CN108280937A - 多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法，包括：智能电表终端、智能电表控制终端和用户电卡；所述智能电表控制终端与智能电表和用户电卡分别通信；所述智能电表能够同时绑定多个用户电卡，所述用户电卡能够同时与多个智能电表控制终端进行通信；所述智能电表控制终端仅能够读取与智能电表进行绑定的用户电卡信息；本发明有益效果：本发明在现有智能电表的基础上，增加一个外置的控制终端，由这个终端实现多用户共用电表的控制功能。控制终端采用外置而不是内置到智能电表的方式，优点是不用改动现有的智能电表，有较强的适用性，也不用改变当前抄表***的结构和工作方式。

Description

多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法

技术领域

本发明涉及智能电表技术领域，具体涉及一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法。

背景技术

近年来国家电网公司全面推动了智能电表的安装和应用，目前已累计安装智能电表2.5亿只左右，大部分用户实现了用电信息的自动采集。南方电网公司也在加快计量自动化***的建设，下属的广东电网公司、深圳电网公司和广西电网公司已建成省级计量自动化***，广西电网公司已实现厂站、专用变压器、配电变压器3类终端全覆盖，低压集抄客户覆盖率为50％左右，智能电表在我国得到空前的发展和应用。

智能电表是智能电网的智能终端设备之一，其主要功能是完成准确、可靠的电能计量工作，为电费收缴、用电情况统计等工作的开展提供准确、客观的基础数据。此外，电表还具备远程费控、电路通断等控制功能，以便对用户的用电进行灵活的控制。

随着用户类型和用电需求的多样化发展趋势，尤其是在多用户共用一台电表的场景下，传统的基于“一卡一表”的电费计量模式和电表使用方式难以满足用户对电表使用便捷性、电费计量分摊准确性的需求。例如，在政府与国家电网公司大力推广的“井井通”工程中，某只电表可能要供多个用户使用，在“一卡一表”的模式下，多个用户需要使用同一张电卡对电表进行用电控制，计费也只能基于同一张电卡完成。这样不仅给电卡的使用、管理带来诸多不便，而且对于电费计量与分摊难以做到准确、便捷和透明，给用户的使用带来诸多不便。仍以“井井通”工程为例，还存在某用户可能需要同时使用多只电表的情况，那就意味该用户要管理、使用多张电卡，在电表使用、电费计量与分摊方面存在的问题将会进一步放大。

实现上述需求最有效的方法是不再采用“一卡一表”、“表卡绑定”的管理模式，而改为采用“一表多卡”的模式，每个用户都可以管理自己的电卡，电表支持任意电卡的用电控制和电费结算操作，一张电卡也可以控制使用多台电表。但是考虑到当前电表的管理方式和工作方式的特点，同时考虑当前抄表***和远程费控***的结构及功能设置等情况，上述技术路线在现有的电表管理和费控***中无法实施。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法，该***及方法打破传统的基于“一卡一表”的电费计量模式和电表使用方式，在现有智能电表的基础上，增加一个外置的控制终端，控制终端与智能电表分别设置，能够实现多用户共用电表的控制功能。

采用“一表多卡”(简称“一卡通”)方式，用户可根据使用需求，使用一卡通电卡对任一电表终端进行使用操作，在使用过程中完成准确的用电计量、电费结算与扣款、用电情况查询等功能，提高用户用电的灵活性、便捷性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种智能电表控制终端，所述智能电表控制终端读取用户电卡内的信息，判断用户电卡的合法性，读取合法电卡内的余额，并自动圈存出设定额度的电费作为当次用电的预支电费；

向智能电表发送用电启动控制指令；

所述智能电表控制终端再次接收同一用户电卡的刷卡信息时，向智能电表发送用电终止控制指令；同时，读取用户电卡内当前余额，将剩余预支电费重新写入当前用户电卡内。

进一步地，当前用户电卡用电服务期间，智能电表控制终端每隔设定时间读取一次智能电表的电能码，进行实时电量与剩余电费计算，以判断所圈存余额是否耗尽；

当预支电费耗尽时，智能电表控制终端向智能电表发送用电终止指令，结束本次用电服务。

进一步地，每次提供用电服务时，都会在智能电表控制终端内为当前用户分配一段独立的存储区，记录用户本次的用电信息；存储内容包括：启动时间，电卡编号，电卡当前余额，圈存电费额度，停止时间，启动时刻的电表码，停止时刻电表码，本次所用电能值，用电期间电价，所用电费，圈存电费余额，电卡新余额。

进一步地，所述智能电表控制终端包括：

通讯控制模块：用于实现与智能电表的通信；

数据存储模块：用于存储当前用电用户的实时用电信息；

RFID读写模块：用于与用户电卡进行通信，读取或者写入用户电卡余额信息。

本发明公开了一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，包括：

智能电表，所述智能电表内部设置多用户电能数据存储区；

上述的任一种智能电表控制终端，以及

用户电卡，与单个智能电表控制终端通信或者同时与多个智能电表控制终端通信。

进一步地，所述智能电表根据智能电表控制终端的控制指令，在多用户电能数据存储区记录多组不同起止时间区间内的电能计量数据；并且控制供电回路的通断；

所述智能电表允许智能电表控制终端访问多用户电能数据存储区，读取所需的电能计量数据。

进一步地，所述智能电表包括：

自动抄表模块：用于将采集的电气量信息和电能的计量信息通过集中器、通信网络发送至抄表***数据库；

多用户电能数据存储区：用于记录并存储多组不同起止时间区间内的电量数据；

电能计量模块：用于对当前用户电卡所用电能进行计量和记录；

电路控制模块；用于根据控制指令控制供电回路的通断。

进一步地，所述智能电表能够同时绑定多个用户电卡，所述用户电卡能够同时与多个智能电表控制终端进行通信；所述智能电表控制终端仅能够读取与智能电表进行绑定的用户电卡信息。

进一步地，还包括：电卡查询终端；所述电卡查询终端与用户电卡进行通讯，能够显示用户电卡内存储的记录信息，包括：充值记录，使用电表记录，用电量记录，电费记录以及卡内余额信息。

本发明公开了一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊方法，包括以下步骤：

(1)智能电表控制终端接收到用户电卡刷卡信息时，读取用户电卡内的信息，判断用户电卡的合法性，读取合法电卡内的余额，并自动圈存出设定额度的电费作为当次用电的预支电费；

(2)预支电费圈存完毕后，向用户电卡写入新的余额信息；

(3)向智能电表发送用电启动控制指令，开始供电；

(4)在智能电表控制终端内为当前用户分配一段独立的存储区，记录用户本次的用电信息；

(5)智能电表控制终端每隔设定时间读取一次智能电表的电能码，进行实时电量与剩余电费计算，以判断所圈存余额是否耗尽；

当预支电费耗尽时，智能电表控制终端向智能电表发送用电终止指令，结束本次用电服务；否则，进入步骤(6)；

(6)智能电表控制终端再次接收同一用户电卡的刷卡信息时，向智能电表发送用电终止控制指令；结束本次用电服务；同时，读取用户电卡内当前余额，将剩余预支电费重新写入当前用户电卡内。

本发明有益效果：

本发明在现有智能电表的基础上，增加一个外置的控制终端，由这个终端实现多用户共用电表的控制功能。控制终端采用外置而不是内置到智能电表的方式，优点是不用改动现有的智能电表，有较强的适用性，也不用改变当前抄表***的结构和工作方式。

本发明提出的多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***及方法，打破传统的基于“一卡一表”的电费计量模式和电表使用方式，采用通用的“一表多卡”(简称“一卡通”)方式取而代之。

每一个智能电表可以同时绑定多张电卡，同一个电卡可以同时与多个智能电表进行通信，以实现多个智能电表的同时供电。

用户可根据使用需求，使用一卡通电卡对任一电表终端进行使用操作，在使用过程中完成准确的用电计量、电费结算与扣款、用电情况查询等功能，提高用户用电的灵活性、便捷性和可靠性。

附图说明

图1是本发明智能电表控制终端与智能电表、用户电卡进行信息交互的过程示意图；

图2是本发明智能电表控制终端存储区示意图；

图3是本发明用户电卡内存储信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明公开了一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，包括：

(1)智能电表：与目前现场广泛采用的智能电表一致，主要完成电能的准确计量、电压、电流、功率等用电信息采集等功能，智能电表还是抄表***中的底层采集终端，负责将采集的电气量信息和电能的计量信息通过集中器、通信网络发送至抄表***数据库，作为抄表***进行电能统计、电费收取和远程费控的基础数据。在现有功能的基础上，本发明中智能电表还具备与智能电表控制终端的通信功能。

智能电表内部需要新增一个多用户电能数据存储区，该存储区可根据控制终端的指令，记录多组不同起止时间区间内的电量数据(起始电量码和终止电量码)，为多用户电能计量和电费结算提供依据。智能电表允许控制终端访问多用户电能存储区，读取所需的电能计量数据。

智能电表结构如图1所示，包括：

自动抄表模块：用于将采集的电气量信息和电能的计量信息通过集中器、通信网络发送至抄表***数据库；

多用户电能数据存储区：用于记录并存储多组不同起止时间区间内的电量数据；

电能计量模块：用于对当前用户电卡所用电能进行计量和记录；

电路控制模块；用于根据控制指令控制供电回路的通断。

其中，电能计量模块与自动抄表模块、多用户电能数据存储区和电路控制模块分别通信。

(2)控制终端：控制终端为新增外置设备，是实现本发明所需功能的关键设备。控制终端是智能电表与用户间进行交互的桥梁，控制终端可以通过通信线路给智能电表发送电能表码启动记录和终止记录的指令，相应的数据记录在智能终端的存储区内，可供智能电表读取并上传至抄表***。

控制终端还具有与用户电卡(一卡通类型)进行信息交互的功能，一般采用RFID技术，可以读取任意合法电卡内的信息(在实际使用过程中，为了确保信息的安全性，最大限度避免电卡非法复制、非法写卡所带来的风险，建议电卡与控制终端进行绑定，但一个控制终端可以绑定多张电卡，非绑定电卡无法与控制终端进行信息交互)。

控制终端与智能电表、用户电卡进行信息交互的过程如图1所示：

当合法的用户电卡(一卡通)接触控制终端的读卡区时，控制终端首先判断电卡的合法性，然后读取电卡中的余额，如果电卡合法且余额大于最低限值(该值可灵活设定)时，自动圈存出一定额度(该值也可以灵活设定，例如20元)的电费，作为本次用电的预支电费。

控制终端圈存完毕，会将新的余额重新写入电卡内；为了防止资金风险，在进行写卡操作时必须配合相应的加密或防止非法写卡的措施。

上述操作完成后，控制终端通过通信线路发送“用电启动”指令给智能电表，智能电表接到该指令后闭合电路控制开关接通电源，同时启动计量功能对所用电能进行计量，用电期间智能电表对所用电能进行计量和记录。

当用户用电结束需要停止用电时，再次刷卡，控制终端会再次读取电卡内的信息并进行判断，首先判断该电卡是否与启动电卡为同一张卡，如果是，认为用户请求结束用电，如果否，认为是无效操作。然后读取卡内当前余额(用户可能同时启动多台电表供电，每使用一台电表就会圈存出一定额度的电费，所以电卡内的余额可能随时会发生变化)。上述信息核对、读取完毕后，控制终端会通过通信线路发送“用电终止”指令给智能电表，智能电表接到该指令后断开电路控制开关，供电回路断开，完成本次用电服务。

在用电服务期间，控制终端每隔一定的时间(例如1分钟，可以灵活设定)读取一次智能电表的电能码，进行实时电量与剩余电费计算，以判断所圈存余额是否耗尽。如果本次用电量较大，当圈存的电费余额耗尽时，控制终端发送“用电终止”指令给智能电表，此时智能电表也会断开电路控制开关，供电回路断开，本次用电服务结束。

为了满足多用户准确计量计费的要求，每次为用户提供用电服务时，都会在控制终端内为该用户分配一段独立的存储区，记录用户本次的用电信息，存储内容包括：启动时间，电卡编号，电卡当前余额，圈存电费额度，停止时间，启动时刻的电表码，停止时刻电表码，本次所用电能值，用电期间电价(考虑分时电价)，所用电费，圈存电费余额，电卡新余额(刷卡停止用电时的余额，圈存电费余额重新写入后的余额)。所存储信息的内容如图2所示。

存储在控制终端内的信息可供智能电表读取，智能电表可将上述信息上传至抄表***，形成详细的用户操作使用记录，同时也为电能使用情况统计、预防非法复制电卡或非法写卡提供基础数据。

图1中给出了智能电表控制终端的结构组成，包括：

通讯控制模块：用于实现与智能电表的通信；

数据存储模块：用于存储当前用电用户的实时用电信息；

RFID读写模块：用于与用户电卡进行通信，读取或者写入用户电卡余额信息。

其中，数据存储模块与通讯控制模块、RFID读写模块分别通信。

(3)电卡(一卡通)：电卡是用户进行电费存缴与管理、电表使用控制、用电信息存储和管理的重要载体。一卡通由供电部门管理、发行，采用预付费的管理方式，用户可自由到供电公司营业厅申购，由供电公司开具电费***。用户要进行电费存缴必须通过供电部门许可的渠道，例如：供电公司营业厅、供电公司管理的缴费终端以及供电公司授权的线上支付(电e宝，支付宝，微信等)。为了提高用电管理的安全性，由供电部门将电卡与电表进行绑定操作。(与当前的一表一卡绑定模式不同，本发明中的绑定允许仪表绑定多卡，也允许一卡与多表进行绑定)

用户要使用电表时，要满足如下条件：(1)电表当前处于空闲状态；(2)电卡已与该电表进行了绑定认证；(3)电卡内的电费余额大于最小限值。当用户需要用电时，用电卡轻触控制终端的读卡区，控制终端完成电卡合法性验证后启动电表工作，同时成功读取电卡内的信息后，用户可以将电卡撤离控制终端读卡区，完成电表的启动操作。

如果用户有同时启动多台电表用电的需求，在卡内电费余额充足的前提下，允许用户同时启动多台电表工作。

当用户需要停止用电，再次用电时电卡轻触控制终端的读卡区，由控制终端对电卡信息进行核对，核对无误后控制电表停止供电，并对本次用电信息进行统计，完成电费的结算与扣款，然后将圈存的电费余额重新写入电卡内，完成本次用电服务。

电卡内设置一定容量的存储空间，记录一定数量的充值记录、电表操作使用和计费记录等，便于用户查询电卡的操作使用情况。卡内存储信息示意图如图3所示。

其中充值记录包括：充值时间、充值金额、当前余额、充值渠道标识等。

电表操作使用和计费记录包括：用电启动时间、控制终端编号、当前卡内余额、电费圈存额度、用电终止时间、启动时刻电表码、终止时刻电表码、所用电量、本次电费统计、圈存电费余额、结算后卡内余额等。

在小区或用户密集的地方，设置电卡查询终端，用户持卡扫过查询终端的读卡区，终端读取卡内存储的记录信息，然后通过终端屏幕予以显示。如：2017年7月20日，成功充值200元；2017年7月20日10:31-2017年7月20日13:42，使用****编号电表(或控制终端)，用电量**kWh，电费12.32元；卡内余额***.**元，等等)。

作为一种优选的实施方式，允许电卡与手机APP绑定。一个用户只能注册一个账号(基于身份证信息)，但一个用户允许绑定多张电卡(可以考虑设置绑定电卡数量上限)，用户可以通过手机为绑定的任一电卡充值，可以实时查询任一电卡在某一时间段内的充值、操作使用和消费情况。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种智能电表控制终端，其特征在于，所述智能电表控制终端读取用户电卡内的信息，判断用户电卡的合法性，读取合法电卡内的余额，并自动圈存出设定额度的电费作为当次用电的预支电费；

向智能电表发送用电启动控制指令；

所述智能电表控制终端再次接收同一用户电卡的刷卡信息时，向智能电表发送用电终止控制指令；同时，读取用户电卡内当前余额，将剩余预支电费重新写入当前用户电卡内。

2.如权利要求1所述的一种智能电表控制终端，其特征在于，当前用户电卡用电服务期间，智能电表控制终端每隔设定时间读取一次智能电表的电能码，进行实时电量与剩余电费计算，以判断所圈存余额是否耗尽；

当预支电费耗尽时，智能电表控制终端向智能电表发送用电终止指令，结束本次用电服务。

3.如权利要求1所述的一种智能电表控制终端，其特征在于，每次提供用电服务时，都会在智能电表控制终端内为当前用户分配一段独立的存储区，记录用户本次的用电信息；存储内容包括：启动时间，电卡编号，电卡当前余额，圈存电费额度，停止时间，启动时刻的电表码，停止时刻电表码，本次所用电能值，用电期间电价，所用电费，圈存电费余额，电卡新余额。

4.如权利要求1所述的一种智能电表控制终端，其特征在于，所述智能电表控制终端包括：

通讯控制模块：用于实现与智能电表的通信；

数据存储模块：用于存储当前用电用户的实时用电信息；

RFID读写模块：用于与用户电卡进行通信，读取或者写入用户电卡余额信息。

5.一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，其特征在于，包括：

智能电表，所述智能电表内部设置多用户电能数据存储区；

权利要求1-4所述的任一种智能电表控制终端，以及

用户电卡，与单个智能电表控制终端通信或者同时与多个智能电表控制终端通信。

6.如权利要求5所述的一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，其特征在于，所述智能电表根据智能电表控制终端的控制指令，在多用户电能数据存储区记录多组不同起止时间区间内的电能计量数据；并且控制供电回路的通断；

所述智能电表允许智能电表控制终端访问多用户电能数据存储区，读取所需的电能计量数据。

7.如权利要求5所述的一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，其特征在于，所述智能电表包括：

自动抄表模块：用于将采集的电气量信息和电能的计量信息通过集中器、通信网络发送至抄表***数据库；

多用户电能数据存储区：用于记录并存储多组不同起止时间区间内的电量数据；

电能计量模块：用于对当前用户电卡所用电能进行计量和记录；

电路控制模块；用于根据控制指令控制供电回路的通断。

8.如权利要求5所述的一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，其特征在于，所述智能电表能够同时绑定多个用户电卡，所述用户电卡能够同时与多个智能电表控制终端进行通信；所述智能电表控制终端仅能够读取与智能电表进行绑定的用户电卡信息。

9.如权利要求5所述的一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊***，其特征在于，还包括：电卡查询终端；所述电卡查询终端与用户电卡进行通讯，能够显示用户电卡内存储的记录信息，包括：充值记录，使用电表记录，用电量记录，电费记录以及卡内余额信息。

10.一种多用户共用电表场景下的电费准确计量分摊方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)智能电表控制终端接收到用户电卡刷卡信息时，读取用户电卡内的信息，判断用户电卡的合法性，读取合法电卡内的余额，并自动圈存出设定额度的电费作为当次用电的预支电费；

(2)预支电费圈存完毕后，向用户电卡写入新的余额信息；

(3)向智能电表发送用电启动控制指令，开始供电；

(4)在智能电表控制终端内为当前用户分配一段独立的存储区，记录用户本次的用电信息；

(5)智能电表控制终端每隔设定时间读取一次智能电表的电能码，进行实时电量与剩余电费计算，以判断所圈存余额是否耗尽；

当预支电费耗尽时，智能电表控制终端向智能电表发送用电终止指令，结束本次用电服务；否则，进入步骤(6)；

(6)智能电表控制终端再次接收同一用户电卡的刷卡信息时，向智能电表发送用电终止控制指令；结束本次用电服务；同时，读取用户电卡内当前余额，将剩余预支电费重新写入当前用户电卡内。