基于STS代碼式預付費用電管理系統

張祖榮，江智添，李 豪，羅 建，吳 沖

廣東電網公司佛山供電局，廣東佛山 528000

0 引言

STS代碼式預付費電能表及用電管理系統目前主要用于以下幾種情況：偏遠地區、抄表成本高的地區，使用代碼式預付費電能表和用電管理系統可以極大地降低管理成本；收費難、欠費情況嚴重的地區，使用代碼式預付費電能表和用電管理系統先付費后使用，不存在收不到錢的情況，而且代碼式預付費電能表的高安全性也可以防止竊電、破解代碼等一系列問題；代碼式預付費電能表及用電管理系統用于宿舍、出租屋、商鋪、學校等無固定使用者的場所，也可以很好地解決相關的抄表收費等管理問題。隨著預付費用電的觀念和管理理念、管理技術的發展，STS代碼式預付費電能表及用電管理系統的發展前景更是極其遠大。基于STS代碼式預付費用電管理系統分單機版、網絡版、平臺版，以適應不同用戶的需要。單機版包括用戶管理、電表管理、售電、售電記錄查詢、電表維護、告警、操作日志等基本的管理和售電功能。網絡版包括設備管理（電表、GPRS采集器）、費率時段管理、設備配置管理（設置GPRS采集器、設置時段費率、設置電表關系等）、用戶管理、通訊設置、電表解碼密鑰管理、抄表管理（手動抄讀、計劃抄讀、日常數據、重點數據、預付費數據等）、數據管理（抄表數據、預付費數據、負荷曲線數據、線損分析、綜合報表等）、計劃管理、日志管理、售電管理、售電分析報表等功能，融售電系統和抄表系統、電表維護系統于一體。平臺版在網絡版的基礎上，擴展了用戶和業主的概念，系統平臺統一部署，業主無須架構系統，只須加入平臺即可，平臺管理商直接處理用戶電表，用戶通過Web頁面自行購電、網銀付款，平臺根據用戶所屬的業主，將售電款轉入到業主的虛擬賬戶，由業主提取。用戶付款、查詢等操作大大簡化，業主實現了零維護。大大節約了業主的管理成本以及使用門檻。

1 STS定義

1）STS定義

所謂STS即為標準傳輸協議，最先在南非發展，1997年在南非成立了STS協會組織，2005年被國際標準協會標準化為IEC62055。該系列標準涵蓋了付費系統、CIS用戶信息系統、售電系統、傳輸介質、數據傳輸標準、預付費電能表以及接口標準等內容。它是一個完整的關于預付費系統的體系框架。

2）IEC62055國際標準的組成：

IEC62055-21 標準化架構IEC62055-31 特殊要求-靜止式有功電能表（1級和2級）IEC62055-41 標準傳輸協議-單向令牌介質系統的物理層傳輸協議IEC62055-51 標準數據傳輸協議-單向令牌數字和磁卡式物理層傳輸協IEC62055-52 標準數據傳輸協議-雙向虛擬介質本地傳輸物理層傳輸協議

2 網絡版系統架構

STS預付費用電管理系統網絡版分自動抄表主站系統、預付費售電子系統和網上售電子系統三部分

自動抄表主站系統主要完成集抄設備管理、電表參數配置、預付費電表參數設置、計劃抄表、電表令牌傳輸（服務）、電價調整（服務）等主要操作，以及剩余電量低告警通知等功能。

預付費售電管理系統主要完成用電商戶注冊、銷戶、POS售電、購電記錄查詢、用電量報表統計、售電量報表統計等操作。

網上售電系統主要由于用戶使用，完成網上自助購電、購電記錄查詢、用電量查詢等操作。

預付費電表負責電能計量、過載保護、惡性負責檢測等；GPRS采集器與預付費電表通過本地485等通訊方式連接，負責電表和主站的遠程通訊中介，可以抄讀電表數據，傳輸Token、告警信息等；系統主站負責售電、管理用戶和售電數據、生成各種統計報表、打印Token或者通過遠程通訊方式（GPRS、SMS等）發送Token到GPRS采集器。

充值購電的過程如下：電表可用電量低時，系統會發送剩余電量低告警到用戶手機，用戶收到短信后（或者定期）到營業廳、售電POS機購電或者登錄網站進行自助購電。購電成功后，系統通過遠程通訊方式將Token發送到GPRS采集器，GPRS采集器將售電Token發送到預付費電表，預付費電表對Token進行解碼，完成充值過程，充值成功后，會發送短信提醒用戶購電成功。對于未安裝GPRS采集器的地區，系統可打印購電Token給用戶或者將Token發送給用戶，用戶通過手工輸入20位售電Token完成購電充值過程。整個購電過程非常方便、安全、可靠。

3 網上售電系統

網上售電系統是STS預付費用電管理系統的一個子模塊，由系統主頁、快速購電、用戶注冊、用戶登錄、客戶資料管理、用戶購電、購電記錄查詢、用電量查詢等頁面組成。定期自動備份數據庫保證數據完整性，客戶支付采用第三方銀聯或支付寶，保證信息的安全性。

3.1 主頁功能

1）顯示公司名稱、聯系方法等一般信息；

2）登錄、退出功能；

3）快速購電功能；

4）用戶登錄后在主頁上顯示客戶相關信息：姓名、電表、剩余電量、賒欠電量等信息；

5）用戶登錄后可直接選擇電表進行充值。

3.2 客戶登陸功能

1）客戶根據登錄名及密碼登陸網站；

2）可通過姓名、證件號碼、手機找回密碼；

3）未注冊用戶，根據預留手機號碼、客戶姓名、證件號碼自助完成用戶注冊；

4）用戶登錄名必須唯一，登錄密碼6位以上。

圖1 網絡版系統結構圖

圖2 網站功能框圖

3.3 快速購電功能

提供未注冊用戶的客戶一種快速完成購電的方法。

1）流程

（1）輸入客戶姓名、證件號碼查詢客戶資料，查詢結果顯示客戶姓名、地址、手機號碼、表號、安裝地址、剩余電量、賒欠電量等信息；

（2）選擇購電電表、輸入購電金額：選擇電表時檢查電表欠費情況，購電金額必須大于欠費金額；

（3）確認充值電表、購電金額、通知手機號碼，并生成支付信息及訂單；

（4）通過支付寶完成支付（預留其它支付方式）；

（5）支付成功，系統生成購電訂單并執行充值過程；

（6）充值成功后通過短信通知客戶。

2）說明

（1）快速購電必須配置客戶姓名、證件號碼才能對電表時行充值；

（2）在選擇電表后，系統顯示電表相關數據：剩余電量、賒欠電量、電表狀態等；

（3）有欠費數據（賒欠電量＞0）的電表輸入購電金額必須大于賒欠電量。

3.4 注冊用戶購電功能

為已注冊用戶提供一種更簡單的購電方法。

1）流程

（1）登陸網站，選擇需要購電的電表進行充值；

（2）確認充值電表、購電金額、通知手機號碼等充值信息；

（3）生成支付信息及訂單；

（4）通過支付寶完成購電訂單支付；

（5）支付成功，系統自動充值并發送信息通知客戶。

2）說明

（1）在選擇正確電表后，系統顯示電表相關預付費數據，包括當前剩余電量、賒欠電量、電表狀態等信息；

（2）有欠費數據（賒欠電量＞0）的電表輸入購電金額必須大于賒欠電量。

3.5 購電記錄查詢

根據客戶資料查詢客戶最近購電記錄。

1）可查詢最近一年內的購電記錄數據；

2）查詢結果以表格形式顯示；

3）購電記錄顯示字段：客戶姓名、地址、手機、表號、購電時間、購電量、充值碼、充值成功否、購電方式（網上、POS）、備注等；

4）結果可以打印、導出。

輸入條件：

1）客戶姓名：必須完全匹配；

2）時段：最近1月、最近3月、最近1年。

3.6 用電量統計

按月統計本年度指定客戶所有電表的用電量情況。

1）統計條件

（1）客戶姓名：用戶輸入，完全匹配；

（2）電表：按電表和自然月份進行統計。

2）統計結果

統計結果以表格或柱形圖方式顯示。

表格方式顯示每塊電表詳細數據及合計數據，格式如下圖：

柱形圖方式：按月顯示客戶（所有電表累加）各月份的用電量。

3.7 客戶信息中心功能

1）修改客戶資料：證件號碼、手機號碼等，姓名不可修改；

2）修改登陸密碼功能；

3）電表信息列表，

4 系統實現

系統通過微軟VS2008平臺開發、數據庫使用大型數據庫SQLServer2008。

5 結論

基于STS代碼式預付費用電管理系統，利用了STS代碼式預付費電表的傳輸唯一性、安全性、可操作性，整合了傳統的售電、網上售電等售電功能，方便了用戶購電的需要，將售電系統和集抄系統融為一體又可以分別獨立使用，利用了網絡的便利，加強了自動化管理，在解決售電購電問題的同時又解決抄表問題和用電數據管理問題，是一個全方位的用電管理解決方案，可以作為智能電網網絡的一個有力的發展方向。

[1]IEC62055-41 Electricity metering-Payment systems-Part 41:Standard transfer specification (STS)-Application layer protocol for one-way token carrier systems,2007.

[2]IEC62055-51 Electricity metering-Payment systems-Part 51:Standard transfer specification (STS)-Physical layer protocol for one-way numeric and magnetic card token carriers,2007.

[3]IEC62055-31 Electricity metering-Payment systems-Part 31:Particular requirements-Static payment meters for active energy (classes 1 and 2),2007.

[4]IEC62055-52 Electricity metering- Payment systems-Part 52: Standard transfer specification (STS)-Physical layer protocol for a twoway virtual token carrier for direct local connection，2008.

[5]FIPS PUB 46-3 FEDERAL INFORMATION PROCESSING STANDARDS PUBLICATION,1999.

[6]DL/T 645-1997《多功能電能表通信協議》.

[7]IEC62056-21 電氣測量-抄表、費率及負荷控制的數據交換-第21部分：直接本地數據交換，2002.

[8]GB/T 17552 IEC7813,信息技術 識別卡 金融交易卡，2006.

[9]JJG 596-1999《電子式電能表》.

[10]GB/T 17215.321-2008《交流電測量設備 特殊要求-第31部分 靜止式有功電能表（1級和2級）》

[11]GB/T 17215.211-2006《交流電測量設備通用要求 實驗和實驗條件-第11部分：測量設備》.