李宗洋

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

?

Mifarel射頻卡在預(yù)付費(fèi)電能表中的應(yīng)用

李宗洋

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

預(yù)付費(fèi)電能表中涉及到的一個(gè)重要的部件就是Mifarel射頻卡，Mifarel射頻卡在售電的相關(guān)部門和用戶之間所扮演的角色就是一個(gè)中間傳遞者的作用，本文主要圍繞著Mifarel射頻卡進(jìn)行介紹，本文中分析了Mifarel射頻卡的組成部分，分析了其部分特點(diǎn)，結(jié)合目前的現(xiàn)狀介紹了Mifarel射頻卡是預(yù)付費(fèi)電能表中的廣泛使用，Mifarel射頻卡在預(yù)付費(fèi)的電能表說明了其安全性高，無需接觸的特點(diǎn)。

Mifarel射頻卡 預(yù)付費(fèi) 電能表

1　電能表技術(shù)

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，目前市場對(duì)電量的收繳，核算等問題的需求越來越高，可以從下面幾點(diǎn)表現(xiàn)出來：1）電能發(fā)展成商品的前提是遵從“付費(fèi)在前，用電在后”的原則，只有這樣電力工業(yè)在資金方面才會(huì)得到保障；2）按照不同時(shí)間段對(duì)應(yīng)不同電費(fèi)收費(fèi)。一般大部分白天上班，晚上下班，那么這種情況下，白天的用電使用量相對(duì)于晚上就要少些，所以晚上是用電高峰期，此時(shí)的電價(jià)相對(duì)于白天的電價(jià)稍微有所增加，這樣的設(shè)置比較合理，對(duì)于電力方面出現(xiàn)供不應(yīng)求的改善有很大的益處；3）電能表中加入相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)這相比較于普通的電能表在人員方面的損耗就有很大的改進(jìn)，而且比普通的電能表在精確性以及準(zhǔn)確度方面更高。

2　預(yù)付費(fèi)技術(shù)

預(yù)付費(fèi)的這個(gè)術(shù)語最先出現(xiàn)是在歐洲。世界第二次大戰(zhàn)后，由于人口的流動(dòng)性很大，從而造成了電力公司在收費(fèi)這一方面有了很大障礙，面對(duì)這個(gè)問題，有的企業(yè)就構(gòu)想出了采用預(yù)付費(fèi)電能表的這種方法解決當(dāng)前所面臨的問題。相比于外國關(guān)于電能表的出現(xiàn)，我國有所不同。由于我國的一些公民的法制意識(shí)不強(qiáng)，意志也比較薄弱，所以就出現(xiàn)了欠費(fèi)，偷費(fèi)等現(xiàn)象，由于中國人口眾多，所以當(dāng)出現(xiàn)這種遲交電費(fèi)或偷電費(fèi)的情況時(shí)，很難通過人力去解決這個(gè)問題，所以只能通過預(yù)付費(fèi)的方式進(jìn)行收繳電費(fèi)了。預(yù)付費(fèi)電能表的出現(xiàn)并不是一蹴而就的，這個(gè)出現(xiàn)在人們的視線中是處于這種環(huán)境氛圍下產(chǎn)生的。

預(yù)付費(fèi)電能表所涉及的技術(shù)十分多，主要包括了通訊方面的技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等，預(yù)付費(fèi)的電能表在設(shè)計(jì)上外形精美，容易攜帶，而且功率損耗也比較低，調(diào)整起來比較方便。

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電表技術(shù)不斷走向多元化的道路。相比較于傳統(tǒng)的電能表，新型的電能表的優(yōu)勢包括了幾點(diǎn)：

①抄表采用的技術(shù)是低壓載波，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的傳遞；

②新型的電能表可以控制音頻的接收情況，而且還可以對(duì)用戶的日常生活中的電器在某種程度上可以起到遠(yuǎn)程控制的作用；

③抄表的操作完全是自動(dòng)化，普通的電能表是需要電力企業(yè)的員工親自到各門各戶進(jìn)行抄表，這樣一來在人力方面分配上得到了大大地改善。新型的電能表的抄表采用了無線車載抄表系統(tǒng)，當(dāng)該車子沿著馬路運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，就能夠獲得電能表所發(fā)射出來的脈沖信號(hào)，而且這個(gè)信號(hào)的頻率是高頻的，然后借用無線技術(shù)把接收的信號(hào)傳遞到售電管理系統(tǒng)中，這樣就完成了用戶的電量計(jì)算的操作。

3　Mifarel射頻卡主要特點(diǎn)

Mifarel射頻卡中的重要組成部件是微晶片，是由Philips公司研發(fā)生產(chǎn)的，該微晶片直接決定著卡片中讀寫器的性能以及卡片的特點(diǎn)。Mifarel射頻卡用到的技術(shù)是最為先進(jìn)的工藝技術(shù)，而且Mifarel射頻卡里面附帶著MCU，EEPROM等。其中的讀寫器電路組成原理圖如圖1所示。

圖1　讀寫器電路組成原理圖

Mifarel射頻卡沒有電源，能量的獲取是通過讀寫器中的天線將載波信號(hào)發(fā)送到卡片的天線上，從而生成電，該電量通常情況下可以是超過2V，該電量足夠提供給IC卡進(jìn)行運(yùn)作。工作的時(shí)候的頻率可以達(dá)到13.56MHZ。Mifarel射頻卡中有著加密的系統(tǒng)，而且密碼的驗(yàn)證是雙向性的。同時(shí)也可以防止重疊。Mifarel射頻卡中的EEPROM存儲(chǔ)器的容量是8K，同時(shí)擁有16個(gè)扇區(qū)，并且每一個(gè)單獨(dú)的扇區(qū)又可以有著4個(gè)存儲(chǔ)塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存，每一個(gè)扇區(qū)都會(huì)有對(duì)應(yīng)著各自的加密系統(tǒng)，此外在卡片中還有相應(yīng)的運(yùn)算電路，這個(gè)Mifarel射頻卡用在商場，地鐵，以及醫(yī)院有著很大的價(jià)值。Mifarel射頻卡中的數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)到至少10年，而且數(shù)據(jù)的讀寫至少是10萬次。

4　射頻預(yù)付費(fèi)電能表的功能

4.1三相表

分元的電能進(jìn)行代數(shù)的相加就是合元的結(jié)果值。

4.2報(bào)警方式

2.取消代理機(jī)構(gòu)在異地執(zhí)業(yè)的地域限制。2014年9月，財(cái)政部下發(fā)《關(guān)于做好政府采購代理機(jī)構(gòu)資格認(rèn)定行政許可取消后相關(guān)政策銜接工作的通知》，提出將代理機(jī)構(gòu)資格管理審批制改為登記制。有意從事政府采購業(yè)務(wù)的代理機(jī)構(gòu)，只需進(jìn)行網(wǎng)上登記，財(cái)政部門不再對(duì)網(wǎng)上登記信息和紙質(zhì)登記信息進(jìn)行事前審核。網(wǎng)上登記遵循“自愿、免費(fèi)、一地登記、全國通用”的原則。完成網(wǎng)上登記的代理機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)將自動(dòng)將其名稱納入中國政府采購網(wǎng)“政府采購代理機(jī)構(gòu)”專欄“政府采購代理機(jī)構(gòu)名單”，并授予相關(guān)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作權(quán)限?？偣疽淹瓿擅浀怯浀模止緹o須重復(fù)登記。

報(bào)警的聲音是從蜂鳴器中傳出來的。警報(bào)的顯示是通過觀察指示燈進(jìn)行顯示的。通過聲光的方式進(jìn)行報(bào)警稱作是間隙式，其中沒一度電的時(shí)候電能表就報(bào)警5下。

4.3報(bào)警控制

電能表進(jìn)行聲光報(bào)警的過程中，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警的控制信號(hào)，而且這個(gè)輸出的信號(hào)和聲光報(bào)警幾乎是同時(shí)發(fā)生的，也是間隔1度電就報(bào)警，而且次數(shù)也是5次。

4.4跳閘控制

當(dāng)電能表的電流失在10（40）A以下的時(shí)候，電表就會(huì)發(fā)生跳閘的現(xiàn)象，跳閘產(chǎn)生的原理是因?yàn)樵诶锩婕尤肓颂l的繼電器，通過這個(gè)繼電器可以對(duì)電流所能承受的值進(jìn)行控制，而且輸出的控制信號(hào)采用的方式是外接跳閘和合閘的。

5　Mifare1射頻卡在電能表中的應(yīng)用

在預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng)中電能表扮演的角色是終端的設(shè)備，電能表和售電平臺(tái)之間的相互溝通的橋梁是Mifare1射頻卡。預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

用電時(shí)遵循的原則是“一家一表，一表一卡”，如果使用者決定要辦理一張新的電能表的時(shí)候就會(huì)再次獲得新的射頻卡。而這個(gè)流程是使用者要再次開戶，然后系統(tǒng)會(huì)將使用者的相關(guān)信息保存到檔案中，以便后期的繳費(fèi)，后期無論使用者做了什么操作，系統(tǒng)都會(huì)將操作記錄到該用戶的個(gè)人檔案中，接著射頻卡和電能表之間就會(huì)形成一個(gè)買電，測試的關(guān)系。在購買電的過程中售電管理部門利用上位機(jī)軟件對(duì)用戶的信息進(jìn)行加密處理，傳遞信息的時(shí)候，內(nèi)容是以密文的形式存在著，然后解密的責(zé)任就交給了表計(jì)來完成。這里的數(shù)據(jù)還涉及到了沒有進(jìn)行加密的，主要是用戶用電的歷史記錄，用戶的用電余額的多少。用戶還可以對(duì)關(guān)于存儲(chǔ)在電能表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行查詢，比如用電的時(shí)間，用電的開銷等。管理員擁有對(duì)電能表中的日期時(shí)間修改的權(quán)限。

6　射頻卡國際標(biāo)準(zhǔn)

考慮到射頻卡和讀寫器進(jìn)行發(fā)射的時(shí)候的距離因素，國際標(biāo)準(zhǔn)定義了三種類型的讀寫器，具體如表1所示。

表1　讀寫器讀寫距離表

讀寫器與工射頻卡通信流程圖如圖3所示。

圖3　讀寫器與工射頻卡通信流程圖

對(duì)于國際上標(biāo)準(zhǔn)的射頻卡，研究的比較多的是關(guān)于射頻卡的特性。相比于接觸式的IC卡，射頻卡彌補(bǔ)了其缺陷如下：

①解釋了IC卡在工作電壓方面如何獲取的這個(gè)流程；②C卡和讀寫器兩者信息交換的原理是如何實(shí)現(xiàn)的；

③當(dāng)讀寫器中有多張卡的時(shí)候，如果出現(xiàn)了相互的沖突，具體的解決措施是什么。

7　結(jié)語

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活的不斷提高，射頻技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，射頻技術(shù)之所以能適應(yīng)市場的需求，這是因?yàn)橛兄踩愿撸瑢?duì)信息實(shí)現(xiàn)了加密的原因，本文設(shè)計(jì)的預(yù)付費(fèi)電能表主要是圍繞著Mifare1射頻卡進(jìn)行展開，介紹了Mifare1射頻卡的特點(diǎn)，組成部分，Mifare1射頻卡是用戶和售電管理部門實(shí)現(xiàn)相互溝通交流的一個(gè)橋梁，用戶通過Mifare1射頻卡可以進(jìn)行繳費(fèi)，Mifare1射頻卡的預(yù)付費(fèi)電能表相比于普通的電能表實(shí)現(xiàn)起來更方便，而且易于操作，由于我國人口很多，所以出現(xiàn)很多用戶偷電，欠費(fèi)的現(xiàn)象，Mifare1射頻卡的預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)有了很大的改進(jìn)作用，也是迎合的電力市場的需求。

［1］ 李韻.基于RFID技術(shù)的智能購物車研究與設(shè)計(jì)［J］. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2014（07）

［2］ 許江軍.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)及在公交行業(yè)的應(yīng)用［J］.城市公共交通. 2010（03）

［3］ 忻龍彪，王東，龍?jiān)谠?智能監(jiān)控電能表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.自動(dòng)化與儀表. 2010（08）

［4］ 王博.預(yù)付費(fèi)電能表應(yīng)用技術(shù)探討［J］. 電子測試. 2014（S2）