專利名稱：基于iec62055標(biāo)準(zhǔn)的無卡預(yù)付費購電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)售電服務(wù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)無卡 預(yù)付費購電的方法。
背景技術(shù)：
電力行業(yè)傳統(tǒng)的購電方式為用戶先用電，然后定期根據(jù)用電量上繳電費，這就導(dǎo) 致電力行業(yè)長期存在著極少數(shù)用戶惡意拖欠電費的現(xiàn)象，同時，電費的收繳也浪費了相當(dāng) 多的人力物力資源，給供電企業(yè)的正常運作帶來了極大不便。預(yù)付費電表及售電系統(tǒng)的出 現(xiàn)不僅可以預(yù)防電費拖欠，而且減少了用電糾紛，帶來了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，同時也有 利于營造全社會節(jié)約用電的氛圍。目前預(yù)付費售電的主要方式是用戶購買充值卡，自行實 現(xiàn)充值。然而，購電卡必須返回到充值網(wǎng)點處理或重新編程，用戶需要專程到當(dāng)?shù)氐某小?銷售窗口實地辦理，非常麻煩；經(jīng)驗表明，隨著生活節(jié)奏的加快，多數(shù)用戶更偏重于在家或 辦公室通過電話或互聯(lián)網(wǎng)獲取充值信息，避免平時忘記帶卡或節(jié)假日無法購電導(dǎo)致停電的 煩惱。此外，智能卡本身成本較高，且無法抗拒物理和電氣(靜電干擾)攻擊，這不僅給用 戶帶來了麻煩，而且電力公司需要為此設(shè)立網(wǎng)點，增加了運營管理成本。而無卡預(yù)付費的購 電方式將避免這些不便，極大提高購電服務(wù)的靈活性。IEC62055是2007年發(fā)布的第一個也是唯一一個關(guān)于預(yù)付費電能表方面的國際標(biāo) 準(zhǔn)，定義了標(biāo)準(zhǔn)信息傳遞規(guī)范(STS)。該協(xié)議涵蓋了付費系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)、預(yù) 付費電能表以及接口標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。IEC62055標(biāo)準(zhǔn)提供的密鑰加密技術(shù)有效保證了預(yù)付費系 統(tǒng)的安全性。將IEC62055標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到電力行業(yè)的售電服務(wù)將大大提高購電的便捷性和安 全性，降低服務(wù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)無卡預(yù)付 費購電的方法，使用戶通過電話和互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)終端即可方便實現(xiàn)對智能預(yù)付費電表進(jìn)行 遠(yuǎn)程充值。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是建立由網(wǎng)絡(luò)終端、電能管理中心、通信系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)集中器和智能預(yù)付費電表組成的購電系統(tǒng)。其中，網(wǎng)絡(luò)終端主要包括電話、互聯(lián)網(wǎng)等較 為常用的終端設(shè)備，并通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與電能管理中心連接，其主要作用是向電能管 理中心發(fā)送電表信息和購電請求，并實現(xiàn)繳費操作；電能管理中心主要用于處理用戶發(fā)送 的服務(wù)請求，并根據(jù)用戶提供的電表信息基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)生成充值密鑰，同時向電表所 屬的數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰；數(shù)據(jù)集中器的主要作用是接收并存儲從電能管理中心發(fā)出 的與之相連的智能預(yù)付費電表的充值密鑰，數(shù)據(jù)集中器主要通過GPRS、GSM和光纖等公共 通信網(wǎng)與電能管理中心連接，與智能預(yù)付費電表的連接依靠電力線載波通信；智能預(yù)付費 電表從數(shù)據(jù)集中器下載到充值密鑰后，對其進(jìn)行解析，并完成充值操作，同時在充值成功后 向電能管理中心發(fā)送回執(zhí)。
基于上述系統(tǒng)的購電步驟包括
(1)電能管理運營商統(tǒng)一在客戶用電現(xiàn)場安裝基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的智能預(yù)付費電表， 電表制造商必須首先從密鑰管理中心獲得制造商編碼和供電組編碼，并據(jù)此對每個電表編 制相應(yīng)的18位電能表初始賬戶(PAN)；
(2)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)、電話等網(wǎng)絡(luò)終端向電能管理中心提交電表賬戶信息，查看余額信 息，填寫欲購電量，并通過網(wǎng)上銀行等付費系統(tǒng)繳費；
(3)電能管理中心服務(wù)器基于密鑰管理中心提供的安全模塊生成充值密鑰，其中安全 模塊集成了基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的電表密鑰生成算法和代碼加密算法；
(4)電能管理中心通過通信系統(tǒng)向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰，發(fā)送成功后數(shù)據(jù)集中器 向電能管理中心發(fā)送回執(zhí)，否則發(fā)送失敗回執(zhí)，請求電能管理中心重新發(fā)送；
(5)智能預(yù)付費電表通過電力線載波通信從數(shù)據(jù)集中器下載密鑰，數(shù)據(jù)傳遞成功向數(shù) 據(jù)集中器發(fā)送成功回執(zhí)，否則重新下載；
(6)智能預(yù)付費電表根據(jù)IEC62055標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的算法和表內(nèi)唯一密鑰解析集中器發(fā)送 的充值密鑰，充值成功后向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送成功回執(zhí)，數(shù)據(jù)集中器再將成功回執(zhí)發(fā)送至電 能管理中心，否則重新下載密鑰，并進(jìn)行解析充值。本發(fā)明的有益結(jié)果是用戶通過常用的網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行預(yù)付費電表充值，使得用戶 在家或辦公室通過電話或互聯(lián)網(wǎng)即可進(jìn)行充值，大大方便了用戶的充值操作，極大提高了 購電服務(wù)的靈活性。此外，無卡預(yù)付費的方式相對于卡式付費節(jié)約了制卡成本，而且無需專 設(shè)充值網(wǎng)點，降低了電力運營管理成本。同時，基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)所提供的密鑰加密技術(shù)， 有效保證了預(yù)付費系統(tǒng)的安全性和可靠性。本發(fā)明涉及的充值方法同樣適用于水、燃?xì)?、?力等行業(yè)。


圖1本發(fā)明的應(yīng)用系統(tǒng)示意圖； 圖2本發(fā)明無卡預(yù)付費方法流程具體實施例方式如圖1所示，建立由網(wǎng)絡(luò)終端、電能管理中心、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中器和智能預(yù)付 費電表組成的購電系統(tǒng)。其中，網(wǎng)絡(luò)終端主要包括電話、互聯(lián)網(wǎng)等較為常用的終端設(shè)備，并 通過相應(yīng)的電話線、無線通信網(wǎng)或hternet等通信系統(tǒng)與電能管理中心連接，其主要作用 是用戶向電能管理中心發(fā)送電表信息和購電請求，并實現(xiàn)繳費操作，使用戶利用自身最為 快捷的網(wǎng)絡(luò)終端完成充值任務(wù)；電能管理中心主要用于處理用戶發(fā)送的服務(wù)請求，服務(wù)器 基于密鑰管理中心提供的安全模塊生成充值密鑰，其中安全模塊集成了基于IEC62055標(biāo) 準(zhǔn)的電表密鑰生成算法和代碼加密算法，同時向電表所屬的數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰；數(shù) 據(jù)集中器的主要作用是接收并存儲從電能管理中心發(fā)出的與之相連的智能預(yù)付費電表的 充值密鑰，數(shù)據(jù)集中器主要通過GPRS、GSM和光纖等通信系統(tǒng)與電能管理中心連接，與智能 預(yù)付費電表的連接主要依靠電力線載波通信系統(tǒng)；智能預(yù)付費電表為基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn) 的電能計量裝置，電表制造商必須首先從密鑰管理中心獲得制造商編碼和供電組編碼，并 據(jù)此對每個電表編制相應(yīng)的18位電能表初始賬戶(PAN)，智能預(yù)付費電表從數(shù)據(jù)集中器下載到充值密鑰后，對其進(jìn)行解析，并完成充值操作，同時在充值成功后向電能管理中心發(fā)送 回執(zhí)。如圖2所示，本發(fā)明所涉及的無卡預(yù)付費方法最佳實施例操作流程包括
步驟201 用戶利用電力公司提供的用戶名與密碼，通過互聯(lián)網(wǎng)終端登陸電能管理中 心網(wǎng)站，用戶獲取初始用戶名和密碼的前提是電能管理運營商統(tǒng)一在客戶用電現(xiàn)場安裝基 于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的智能預(yù)付費電表，電表制造商必須首先從密鑰管理中心獲得制造商編 碼和供電組編碼，并據(jù)此對每個電表編制相應(yīng)的18位電能表初始賬戶(PAN)。其中，密鑰管 理中心(KMC)負(fù)責(zé)對符合IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的電表/售電系統(tǒng)/安全模塊的制造商進(jìn)行驗證 和編號管理，接收電力公司申請，對采購的特定廠商的產(chǎn)品分配供電組編碼和相應(yīng)的售電 密鑰，并將售電密鑰裝入電力公司采購的安全模塊(SD)；
步驟202:在個人賬戶頁面，用戶查看電表賬戶信息，包括剩余電量、充值歷史、電價信 息等；
步驟203 用戶填寫欲購電量，并通過與電能管理中心相連的網(wǎng)上銀行繳費； 步驟204 判斷付費是否成功，成功則進(jìn)入步驟205，否則進(jìn)入步驟203 ； 步驟205 付費成功后，電能管理中心服務(wù)器基于密鑰管理中心提供的安全模塊生成 充值密鑰，其中安全模塊集成了基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的電表密鑰生成算法和代碼加密算法； 步驟206 電能管理中心通過GPRS向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰； 步驟207:數(shù)據(jù)集中器接收成功后向電能管理中心發(fā)送回執(zhí)，否則發(fā)送失敗回執(zhí)，執(zhí)行 步驟206 ；
步驟208 數(shù)據(jù)集中器通過電力線載波通信向所屬智能預(yù)付費電表發(fā)送充值密鑰； 步驟209 智能預(yù)付費電表根據(jù)IEC62055標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的算法和表內(nèi)唯一密鑰解析集中器 發(fā)送的充值密鑰，解析后按照所購電量調(diào)整用電額度，充值成功后向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送成功 回執(zhí)，數(shù)據(jù)集中器再將成功回執(zhí)發(fā)送至電能管理中心，否則執(zhí)行步驟208 ； 步驟210:發(fā)送成功回執(zhí)； 步驟211 結(jié)束。本發(fā)明用戶操作簡單快捷、電力運營成本低、充值過程安全可靠，適宜于在電力行 業(yè)大規(guī)模推廣。
權(quán)利要求
1.一種基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)無卡預(yù)付費購電的方法，其特征是在由網(wǎng)絡(luò)終端、電 能管理中心、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中器和智能預(yù)付費電表組成的系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)終端通過相應(yīng)的 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與電能管理中心連接，數(shù)據(jù)集中器通過通信系統(tǒng)分別與電能管理中心和智能預(yù)付 費電表相連，電能管理運營商統(tǒng)一在客戶用電現(xiàn)場安裝基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的智能預(yù)付費 電表，用戶則通過網(wǎng)絡(luò)終端向電能管理中心申請購電，并通過相應(yīng)收費系統(tǒng)繳費，電能管理 中心在獲取申請信息和繳費信息后根據(jù)IEC62055標(biāo)準(zhǔn)生成充值密鑰，并通過通信系統(tǒng)向 數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰，數(shù)據(jù)集中器向與之相連的智能預(yù)付費電表發(fā)送充值密鑰，智能 預(yù)付費電表對密鑰進(jìn)行解析，完成充值任務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利1所述一種基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)無卡預(yù)付費購電的方法，其特征是所 述的數(shù)據(jù)集中器向與之相連的智能預(yù)付費電表發(fā)送充值密鑰，其通信方法是電力線載波通 信或基于Zigbee的無線通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)無卡預(yù)付費購電的方法。在由網(wǎng)絡(luò)終端、電能管理中心、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中器和智能預(yù)付費電表組成的系統(tǒng)中，電能管理運營商統(tǒng)一在客戶用電現(xiàn)場安裝基于IEC62055標(biāo)準(zhǔn)的智能預(yù)付費電表，用戶則通過網(wǎng)絡(luò)終端向電能管理中心申請購電，并通過相應(yīng)收費系統(tǒng)繳費，電能管理中心在獲取申請信息和繳費信息后根據(jù)IEC62055標(biāo)準(zhǔn)生成充值密鑰，并通過通信系統(tǒng)向數(shù)據(jù)集中器發(fā)送充值密鑰，與數(shù)據(jù)集中器相連的智能預(yù)付費電表則通過電力線載波通信從數(shù)據(jù)集中器下載該密鑰，經(jīng)過對密鑰的解析，完成充值任務(wù)。
文檔編號G07F15/06GK102074073SQ20101056693
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者宋曉輝, 莊春生, 張松濤, 張萍, 張鷹, 索士琦, 趙蘭普 申請人:河南省科學(xué)院應(yīng)用物理研究所有限公司