Mifarel射频卡在预付费电能表中的应用

李宗洋

辽宁锦州渤海大学工学院



Mifarel射频卡在预付费电能表中的应用

李宗洋

辽宁锦州渤海大学工学院

预付费电能表中涉及到的一个重要的部件就是Mifarel射频卡，Mifarel射频卡在售电的相关部门和用户之间所扮演的角色就是一个中间传递者的作用，本文主要围绕着Mifarel射频卡进行介绍，本文中分析了Mifarel射频卡的组成部分，分析了其部分特点，结合目前的现状介绍了Mifarel射频卡是预付费电能表中的广泛使用，Mifarel射频卡在预付费的电能表说明了其安全性高，无需接触的特点。

Mifarel射频卡 预付费 电能表

1　电能表技术

随着电力行业的不断发展进步，目前市场对电量的收缴，核算等问题的需求越来越高，可以从下面几点表现出来：1）电能发展成商品的前提是遵从“付费在前，用电在后”的原则，只有这样电力工业在资金方面才会得到保障；2）按照不同时间段对应不同电费收费。一般大部分白天上班，晚上下班，那么这种情况下，白天的用电使用量相对于晚上就要少些，所以晚上是用电高峰期，此时的电价相对于白天的电价稍微有所增加，这样的设置比较合理，对于电力方面出现供不应求的改善有很大的益处；3）电能表中加入相关的计算机技术，通信技术这相比较于普通的电能表在人员方面的损耗就有很大的改进，而且比普通的电能表在精确性以及准确度方面更高。

2　预付费技术

预付费的这个术语最先出现是在欧洲。世界第二次大战后，由于人口的流动性很大，从而造成了电力公司在收费这一方面有了很大障碍，面对这个问题，有的企业就构想出了采用预付费电能表的这种方法解决当前所面临的问题。相比于外国关于电能表的出现，我国有所不同。由于我国的一些公民的法制意识不强，意志也比较薄弱，所以就出现了欠费，偷费等现象，由于中国人口众多，所以当出现这种迟交电费或偷电费的情况时，很难通过人力去解决这个问题，所以只能通过预付费的方式进行收缴电费了。预付费电能表的出现并不是一蹴而就的，这个出现在人们的视线中是处于这种环境氛围下产生的。

预付费电能表所涉及的技术十分多，主要包括了通讯方面的技术，自动化技术以及电子计算机技术等，预付费的电能表在设计上外形精美，容易携带，而且功率损耗也比较低，调整起来比较方便。

随着电子信息技术的不断发展，电表技术不断走向多元化的道路。相比较于传统的电能表，新型的电能表的优势包括了几点：

①抄表采用的技术是低压载波，实现数据之间的传递；

②新型的电能表可以控制音频的接收情况，而且还可以对用户的日常生活中的电器在某种程度上可以起到远程控制的作用；

③抄表的操作完全是自动化，普通的电能表是需要电力企业的员工亲自到各门各户进行抄表，这样一来在人力方面分配上得到了大大地改善。新型的电能表的抄表采用了无线车载抄表系统，当该车子沿着马路运动的时候，就能够获得电能表所发射出来的脉冲信号，而且这个信号的频率是高频的，然后借用无线技术把接收的信号传递到售电管理系统中，这样就完成了用户的电量计算的操作。

3　Mifarel射频卡主要特点

Mifarel射频卡中的重要组成部件是微晶片，是由Philips公司研发生产的，该微晶片直接决定着卡片中读写器的性能以及卡片的特点。Mifarel射频卡用到的技术是最为先进的工艺技术，而且Mifarel射频卡里面附带着MCU，EEPROM等。其中的读写器电路组成原理图如图1所示。

图1　读写器电路组成原理图

Mifarel射频卡没有电源，能量的获取是通过读写器中的天线将载波信号发送到卡片的天线上，从而生成电，该电量通常情况下可以是超过2V，该电量足够提供给IC卡进行运作。工作的时候的频率可以达到13.56MHZ。Mifarel射频卡中有着加密的系统，而且密码的验证是双向性的。同时也可以防止重叠。Mifarel射频卡中的EEPROM存储器的容量是8K，同时拥有16个扇区，并且每一个单独的扇区又可以有着4个存储块，进行数据的保存，每一个扇区都会有对应着各自的加密系统，此外在卡片中还有相应的运算电路，这个Mifarel射频卡用在商场，地铁，以及医院有着很大的价值。Mifarel射频卡中的数据能够存储到至少10年，而且数据的读写至少是10万次。

4　射频预付费电能表的功能

4.1三相表

分元的电能进行代数的相加就是合元的结果值。

4.2报警方式

2.取消代理机构在异地执业的地域限制。2014年9月，财政部下发《关于做好政府采购代理机构资格认定行政许可取消后相关政策衔接工作的通知》，提出将代理机构资格管理审批制改为登记制。有意从事政府采购业务的代理机构，只需进行网上登记，财政部门不再对网上登记信息和纸质登记信息进行事前审核。网上登记遵循“自愿、免费、一地登记、全国通用”的原则。完成网上登记的代理机构，系统将自动将其名称纳入中国政府采购网“政府采购代理机构”专栏“政府采购代理机构名单”，并授予相关业务网络操作权限。总公司已完成名录登记的，分公司无须重复登记。

报警的声音是从蜂鸣器中传出来的。警报的显示是通过观察指示灯进行显示的。通过声光的方式进行报警称作是间隙式，其中没一度电的时候电能表就报警5下。

4.3报警控制

电能表进行声光报警的过程中，会产生报警的控制信号，而且这个输出的信号和声光报警几乎是同时发生的，也是间隔1度电就报警，而且次数也是5次。

4.4跳闸控制

当电能表的电流失在10（40）A以下的时候，电表就会发生跳闸的现象，跳闸产生的原理是因为在里面加入了跳闸的继电器，通过这个继电器可以对电流所能承受的值进行控制，而且输出的控制信号采用的方式是外接跳闸和合闸的。

5　Mifare1射频卡在电能表中的应用

在预付费的系统中电能表扮演的角色是终端的设备，电能表和售电平台之间的相互沟通的桥梁是Mifare1射频卡。预付费的系统的总体设计结构如图2所示。

图2　系统总体结构

用电时遵循的原则是“一家一表，一表一卡”，如果使用者决定要办理一张新的电能表的时候就会再次获得新的射频卡。而这个流程是使用者要再次开户，然后系统会将使用者的相关信息保存到档案中，以便后期的缴费，后期无论使用者做了什么操作，系统都会将操作记录到该用户的个人档案中，接着射频卡和电能表之间就会形成一个买电，测试的关系。在购买电的过程中售电管理部门利用上位机软件对用户的信息进行加密处理，传递信息的时候，内容是以密文的形式存在着，然后解密的责任就交给了表计来完成。这里的数据还涉及到了没有进行加密的，主要是用户用电的历史记录，用户的用电余额的多少。用户还可以对关于存储在电能表中的部分数据进行查询，比如用电的时间，用电的开销等。管理员拥有对电能表中的日期时间修改的权限。

6　射频卡国际标准

考虑到射频卡和读写器进行发射的时候的距离因素，国际标准定义了三种类型的读写器，具体如表1所示。

表1　读写器读写距离表

读写器与工射频卡通信流程图如图3所示。

图3　读写器与工射频卡通信流程图

对于国际上标准的射频卡，研究的比较多的是关于射频卡的特性。相比于接触式的IC卡，射频卡弥补了其缺陷如下：

①解释了IC卡在工作电压方面如何获取的这个流程；②C卡和读写器两者信息交换的原理是如何实现的；

③当读写器中有多张卡的时候，如果出现了相互的冲突，具体的解决措施是什么。

7　结语

随着电子信息技术的不断发展，人们生活的不断提高，射频技术的应用已经越来越广泛，射频技术之所以能适应市场的需求，这是因为有着安全性高，对信息实现了加密的原因，本文设计的预付费电能表主要是围绕着Mifare1射频卡进行展开，介绍了Mifare1射频卡的特点，组成部分，Mifare1射频卡是用户和售电管理部门实现相互沟通交流的一个桥梁，用户通过Mifare1射频卡可以进行缴费，Mifare1射频卡的预付费电能表相比于普通的电能表实现起来更方便，而且易于操作，由于我国人口很多，所以出现很多用户偷电，欠费的现象，Mifare1射频卡的预付费系统的设计对于这种现象的出现有了很大的改进作用，也是迎合的电力市场的需求。

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