认证工作密钥K1；
4)表计单元送加密指令及随机数给CPU卡，CPU卡用内部认证密钥加密，并将加密结果D1送回表计单元；
5)表计单元送加密指令及随机数给ESAM模块，ESAM模块将加密结果D2送回表计单元；
6)表计单元比较D1与D2，若相等，则内部认证成功；否则不成功。
其外部认证的流程如图4所示，
1)表计单元从CPU卡取随机数CH；
2)表计单元读取CPU卡上的卡序列号SN，送ESAM模块；
3)ESAM模块用电表外部认证主密钥M对卡序列号SN进行加密，生成内部认证工作密钥K1；
4)表计单元将随机数送ESAM模块，ESAM模块用工作密钥对随机数加密，并将加密结果D1返回；
5)表计单元送加密结果给CPU卡，并发外部认证指令；
6)CPU卡告诉表计单元认证是否成功，若成功则IC卡状态自动进入相应外部认证密钥规定的状态。
Claims (2)
1、一种网络预付费售电系统，其特征在于：至少包括CPU卡、表计单元、集中器单元、通讯单元和主站单元；其中，
CPU卡，用来完成购电并向表计单元中追加购电量；
表计单元，用以计量用户的用电量，并将该用电量通过电力线以载波方式上传至集中器单元以及接收集中器单元下传的数据和命令进行相应的动作；
集中器单元，用以将其下游各表计单元的用电数据集中，并通过通讯单元上传至主站单元以及接收主站单元通过通讯单元下传的数据和命令进行相应的动作；
通讯单元，用以通过公用通信网络连接集中器单元和主站单元相互通信；
主站单元，用以接收集中器单元上传的数据并对其进行统计分析以及根据用户用电量情况和购电量情况下传相应的数据和命令。
2、如权利要求1所述的网络预付费售电系统，其特征在于：所述的表计单元由主控芯片和与其连接的按键模块、E-SAM密钥认证模块、防护模块、显示模块、红外/485/PLC通讯模块、通断电模块、存储模块、计量模块以及供电模块组成；
其中，红外/485/PLC通讯模块用于设置表计单元的实时时钟、分时参数，并可通过通信接口对表计单元进行参数修改、状态数据读取、抄表等操作；E-SAM密钥认证模块用以对CPU卡进行安全认证，同时存储表计单元内的计量和状态数据。
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| CN102142171A (zh) * | 2011-01-30 | 2011-08-03 | 宁波迦南电子有限公司 | 一种费控智能电表的传输介质及使用该介质的购电方法 |
| CN102682380A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-09-19 | 深圳市航天泰瑞捷电子有限公司 | 远程预付费系统 |
| CN106157439A (zh) * | 2015-04-20 | 2016-11-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种对预付费电表进行充值的方法及装置 |
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2008
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