智能IC卡电能计量控制系统
摘要
本文在参考国内外相关产品的基础上，结合实际工程提出的一套采用主从式结构进行集中式电能计量、控制、管理的电能计量控制系统的设计方案。
文中详细分析了电能计量控制部分中用户控制、子用户控制和电能测量模块的设计原理与实现方式。主控部分用户控制模块可存储、管理、显示和查询用户电能信息；从控部分子用户控制模块计算并暂存电能测量模块输出功率数据；电能计量模块采用电度表专用厚膜电路HDB6进行电能计量，简化了电路设计，同时还利用继电器控制连接或断开用户的供电回路；在主从部分间采用RS-485通信标准实现数据快速、准确的传输。同时还简要介绍了与计算机端连接的IC读写器的设计和相应的通信协议。
文中还详细介绍了设计中作为传输载体的IC卡的特点、选取和加密，并实现了对IC的读写操作和加密保护。实现电能管理的上位机软件采用Windows风格界面，运用专用控件实现串口通信，提供了友好的用户界面、清新的菜单窗口和强大的管理功能。
本系统现已通过大连市计量所电表1.0级的鉴定，其精度、可靠性完全符合电表的特性要求，是一种使用方便并值得推广的电能计量控制系统。
Reference to correlative products abroad and home, this paper puts forward with a kind of new scheme of electric energy measurement and control system which adopts master/slave structure to realize centralized measurement , control and management of electric energy.
This paper detailed analyzes design principle and realization of electric energy measurement and control part which includes user controller, sub-user controller and electric energy measurement. Being master control part, user controller stores, manages, display and query user information; as slave control part, sub-user controller calculates and temporarily stores power sent from measuring module; measuring module measures electric energy by using power meter's special circuit which simplifies circuit design and connects or breaks up power supply circuit by relay; in order to transmitting data fast and exactly, RS-485 communication standard is adopts between user controller and sub-user controller. At the same time, it briefly introduces the design of IC card read/write device and the communication protocol between computer and IC card read/write device.
This paper detailed introduces the character selection and encryption of IC card and implements read-write and encryption of IC card. The Windows interface is shown in software using serial communication control to realize serial communication. Friendly user interface, fresh menu window and strong control function are also provided to user.
This system has passed the appraisal of 1.0 lever power meter made by Dalian Weighhouse, its precision and reliability fits the need of power meter, thus it is a kind of electric energy measurement and control system which can easily use and should be popularized.
文中详细分析了电能计量控制部分中用户控制、子用户控制和电能测量模块的设计原理与实现方式。主控部分用户控制模块可存储、管理、显示和查询用户电能信息；从控部分子用户控制模块计算并暂存电能测量模块输出功率数据；电能计量模块采用电度表专用厚膜电路HDB6进行电能计量，简化了电路设计，同时还利用继电器控制连接或断开用户的供电回路；在主从部分间采用RS-485通信标准实现数据快速、准确的传输。同时还简要介绍了与计算机端连接的IC读写器的设计和相应的通信协议。
文中还详细介绍了设计中作为传输载体的IC卡的特点、选取和加密，并实现了对IC的读写操作和加密保护。实现电能管理的上位机软件采用Windows风格界面，运用专用控件实现串口通信，提供了友好的用户界面、清新的菜单窗口和强大的管理功能。
本系统现已通过大连市计量所电表1.0级的鉴定，其精度、可靠性完全符合电表的特性要求，是一种使用方便并值得推广的电能计量控制系统。
Reference to correlative products abroad and home, this paper puts forward with a kind of new scheme of electric energy measurement and control system which adopts master/slave structure to realize centralized measurement , control and management of electric energy.
This paper detailed analyzes design principle and realization of electric energy measurement and control part which includes user controller, sub-user controller and electric energy measurement. Being master control part, user controller stores, manages, display and query user information; as slave control part, sub-user controller calculates and temporarily stores power sent from measuring module; measuring module measures electric energy by using power meter's special circuit which simplifies circuit design and connects or breaks up power supply circuit by relay; in order to transmitting data fast and exactly, RS-485 communication standard is adopts between user controller and sub-user controller. At the same time, it briefly introduces the design of IC card read/write device and the communication protocol between computer and IC card read/write device.
This paper detailed introduces the character selection and encryption of IC card and implements read-write and encryption of IC card. The Windows interface is shown in software using serial communication control to realize serial communication. Friendly user interface, fresh menu window and strong control function are also provided to user.
This system has passed the appraisal of 1.0 lever power meter made by Dalian Weighhouse, its precision and reliability fits the need of power meter, thus it is a kind of electric energy measurement and control system which can easily use and should be popularized.
引文
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[3]谭勋琼，郭勤．电子式电能表技术发展及应用．电气时空，2001，10：23
[4]田广青．工业用电子式电能表及其在现代电能管理中的应用．电测与仪表，1996，12：2-7
[5]郭强，杨涛，王非非．电能自动采集管理系统．工业计量，2001增刊：150-151
[6]刘志坦，谭志强，傅军．电网电能计费系统及其现状和发展．继电器．2001，29(2)：56-58
[7]富志超，费宇航，高作石，耿心志，张旭辉，张红阳．多用户组合式全电子新型单相电能表．电测与仪表，1995，12：2-5
[8]孔慧芳，杨连军．IC卡多路电能计量集中管理应用系统设计．安徽机电学院学报，1997，12(4)：58-61
[9]王洪，王移风．IC卡预收费电度表．机械与电子，1998，5：51-53
[10]李伟．多用户IC卡预付费电表的研制．微计算机信息．2002，18(4)：52-54
[11]谢竹生，周存辉．一种新型的智能卡预付费电表．长沙交通学院学报．1999，15(3)：42-46
[12]李冬青，王瑞金．组合型静止交流有功电能表．计量技术．2001，9：28-30
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[20]Simon Newman, Gavin Sutter. Electronic Payments-The Smart Card: Smart Cards, e-Payments, & Law—Part Ⅰ, Computer Law and Security Report, 2002, 18(4): 235-240 Newman, Simon; Sutter, Gavin
[21]Simon Newman, Gavin Sutter. Electronic Payments-The Smart Card: Smart Cards, e-Payments, & Law—Part Ⅱ, Computer Law and Security Report, 2002, 18(5): 307-313
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[24]王爱英．智能卡技术．第二版．北京：清华大学出版社，2000
[25] 1K EEPROM-Security Logic with two application zones-AT88SC102. ATMEL Corporation. 1999, Rev. 14198
[26]李爱国．加密IC卡AT88SC102及其应用．国外电子元器件，1997，8：20-25
[27]陈光达，何莘．加密IC卡AT88SC102及与单片机的软硬件接口．电子科技，1998，7：29-32
[28]2-Wire Serial CMOS E~2PROM-AT24C16. ATMEL Corporation. 1999, 0180C
[29]黄智伟，王建君，盛国森．AT24XX系列IC卡的读写操作控制．电子工程师，2000，10：46-48
[30]Johan Borst, Bart Preneel, Vincent Rijmen. Cryptography on smart cards. Computer Networks, 2001，36(4)：423-435
[31]曾劼．IC卡的加密．广东通信技术，1996，1：9-10
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