CN102682529A - 预付费电能表和信息处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预付费电能表和信息处理系统，所述预付费电能表包括取样检测电路；与取样检测电路连接的计量芯片；与所述计量芯片连接的处理器和分别与所述处理器连接的控制电路和近场通信NFC芯片，其中，所述NFC芯片用于建立与NFC终端的通信通道，获取所述NFC终端提供的第一数据信息，以及向所述NFC终端提供所述处理器生成的第二数据信息，并将获取的第一数据信息传输至所述处理器；所述处理器用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片传输的数据生成所述第二数据信息。通过本发明实施例所述的预付费电能实现了与NFC终端的数据传输以及信息交互。无需人工复杂的信息获取操作，提供了预付费电能表信息处理的便利性。

Description

预付费电能表和信息处理系统

技术领域

本发明涉及电能检测技术领域，更具体的说是涉及一种预付费电能表。

背景技术

预付费电能表是国家推行阶梯电价、时段电价等用电政策的重要硬件设备，是智能用电发展的关键设备之一，预付费电能表预先存储有电能预置量，并在电量计量过程中，当电能预置量耗尽或者消耗到一定量后，启动控制电路报警、或者自动跳闸等操作。

现有的预付费电能表获取电能预置量的方式通常可以采用多种方式，例如代码式，是由管理系统将用户信息和购电信息结合起来生成一组加密代码，并交给用户自己输入到电能表中，电能表经过正确解密后得到预存电量或金额，或者接触式，如用户可以将预存有电量的电子卡插入电能表中，电能表读取电子卡中的预存电量，从而完成电量充值。

但是无论是代码式的预付费电能表还是接触式预付费电能表，在实际充值过程中，都需要用户较多的参与，操作繁琐，且预付费电能表的电量统计信息也需要用户人工记录，从而使得操作不便利。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种预付费电能表和信息处理系统，用于解决现有的预付费电能表信息处理操作繁琐，且操作不便利的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种预付费电能表，包括取样检测电路；与取样检测电路连接的计量芯片；与所述计量芯片连接的处理器和分别与所述处理器连接的控制电路和近场通信NFC芯片，其中，

所述NFC芯片用于建立与NFC终端的通信通道，获取所述NFC终端提供的第一数据信息，以及向所述NFC终端提供所述处理器生成的第二数据信息，并将获取的第一数据信息传输至所述处理器；

所述处理器用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片传输的数据生成所述第二数据信息。

优选地，所述第一数据信息具体为所述NFC终端获取的第三方平台提供的数据信息。

优选地，所述第一数据信息具体为所述NFC终端与第三方交易平台建立连接并购买电量后，所获取的第三方交易平台提供的电量充值信息，

则所述处理器处理所述第一数据信息具体为：

所述处理器根据所述电量充值信息对所述预付费电能表进行充值，并确定充值后的预置电量，判断所述预置电量是否满足第一设定条件得到第一处理结果，并根据所述第一处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

优选地，所述处理器还用于判断所述第二数据信息是否满足第二设定条件得到第二处理结果，并根据所述第二处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

优选地，还包括与处理器连接的存储器，用于存储所述第一数据信息和/或所述第二数据信息。

优选地，还包括与处理器连接的远程通信模块，用于建立与供电系统的远程通信通道；

则所述处理器还用于通过所述远程通信通道将所述第一数据信息或者所述第二数据信息传输至所述供电系统；通过所述通信通道接收所述供电系统的控制信息。

优选地，所述第一数据信息为加密后的信息，则所述预付费电能表还包括：

与处理器连接的安全芯片，用于解密所述第一数据信息，和/或加密所述第二数据信息。

一种信息处理系统，包括NFC终端和预付费电能表，所述预付费电能表包括取样检测电路、与取样检测电路连接的计量芯片、控制电路、NFC芯片和分别与所述计量芯片、所述控制电路和所述NFC芯片连接的处理器；

所述NFC终端用于通过所述NFC芯片与所述预付费电能表建立通信通道，并通过所述通信通道向所述预付费电能表提供第一数据信息，以及获取所述预付费电能表提供的第二数据信息；

所述预付费电能表用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片的数据生成所述第二数据信息。

优选地，还包括能够与所述NFC终端建立连接的第三方平台，则所述第一数据信息具体是所述NFC终端通过与所述第三方平台建立连接，获取的所述第三方平台提供的数据信息。

优选地，还包括能够与所述NFC终端建立连接的供电系统；

则所述NFC终端还用于通过与所述供电系统建立连接，将所述第二数据信息传输至所述供电系统。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种预付费电能表和信息处理系统，所述预付费电能表包括NFC芯片，可以与NFC终端建立通信通道，并获取NFC终端提供的第一数据信息，同时可以向NFC终端提供预付费电能表处理器产生的第二数据信息。预付费电能表通过非接触式方式实现了与NFC终端的数据传输以及信息交互。无需人工复杂的信息获取操作，在实际应用中，即可简化电量充值、抄表等操作步骤，从而提供了预付费电能表信息处理的便利性，并提高了使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种预付费电能表一个实施例的结构示意图；

图2为本发明一种信息处理系统实施例1的结构示意图；

图3为本发明一种信息处理系统实施例2的结构示意图；

图4为本发明一种信息处理系统实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种预付费电能表和信息处理系统，所述预付费电能表包括NFC芯片，可以与NFC终端建立通信通道，并获取NFC终端提供的第一数据信息，同时可以向NFC终端提供预付费电能表处理器产生的第二数据信息。预付费电能表通过非接触式方式实现了与NFC终端的数据传输以及信息交互。无需人工复杂的信息获取操作，在实际应用中，即可简化了电量充值、抄表等操作步骤，从而提供了预付费电能表信息处理的便利性，并提高了使用安全性。

参见图1，示出了本发明一种预付费电能表一个实施例的结构示意图，所述预付费电能表可以包括：

取样检测电路101；

与取样检测电路101连接的计量芯片102；

与所述计量芯片102连接的处理器103；

分别与所述处理器103连接的控制电路104和NFC（Near FieldCommunication，近场通信）芯片105。

其中，所述NFC芯片105用于建立与NFC终端的通信通道，获取所述NFC终端提供的第一数据信息，以及向所述NFC终端提供所述处理器103生成的第二数据信息，并将获取的第一数据信息传输至所述处理器103；

所述处理器103用于处理所述第一数据信息，以及处理所述计量芯片102传输的数据生成所述第二数据信息。

本实施例中，所述取样检测电路主要可以包括电压取样电路、电流取样电路以及零线电流检测电路等，电压取样电路和电流取样电路用于实现对电网信号的转换，将高电压、大电流转换为可供计量芯片直接采样的低电压和小电流信号；零线电流检测电路实现对零线电流的监测，用于预防部分窃电事件的发生。所述的计量芯片可以采用大规模的集成电路，用于实现对电压信号和电流信号采样及功率计算等。

处理器与计量芯片连接，可以处理计量芯片传输的数据并进行处理生成第二数据信息，所述第二数据信息可以是指历史用电信息等，从而实现对电能量的累积、电费的计算、电能量的判断以及对外围设备的控制等，所述控制电路主要驱动电路、继电器等组成，接收处理器的控制信息，实现报警、跳合闸等操作。

NFC是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据，通常在十厘米内，从而实现任两个无线电子设备之间的信息交互和通信。具有NFC的设备可以工作于主动模式和被动模式，在主动模式下，NFC设备作为读卡器，来识别和读取智能卡片和标签，在被动模式下，NFC设备可以模拟成一个智能卡片或标签。两个NFC设备只要靠近即可进行通信。

所述预付费电能表具有NFC芯片，其即为一NFC设备，可以与具有NFC功能的终端进行通信，NFC芯片可以建立与NFC终端的通信通道，从而获取NFC终端提供的第一数据信息，并且可以向NFC终端提供处理器生成的第二数据信息。

所述处理器还可以用于判断所述第二数据信息是否满足第二设定条件得到第二处理结果，并根据所述第二处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

在实际应用中，所述第一数据信息可以是指电量充值信息，处理器获取到该电量充值信息后，即可根据所述电量充值信息对所述预付费电能表进行充值，并确定充值后的预置电量，并可判断所述预置电量是否满足第一设定条件。

具体的判断所述预置电量是否满足第一设定条件可以通过判断所述预置电量是否大于设定阈值来确定，当所述预置电量大于设定阈值时，表明其满足所述第一设定条件，也即第一处理结果为所述预置电量满足所述第一设定条件，则若当前预付费电能表已切断了供电来源，即执行了跳闸操作，所述处理器可以控制所述控制电路执行合闸操作；若所述预置电路仍小于或等于所述设定阈值，则第一处理结果为所述预置电量不满足所述第一设定条件，则所述处理器控制所述控制电路执行跳闸操作，并可以执行报警以及缴费提醒等操作。处理器根据第一处理结果的不同可以控制控制电路执行不同的操作

所述的预置电量，是指处理器统计的预付费电能表充值后的总电量，其可能是电能表剩余电量和充值电量的总和，或者是充值电量与电能表亏欠电量之差。

所述的第二数据信息可以是指历史用电信息，如历史用电量等，或者处理器计算得出的预付费电能表的剩余电量。以所述第二数据信息为剩余电量信息为例，所述处理器判断所述第二数据信息是否满足第二预定条件可以通过判断所述剩余电量是否小于或等于所述设定阈值来确定，若是，则所述第二处理结果表明所述第二数据信息满足所述第二预定条件，则处理器可以控制所述控制电路执行跳闸、报警或者缴费提醒等操作，若否，则所述第二处理结果表明所述第二数据信息不满足所述第二预定条件，处理器可以继续进行判断，并不对控制电路执行控制操作等。

上述说明的第一数据信息和第二数据信息的具体信息只是举例说明了预付费电能表的信息处理过程，本领域技术人员可知的是，所述第一数据信息和第二数据信息还可以是指其他类型的数据信息。

其中，所述NFC芯片获取的NFC终端提供的第一数据信息具体可以是所述NFC终端获取的第三方台提供的数据信息。所述第三方平台具体可以是指第三方交易平台，则所述第一数据信息具体是所述NFC终端与该第三方交易平台建立连接并购买电量后，获取的所述第三方交易平台提供的电量充值信息。

本实施例中，所述NFC终端可以具体是指具有NFC功能的便携性移动设备，如手机，该NFC终端可以与第三方交易平台建立连接，例如基于互联网协议的网络连接，所述第三方交易平台可以提供电量销售，从而使得用户通过NFC终端实现网上支付功能，即可购买充值电量，无需专门到电量购买地点购买，通过网上支付即可购买电量。NFC终端购买的充值电量后，即可通过NFC通信通道将电量充值信息提供给NFC芯片。

其中，所述预付费电能表还可以包括与处理器连接的安全芯片106，所述第一数据信息是NFC终端加密后的信息，则所述安全芯片106用于解密所述第一数据信息。同时所述安全芯片还可以加密所述第二数据信息，然后由处理器再将加密后的第二数据信息提供给NFC终端。

所述安全芯片106可以具体为ESAM（Embedded Secure Access Module，嵌入式安全控制模块）芯片，其能够支持多级分散密钥管理系统，支持标准DES和3DES加密算法，并可根据密钥长度自动选择算法，支持包括名文、加密及MAC（Message Authentication Code，消息认证码）三种方式的文件和密钥操作，通过安全芯片可以实现数据传输的安全性。

在本实施例中，预付费电能表设置有NFC芯片，通过NFC芯片可以实现获取NFC终端提供的第一数据信息，由于NFC为近场通信，因此预付费电能表与所述NFC终端无需直接接触，即可实现预付费电能表数据的获取，当所述NFC终端携带电量充值信息时，预付费电能表即可通过NFC芯片实现获取NFC终端的电量充值信息，实现电量充值，操作简单安全。且预付费电能表还能将自身产生的第二数据信息传递至NFC终端，因此本实施例所述预付费电能表可以实现与其他设备的信息交互。

需要说明的是，本实施例所述的预付费电能表必然还包括显示器，电源模块、电池、时钟电路及其其他的一些必要基础电路等，与现有的电能表相同，在此不再赘述。

其中，作为另一实施例，参见图1，所述预付费电能表还可以包括与处理器103相连的存储器107，用于存储所述第一数据信息和/或所述第二数据信息，在实际应用中，所述存储器可以存储预置电量、历史用电信息等，在预付费电能表工作时，处理器可以实时获取存储器中的数据信息，或者对存储器中的数据信息进行更新等操作。

其中，作为又一实施例，参见图1，所述预付费电能表还可以包括与处理器103连接的远程通信模块108，用于建立与供电系统的远程通信通道；

则所述处理器103还用于通过所述远程通信通道将所述第一数据信息或者所述第二数据信息传输至所述供电系统；通过所述通信通道接收所述供电系统的控制信息。

所述远程通信模块可以是指调制型红外、载波、RS485或者zigbee等通信模块，所述供电系统是指供电部门的后台管理系统。通过远程通信模块，处理器可以与供电系统建立通信连接，从而使得供电系统可以直接获取预付费电能表的第二数据信息，如历史用电信息等，在实际应用中即实现了远程抄表的作用；还可以获取第一数据信息对其进行验证，验证通过后，向预付费电能表发送对应的控制信息，预付费电能表根据控制信息可以实现电量充值或者控制控制电路执行相应的操作等。

本发明实施例所述的预付费电能表，可以与NFC终端进行信息交互，实现电量充值以及信息的交互，当所述预付费电能表包括远程通信模块时，还可以实现直接与供电系统的信息交互。本发明实施例所述的预付费电能表在实际应用中，使得充值，抄表等人工步骤减少，操作步骤简单，且利用NFC技术还提高了安全性。

参见图2，示出了本发明一种信息处理系统实施例1的结构示意图，所述系统可以包括NFC终端201和预付费电能表202。

其中，所述预付费电能表202可以包括取样检测电路、与取样检测电路连接的计量芯片、控制电路、NFC芯片和分别与所述计量芯片、所述控制电路和所述NFC芯片连接的处理器等，具体可以参见上述预付费电能表实施例所述。

所述NFC终端201用于通过所述NFC芯片与所述预付费电能表202建立通信通道，并通过所述通信通道向所述预付费电能表202提供第一数据信息，以及获取所述预付费电能表提供的第二数据信息。

所述预付费电能表202用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片的数据生成所述第二数据信息。

具体的是由所述预付费电能表中的处理器处理所述第一数据信息，以及处理所述计量芯片的数据生成所述第二数据信息。

当所述第一数据信息为电量充值信息时，所述预付费电能表具体用于根据所述电量充值信息对所述预付费电能表进行充值，并确定充值后的预置电量，判断所述预置电量是否满足第一设定条件得到第一处理结果，并根据所述第一处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

另外，所述预付费电能表生成所述第二数据信息后，还用于判断所述第二数据信息是否满足第二设定条件得到第二处理结果，并根据所述第二处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

此外，所述预付费电能表还以包括存储器、安全芯片、显示器以及其他基础电路元件等，当所述预付费电能表为远程电能表时，还可以包括远程通信模块，可以直接与供电系统建立通信连接，实现数据传输。

本实施例中所述系统包含的预付费电能表的数据信息处理过程可以具体参见上述预付费电能表实施例中描述，在此不再一一赘述。

在本实施例中，NFC终端和设置有NFC芯片的预付费电能表可以进行信息交互，从而使得预付费电能表可以通过非接触式方式获取NFC终端的数据信息，还可以将自身的数据信息提供给NFC终端，无需人工复杂的信息获取操作，在实际应用中，简化了电量充值、抄表等操作步骤，提供了操作的便利性和使用安全性。

参见图3，示出了本发明一种信息处理系统实施例2的结构示意图，所述系统可以包括NFC终端301和预付费电能表302，所述NFC终端和预付费电能表的功能可以具体参见上述系统实施例1中所述，与所述系统实施例不同之处在于，所述信息处理系统还包括能够与所述NFC终端建立连接的第三方平台303。则所述第一数据信息具体是所述NFC终端301通过与所述第三方平台303建立连接，获取的所述第三方平台303提供的第一数据信息。

具体的，所述NFC终端301用于与所述第三方平台303建立连接，获取所述第三方平台提供的第一数据信息。

在实际应用中，所述第三方平台303可以具体是指第三交易平台，所述第一数据信息可以是指电量充值信息。该第三方交易平台可以提供电量销售，则所述NFC终端301具体是与第三方交易平台建立连接并购买电量，从而可以获取第三方交易平台提供的电量充值信息。

其中，NFC终端获取所述第三方平台提供的电量充值信息可以采用多种方式，例如，可以是第三方平台将电量充值信息以短消息方式发送至NFC终端，也可以是NFC终端通过所述通信连接直接获取的。

所述NFC终端可以具体是指具有NFC功能的便携性移动设备，如手机、平白电脑等，该NFC终端可以与第三方交易平台建立连接，例如基于互联网协议的网络连接，从而使得用户通过NFC终端实现网上支付功能，即可购买充值电量，无需专门到电量购买地点购买，通过网上支付即可购买电量。NFC终端购买的充值电量后，即可通过NFC通信通道将电量充值信息提供给预付费电能表。

预付费电能表获取该电量充值信息后，即可进行充值等操作。

在本实施例中，所述NFC终端可以与第三方平台建立连接，获取第三方平台提供的第一数据信息，然后可以将第一数据信息提供给预付费电能表，预付费电能表即可对所述第一数据信息进行处理，当所述第一数据信息为电量充值信息时，通过本实施例系统，用户通过NFC终端即可购买充值电量，然后通过非接触方式即可实现预付费电能表的充值，无需用户到专门地点购买电量，使得预付费电能表充值过程简单，且NFC技术更安全，因此提供了操作便利性和安全性。

参见图4，示出了本发明一种信息处理系统实施例3的结构示意图，所述系统可以包括NFC终端401和预付费电能表402，具体功能可以参见上述系统实施例1中所述，与所述系统实施例1不同之处在于，所述系统还可以包括：

能够与NFC终端401建立连接的供电系统404，则所述NFC终端401还用于通过与所述供电系统404建立连接，将所述第二数据信息传输至所述供电系统404。从而供电系统可以根据第二数据信息进行统计，例如用户用电统计等。所述供电系统是指供电部门的后台管理系统。

另外，所述预付费电能表还可以包括远程通信通道，用于与所述供电系统建立远程通信通道，则所述第二数据信息可以通过NFC终端传输至供电系统，也可以直接由预付费电能表通过所述远程通信通道传输至供电系统，因此所述预付费电能表还可以接收供电系统发送的控制信息等。

此外，本实施例中所述系统还可以包括第三方平台403，则所述第一数据信息具体是由所述第三方平台提供的，所述NFC终端401可以与所述第三方平台403建立连接，获取所述第三方平台403提供的所述第一数据信息。

通过本实施例，供电系统可以通过NFC终端获取预付费电能表的第二数据信息，并可将其传输至供电系统，从而实现了供电系统对电能表数据信息的获取。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种预付费电能表，其特征在于，包括取样检测电路；与取样检测电路连接的计量芯片；与所述计量芯片连接的处理器和分别与所述处理器连接的控制电路和近场通信NFC芯片，其中，

所述NFC芯片用于建立与NFC终端的通信通道，获取所述NFC终端提供的第一数据信息，以及向所述NFC终端提供所述处理器生成的第二数据信息，并将获取的第一数据信息传输至所述处理器；

所述处理器用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片传输的数据生成所述第二数据信息。

2.根据权利要求1所述的预付费电能表，其特征在于，所述第一数据信息具体为所述NFC终端获取的第三方平台提供的数据信息。

3.根据权利要求1所述的预付费电能表，其特征在于，所述第一数据信息具体为所述NFC终端与第三方交易平台建立连接并购买电量后，所获取的第三方交易平台提供的电量充值信息，

则所述处理器处理所述第一数据信息具体为：

所述处理器根据所述电量充值信息对所述预付费电能表进行充值，并确定充值后的预置电量，判断所述预置电量是否满足第一设定条件得到第一处理结果，并根据所述第一处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

4.根据权利要求1~4任一项所述的预付费电能表，其特征在于，所述处理器还用于判断所述第二数据信息是否满足第二设定条件得到第二处理结果，并根据所述第二处理结果控制所述控制电路执行对应的操作。

5.根据权利要求1所述的预付费电能表，其特征在于，还包括与处理器连接的存储器，用于存储所述第一数据信息和/或所述第二数据信息。

6.根据权利要求1所述的预付费电能表，其特征在于，还包括与处理器连接的远程通信模块，用于建立与供电系统的远程通信通道；

则所述处理器还用于通过所述远程通信通道将所述第一数据信息或者所述第二数据信息传输至所述供电系统；通过所述通信通道接收所述供电系统的控制信息。

7.根据权利要求1所述的预付费电能表，其特征在于，所述第一数据信息为加密后的信息，则所述预付费电能表还包括：

与处理器连接的安全芯片，用于解密所述第一数据信息，和/或加密所述第二数据信息。

8.一种信息处理系统，其特征在于，包括NFC终端和预付费电能表，所述预付费电能表包括取样检测电路、与取样检测电路连接的计量芯片、控制电路、NFC芯片和分别与所述计量芯片、所述控制电路和所述NFC芯片连接的处理器；

所述NFC终端用于通过所述NFC芯片与所述预付费电能表建立通信通道，并通过所述通信通道向所述预付费电能表提供第一数据信息，以及获取所述预付费电能表提供的第二数据信息；

所述预付费电能表用于处理所述第一数据信息；以及处理所述计量芯片的数据生成所述第二数据信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括能够与所述NFC终端建立连接的第三方平台，则所述第一数据信息具体是所述NFC终端通过与所述第三方平台建立连接，获取的所述第三方平台提供的数据信息。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，还包括能够与所述NFC终端建立连接的供电系统；

则所述NFC终端还用于通过与所述供电系统建立连接，将所述第二数据信息传输至所述供电系统。

Images