CN103559760B - 一种用电管理系统装置 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的用电管理系统装置和用电管理方法，通过建立至少包含有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点的系统装置；将用户购买的电费金额直接输至表内，再每计量一个单位的电能用量就用一个单位的适用电价减扣，剩余电费金额送显示和保存，使之适用各种电价系统；电价电费远程输入，从而支持各种远方交费和管理，非常方便实用。可以广泛用于物联网中用电管理场合使用。

Description

一种用电管理系统装置

技术领域

一种基于物联网的用电管理系统装置和用电管理方法。

背景技术

公知的用电管理系统和用电管理方法有自动抄表系统，预付费电能表系统。自动抄表系统通过远方信道将计量量远传到主站，主站再计算出用户应交纳的费用，再下通知给用户进行交费。这种系统的最大问题在于：管理者仍然要给用户发交费通知，无法像预付费电能表那样使交费成为用户的自觉行动。预付费电能表系统解决了由管理者追着使用者要电费变为使用者主动交电费，但由于电能表数量非常庞大，主站数据无法和电能表之间实现数据同步，因此无法实施营销需要的阶梯价、分时电价等特殊电价。

发明内容

本发明的任务是建立这样一个系统，它至少能实现下述目标：

1)支持像手机充值一样买张充值卡就能把电费传入电能表内，或者利用网上银行、手机银行划拨电费到电能表内；

2)支持按管理者的要求，实施各种电价需要；

3)用电用户在电能表剩余电费低到设定值后，系统装置能自动向用户发出报警提示信息；

4)出现故障或需要保电时，有应急技术手段；

5)系统装置能方便地进行价格调整；

本发明是这样实现的：

先设计安装一个系统装置。这个系统装置至少有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点。

其中管理中心至少有数据库(保存、更新、管理、处理数据)，至少有与集中器通信的前置机，至少有短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台。前置机与通信设备(一个实施例，通信设备是包含通信模块的装置比如GPRS、CDMA的通信装置；一个实施例是光纤通信装置；一个实施例是无线通信装置。)配合完成与集中器之间的通信。与集中器通信的信道在通信时不需要人工参与。

集中器设计和安装了至少能与管理中心和智能电能表进行通信的信道单元。它能和管理中心通信，也能和智能电表通信。集中器与管理中心通信的上行信道和与智能电能表通信的下行信道在通信时均不需要人工介入。上行信道的实施例有通信模块的装置比如GPRS、CDMA的通信装置、光纤通信装置、无线通信装置、有线电话信道装置、有线电视信道装置等；上行信道的实施例有电力载波通信信道装置、小功率公用无线电通信信道装置、专用无线通信信道装置、光纤信道装置、RS485信道装置等，这些信道在通信时均不需人工帮助。

管理中心与智能电能表之间的通信除了进入应急信道的特殊情况需要人工操作外，都不需要通过人工使用与该智能电能表地址代码唯一对应的专用介质来完成。举例说明，本发明中管理中心与智能电能表之间的通信或信息交换不需要像“卡”式预付费电能表那样进行下述过程：“卡”式预付费电能表需要使用与该电能表地址代码唯一对应的专用“IC卡”、“磁卡”等作介质，由人持“卡”(专用“IC卡”、“磁卡”等介质)到指定地点购买电费。该过程中需要使用“IC卡”、“磁卡”等介质交换信息。

为了保证本发明系统的可靠运行，在选择信道技术方案时应注意集中器的上行信道和下行信道均选择高可靠高通信成功率的技术方案。

集中器和管理中心还设计安装了这样的程序模块：当集中器读取的智能电能表的剩余电费低于设定值时会上报主站。一个实施例集中器中保存着多个剩余电费金额低值阀值，集中器在巡抄智能电能表中剩余电费金额低于第一个阀值时，集中器会自动缩短对该智能电能表巡抄的时间间隔进行剩余电费金额抄读，发现低于其他低值阀值时主动上报管理中心，管理中心根据上报内容及判别条件判别后通过短信服务平台向用户发出剩余电费低值提示信息。

在有系统内部网络或系统授权网络的地方，建有能由管理中心根据需要下达应急处理命令的应急处理网点，应急处理网点能通过介质用人工方式将应急处理信息与智能电能表进行交换。一个实施例，在有内部网络的若干片区内设立值班服务器(电脑)，电脑的地址，以及片区内智能电能表的信息在管理中心内建立档案。当需要应急处理网点与某块智能电表交换信息时，管理中心会将信息下传到就近片区的应急处理网点服务器中，值班人员将信息下载到一种介质中，持介质到智能电能表处交换信息，然后将由智能电能表下传到介质的信息通过应急处理网点服务器回传到管理中心。应急处理网点使用的介质是应急处理中的一种公用的介质，只有当有应急任务处理时才与指定智能电能表地址代码关联，应急处理结束后该介质还可以通过与其他指定智能电能表地址代码关联再完成新的应急处理任务。

用户交纳的使用电能量所需要的电费设计为：用户所交纳的电费金额先按约定保存在管理中心数据库后，再生成约定的数据包通过信道输至智能电能表内，智能电能表处理判定后将符合约定的电费金额加上剩余金额存放在电能表内，供使用电能量时消费。一个实施例，供电管理方印有带密码串的有价电费充值卡，交由方便用电用户的代理处代销。用电用户在购买电费充值卡后，通过拨打管理中心自动语音服务平台电话，根据语音提示将电费充值卡所代表的电费金额经管理中心和信道下传到用户指定的智能电能表内并与原有的剩余电费金额相加。用电用户在建有第三方支付平台的地区，还可以使用第三方支付平台提供的网上、手机支付手段用存款帐户中的存款支付电费，电费也将由管理中心经信道传入用户指定的智能电能表内。在本发明系统中，用电管理方使用的电价方案也会在管理中心生成后下传到适用智能电能表内与原先剩余的电费金额相加。一个实施例，智能电能表每在一种电价时段中计量一个单位的电能量，就用智能电能表内的电费金额减扣一个单位的适用电价，剩余电费金额送保存和显示。

在本发明的系统装置和方法中，用户支付的电费金额及电价信息包等信息均通过通信信道由管理中心经远方输至智能电能表内，不需常规“卡”式预付费电能表那样依赖“卡”作为信息传递介质。

一个实施例，用电管理方实施阶梯电价方案。用电用户在一个“时间段”内(一个实施例是按月，或按年)，超过一个设定的阶梯电量值后，电价增加或减少一个改变量。智 能电能表内部专门设计这个“时间段”计量单元，自动在“时间段”起始时刻自动清零，其后电能计量达到一个阶梯电量值后，把电价改变量计算到原电价中形成新的电价，再供消费电能量时减扣。一个实施例，阶梯电量是按月计算“时间段”的。智能电能表内设计了“本月电量”计算单元，它在每月1日零点(或抄表日)自动清零，达到阶梯电量值后，适用电价加上阶梯价改变量形成新的电价，再作为电费金额在适用时段每计量一个单位的减扣单价。举例说明，原电价为0.52元，按月设定的阶梯电量值为180度，电价增加的改变量为每度0.08元，那么用户当月消费电量达181度时，把电价改变量0.08元计算到原电价0.52元中形成新的电价为0.60元，超过180度的1度电量按0.60元计费，剩余电费金额减扣0.60元生成新的剩余电费金额。

一个实施例，智能电能表剩余电费金额为零或为负值时，智能电能表会向输出执行机构下达停止供电或停止供电状态命令。

管理中心设计为至少能根据需要向智能电能表下达调价命令。电价信息除在管理中心处存放，还安放在智能电能表中。存放在智能电能表中的电价，是通过管理中心用“调价”操作，经由信道下传到智能电能表中的。

调价完成后，系统会自动读取智能电能表中的价格信息，并与管理中心的价格信息比较，在需要时按权限提交调价报告。

管理中心设计至少安装有语音服务平台：能在用户使用充值卡充值时提供充值语音服务。语音服务平台能识别电话和手机的拨号。当用户购买电费充值卡后，拨打管理方提供的充值电话，语音自动提示系统会通过语音引导用户完成输入充值卡密码串、目的智能电能表的地址等必要信息，完成电费金额充值到指定智能电能表内的操作。

一个实施例是用电费充值卡充值电费金额：

1)先按加密规则生成不同面值金额的序列号和密码串在管理中心备案并印制成刮开掩盖层才能发现密码串的电费充值卡，再设有若干道启用环节(在管理中心软件中给有权限的管理者设定了若干个启用标识，只有当这些启用标识全部有效时，电费充值卡才判定为有效)。启用后的电费充值卡由代销点、市场销售给用户。

2)用户购买电费充值卡后拨打指定的语音提示电话，按语音提示输入表地址、充值卡密码串等内容。

3)管理中心在验证电费充值卡有效且表地址有效后，充值卡面值所代表的电费金额会生成密码信息包下传到智能电能表中。该电费金额与表内剩余电费金额相加形成新的剩余电费金额，完成电费交纳和充值。

管理中心设计为至少有第三方支付平台：管理中心和第三方支付平台单位制定了完成电费划转的协议，建立了相互通信的信道，设计安装有交换、处理来自第三方支付平台电费信息的程序模块，用户能通过在第三方支付平台的存款支付电费。用户通过第三方支付电费时，用户按在第三方支付平台对储户的要求登录到第三方相应网站，输入必要的密码、智能电能表地址等必要信息后，由第三方按协议生成信息包经信道传送到本发明的管理中心。管理中心验证正确后返回一组能让用户判定与交费目的一致的供确认信息，用户确认无误后第三方实施从用户存款账户中划转用户提交的电费数额到电费专用账户中，划转电费完成后，第三方按协议向本发明管理中心发出交费成功及交费金额信息包，本发明管理中心收到该信息包后视同管理中心收到电费金额通过信道下传到指定智能电能表中。

本发明智能电能表除计量总电能使用量外，还设计为可以根据需要通过管理中心由远方设置智能电能表计量不同电价时间段使用的电能量使用量，不同电价时间段使用量每计量一个单位，就用一个单位的适用电价减扣，减扣后的剩余电费单独保存和显示，供继续消费电能量时使用。

一种基于物联网的用电管理方法，至少有以下包括步骤和特征步骤：

第一包括步骤，建立至少有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点的一个系统装置，其中管理中心至少有数据库、与集中器通信的前置机、短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台，

第二特征步骤，在集中器和主站中设计有这样的程序模块：当集中器读取的智能电能表剩余电费低于设定值时会上报主站，主站根据上报内容经判别后通过短信服务平台向用户发出包含剩余电费低值提示信息的短信，

第三特征步骤，在有内部通信网络或系统授权通信网络的地方，按需要建有急处理网点，让应急处理网点能接收来自管理中心应急处理命令，收到应急处理命令后再通过介质用人工方式将应急处理信息与智能电能表进行交换，

第四特征步骤，将用户交纳的使用电能量所需要的电费金额设计为：先将用户交纳的电费金额按约定保存在管理中心数据库中，然后再生成约定的数据包通过信道发送到智能电能表内，智能电能表处理后将符合约定的电费金额加上原有的剩余电费金额存放在表内，供电能量消费时使用，

第五特征步骤，在管理中心建立有管理系统电价管理的菜单和程序：管理中心能根据需要向智能电能表下达调价命令，

第六特征步骤，管理中心设计有语音服务平台：能在用户使用充值卡充值时提供充值提示语音服务，

第七特征步骤，管理中心设计有交换、处理来自第三方支付平台的电费信息处理程序模块和管理软件，第三方支付平台向用电客户提供在第三方存款帐户中划转电费的业务服务。

本发明的系统装置和方法通过将电费金额和电价下传到智能电能表内，使智能电能表能满足管理方对各种价格方案的需要，也满足了各种如立即调价、未来调价、滞前调价需求的要求。

由于本发明的系统装置和方法用户支付的电费金额信息、电价信息输入智能电能表内均不需人工帮助，因此支持包括电费充值卡、网上银行、手机银行在内的各种现代交费技术手段在本发明中使用。

由于本发明的系统装置和方法设计和建设有应急处理网点，在应急情况下，应急信息可自动下传到就近应急处理网点，不仅解决了应急处理问题，还带来了应急处理的方便。

具体实施方式

建立一个至少包含有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点的智能电能表管理系统。

其中管理中心至少有数据库，有与集中器通信的前置机、短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台。

集中器是信道中的一个中间装置，也是一级管理装置。上行与管理中心通信，下行与智能电能表通信或通过中继装置、类似中继装置(比如采集装置、组网装置等)与智能电能表通信；集中器也接收和执行来自管理中心指令及任务，还能完成巡抄、处理、保存采集数据，转发信息，上报信息数据。上行信道和下行信道在通信时均不需人工介入。

集中器和主站至少设计有这样的程序模块：当集中器读取的智能电能表的剩余电费低于设定值时会上报主站。一个实施例集中器中保存着多个剩余电费金额低值阀值，集中器在巡抄智能电能表中剩余电费金额低于第一个阀值时，集中器会自动缩短对该智能电能表巡抄的时间间隔进行剩余电费金额抄读，发现低于其他低值阀值时主动上报管理中心，管理中心根据上报内容及判别条件判别后通过短信服务平台向用户发出剩余电费低值提示信息。

智能电能表除具备普通电能表所具有的计量电能量的设计外，至少还有以下设计：

1)有与集中器或与中继等上行装置进行通信的通信单元；

2)智能电能表内保存管理中心下传的电费金额，各种电价时段的电价(包括在实施阶梯电价时的阶梯电量、对应的阶梯电价改变量)。智能电能表在每个电价时间段每计量一个单位的电能量就在电费金额中减扣一个单位适用电价，剩余电费金额一方面保存，另一方面送显示。作为一个实施方案，剩余电费为零或为负数值时，智能电能表设计为指令电能表内部执行机构或外部的执行机构执行停止供电命令或处于停止供电状态(执行机构由外部设备承担时)，停止向用户供应电能量；用户购买了电费金额后，管理中心会把电费金额通过信道下传到指定智能电能表内，与智能电能表内的剩余电费金额相加(有负值则减去负值部分)计算出新的剩余电费金额送保存和显示；若电费金额下传到表内前，智能电能表由于剩余电费金额不足而已经停止供电，则智能电能表会自动下达重新供电指令给执行机构，执行机构会重新供电或置于允许供电状态。

一个实施例，用电管理方实施阶梯电价方案。用电用户在一个“时间段”内(一个实施例是按月，或按年)，超过一个设定的阶梯电量值后，电价增加或减少一个改变量。智能电能表内部专门设计这个“时间段”计量单元，自动在“时间段”起始时刻自动清零，其后电能计量达到一个阶梯电量值后，把电价改变量计算到原电价中形成新的电价，再供消费电能量时减扣。一个实施例，阶梯电量是按月计算“时间段”的。智能电能表内设计了“本月电量”计算单元，它在每月1日零点(或抄表日)自动清零，达到阶梯电量值后，适用电价加上阶梯价改变量形成新的电价，再作为电费金额在适用时段每计量一个单位的减扣单价。举例说明，原电价为0.52元，按月设定的阶梯电量值为180度，电价增加的改变量为每度0.08元，那么用户当月消费电量达181度时，把电价改变量0.08元计算到原电价0.52元中形成新的电价为0.60元，超过180度的1度电量按0.60元计费，剩余电费金额减扣0.60元生成新的剩余电费金额。

智能电能表的一个实施例，智能电能表剩余电费金额为零或为负值时，智能电能表会向输出执行机构下达停止供电或停止供电状态命令。

存放在智能电能表中的电价，是通过管理中心用“调价”操作，经由信道下传到智能电能表中的。

“调价”的一个实施例，是立即调价。智能电能表在收到立即调价命令后，将立即替换在用电价，并用新电价计算剩余电费金额。

“调价”的一个实施例，是未来调价。未来调价信息包中至少包含有电价信息和未来电价开始实施的时间信息。智能电能表在收到未来调价命令后，将把未来调价的价格信息和起始时间信息保存在专门的单元中。智能电能表会不断用未来调价的起始时间和日历时间进行比较，当日历时间等于或超过未来调价起始时间时，智能电能表会自动将未来电价替换在用电价，并用新电价计算剩余电费金额。

“调价”的一个实施例，是滞前调价。滞前调价是调价起始日要追溯到已经过去的某一天的一种调价方式。一个例子，当前日是某年十一月的某一天，但调价要从该年的十月一日起执行。对于这样一个实施例，本发明是这样实现的：先由管理中心计算出该智能电能表调价起始日到当前日之间各种电价时段的用电量，再按电价差和用电量计算出总的应补交或已多交电费金额，并将该金额值存放在该智能电能表“应清算电费”单元中，用户在此后第一次(或按约定的某次)交纳电费金额时，管理中心会首先检查“应清算电费”单元有无清算内容，如有会先清算再将清算后的余额下传到智能电能表内，并将信息告知用户。

一个实施例，调价完成后，系统会自动读取智能电能表中的价格信息，并与管理中心的价格信息比较，在需要时按权限提交调价执行情况报告。

一个实施例，调价信息比较是这样实现的：每一种价格方案给一个类别代码，每一个类别价格方案按约定的规则计算出校验和，管理中心只需读出智能电能表的校验和，再和数据库中的校验和比较就能判别价格方案是否已完成调整，也可以知道智能电能表实际使用的价格方案。某一类别的价格方案按约定的规则计算出校验和的一个实施例是将整个价格方案中每个字节求去模累加和。

管理中心的一个实施例，管理中心至少设计有保电菜单和程序：能根据需要对指定智能电能表或一批智能电能表下达在保电时间内保证用户不停电的指令。保电指令至少包含以下内容：

1)保电指令代码。

2)保电指令实施的对象。对象的一个实施例，分为两种：一种是保电措施由指定智能电能表实施的对象。对象就是指定的那块智能电能表。另一种是广播对象。当保电指令对象是广播对象时，凡是保电指令能够接收到的智能电能表都会执行保电指令。

3)保电时间。保电时间是保电指令的重要参数，它规定保电措施的持续时间。保电时间的一个实施例，是规定保电自接收指令之时起到保电措施结束止的时间长度。保电时间的再一个实施例是保电时间规定的是保电结束的时间值。

智能电能表接收保电指令后，已经停止供电的恢复供电或恢复供电状态并不再接收任何优先级低的停电指令。已接收保电指令的智能电能表在保电时间内保证用户用电。

一个管理中心向智能电能表传送电费金额的实施例，用户所交纳的电费金额先按约定保存在管理中心数据库后，再生成约定的数据包通过信道输至智能电能表内，智能电能表处理判定后将符合约定的电费金额加上剩余金额存放在电能表内，供使用电能量时消费，其特征是：

a、用户每次所交纳的电费金额至少生成本次购电金额和累计购电金额进行保存和下传，

b、管理中心将下传的信息打包加密后才下传，

c、智能电能表在接收到交费信息包后，先验证信息包的目的地址是否与该智能电能表的地址一致，再至少验证：本次购电金额加智能电能表内累计购电金额之和是否等于下传累计购电金额，相等则接收并保存新的累计购电金额，不相等拒收，

d、智能电能表内的累计购电金额减去每种适用电价时段计量的电能量应减扣的金额，余额作为剩余电费金额保存在智能电能表内，供继续消费电能量时使用并送显示。

信道包含集中器与管理中心之间的信道和集中器与智能电能表之间的信道。集中器与管理中心之间的信道作为实施例，有光纤通信信道，有公用无线信道如GPRS、CDMA等，有线信道如电话、有线电视信道等。集中器与智能电能表之间的信道作为实施例有电力线载波通信信道、公用频段无线电通信信道、RS485信道、光纤信道、有线电视信道、无线信道等。

在系统局部发生故障，信息可以通过应急处理网点与智能电能表通信。应急信道也是信道的一种补充形式。

应急处理网点是本发明系统装置的组成部分。当本发明系统装置局部发生故障，比如信道发生故障，用户购买的电费金额无法通过正常信道传入智能电能表时，管理中心会自动把处理过的信息包下传到该智能电能表最近的应急处理网点，再由值班人员下载到介质中，介质的一个实施例是带存蓄单元和红外收发单元的便携装置。值班人员通过介质与智能电能表交换信息，把用户购买的电费金额信息传入智能电能表内，并把表内必要信息通过介质带回应急处理网点再上传到管理中心。通过应急处理网点传送的可以是其他必要信息，一个实施例是电价信息在信道发生故障时通过应急处理网点传送到智能电能表内。

应急处理网点的一个实施例，在有内部网络的若干片区内设立值班服务器(电脑)，电脑的地址，以及片区内智能电能表的信息在管理中心建立档案。当需要通过应急处理网点与某块智能电能表交换信息时，管理中心会将信息下传到就近片区的应急处理网点服务器中。

管理中心中与集中器通信的前置机是管理中心的一部分设备。它通常由一台或多台电脑(服务器)加通信单元组成。前置机根据管理中心的指令与集中器通信，也接收处理来自集中器的信息。

短信服务平台是管理中心为了自主发布短信而设计配置的装备。它可以是管理中心中的设备，也可以是向另一个专业短信平台发布短信的接口。短信平台是管理中心能自主向用户发送短信的设备总称。管理中心有时还需接收短信，接收短信也可以由前述短信服务平台完成，也可以由另外配置的设备完成。

语音服务平台是管理中心的组成部分。它由硬件和软件构成。它至少设计成能识别固定电话或手机的拨号。识别设备是根据每个拨号都有标准的频率特征，通过软件和硬件识别的。语音服务平台预设计了一套业务流程，根据业务流程进行自动语音提示，以指导或引导使用者进行操作最终完成该项业务，或者根据用户的拨号提示用语音进行回答。一个实施例是用电费充值卡充值电费金额：

1)先按加密规则生成不同面值金额的序列号和密码串在管理中心备案并印制成刮开掩盖层才能发现密码串的电费充值卡，再设有若干道启用环节。启用后的电费充值卡由代销点、市场销售给用户。

2)用户购买电费充值卡后拨打指定的语音提示电话，按语音提示输入表地址、充值卡密码串等内容。

3)管理中心在验证电费充值卡有效且表地址有效后，充值卡面值所代表的电费金额会生成密码信息包下传到智能电能表中。该电费金额与表内剩余电费金额相加形成新的剩余电费金额，完成电费交纳和充值。

用户用电金额输进智能电能表的一个实施例，供电管理方印有带密码串的有价电费充值卡，交由方便用电用户的代理处代销。用电用户在购买电费充值卡后，通过拨打管理中心自动语音服务平台电话，根据语音提示将电费充值卡所代表的电费金额经管理中心和信道下传到用户指定的智能电能表内与原有的剩余电费金额相加。

第三方支付平台是这样设计和定义的：在本发明的系统中所涉及的主体，有电能量的供应方，还有电能量的使用方，除供应和使用这两方以外的任何有能力支付电费且已和本发明系统装置建立支付协议和信道的机构都统称为第三方支付平台。第三方支付平台可以是一家机构，也可以是多家机构。比如银行支付平台，其他专业支付平台。比如有的用户在工商银行开有存款账户，有的在建设银行开有存款账户，还有的在其他银行开有存款账户，当这些银行成为本发明系统的第三方支付平台中的一个成员或其中一个支付平台时，用户就可以用自己在该银行或该方存款账户直接支付电费。成为本发明系统的第三方支付平台有以下几个条件：

1)用户可以在该方开设存款账户；

2)该方与本发明的管理中心有协议和信道；

3)该方支持开展网上支付、手机支付等远程支付业务。

用户在使用第三方支付平台支付电费金额时，先登录到支付平台网站或自助终端，按提示选择、支付电费。支付电费信息由第三方支付平台与本发明管理中心交换。管理中心再将电费金额送入指定智能电能表内，由管理中心向用户告知结果，完成支付电费业务。

用电用户通过第三方支付平台支付电费的一个实施例，在建有第三方支付平台的地区，还可以使用第三方支付平台提供的网上、手机支付手段用存款账户中的存款支付电费，电费也将由管理中心经信道传入用户指定的智能电能表内。用电管理方将本发明系统使用电价方案也会在管理中心生成后下传到适用智能电能表内与原先剩余的电费金额相加。

发明的进一步说明：

一种基于物联网的用电管理系统装置，至少有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点，其特点是：

a、管理中心至少有数据库，有与集中器通信的前置机、短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台，

b、管理中心与智能电能表通信时，不需要通过人工使用与该智能电能表地址代码唯一对应的专用介质来完成，

c、集中器至少有与管理中心和智能电能表进行通信的信道，

d、集中器和主站至少设计有这样的程序模块：当集中器读取的智能电能表的剩余电费低于设定值时会上报主站，主站根据上报内容及判别条件判别后通过短信服务平台向用户发出提示信息，

e、在有系统内部网络或系统授权网络的地方，建有能由管理中心根据需要下达应急处理命令的应急处理网点，应急处理网点能通过介质用人工方式将应急处理信息与智能电能表进行交换，

f、用户交纳的使用电能量所需要的电费设计为：用户所交纳的电费金额先按约定保存在管理中心数据库后，再生成约定的数据包通过信道输至智能电能表内，智能电能表处理判定后将符合约定的电费金额加上剩余金额存放在电能表内，供使用电能量时消费，

g、管理中心设计有根据需要向智能电能表下达调价命令的程序和菜单，

h、管理中心至少设计有语音服务平台：能在用户使用充值卡充值时提供充值语音服务，

i、管理中心至少设计有交换、处理来自第三方支付平台电费信息的程序模块，用户能通过在第三方的存款支付电费。

本发明的用电管理系统装置，其特征是，滞后调价是这样实现的：先由管理中心计算出该智能电能表调价起始日到当前日之间各种电价时段的用电量，再按电价差和用电量计算出总的应补交或已多交电费金额，并将该金额值存放在该智能电能表“应清算电费”单元中，用户在此后第一次(或按约定的某次)交纳电费金额时，管理中心会首先检查“应清算电费”单元中有无清算内容，如有会先清算再将清算后的余额下传到智能电能表内，并将信息告知用户。

本发明的管理中心，其特征是：管理中心至少设计有保电菜单和程序，能根据需要对指定的智能电能表或指定的一批智能电能表下达在保电时间内保证用户不停电的指令，

本发明的管理中心交换、处理来自第三方支付平台电费信息的程序模块，用户能通过第三方的存款支付电费，其特征是：

a、用户不需要到第三方支付平台营业窗口办理手续，

b、用户从账户中划转的电费金额直接通过管理中心经信道输入到用户指定的智能电能表内。

本发明管理中心，其特征是：

a、管理中心能识别手机和电话的拨号，按约定提供电费充值自动语音服务，

b、能识别由用户通过手机、电话或第三方支付平台发来的电费充值密码串，

c、管理中心通过系统信道收到合法且有效的充值电费金额信息包后，能通过约定的方式经远方信道向指定的智能电表输入充值电费金额。

本发明的智能电能表，其特征是：智能电能表除计量总电能使用量外，还计量不同电价时段使用的电能量使用量，不同电价时间段使用量每计量一个单位，就用一个单位的适用电价减扣，减扣后的剩余电费单独保存和显示。

本发明的用户所交纳的电费金额先按约定保存在管理中心数据库后，再生成约定的数据包通过信道输至智能电能表内，智能电能表处理判定后将符合约定的电费金额加上剩余金额存放在电能表内，供使用电能量时消费，其特征是：

a、用户每次所交纳的电费金额至少生成本次购电金额和累计购电金额进行保存下传，

b、管理中心将下传的信息打包加密后才下传，

c、智能电能表在接收到交费信息包后，先验证信息包的目的地址是否与该智能电能表地址一致，再至少验证：本次购电金额加智能电能表内累计购电金额之和是否等于下传累计购电金额，相等则接收并保存新的累计购电金额，不相等拒收，

d、智能电能表内的累计购电金额减去每种适用电价时段计量的电能量应减扣的金额，余额作为剩余电费金额保存在智能电能表内，供继续消费电能量时使用并送显示。

一种基于物联网的用电管理方法，至少有以下包括步骤和特征步骤：

第一包括步骤，建立至少有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点的一个系统装置，其中管理中心至少有数据库、与集中器通信的前置机、短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台，

第二特征步骤，在集中器和主站中设计有这样的程序模块：当集中器读取的智能电能表剩余电费低于设定值时会上报主站，主站根据上报内容经判别后通过短信服务平台向用户发出包含剩余电费低值提示信息的短信，

第三特征步骤，在有内部通信网络或系统授权的通信网络的地方，按需要建有应急处理网点，让应急处理网点能接收来自管理中心应急处理命令，收到应急处理命令后再通过介质用人工方式将应急处理信息与智能电能表进行交换，

第四特征步骤，将用户交纳的使用电能量所需要的电费金额设计为：先将用户交纳的电费金额按约定保存在管理中心数据库中，然后再生成约定的数据包通过信道发送到智能电能表内，智能电能表处理后将符合约定的电费金额加上原有的剩余电费金额存放在表内，供电能量消费时使用，

第五特征步骤，在管理中心建立有管理系统电价管理的菜单和程序：管理中心能根据需要向智能电能表下达调价命令，

第六特征步骤，管理中心设计有语音服务平台：能在用户使用充值卡充值时提供充值提示语音服务，

第七特征步骤，管理中心设计有交换、处理来自第三方支付平台的电费信息处理程序模块和管理软件，第三方支付平台向用电客户提供在第三方存款账户中划转电费的业务服务。

本发明的应急处理网点能自动接收由管理中心根据需要下达的应急处理命令，收到命令后再通过介质用人工方式将应急处理信息与智能电能表进行交换，其特征是：应急处理网点值班人员使用带红外通信信道的介质，将应急处理信息下载到介质中后，到现场通过红外信道和智能电能表交换信息。

一种基于物联网的用电管理系统装置和用电管理方法，通过建立至少包含有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点的系统装置；将用户购买的电费金额直接输至表内，在每计量一个单位的电能用量就用一个单位的适用电价减扣，剩余电费金额送显示和保存，使之适用各种电价系统；电价电费远程输入，从而支持各种远方交费和管理，非常方便实用。可以广泛用于物联网中用电管理场合使用。

Claims (3)

1.一种基于物联网的用电管理系统装置，至少有管理中心、集中器、智能电能表、信道、应急处理网点，其特征是：

a、管理中心至少有数据库，有与集中器通信的前置机、短信服务平台、语音服务平台、第三方支付平台，用户使用第三方支付平台提供网上银行、手机支付手段用存款账户中的存款支付电费，电费将由管理中心经信道传入用户指定的智能电能表内；

b、管理中心与智能电能表通信时，不需要通过人工使用与该智能电能表地址代码唯一对应的专用介质来完成；

c、集中器至少有与管理中心和智能电能表进行通信的信道；

d、集中器巡抄智能电能表中的剩余电费金额，集中器中保存着多个剩余电费金额低值阀值，当剩余电费金额低于第一个低值阀值时，集中器自动缩短对该智能电能表巡抄的时间间隔进行剩余电费金额抄读，当剩余电费金额低于其他低值阀值时主动上报管理中心，管理中心根据上报内容及判别条件判别后通过短信服务平台向用户发出提示信息；

e、在有系统内部网络或系统授权网络的地方，建有能由管理中心根据需要下达应急处理命令的应急处理网点，管理中心会自动把处理过的信息包下传到该智能电能表最近的应急处理网点，再由值班人员下载到带存蓄单元和红外收发电单元的便携介质中；值班人员通过介质与智能电能表交换信息，把用户购买的电费金额信息传入智能电能表内，并把表内必要信息通过介质带回应急处理网点再上传到管理中心；

f、用户交纳的使用电能量所需要的电费设计为：用户所交纳的电费金额先按约定保存在管理中心数据库后，再生成约定的数据包通过信道输至智能电能表内，智能电能表处理判定后将符合约定的电费金额加上剩余金额存放在电能表内，供使用电能量时消费；

g、管理中心设计有根据需要向智能电能表下达调价命令的程序和菜单，调价完成后，系统会自动读取智能电能表中的价格信息，并与管理中心的价格信息比较，在需要时按权限提交调价报告；

h、系统能实施滞前调价：先由管理中心计算出该智能电能表调价起始日到当前日之间各种电价时段的用电量，再按电价差和用电量计算出总的应补交或已多交电费金额，并将该金额值存放在该智能电能表“应清算电费”单元中，用户在此后按约定的某次交纳电费金额时，管理中心会首先检查“应清算电费”单元有无清算内容，如有会先清算再将清算后的余额下传到智能电能表内，并将信息告知用户；

i、管理中心至少设计有能识别固定电话或手机拨号的语音服务平台，能在用户使用充值卡充值时提供充值语音服务；管理中心在验证电费充值卡有效且表地址有效后，充值卡面值所代表的电费金额会生成密码信息包下传到智能电能表中，与表内剩余电费金额相加形成新的剩余电费金额，完成电费交纳和充值；

j、管理中心至少设计有交换、处理来自第三方支付平台电费信息的程序模块，用户能通过第三方支付平台提供的网上银行、手机支付远程支付业务用自己的存款帐户直接支付电费，管理中心和第三方支付平台单位制定了完成电费划转的协议，建立了相互通信的信道，用户按在第三方支付平台对储户的要求登录到第三方支付平台相应网站，输入必要的密码、智能电能表地址必要信息后，由第三方支付平台按协议生成信息包经信道传送到管理中心，由管理中心验证正确后返回一组能让用户判定与交费目的一致的供确认信息，用户确认无误后第三方支付平台实施从用户存款账户中划转用户提交的电费数额到电费专用账户中，划转完成后第三方支付平台按协议向管理中心发出交费成功及交费金额信息包，并由管理中心将电费金额通过信道下传到指定智能电能表中。

2.根据权利要求1所述的用电管理系统装置，其特征是：每一种价格方案给一个类别代码，每一个类别价格方案按约定的规则计算出校验和，管理中心只需读出智能电能表的校验和，再和数据库中的校验和比较就能判别价格方案。

3.根据权利要求1所述的用电管理系统装置，其特征是：管理中心至少设计有保电菜单和程序，能根据需要对指定的某块智能电能表或一批智能电能表下达在保电时间内保证用户不停电的指令，且保电指令至少包含以下内容：

a、保电指令代码；

b、保电指令实施的对象；对象是指定的那块智能电能表，或是广播对象；其中，当保电指令对象是广播对象时，凡是保电指令能够接收到的智能电能表都会执行保电指令；

c、保电时间；

且智能电能表接收保电指令后，已经停止供电的恢复供电状态，并不再接收任何优先级低的停电指令，已接收保电指令的智能电能表在保电时间内保证用户用电。