【正文】 E M UABC I UC I U （三） 代碼式電能表售電系統(tǒng) 的開發(fā) 售電系統(tǒng) (PVS)是一款基于 STS 標準傳輸協(xié)議開發(fā)的系統(tǒng)軟件。適用于個人、商戶、物業(yè)、學(xué)生宿舍等多個場所的使用。 IEC62055－ 21 標準化架構(gòu) IEC62055－ 31 1 級和 2 級有功預(yù)付費電能表 IEC62055－ 41 STS 標準數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 －應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 IEC62055－ 51 STS 標準數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 －物理層數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)（數(shù)字和磁卡介質(zhì)） IEC62055－ 51 STS 標準數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 －物理層數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)（虛擬介質(zhì)） （二） 鍵盤式代碼表的設(shè)計開發(fā) 鍵盤式代碼表 分一體式和分體式兩種。如果上位機軟件被盜且注冊破解，則有可能出現(xiàn)購電代 碼外泄的情況，這種是針對一般安全級別的客戶。這是一個最重要的密鑰，必須具有最高的安全級別。 19 2）解碼密鑰。采用由 STS 協(xié)會提供的加密算法，并由協(xié)會維護。 7 用戶資料管理 進入數(shù)據(jù)查詢模塊 : 17 可以對客戶購電記錄、電表維護記錄和售電報表進行管理，方便售電部門對用戶用電使用情況的實時檢測，及時發(fā)現(xiàn)電表運行的異常情況，進行必要的管理措施。 5 電表的維護 進入電表管理界面，選擇電表維護， 15 進入電表維護界面： 查找到相應(yīng)的用戶資料后，可以對電能表進行清零、清篡改條件、設(shè)置最大功率極限、設(shè)置最大不平衡功率極限（多相表）和對密鑰進行修改。 4 售電代碼的生成 選擇售電后，進入售電系統(tǒng)界面： 14 售電人員可以根據(jù)客戶 ID、客戶姓名、手機號碼、證件號碼任一信息查詢到用戶信息，查詢后會給出結(jié)果，售電人員可以根據(jù)相關(guān)內(nèi)容核實購電者身份。 通信方案界面如下： 13 可以在該界面設(shè)置售電系統(tǒng)與電能表的通信方式，可以為 RS485,載波，GPRS 等，通信方式可以靈活設(shè)置。 2）區(qū)域設(shè)置、費率方案、通訊方案的設(shè)置 11 分別進入 不同的管理界面。這樣系統(tǒng)就會生成一個新的用戶信息。 2） 采用電量生成購電代碼 9 輸入所購電量后，點擊計算，會得到該購電量應(yīng)該支付的購電金額信 息，打印用戶核實簽名、交款后，在打印含有 20 位代碼的相關(guān)信息給客戶。提供預(yù)付費電表信貸轉(zhuǎn)賬、電表維護、電表測試等令牌的生成與管理。該密鑰的生成時間為： 20210401 09:05，信貸為最大信貸 ： Kwh 測試步驟 測試內(nèi)容 輸入 token STS 測試要求 測試結(jié)果 1 上電 上電過一段時間后提示準備接收 token 背光亮、液晶全顯， power 燈綠光常亮，提示“ rEAdy” 2 token 的輸入與刪除 5768 5041 9538 4660 7141 位數(shù)的顯示與刪除 隨意輸入幾位 token,看一下顯示內(nèi)容是否一致，按 是否可以刪除 3 密鑰修改測試 1_1 5768 5041 9538 4660 7141 Token結(jié)果 : 1stKCT 液晶顯示依次顯示“ AUTHTIC”、 VALId”、“ 1STkCT”“ next”為等待輸入第二部分密鑰，蜂鳴器響 1次 4 密鑰修改測試 1_2） 4650 4546 3830 9141 4966 Token 結(jié)果 :2ndKCT 液晶顯示依次顯示“ AUTHTIC”、 VALId”、“ 2NdkCT” ,power燈閃爍紅光，證明密鑰修改成功，蜂鳴器響 1 次 8 5 重復(fù)上 2 步驟測試 Token 結(jié)果 :reject 電能表不接受再次修改的密鑰，提示“ NoTAUTH”、“ INVALId”，“ rEJECT”，蜂鳴器響 3 次 6 購電 5Kwh 3358 3222 0216 4538 3325 Token結(jié)果 :overflow 液晶顯示依次顯示“ AUTHTIC”、 VALId”、“ oVFLow”，蜂鳴器響 3次，提示溢出錯誤 7 信貸清零測試 2681 5857 5035 8870 7842 Token 結(jié)果 :accept 液晶顯示依次顯示“ AUTHTIC”、 VALId”、“ ACCEPT”，同時顯示當(dāng)前信貸為 0，繼電器拉閘。 ? 4）磁場超限（ 400mt） ? 5）有篡改狀態(tài)發(fā)生時，既有磁場超限、表蓋打開、端子蓋打開、N 線斷開和電流反向情況發(fā)生。 傳輸波特率默認為 9600bps。相應(yīng)的短號代碼分別為 0 0 0 01，這些篡改狀態(tài)可以組合表示。輸入購電代碼后，繼電器自動閉合。測量誤差（引用誤差）不超過177。 顯示項目可以自動和手動顯示，顯示位數(shù)為 8 位，包括 2 位小數(shù)位。 5 (3) 設(shè)計代碼表結(jié)構(gòu)和功能 。原始密鑰：用于電表解碼密鑰的生成。 采用由 STS 協(xié)會提供的加密算法，并由協(xié)會 維護。2021 年，由南非 STS 協(xié)會推薦它成為國際標準，即 IEC62055。 三 、研究內(nèi)容 主要研究要點 本課題 從 代 碼式預(yù)付費電能表和售電系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)路線兩 個大 方面進行研究， 劃分為 6 個任務(wù)，分別為： 對標準傳輸協(xié)議做詳細的研究 、 對代碼式傳輸介質(zhì)做深入的研究和理解 、 設(shè)計代碼表結(jié)構(gòu)和功能 、 開發(fā)和測試代碼式電能表樣表 、代碼式售電系統(tǒng)進行整體測試并完成代碼表的試制和量產(chǎn) 。 4）安全問題：電量通過加密存儲在卡上，容易損壞或被攻擊，造成糾紛或 4 丟失電量。它具有當(dāng)用戶電量用完時，具有繼電器自動斷開，用戶不能用電的功能，用戶購電后，繼電器又可以自動閉合繼續(xù)供用戶使用的特點，這樣就很好的解決了供電部門收費難的問題。其經(jīng)驗值得借鑒，但是要配合南方的特色進行大量研究和調(diào)整，制定相關(guān)行業(yè)規(guī)范，促進技術(shù)成熟和新解決方案的推廣。 (2)代碼式電能表網(wǎng)絡(luò)售電系統(tǒng)的建立，解決當(dāng)前不能在線收費、隨時購電的問題。 (1)本項目研發(fā)的代碼式電能表及其售電通過南非 STS 協(xié)會的認證，使得本產(chǎn)品可以兼容其他通過協(xié)會認證的產(chǎn)品，解決當(dāng)前 IC 卡電能表不能兼容的問題。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1. 國內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢； 國內(nèi)在本技術(shù)領(lǐng)域的研究屬于剛剛起步，只有少數(shù)十幾家電表公司在做該產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，但是由于市場和推廣的原因，目前尚未大規(guī)模應(yīng)用。 意義及必要性： 預(yù)付費電能表就是具有用戶先買電后用電特點的一種特殊的電能表。 3）購電問題：客戶必須到電力公司指定的營業(yè)點購電，受路程和時間限制，購電成本較高。 IEC62055 對傳輸介質(zhì)、傳輸內(nèi)容、加密和解密算法等做了全面的表述，使得通過 STS（ Standard Transfer Specification）第三方測試認證的電能表可以通用，解決了傳統(tǒng) IC 卡表不能兼容的問題，其傳輸介質(zhì)可以為代碼、磁卡、虛擬等方式，使得用戶購電方式可以為電話、網(wǎng)上銀行、營業(yè)廳、短信充值、 ATM機等，從而省去了用戶親自持卡到供電部門購電的麻煩。 IEC62055 國際標準是 STS 代碼付費系統(tǒng)的國際標準，由成立于1997年的南非 STS協(xié)會 (Standard Transfer Specification標準傳輸技術(shù)規(guī)范 )。 （ 2） 代碼式傳輸介質(zhì) 。 20 位代碼即 20 位加密代碼，是 20 位代碼使用解碼密鑰通過加密算法后得到的加密數(shù)據(jù)。該密鑰是由原始密鑰、電表信息并結(jié)合一定的算法而生成的，每表對應(yīng)一個密鑰。 ? 顯示功能 1） LCD 顯示 電能表能顯示以下信息：當(dāng)前電量、剩余電量、電壓、電流、功率、表號、表常數(shù)等多種信息。