CN110660164A - 一种可扩展模块化售电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可扩展模块化售电系统，涉及售电系统，本发明使用电能表配合其连接的售电系统，根据实际需求选择电能表和售电系统的类型，可以适应不同的使用环境，解决了不同社区后勤对社区用电管理改革的需求，不仅用户交费方式选择多样化，并且可根据实际情况进行模块的取舍，产品集管理和自动控制为一体，用电预付费，计量准确，切断可靠，可以提高供电管理效率，满足社区、学生公寓、集体宿舍用电的管理需求；并且电能表采用可选择高档或低档电能表，而售电系统采用计费卡售电系统和远程售电系统选择或配合使用，可根据实际需求进行选择，选择的形式多样化，可以满足不同社区对系统的需求。

Description

一种可扩展模块化售电系统

技术领域

本发明涉及售电领域，特别涉及一种可扩展模块化售电系统。

背景技术

传统普通电能表需要定期派专人上门抄表催收电费，工作量大，给公寓供电集中管理带来很多的不便。如将众多的电能表集中安放到一个专门的房间要占用很大的空间，此外，其工程的复杂性及后续结构、电器的配置等费用也比较昂贵，同时仍需派专人催收电费。

针对以上问题，本公司自主研发出了预付费电能表管理系统。本电能表管理系统满足了社区后勤对社区用电管理改革的需求，用户交费方式选择多样化，可根据实际情况进行模块的取舍，产品集管理和自动控制为一体，用电预付费，计量准确，切断可靠，可以提高供电管理效率，满足社区、学生公寓、集体宿舍用电的管理需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种可扩展模块化售电系统，解决了不同社区后勤对社区用电管理改革的需求，不仅用户交费方式选择多样化，并且可根据实际情况进行模块的取舍，产品集管理和自动控制为一体，用电预付费，计量准确，切断可靠，可以提高供电管理效率，满足社区、学生公寓、集体宿舍用电的管理需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种可扩展模块化售电系统，包括电能表，以及与电能表通讯连接的售电系统，所述售电系统分为计费卡售电系统和远程售电系统，两个系统可独立运行，也可以结合起来一块运行，

其中，所述计费卡售电系统包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能表，并通过售电软件协同上述模块完成充售电过程，

所述远程售电系统包括云端服务器、售电软件、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；

所述售电系统包括密钥管理平台，所述密钥管理平台包括主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY；

其中，主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；

所述用户UKEY用于进行终端用户数据加密和进行终端售电端的授权；

密钥UKEY负责售电系统的电能表的密钥下装或恢复；

本发明的售电系统，分为计费卡售电系统和远程售电系统，可以根据实际情况进行选择两个系统的其一独立运行或者均安装使用；

对于计费卡售电系统，其包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能计量模块，并通过单片机模块协同上述模块完成充售电过程，具体地说，计费卡是有USB接口的，通过将用户的计费卡插入和售电电脑连接的卡读写模块，配合售电电脑，售电电脑通过云端服务器连接网络加密机；将需要写入的数据传入用户UKEY(或者网络加密机)，返回加密数据；将加密的数据写入计费卡中。

所述远程售电系统包括云端服务器、售电电脑、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；将需要写入数据传入网络加密机，并且返回加密数据；将加密的数据通过远程通讯系统写入电能表中；由于所述电能表是已经下载过私钥的电能表，所以不管是从售电卡或是云端服务器传来的加密数据，均用电能表上已下载的私钥进行解密；然后将解密的数据将写入电能表。

对于密钥管理平台来说，系统的密钥由主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY进行控制。所有的密钥一般来说均是U盘装的装置，有USB接口，可插入电脑配合软件进行工作。主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；密钥UKEY负责电能表的密钥下装或恢复。用户UKEY用于远程参数读写加密，本地读写卡的数据加密。

进一步地，所述计费卡售电系统中的用户UKEY，是用于存储用户信息和计费余额的物理形态卡片，

所述远程售电系统中的用户UKEY，为网络版用户UKEY，通过远程采集进行通讯。

一般来说，计费卡售电系统中，需要使用计费卡储存用户UKEY，此时用户UKEY是计费卡，而远程售电系统中的用户UKEY，则是通过主控UKEY下发的用户账号和密码进行用户识别和认证。

进一步地，所述计费卡售电系统分为单机版和网络版，所述单机版使用电能表读取用户UKEY；

所述网络版计费卡售电系统使用电脑配合读取用户UKEY。

所述计费卡售电系统分成不同版本是为满足不同用户的需求，其中单机版适用于用户较少，管理要求不高的居民小区、商业小区。使用计费卡在物业缴费充值到计费卡，再将计费卡插入电能表充值到电能表；所述网络版计费卡售电系统，是连在云服务器上的网络加密机，且对于数据来说，单机版的就放在本地电脑上，网络版是放在网络加密机上。

进一步地，所述电能表分为低档电能表和高档电能表，

所述低档电能表是预付费电能表，所述低档电能表的电能表状态信息有本地开户状态、远程开户状态、是否保电状态、是否欠费状态、是否透支状态、可赊欠金额是否用完状态、报警金额的状态、电费为0时是否插入过卡片状态、三相电压缺相状态和电闸状态。

进一步地，所述高档电能表还设有费率电价、阶梯电价、丰枯水期电价，多月结算电量记录，事件记录等功能；

所述高档电能表是由电能表中的专门负责加解密的ESAM芯片进行，其密钥和加密算法与程序无关，安全性更高；费控电能表除了拥有RS485、红外通讯接口外，还有一个模块化的通讯接口；该模块化通讯接口可根据需要插接不同的载波模块和无线通讯模块以实现区域电能表信息的集中采集。

所述高档电能表是符合国家电网公司标准的费控电能表。相对低端电能表，它功能更强，安全性更高，通讯手段更多。(低档电能表)预付费电能表只是单费率电能表，没有费率电价、阶梯电价、丰枯水期电价，没有多月结算电量记录，没有事件记录。而(高档电能表)费控电能表均具有这些功能；预付费电能表的通讯过程的数据加密是由CPU中的软件进行加密，而费控电能表是由电能表中的专门负责加解密的ESAM芯片进行，其密钥和加密算法与程序无关，安全性更高；费控电能表除了像预付费电能表一样拥有RS485、红外通讯接口外，还有一个模块化的通讯接口。该模块化通讯接口可根据需要插接不同的载波模块和无线通讯模块以实现区域电能表信息的集中采集。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明一种可扩展模块化售电系统，使用电能表配合其连接的售电系统，根据实际需求选择电能表和售电系统的类型，可以适应不同的使用环境，解决了不同社区后勤对社区用电管理改革的需求，不仅用户交费方式选择多样化，并且可根据实际情况进行模块的取舍，产品集管理和自动控制为一体，用电预付费，计量准确，切断可靠，可以提高供电管理效率，满足社区、学生公寓、集体宿舍用电的管理需求。

2.本发明一种可扩展模块化售电系统，电能表采用可选择高档或低档电能表，而售电系统采用计费卡售电系统和远程售电系统选择或配合使用，可根据实际需求进行选择，选择的形式多样化，可以满足不同社区对系统的需求。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的系统可配置性框图；

图2是本发明的远程售电系统模拟图；

图3是本发明的全功能售电系统模拟图

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有系统或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、系统、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、系统、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、系统、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图1至图3对本发明作详细说明。

实施例1

一种可扩展模块化售电系统，包括电能表，以及与电能表通讯连接的售电系统，述售电系统分为计费卡售电系统和远程售电系统，两个系统可独立运行，也可以结合起来一块运行，

其中，所述计费卡售电系统包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能表，并通过售电软件协同上述模块完成充售电过程，

所述远程售电系统包括云端服务器、售电软件、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；

所述售电系统包括密钥管理平台，所述密钥管理平台包括主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY；

其中，主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；

所述用户UKEY用于进行终端用户数据加密和进行终端售电端的授权；

密钥UKEY负责售电系统的电能表的密钥下装或恢复；

本发明的售电系统，分为计费卡售电系统和远程售电系统，可以根据实际情况进行选择两个系统的其一独立运行或者均安装配合使用；

对于计费卡售电系统，其包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能计量模块，并通过单片机模块协同上述模块完成充售电过程，具体地说，计费卡是有USB接口的，通过将用户的计费卡插入和售电电脑连接的卡读写模块，配合售电电脑，售电电脑通过云端服务器连接网络加密机；将需要写入的数据传入用户UKEY(或者网络加密机)，返回加密数据；将加密的数据写入计费卡中。

所述远程售电系统包括云端服务器、售电电脑、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；将需要写入数据传入网络加密机，并且返回加密数据；将加密的数据通过远程通讯系统写入电能表中；由于所述电能表是已经下载过私钥的电能表，所以不管是从售电卡或是云端服务器传来的加密数据，均用电能表上已下载的私钥进行解密；然后将解密的数据将写入电能表。

所述售电电脑向电能表远程写入数据的加密过程如下步骤(远程售电系统)：

①售电电脑与云端服务器连接，网络加密机也与云端服务器连接；

②将需要写入数据传入网络加密机，返回加密数据；

③将加密的数据通过远程通讯系统写入电能表中；

对于密钥管理平台来说，系统的密钥由主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY进行控制。所有的密钥一般来说均是U盘装的装置，有USB接口，可插入电脑配合软件进行工作。主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；密钥UKEY负责电能表的密钥下装或恢复。用户UKEY用于远程参数读写加密，本地读写卡的数据加密。

实施例2

一种可扩展模块化售电系统，包括电能表，以及与电能表通讯连接的售电系统，其特征在于：所述售电系统分为计费卡售电系统和远程售电系统，两个系统可独立运行，也可以结合起来一块运行，

其中，所述计费卡售电系统包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能表，并通过售电软件协同上述模块完成充售电过程，

所述远程售电系统包括云端服务器、售电软件、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；

所述售电系统包括密钥管理平台，所述密钥管理平台包括主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY；

其中，主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；

所述用户UKEY用于进行终端用户数据加密和进行终端售电端的授权；

密钥UKEY负责售电系统的电能表的密钥下装或恢复；

进一步地，所述计费卡售电系统中的用户UKEY，是用于存储用户信息和计费余额的物理形态卡片，

所述远程售电系统中的用户UKEY，为网络版用户UKEY，通过远程采集进行通讯。

一般来说，计费卡售电模系统中，需要使用计费卡储存用户UKEY，此时用户UKEY是计费卡，而远程售电系统中的用户UKEY，则是通过主控UKEY下发的用户账号和密码进行用户识别和认证。

具体地来说，售电系统中的密钥管理平台中密钥UKEY给电能表下装密钥的步骤如下：

①将密钥UKEY插入电脑，电能表通过RS485/USB转接器与电脑连接；

②电脑上使用电能表密钥下载软件；

③通过RS485获取电能表的通讯地址；

④然后与密钥UKEY通讯获取认证密文、随机数、分散因子；

⑤然后根据协议对电能表进行公钥的身份认证；

⑥由电能表密钥下载软件确定认证通过与否；

⑦通过后，与密钥UKEY通讯获取私钥；

⑧然后通过RS485向电能表下发私钥；

实施例3

本实施例与实施例1的不同点仅在于，所述计费卡售电系统分为单机版和网络版，所述单机版使用电能表读取用户UKEY；

所述网络版计费卡售电系统使用电脑配合读取用户UKEY。

所述计费卡售电系统分成不同版本是为满足不同用户的需求，其中单机版适用于用户较少，管理要求不高的居民小区、商业小区。使用计费卡在物业缴费充值到计费卡，再将计费卡插入电能表充值到电能表；所述网络版计费卡售电系统，是连在云服务器上的网络加密机，且对于数据来说，单机版的就放在本地电脑上，网络版是放在网络加密机上。

详细的说，售电电脑上的售电软件对售电卡上的读写的加密过程如下：

①(单机版计费卡售电系统)将用户UKEY插入电脑，计费卡通过读写卡器与电脑连接；

②(网络版计费卡售电系统)计费卡通过读写卡器与电脑连接，电脑通过云端服务器连接网络加密机；

③将需要写入数据传入用户UKEY(或者网络加密机)，返回加密数据；

④将加密的数据写入计费卡中；

实施例4

本实施例与实施例1的不同点仅在于，所述电能表分为低档电能表和高档电能表，

所述低档电能表是预付费电能表，所述低档电能表的电能表状态信息有本地开户状态、远程开户状态、是否保电状态、是否欠费状态、是否透支状态、可赊欠金额是否用完状态、报警金额的状态、电费为0时是否插入过卡片状态、三相电压缺相状态和电闸状态。

电能表的解密过程如下：

①首先该电能表一定是已经下载过私钥的电能表

②不管是从计费卡或是RS485传来的加密数据，均用电能表上已下载的私钥进行解密；

③解密的数据将写入电能表；

下表是低档电能表各状态对应表

实施例5

本实施例是实施例4的进一步补充，所述高档电能表还设有费率电价、阶梯电价、丰枯水期电价，多月结算电量记录，事件记录等功能；

所述高档电能表是由电能表中的专门负责加解密的ESAM芯片进行，其密钥和加密算法与程序无关，安全性更高；费控电能表除了拥有RS485、红外通讯接口外，还有一个模块化的通讯接口；该模块化通讯接口可根据需要插接不同的载波模块和无线通讯模块以实现区域电能表信息的集中采集。

所述高档电能表是符合国家电网公司标准的费控电能表。相对低端电能表，它功能更强，安全性更高，通讯手段更多。(低档电能表)预付费电能表只是单费率电能表，没有费率电价、阶梯电价、丰枯水期电价，没有多月结算电量记录，没有事件记录。而(高档电能表)费控电能表均具有这些功能；预付费电能表的通讯过程的数据加密是由CPU中的软件进行加密，而费控电能表是由电能表中的专门负责加解密的ESAM芯片进行，其密钥和加密算法与程序无关，安全性更高；费控电能表除了像预付费电能表一样拥有RS485、红外通讯接口外，还有一个模块化的通讯接口。该模块化通讯接口可根据需要插接不同的载波模块和无线通讯模块以实现区域电能表信息的集中采集。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种可扩展模块化售电系统，包括电能表，以及与电能表通讯连接的售电系统，其特征在于：所述售电系统分为计费卡售电系统和远程售电系统，两个系统可独立运行，也可以结合起来一块运行，

其中，所述计费卡售电系统包括计费卡、售电电脑、卡读写模块和电能表，并通过售电软件协同上述模块完成充售电过程，

所述远程售电系统包括云端服务器、售电软件、网络加密机、电能表；所述云端服务器和售电电脑、网络加密机连接，所述电能表是下载过私钥的电能表；

所述售电系统包括密钥管理平台，所述密钥管理平台包括主控UKEY、密钥UKEY、用户UKEY；

其中，主控UKEY用来发行用户UKEY和密钥UKEY；

所述用户UKEY用于进行终端用户数据加密和进行终端售电端的授权；

密钥UKEY负责售电系统的电能表的密钥下装或恢复。

2.根据权利要求1所述的一种可扩展模块化售电系统，其特征在于：所述计费卡售电系统中的用户UKEY，是用于存储用户信息和计费余额的物理形态卡片，

所述远程售电系统中的用户UKEY，为网络版用户UKEY，通过远程采集进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种可扩展模块化售电系统，其特征在于：所述计费卡售电系统分为单机版和网络版，所述单机版使用电能表读取用户UKEY；

所述网络版计费卡售电系统使用电脑配合读取用户UKEY。

4.根据权利要求1所述的一种可扩展模块化售电系统，其特征在于：所述电能表分为低档电能表和高档电能表，

所述低档电能表是预付费电能表，所述低档电能表的电能表状态信息有本地开户状态、远程开户状态、是否保电状态、是否欠费状态、是否透支状态、可赊欠金额是否用完状态、报警金额的状态、电费为0时是否插入过卡片状态、三相电压缺相状态和电闸状态。

5.根据权利要求4所述的一种可扩展模块化售电系统，其特征在于：所述高档电能表是符合国家电网公司标准的费控电能表，所述高档电能表还设有费率电价、阶梯电价、丰枯水期电价，多月结算电量记录，事件记录等功能；

所述高档电能表是由电能表中的专门负责加解密的ESAM芯片进行，其密钥和加密算法与程序无关，安全性更高；费控电能表除了拥有RS485、红外通讯接口外，还有一个模块化的通讯接口；该模块化通讯接口可根据需要插接不同的载波模块和无线通讯模块以实现区域电能表信息的集中采集。

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