三、復費率與實時時鐘

    復費率

    目前各地區(qū)使用的卡式電表基本上都是單費率電度預付費方式，但隨著居民用電在電力供應中所占比例的提高，新增電力供應趕不上電力需求的增長，國家電力政策的指向，都需要我們考慮大面積使用復費率計量方式。

    隨著技術的不斷發(fā)展，單費率CPU卡式電表與復費率CPU卡式電表在電表成本上相差己越來越小，若使用單片機設計，兩者器材成本相差約20元（一片時鐘芯片，一塊鋰電池）；使用電表芯片設計，兩者器材成本相差約13元（芯片己內含時鐘芯片，僅差一塊鋰電池），兩者的產品可靠性相差不大（使用芯片時一樣），僅生產調試時會有差別。

    若使用復費率CPU卡式電表，普通居民無論單/復費率計量均可使用相用的電表，便于管理和收費，兩種用戶可方便地進行轉換。復費率CPU卡式電表可以設置成單費率CPU卡式電表，需要轉換為復費率CPU卡式電表時，僅需在銀行改寫用戶卡相關文件即可，反之則需更換電表，造成較大浪費。

    目前，國內己有遼寧、安徽、江蘇、上海、浙江、福建、重慶、湖北等多個省市開始或大規(guī)模將居民用表改為復費率表，其中上海至2004年年底己超過400萬戶，這樣，作為卡式電表的設計和制造者必須考慮將其設計成復費率計量方式。

    據(jù)安徽、上海、江蘇、浙江等省市大批量裝表的經驗和教訓，復費率zui少要設置峰、平、谷三種費率，時段數(shù)要大于等于8，時段表數(shù)應大于等于2。

    實時時鐘的走時與調校

    推行復費率表zui關鍵的是要保證時鐘的可靠性及全溫范圍內的時鐘精度，根據(jù)安徽、上海、江蘇、浙江等省市大批量裝表的經驗，必須要求電表時鐘部份使用硬件時鐘、實施時鐘溫度自動補償，時鐘精度在全溫范圍內年誤差在120秒之內（該要求己超過當前國標要求），達到此要求，可以確保復費率表大面積運用的成功。

    實施電表的時鐘溫度自動補償：要求每只電表出廠前檢測秒時鐘相對不同溫度的誤差（差和溫飄差）并作相關記錄并轉為修正參數(shù)存入本只表中，當工作時，電表自動進行溫度測量，依據(jù)測量結果挑選合適的參數(shù)修正秒脈沖，使時間值在全溫范圍內年誤差控制在某一范圍內（例如120秒/年），此方法能確保減小電表運行期間的走時誤差。

    某些公司使用部份電表的修正值平均數(shù)組來代替每只表的修正值，無法實現(xiàn)每只電表的*補償，從而無法達到應有時鐘精度；但經過出廠前修正過的帶溫度補償?shù)臅r鐘芯片可以達到上述要求（例如美信的DS3231）。

    我們認為，現(xiàn)行時鐘調校方法存在如下問題：

    安全性：a） 目前時鐘調校是使用紅外抄表器發(fā)送時間/日期數(shù)據(jù)護給電表；發(fā)送者可以修改抄表器時間/日期，導致修改電表時間/日期。b） 傳送數(shù)據(jù)只含一組固定明文密鑰，極易破譯或截獲，造成非法偽造日期/時間。c） 使用廣播較時不含密鑰，雖有較時范圍限制，仍可使用多次廣播較時方法實現(xiàn)非法修改時間/日期。

    準確性：一般抄表器時間誤差為±20ppm，溫度誤差可為±100ppm，再加上人工對抄表器校時的誤差，輸出的時間經常會誤差到幾分鐘級別，再加上電表時鐘走時誤差，導致電表時間誤差很大，這樣將無法保證正確的復費率計量。

    因此，我們建議的改進方案如下：

    a） 密文較時：電表禁止原來的明文/密鑰（紅外或其它通訊口）較時，改為密文較時，方法為：電表和電表較時器中均裝入一塊ESAM芯片（卡表可用卡表的ESAM芯片），駐留一個不可讀的基礎較時密鑰（128Bit）；較時時，電表較時器先呼喚電表，電表從ESAM芯片中取一隨機數(shù)明文發(fā)給電表較時器，同時此隨機數(shù)用基礎校時密鑰進行加密（DES或SSF33），得到本次解密密鑰；電表較時器取出時間/日期值用加密密鑰（本次加密密鑰生成方法同電表本次解密密鑰）進行加密（加密方法同電表），得到時間/日期密文發(fā)給電表，電表解密后核對格式和校驗核，對則接受修改本表時間/日期。此種方法每次密鑰不同，無法破澤，確保時間/日期傳遞過程無法偽造和修改。廣播較時時，主機呼喚群表，主動發(fā)隨機數(shù)，群表不再發(fā)隨機數(shù)，但用與隨機數(shù)相對應的密鑰來解密文（方法同單表密文較時），這樣，每次解密密鑰也不相同。本方案不增CPU卡式復費率電表任何硬件成本。

    b） GPS提供不可更改高精度時間/日期值：新開發(fā)的電表較時器時間/日期值*來源于GPS模塊，操作者不可更改和插入，確保時間/日期的高精度準確和*。 

    四、紅外及其它集抄通訊

    絕大多數(shù)己裝的卡式電表，均未加裝紅外及集抄通訊接口，只是增加了“檢查卡”，用于抄錄電表數(shù)據(jù)和相關狀態(tài)。我們認為：“檢查卡”在實際使用中不如紅外抄表器（供電部門己有大量配置）來得方便和貯存的數(shù)據(jù)容量大，而現(xiàn)在電表上的紅外通訊口成本很低。

    卡式電表本身是脫網設備，若能通過其它網絡聯(lián)至*主機，則將發(fā)揮較大的作用，因此，我們認為，卡式電表加裝通訊口是必要的。

    對于卡式電表，我們建議預留標準接口（建議為帶光耦TTL電平RS232），規(guī)定該標準接口的點位、信號規(guī)范、插接件，規(guī)定表內預留空間及相關尺寸，便于增加通訊模塊與各種網絡聯(lián)接（RS485、載波、有線電視HFC網、或ADSL、GPRS、SMS、IP等），*只需更換通訊模塊即可組成各種集抄網。

    在有兩個串口的情況下，紅外、集抄標準串口通訊波特率應能獨立設置。

    另外，紅外、串口通訊（特別是寫命令）應充分考慮信息安全，僅使用清零密鑰、編程密鑰、對時密鑰，錯誤7次以上鎖死的方式是遠遠不夠的，必須采用密文或明文+MAC傳遞，僅按645規(guī)約實施通訊己不能滿足現(xiàn)實的要求。

    五、欠費斷電及柔性斷電方式

    目前的卡表，斷電一般有如下兩種方式：

    *類：立即斷電 電表欠費開始立即斷電。

    第二類：告警斷電 告警斷電，插卡恢復供電，欠費*斷電。

    顯然，第二類為未欠費卻有跳閘，明顯違反《電力法》。*類顯得比較生硬，當許多用戶表裝在表箱內且不易觀察時，斷電常常使用戶措手不及，并給用戶帶來損失，不夠人性化；因此，建議各卡表公司采用第三類斷電方式：

    第三類：柔性斷電 單費率計量、無時鐘時方式 

    a.欠費可透支M度電量斷電。

    b.欠費可透支M元金額斷電。

    復費率計量、不與時鐘相關方式

    c.欠費可透支M度電量斷電。

    d.欠費可透支M度等效電度值斷電。

    e.欠費可透支M元金額斷電。

    復費率計量、與時鐘/日期相關方式

    f.欠費可透支N日用電后斷電。

    g.欠費節(jié)假日不斷電。

    上述柔性斷電除g外可采取欠費后繼續(xù)透支和欠費時斷電，插入用戶卡記錄透支標記后開始透支兩種方案。實施中a~f六種中只能選一，g可加入或不加入。