IC卡燃气表预付费系统的研究 计费方式, 燃气表, 天然气, 工作量, 能源

关键字：IC卡   燃气表   预付费系统  
　　0 引言

　　目前，煤气和天然气作为主要的能源进入千家万户，传统的人工抄表计费方式存在着效率低下、计费人员工作量增大等缺点，越来越无法满足用户的需求。随着计算机技术的发展，IC卡预付费燃气表作为燃气计费的主要手段在众多城市中相继应用。预付费技术在燃气计费中的应用主要针对在燃气计费收费中出现的用户拖欠燃气费、人工统计出错率高、计费人员与用户出现纠纷等问题。IC卡预付费燃气表的应用不仅能够很好地解决上述问题，而且还具有以下优点：(1) 有效地收集用户信息，为企业发展提供了良好的支持。(2)方便用户缴费，为普及燃气使用提供了良好的支持。(3)减轻了燃气公司资金周转负担，杜绝了计费人员与现金直接接触的现象，帮助燃气公司提高燃气销售的管理水平。因此，IC卡预付费燃气表已经成为燃气计费的主要手段之一。

　　自动计费功能是IC卡燃气表的核心功能之一。因此，预付费系统是IC卡燃气表的重要组成部分。然而，在目前众多预付费系统中还存在着诸多问题，如：计费系统拥有各自的规范，没有提供统一的接口，使得系统之间的数据无法共享；很少提供系统二次开发接口，使得系统无法升级，以满足用户需求等。

　　基于以上系统中出现的问题，本文设计了一个预付费系统，并进行了初步的实验验证。经实验结果表明，该系统能够初步地解决了以上问题。

　　1 系统的功能

　　根据IC卡燃气表应用的现状，IC卡燃气表预付费系统可分解为以下功能：

　　(1)流量计费：从计量传感器中获得燃气流量，并结合燃气单位价格计算燃气价格，再通过读卡设备更新IC卡中的金额。

　　(2)流量控制：从读卡器中获得用户的插卡信息及IC卡内的金额信息，以判断是否开启或关闭控制阀门以及提醒用户充值后继续使用。

　　(3)自动报警及预警：燃气发生泄漏、电源供电不足、燃气表损坏或被打开时，关闭阀门并提示用户申请工作人员上门检修、或更换电池、燃气表。

　　(4)IC卡验证：通过读卡器读入用户信息并进行本地验证，若卡与用户信息不符或插入的IC卡与读卡器不匹配，则将系统锁定。

　　(5)网络管理：将IC卡中的信息通过Interact进行定时传送，不仅能够确保服务器与IC卡燃气表中的数据在一定程度上一致，而且也能够便于数据的统计。

　　(6)信息提示：通过燃气表的显示设备将IC卡的余额、燃气表状态及其他状态信息通过显示设备显示给用户。

　　2 IC卡燃气表控制系统的设计

　　由于以往的IC卡燃气表成本较高，使得IC卡燃气表的普及速度较慢，然而如何在确保IC卡燃气表成本较低的情况下满足预付费系统对硬件需求成为了目前的难点。IC卡燃气表在设计上应当减少用户以往从终端中获取IC卡信息的烦琐性，让客户及时了解IC卡的余额、IC卡状态及燃气表状态等信息，体现更人性化的服务。

　　本文给出了一种IC卡燃气表的控制系统的结构，能够满足预付费系统对硬件需求且成本较低(如图1所示)。该系统微处理器采用ARM9的 EP9315芯片，由Cirrus Logic公司出品，基于ARM920T内核，内带MMU、16 kB的指令cache、16 kB的数据cache、Maverick Crunch数学协处理器；主频高达200 MHz。EP9315芯片克服了同类产品的内核资源有限的缺点，能够提供较高的处理能力，可轻松实现音频、视频等多媒体功能；存储器采用NOR FLASH32M字节存储器(2片INTEL E28F128 FLASH芯片组成32位接口)，能够提供较大的存储单元；音频接口采用IIS接口芯片UDAl341。以上硬件设备不仅能够满足预付费系统的运行，而且能够支持嵌入式操作系统，为系统的升级及移植提供良好的硬件平台。

　　3 系统结构设计

　　根据IC卡燃气表预付费系统的总体功能，应采用一户一表制，不仅有利于IC卡燃气表的管理，而且也减少了预付费系统开发的成本，并且可以将IC 卡燃气表进行二次开发，例如，可利用其硬件性价比高的优势，在现有燃气表功能的基础上增加多媒体等附加功能。由于燃气用户较多、且分布较广、不集中，采用实时数据网络传输会造成服务器压力负载较大，带来设备更换或系统升级的问题。根据IC卡燃气表的实际应用情况，采用三层网络体系结构，第一层为IC卡燃气表，通过Internet与子应用服务器连接；第二层为子应用服务器；第三层为中心应用服务器、数据库服务器，通过Internet防火墙与子应用服务器连接。系统结构如图2所示。