基于IC卡智能电表的预付费系统设计

摘要

电能作为当今社会的重要能源，被广泛应用到全社会的各领域。电能的销售涉及各行各业、千家万户，电费回收受到不少外界因素的干扰。传统的电费回收方式不能适应现代信息社会的发展，需要变革。先付费后用电的收费方式保障了电力企业的资金安全，在这一背景下IC卡预付费电能表被电力部门大力推广。
　　本文首先综述了电费回收对电力部门发展的重要性，进而提出设计一套基于IC卡智能电能表的预付费系统。通过研究IC卡预付费电能表发展历史和现状，了解到预付费电能表的计量原理，IC卡技术与电能表结合的可操作性，由此制定了本次设计的总体方案。本系统包含三个内容，分别是:IC卡预付费电能表设计、IC卡读写器设计、用电管理系统设计。
　　IC卡预付费电能表将C8051F020单片机作为控制器，利用电能计量芯片ATT7022B采样计量各种电能参数，通过DGUS高级彩色触摸屏显示测量参数，同时将参数通过RS485接口传给上位机。电表带有时钟电路和存储电路，保证数据安全可查。电表的继电器驱动电路作为执行机构，根据表内剩余电量值通断电源，体现电表对用户的控制能力，保障预付费用电方式的实施。IC卡读写器以STC12C5A60S2为控制器，通过可靠的接口电路读写IC卡，结合用电管理系统，完成电量的充值功能，方便用户购电用电。读写器小巧便于携带，只要有满足要求的上位机，两者配合就可建立一个电能销售点。用电管理系统作为用电管理的中枢核心，既要与电能表通信，实时读取电量参数，记录用户的历史用电信息，又要和IC卡读写器交互，实现电量充值功能，将IC卡和电能表紧密联系到一起。
　　本文不仅设计了IC卡预付费电能表和IC卡读写器的硬件电路，还编写了它们的软件程序，将硬件载体和软件程序结合到一起，使得电能表和读写器能正常工作。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 预付费系统的发展现状和趋势

1．3 本课题的主要工作

1．4 本论文的内容安排

2 预付费系统的组成及总体设计方案

2．1 预付费系统的组成

2．2 IC卡传递的数据内容

2．3 预付费电表的功能

2．4 预付费系统的方案设计

3 IC卡预付费电表的设计

3．1 IC卡预付费电表的硬件设计

3．2 IC卡预付费电表的程序设计

4 IC卡读写器的设计

4．1 IC卡的分类

4．2 SLE4442卡简介

4．3 IC卡读写器的硬件设计

4．4 IC卡读写器的软件设计

5 用户用电管理系统介绍

5．1 用电管理系统的功能分析

5．2 用电管理系统的界面设计

6 抗千扰设计

6．1 干扰源及其对电子设备的危害

6．2 硬件抗干扰技术

6．3 软件抗干扰技术

7 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的主要成果

附录