Спосіб та система попередньої сплати за електроенергію для електролічильників з застосуванням безконтактних смарт-карток з автоматичним пристроєм вимикання електроенергії
Формула / Реферат
1. Спосіб попередньої сплати за електроенергію, що передбачає використання:
і) безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати зі значенням кредиту попередньої сплати за електроенергію, куплену користувачем у постачальника енергетичних послуг, причому ця безконтактна смарт-картка (15) попередньої сплати містить мікроконтролер з пам'яттю; іі) електронного електролічильника (18), який містить картку (9) вимірювання електроенергії з мікроконтролером (11) і пам'яттю; та безконтактну картку (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії, яка включає внутрішній засіб (8) запису-зчитування безконтактної картки, генератор радіочастоти, мікроконтролер (7), детектор (6) переходу через нульовий рівень постачання змінної напруги, контролер (5) пристрою припинення постачання енергії і виявлення аварійного стану і джерело живлення (4); причому електронний електролічильник (18) інтегрований як єдине ціле і щільно закритий; ііі) щонайменше одного термінала (20) пункту продажу з інтерфейсом (27) зв'язку для забезпечення зв'язку через сервер (21) з системою отримання платежів постачальника енергетичних послуг, причому система отримання платежів має базу даних сплати постачальника для зберігання інформації про рахунки клієнтів і кількість попередньо сплачених кВт-годин, куплених користувачем протягом життя електролічильника, а також інформації щодо несанкціонованої спроби доступу користувачем, за яким: ініціалізують зв'язок через послідовний інтерфейс між карткою (9) вимірювання електроенергії і безконтактною карткою (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії; конфігурують внутрішній засіб (8) запису-зчитування безконтактної смарт-картки і попередньої сплати згідно з заздалегідь визначеним протоколом передачі на радіочастоті; зчитують збережені у пам'яті мікроконтролера (11) дані картки (9) вимірювання електроенергії мікроконтролером (7) безконтактної картки (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії; генерують і передають радіочастотний сигнал від електронного електролічильника (18) з генератора радіочастоти безконтактної картки (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання енергії через внутрішні засоби (8) запису-зчитування; перевіряють (220, 230) наявність безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати у зоні виявлення електронного електролічильника (18) мікроконтролером (7) безконтактної картки (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії; здійснюють обмін інформацією (100, 290, 340) між електронним електролічильником (18) і безконтактною смарт-карткою (15) попередньої сплати (15) на радіочастоті; здійснюють аутентифікаціїю (260, 270) безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати (15) і внутрішнього засобу (8) зчитування-запису цієї безконтактної смарт-картки, у взаємній формі, з використанням двох або більше цифрових підписів і серійного номера електролічильника (18); визначають (290), чи має безконтактна смарт-картка (15) попередньої сплати кредит, більший за нуль, кількості попередньо сплачених кВт-год.; вивантажують (300) повністю або частково кількість безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати залежно від значення, записаного у пам'яті безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати (15) щодо кількості попередньо сплачених кВт-годин, що мають бути передані до електролічильника цим вивантаженням; записують вивантажену кількість попередньо сплачених кВт-годин безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати у пам'ять мікроконтролера (11) картки (9) вимірювання електроенергії мікроконтролером (7) безконтактної картки (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії; і записують у безконтактну смарт-картку (15) попередньої сплати сформовану інформацію (340) про стан електронного електролічильника, причому цю інформацію раніше записують у пам'ять мікроконтролера (11) картки (9) вимірювання електроенергії і вона включає електроенергію, спожиту користувачем протягом життя електролічильника (18), кредит електролічильника (18) і спроби несанкціонованого доступу до електролічильника, наприклад роз'єднання, переривання, шунтування, енергію, накопичену протягом шунтувань і інверсій.
2. Спосіб за п. 1, за яким при перевірці наявності безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати у зоні виявлення електронного електролічильника (18) додатково визначають, чи є більше, ніж одна безконтактна смарт-картка попередньої сплати у зоні виявлення електронного електролічильника; і вибирають безконтактну смарт-картку попередньої сплати згідно з раніше визначеними даними протоколу передачі на радіочастоті.
3. Спосіб за п. 1, за яким вивантаження кількості попередньо сплачених кВт-год. смарт-картки попередньої сплати до електронного електролічильника здійснюють частково або повністю в залежності від заздалегідь визначеного значення, яке записане у безконтактній смарт-картці попередньої сплати.
4. Спосіб за п. 1 або п. 3, за яким при вивантаженні кількості попередньо сплачених кВт-годин смарт-картки попередньої сплати до електронного електролічильника додатково зчитують залишок кредиту у електролічильнику; додають повністю або частково кредит, вивантажений зі смарт-картки, до залишку у електролічильнику; і запам'ятовують нове значення попередньо сплаченого кредиту у електролічильнику.
5. Спосіб за п. 1, за яким інформація, яку передають від електронного електролічильника і записують у безконтактну смарт-картку попередньої сплати, додатково містить коефіцієнт потужності, якість лінії і роз'єднання, інверсії, наявність шунтувань і подібних дій.
6. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 1-5, за яким внутрішній засіб зчитування-запису безконтактної смарт-картки електронного електролічильника активують на декілька секунд для перевірки наявності безконтактної смарт-картки у зоні виявлення, виконання процедури аутентифікації даних для передачі і збереження електроенергії для компанії енергопостачальника.
7. Спосіб за п. 1, за яким додатково: зчитують кредит з пам'яті електронного електролічильника; перевіряють, чи перевищує кредит 0; перевіряють стан пристрою автоматичного припинення постачання електроенергії для визначення закритий він або відкритий; і генерують сигнал на вмикання або вимикання пристрою вимикання постачання електроенергії, базуючись на попередньому зчитуванні кредиту сплати; причому, коли кредит перевищує 0, генерують сигнал закриття пристрою автоматичного припинення постачання електроенергії, щоб дозволити постачання електроенергії до електролічильника, а коли кредит не перевищує 0, генерують сигнал відкриття пристрою автоматичного припинення постачання електроенергії, щоб припинити постачання електроенергії до електролічильника.
8. Спосіб за п. 1, за яким додатково генеровану інформацію про стан електролічильника, дані, що стосуються подачі електроенергії і несанкціонованого доступу до електролічильника, зберігають у пам'яті електронного електролічильника; причому інформацію, що записана у цій безконтактній смарт-картці, вивантажують кожного разу, коли користувач поповнює цю картку багаторазового використання попередньо сплаченими кВт-годинами, у базу даних через пункт продажу для подальшого аналізу компанією енергопостачальника.
9. Спосіб за п. 1, за яким отримана інформація складається з електроенергії, спожитої користувачем протягом життя електролічильника, кредиту електролічильника, і даними про несанкціонований доступ до електролічильника, наприклад кількість роз'єднань, переривань, шунтувань, енергії, що накопичена протягом шунтування, і інверсій.
10. Система попередньої сплати і контролю постачання електроенергії, яка містить: безконтактну смарт-картку попередньої сплати, виконану з можливістю завантаження значенням попередньо сплаченого кредиту, який купується користувачем у постачальника енергетичних послуг; і електронний електролічильник, який містить: модуль вимірювання електроенергії для реєстрації електроенергії, спожитої користувачем електролічильника; мікроконтролер для контролю роботи модуля вимірювання електроенергії; пам'ять для зберігання інформації, що включає інформацію, сформовану у модулі вимірювання електроенергії стосовно електроенергії, спожитої користувачем протягом життя електролічильника, і інформацію про несанкціонований доступ до електролічильника; елемент прийому/передачі сигналів; і засіб зчитування-запису безконтактної смарт-картки попередньої сплати; причому електролічильник сконфігурований з можливістю передачі сигналу на виявлення безконтактної смарт-картки попередньої сплати у зоні виявлення електролічильника; передачі і приймання сигналів для здійснення обміну інформації між електронним електролічильником і безконтактною смарт-карткою попередньої сплати; аутентифікації смарт-картки попередньої сплати і внутрішнього засобу зчитування-запису безконтактної смарт-картки у взаємній формі; визначення, чи має безконтактна смарт-картка попередньої сплати попередньо сплачений ненульовий кредит; і вивантаження та запису у пам'яті кількості попередньо сплаченої електроенергії зі смарт-картки попередньої сплати; і, крім того, безконтактна смарт-картка попередньої сплати виконана з можливістю приймати і записувати інформацію від електролічильника про стан електролічильника, причому така інформація складається з електроенергії, спожитої користувачем протягом життя електролічильника, кредиту електролічильника та інформації про несанкціонований доступ до електролічильника, наприклад кількість роз'єднань, переривань, шунтувань, енергії, накопиченої протягом шунтування, і інверсій.
11. Система за п. 10, яка додатково містить пристрій автоматичного припинення постачання електроенергії.
12. Система за п. 11, яка додатково містить контролер пристрою автоматичного припинення постачання електроенергії, призначений для відкривання і закривання цього пристрою у відповідь на команду на закриття або відкриття від мікроконтролера.
13. Система за будь-яким з пп. 10-12, в якій мікроконтролер містить флеш-пам'ять для зберігання сформованої у модулі вимірювання інформації про електроенергію, спожиту користувачем протягом життя електролічильника, і про несанкціонований доступ до електролічильника.
14. Система за п. 10, яка додатково містить рідкокристалічний дисплей для візуалізації інформації про стан електролічильника.
15. Система за п. 14, в якій рідкокристалічний дисплей виконаний з додатковою можливістю візуалізації даних про наявну електроенергію, попередньо сплачену користувачем, і час для вивантаження значення попередньо сплаченої електроенергії з безконтактної картки попередньої сплати.
16. Система за п. 14 або п. 15, в якій рідкокристалічний дисплей виконаний з додатковою можливістю візуалізації спеціальної інформації для інструктування користувача про використання смарт-картки поблизу електролічильника, щоб почати вивантаження кількості попередньо сплаченої електроенергії.
17. Система за будь-яким з пп. 10-16, яка додатково містить незалежне джерело живлення для зазначеного модуля вимірювання електроенергії і зазначеного мікроконтролера.
18. Система за п. 17, в якій джерело живлення виконано з можливістю забезпечування живлення, коли є постачання електроенергії, і забезпечувати живлення протягом подальшого періоду, достатнього для збереження інформації про будь-яку подію з електроенергією, коли постачання електроенергії відсутнє.
19. Система за будь-яким з пп. 10-18, яка додатково включає детектор переходу через нульовий рівень постачання електроенергії, що призначений для надсилання команди мікроконтролеру при припиненні постачання електроенергії, щоб запобігти втраті інформації протягом цього припинення постачання електроенергії.
20. Система за будь-яким з пп. 10-19, в якій безконтактна смарт-картка попередньої сплати зчитування-запису додатково включає модуль шифрування/дешифрування для: верифікації придатності і підтвердження аутентичності картки попередньої сплати; кодування даних, що передаються; і верифікації придатності інформації, записаної у пам'яті мікроконтролера спеціального призначення для карток попередньої сплати у цій безконтактній картці попередньої сплати, перед вивантаженням.
21. Система за будь-яким з пп. 10-20, яка додатково включає щонайменше один термінал пункту продажу, який містить пару модулів безпеки і сервер, з'єднаний через інтерфейс зв'язку з системою збирання платежів та призначений для надання інформації про рахунки користувачів, і інформацію, що зберігається у базі даних постачальника енергетичних послуг.
22. Система за будь-яким з пп. 10-19, в якій електронний електролічильник виконаний щільно закритим.
Текст
1. Спосіб попередньої сплати за електроенергію, що передбачає використання: і) безконтактної смарт-картки (15) попередньої сплати зі значенням кредиту попередньої сплати за електроенергію, куплену користувачем у постачальника енергетичних послуг, причому ця безконтактна смарт-картка (15) попередньої сплати містить мікроконтролер з пам'яттю; іі) електронного електролічильника (18), який містить картку (9) вимірювання електроенергії з мікроконтролером (11) і пам'яттю; та безконтактну картку (3) контролю попередньої сплати і припинення постачання електроенергії, яка включає внутрішній засіб (8) запису-зчитування безконтактної картки, генератор радіочастоти, мікроконтролер (7), детектор (6) переходу через нульовий рівень постачання змінної напруги, контролер (5) пристрою припинення постачання енергії і виявлення аварійного стану і джерело живлення (4); причому електронний електролічильник (18) інтегрований як єдине ціле і щільно закритий; ііі) щонайменше одного термінала (20) пункту продажу з інтерфейсом (27) зв'язку для забезпечення зв'язку через сервер (21) з системою отримання платежів постачальника енергетичних послуг, причому система отримання платежів має базу даних сплати постачальника для зберігання інформації про рахунки клієнтів і кількість попередньо сплачених кВт-годин, куплених користувачем протягом життя електролічильника, а також інформації щодо несанкціонованої спроби доступу користувачем, за яким: ініціалізують зв'язок через послідовний інтерфейс між карткою (9) вимірювання електроенергії і безконтактною карт 2 (19) 1 3 91198 4 сплати сформовану інформацію (340) про стан 8. Спосіб за п. 1, за яким додатково генеровану електронного електролічильника, причому цю інінформацію про стан електролічильника, дані, що формацію раніше записують у пам'ять мікроконтстосуються подачі електроенергії і несанкціоноваролера (11) картки (9) вимірювання електроенергії ного доступу до електролічильника, зберігають у і вона включає електроенергію, спожиту користупам'яті електронного електролічильника; причому вачем протягом життя електролічильника (18), інформацію, що записана у цій безконтактній кредит електролічильника (18) і спроби несанкціосмарт-картці, вивантажують кожного разу, коли нованого доступу до електролічильника, наприкористувач поповнює цю картку багаторазового клад роз'єднання, переривання, шунтування, енервикористання попередньо сплаченими кВтгію, накопичену протягом шунтувань і інверсій. годинами, у базу даних через пункт продажу для 2. Спосіб за п. 1, за яким при перевірці наявності подальшого аналізу компанією енергопостачальбезконтактної смарт-картки (15) попередньої спланика. ти у зоні виявлення електронного електролічиль9. Спосіб за п. 1, за яким отримана інформація ника (18) додатково визначають, чи є більше, ніж складається з електроенергії, спожитої користуваодна безконтактна смарт-картка попередньої чем протягом життя електролічильника, кредиту сплати у зоні виявлення електронного електроліелектролічильника, і даними про несанкціонований чильника; і вибирають безконтактну смарт-картку доступ до електролічильника, наприклад кількість попередньої сплати згідно з раніше визначеними роз'єднань, переривань, шунтувань, енергії, що даними протоколу передачі на радіочастоті. накопичена протягом шунтування, і інверсій. 3. Спосіб за п. 1, за яким вивантаження кількості 10. Система попередньої сплати і контролю постапопередньо сплачених кВт-год. смарт-картки почання електроенергії, яка містить: безконтактну передньої сплати до електронного електролічильсмарт-картку попередньої сплати, виконану з можника здійснюють частково або повністю в залежливістю завантаження значенням попередньо ності від заздалегідь визначеного значення, яке сплаченого кредиту, який купується користувачем записане у безконтактній смарт-картці попереду постачальника енергетичних послуг; і електронньої сплати. ний електролічильник, який містить: модуль вимі4. Спосіб за п. 1 або п. 3, за яким при вивантаженні рювання електроенергії для реєстрації електроекількості попередньо сплачених кВт-годин смартнергії, спожитої користувачем електролічильника; картки попередньої сплати до електронного елекмікроконтролер для контролю роботи модуля витролічильника додатково зчитують залишок кредимірювання електроенергії; пам'ять для зберігання ту у електролічильнику; додають повністю або інформації, що включає інформацію, сформовану частково кредит, вивантажений зі смарт-картки, до у модулі вимірювання електроенергії стосовно залишку у електролічильнику; і запам'ятовують електроенергії, спожитої користувачем протягом нове значення попередньо сплаченого кредиту у життя електролічильника, і інформацію про несанелектролічильнику. кціонований доступ до електролічильника; еле5. Спосіб за п. 1, за яким інформація, яку передамент прийому/передачі сигналів; і засіб зчитуванють від електронного електролічильника і записуня-запису безконтактної смарт-картки попередньої ють у безконтактну смарт-картку попередньої сплати; причому електролічильник сконфігуровасплати, додатково містить коефіцієнт потужності, ний з можливістю передачі сигналу на виявлення якість лінії і роз'єднання, інверсії, наявність шунтубезконтактної смарт-картки попередньої сплати у вань і подібних дій. зоні виявлення електролічильника; передачі і 6. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 1-5, за приймання сигналів для здійснення обміну інфоряким внутрішній засіб зчитування-запису безконтамації між електронним електролічильником і безктної смарт-картки електронного електролічильниконтактною смарт-карткою попередньої сплати; ка активують на декілька секунд для перевірки аутентифікації смарт-картки попередньої сплати і наявності безконтактної смарт-картки у зоні вияввнутрішнього засобу зчитування-запису безконтаклення, виконання процедури аутентифікації даних тної смарт-картки у взаємній формі; визначення, для передачі і збереження електроенергії для чи має безконтактна смарт-картка попередньої компанії енергопостачальника. сплати попередньо сплачений ненульовий кредит; 7. Спосіб за п. 1, за яким додатково: зчитують креі вивантаження та запису у пам'яті кількості попедит з пам'яті електронного електролічильника; редньо сплаченої електроенергії зі смарт-картки перевіряють, чи перевищує кредит 0; перевіряють попередньої сплати; і, крім того, безконтактна стан пристрою автоматичного припинення постасмарт-картка попередньої сплати виконана з можчання електроенергії для визначення закритий він ливістю приймати і записувати інформацію від або відкритий; і генерують сигнал на вмикання або електролічильника про стан електролічильника, вимикання пристрою вимикання постачання елекпричому така інформація складається з електроетроенергії, базуючись на попередньому зчитуванні нергії, спожитої користувачем протягом життя елекредиту сплати; причому, коли кредит перевищує ктролічильника, кредиту електролічильника та 0, генерують сигнал закриття пристрою автоматиінформації про несанкціонований доступ до електчного припинення постачання електроенергії, щоб ролічильника, наприклад кількість роз'єднань, педозволити постачання електроенергії до електрореривань, шунтувань, енергії, накопиченої протялічильника, а коли кредит не перевищує 0, генегом шунтування, і інверсій. рують сигнал відкриття пристрою автоматичного 11. Система за п. 10, яка додатково містить приприпинення постачання електроенергії, щоб пристрій автоматичного припинення постачання елекпинити постачання електроенергії до електролічитроенергії. льника. 5 91198 6 12. Система за п. 11, яка додатково містить контколи є постачання електроенергії, і забезпечувати ролер пристрою автоматичного припинення посживлення протягом подальшого періоду, достаттачання електроенергії, призначений для відкринього для збереження інформації про будь-яку вання і закривання цього пристрою у відповідь на подію з електроенергією, коли постачання електкоманду на закриття або відкриття від мікроконтроенергії відсутнє. ролера. 19. Система за будь-яким з пп. 10-18, яка додатко13. Система за будь-яким з пп. 10-12, в якій мікрово включає детектор переходу через нульовий контролер містить флеш-пам'ять для зберігання рівень постачання електроенергії, що призначений сформованої у модулі вимірювання інформації про для надсилання команди мікроконтролеру при електроенергію, спожиту користувачем протягом припиненні постачання електроенергії, щоб запобіжиття електролічильника, і про несанкціонований гти втраті інформації протягом цього припинення доступ до електролічильника. постачання електроенергії. 14. Система за п. 10, яка додатково містить рідко20. Система за будь-яким з пп. 10-19, в якій безкокристалічний дисплей для візуалізації інформації нтактна смарт-картка попередньої сплати зчитупро стан електролічильника. вання-запису додатково включає модуль шифру15. Система за п. 14, в якій рідкокристалічний дисвання/дешифрування для: верифікації придатності плей виконаний з додатковою можливістю візуаліі підтвердження аутентичності картки попередньої зації даних про наявну електроенергію, попередсплати; кодування даних, що передаються; і веньо сплачену користувачем, і час для рифікації придатності інформації, записаної у павивантаження значення попередньо сплаченої м'яті мікроконтролера спеціального призначення електроенергії з безконтактної картки попередньої для карток попередньої сплати у цій безконтактній сплати. картці попередньої сплати, перед вивантаженням. 16. Система за п. 14 або п. 15, в якій рідкокриста21. Система за будь-яким з пп. 10-20, яка додатколічний дисплей виконаний з додатковою можливісво включає щонайменше один термінал пункту тю візуалізації спеціальної інформації для інструкпродажу, який містить пару модулів безпеки і сертування користувача про використання смартвер, з'єднаний через інтерфейс зв'язку з системою картки поблизу електролічильника, щоб почати збирання платежів та призначений для надання вивантаження кількості попередньо сплаченої інформації про рахунки користувачів, і інформаелектроенергії. цію, що зберігається у базі даних постачальника 17. Система за будь-яким з пп. 10-16, яка додаткоенергетичних послуг. во містить незалежне джерело живлення для за22. Система за будь-яким з пп. 10-19, в якій електзначеного модуля вимірювання електроенергії і ронний електролічильник виконаний щільно закризазначеного мікроконтролера. тим. 18. Система за п. 17, в якій джерело живлення виконано з можливістю забезпечування живлення, Винахід стосується системи попередньої сплати для лічильників енергії, зокрема, більш ефективної системи і способу контролю постачання електроенергії і отримання останньої інформації з лічильника за допомогою безконтактної смарт-картки. Енергетичні компанії використовують традиційне зчитування даних і складання рахунків для сплати після використання клієнтом послуг компанії. Нещодавно була запропонована удосконалена система попередньої сплати побутові послуги, наприклад, за світло, воду або газ, яка усуває деякі незручності існуючої системи отримання сплати. Була побудована певна система попередньої сплати, згідно з якою купівля певної кількості електроенергії (води або газу) здійснюється безпосередньо з центральної станції і інформація про закуплену кількість передається до клієнта, де ця кількість споживається. У пункті споживання (місцева установа, житло тощо) клієнта встановлюють вимірювальний пристрій, який отримує інформацію про попередню сплату і надсилає до центральної станції підтвердження закупленої кількості. Звичайно пристрій вимірювання електроенергії встановлюють ззовні установи або житла і поруч з лічильником встановлюють термінал зчитування інформації про попередню сплату і з'єднують його кабелем з лічильником, встановленим усередині. Вадою таких систем попередньої сплати є складність і висока вартість встановлення. Іншою проблемою, пов'язаною з таким типом систем попередньої сплати є відсутність двостороннього обміну інформацією про споживання, про те, як використовується кредит, яким лічильником і де використовується кредит, і про спроби несанкціонованого доступу до лічильника. Інший тип добре відомих систем попередньої сплати також базується на закупівлі постачання електроенергії у заздалегідь визначених місцях придбання, причому інформація про закуплене постачання зберігається на магнітній картці або у контактній смарт-картці. Така система попередньої сплати потребує використання електронного лічильника з пристроєм зчитування з картки або з магнітним ключем і ряду додаткових пристроїв контролю для керування подачею електроенергії. Приклади згаданих систем попередньої сплати можна знайти у патенті США 4 240 030 від 16/12/1960, де описано інтелекттуалізованний лічильник, в якому використовується вставна магнітна картка для регулювання подачі енергії. У патенті США 4 629 874 від 16/12/1980 описано систему в якій використано смарт-картку і додаткові елементи визначення кредиту для регулювання постачання енергії. У патенті США 4 731 575 від 7 91198 8 15/03/1988 описано систему, в якій використано Іншою задачею винаходу є створення системи кодову магнітну стрічкову картку для перенесення вимірювання попередньо сплаченої енергії з заінформації про купівлю з пункту збору сплати до стосуванням щільно замкненого лічильника і безспоживача. У патенті США 4 795 892 від 3/01/1989 контактної смарт-картки. описано систему, в якій попередня сплата здійсЩе одною задачею винаходу є створення сиснюється через продаж картки на постачання електеми вимірювання попередньо сплаченої енергії, троенергії, води, газу тощо. У патенті США 4 803 яка містить автоматичний пристрій для припинен632 від 7/02,1989 описано тип зовнішнього лічильня постачання енергії. ника з процесором даних, який має екран для Задачею винаходу є також створення системи отримання і погодження інформації і пристрій зчипопередньої сплати за енергію для її вимірювання тування з картки сплати, з'єднаний з дисплеєм на і забезпечення через безконтактну смарт-картку рідких кристалах, розташованим усередині приміпостачальника інформацією про споживання, вищення. У патенті США, 4 908 769 від 13/03/1990 користання кредиту, про те, який лічильник і де описано систему вимірювання з попередньою використовує кредит, і інформацією про несанкцісплатою, яка має електронний ключ і щілину для оновані спроби доступу до лічильника. його прийому. У патенті США 5 146 047 від Іншою задачею винаходу є створення способу 8/09/1992 описано систему попередньої сплати за попередньої сплати за постачання електроенергії постачання побутових послуг з застосуванням за допомогою безконтактної системи зчитування з магнітної стрічкової картки. У патенті США 5 668 картки. 538 від 16/09/1997 описано розташування лічильВинахід стосується використання лічильника, ників, яке включає модуль попередньої сплати з повністю виконаного як єдине ціле, повністю защілиною для смарт-карток, картки пам'яті тощо. У критого і без будь-якого контакту з зовнішнім сепатенті США 6 529 883 від 4/03/2003 описано сисредовищем, який включає систему попередньої тему з двостороннім зв'язком з смарт-карткою і з сплати, і стосується більш ефективного способу системою вимірювання попередньо сплаченої контролю постачання електроенергії і отримання енергії, в якій використовується смарт-картка для якісної інформації від лічильника за допомогою забезпечення двостороннього обміну даними між безконтактних смарт-карток. клієнтом і постачальником послуги. Система попередньої сплати згідно з винахоВадою такого типу лічильників для попереддом включає смарт-картку контролю попередньої ньої сплати з зчитувачем з магнітної картки або з сплати з можливістю припинення постачання енеконтактної смарт-картки є те, що зчитувач, будучи ргії, яка відповідає за виявлення і активування відкритим для прийому карток попередньої сплати, карти попередньої сплати, а також здійснює керує вразливим до пошкоджень (навмисних або ненавання системою попередньої сплати і подачею вмисних) користувачем або під дією солоного сеенергії до лічильника. У бажаному втіленні безконредовища, високої відносної вологості тощо. Інші тактна картка контролю попередньої сплати з мопроблеми виникають, коли зчитувач з картки має жливістю припинення постачання енергії включає кабельне з'єднання з лічильником, оскільки цей елемент запису-зчитування для безконтактних кабель також може зазнати пошкоджень. Якщо ж смарт-карт, мікроконтролер, детектор нуля джерезчитувач є вбудованим у лічильник, цей лічильник ла змінної напруги, контролер елемента припимає бути підданий суттєвим фізичним змінам для нення постачання енергії і джерело живлення цієї збільшення його об'єму, і це робить його відкриті картки. Система попередньої сплати згідно з виначастини вразливими до пошкоджень довкіллям. ходом не весь час виконує пошук безконтактної Крім того, це робить його несумісним до існуючих картки попередньої сплати, оскільки це було б з'єднань, наприклад, типу S або А. марними витрачанням енергії на операції, які виІснують і інші типи систем попередньої сплати конуються лише декілька разів, і тому пошук картдля контролю постачання електроенергії, в яких ки попередньої сплати виконується лише протягом передбачено способи припинення постачання пісдекількох сек. кожної хвилини. ля вичерпання кредиту. Приклад такої системи Спосіб попередньої сплати за електроенергію описано у патенті США 5 959 549 від 28/09/1999, з застосуванням безконтактної смарт-картки і еледе застосовано систему вимірювання, яка постактронного лічильника електроенергії з внутрішнім чає попередньо сплачену електроенергію до багазасобом запису-зчитування для безконтактних тьох клієнтів, але дистанційно припиняє постачансмарт-карток включає операції обміну інформаціня. Вадою цього типу систем попередньої сплати єю між лічильником і безконтактними смартза електроенергію з контролем постачання є необкартками на радіочастоті; аутентифікації смартхідність застосовувати коштовне обладнання для картки попередньої сплати і внутрішнього засобу прийому і передачі інформації (наприклад, модем) запису-зчитування для безконтактнної смартдо і від електростанції. Іншою вадою такої системи картки, у формі взаємності з застосуванням двох є відсутність модему до і від електростанції. Іншою або більше цифрових підписів і серійного номера вадою такої системи є відсутність надання інфорлічильника; вивантаження з пам'яті електронного мації про спроби несанкціонованого доступу до лічильника і зберігання у ній кредиту смарт-картки лічильника. попередньої сплати; і зберігання інформації про З урахуванням недоліків існуючих рішень застан лічильника у безконтактній смарт-картці подачею винаходу є створення системи попередньої передньої сплати. Аспекти, що вважаються ознасплати для ефективного контролю постачання ковими для винаходу, визначено у Формулі винаелектроенергії в електронних лічильниках, встаноходу. влених у клієнта. 9 91198 10 Винахід разом з його об'єктами і перевагами ма попередньої сплати і спосіб вимірювання енеррозглядається на прикладах його втілень у подагії знижують витрати на виготовлення інтегрованольшому описі з посиланнями на креслення, в яких: го електронного лічильника і дозволяють здійснюфіг. 1 - спрощена схема вимірювальної систевати обмін даними між користувацьким ми попередньої сплати за енергію згідно з бажалічильником і компанією-постачальником енергії ним втіленням винаходу. без використання існуючих силових ліній або обфіг. 2 - функціональна схема у спрощених ладнання зв'язку з додатковими модемами. Крім блоках системи попередньої сплати, вбудованої в того, згідно з бажаними втіленнями винаходу, безелектронний лічильник, згідно з бажаним втіленконтактний обмін даними здійснюється модулем ням винаходу. попередньої сплати безконтактного інтелектуаліфіг. 3, 4 - схеми виконання операцій вимірюзованого засобу запису-зчитування, вбудованого в вальної системи попередньої сплати за енергію електронний лічильник, причому смарт-картка фіг. 1, 2. безпосередньо передає до лічильника дані про Термін "безконтактна картка" стосується обміоб'єм закупівлі, а також приймає і зберігає інфорну командами між карткою модулем записумацію про параметри роботи лічильника і про зчитування без гальванічного зв'язку (наприклад, спроби несанкціонованого доступу до лічильника, без омічного контакту модуля запису-зчитування з яка передається у базу даних постачальника енерінтегральною схемою усередині картки), причому гії, коли безконтактна смарт-картка перезаряджапотужність, необхідна для функціонування цієї ється. Система попередньої сплати за енергію інтегральної схеми, отримується через команду, дозволяє оплачувати надану послугу перед спощо генерується модулем запису-зчитування, а живанням завдяки використанню безконтактної зв'язок і подача потужності у цю інтегральну схему смарт-картки. Безконтактну смарт-картку перезаздійснюється з'єднанням. Безконтактна картка вантажують у терміналах пунктів продажу або може бути відділена від модуля запису-зчитування безпосередньо на електростанції постачальника відстанню від декількох мм до декількох см і при енергії. цьому буде здійснюватись обмін даними між ними. Згідно з винаходом, клієнт отримує електроеТермін "смарт-картка" стосується картки, подінергію від електростанції через силові лінії безпобної за розміром до пластикової кредитної картки, середньо у лічильник користувача і тому не виниз інтегральною схемою усередині (мікропроцесокає необхідності приєднувати лічильник до будьром, пам’яттю або спеціалізованою схемою), з якого терміналу зв'язку або до зовнішнього обладзчитувачем, який використовує потужність для нання, яке може слугувати каналом зв'язку (напридекількох застосувань з високим рівнем захищеноклад, інфрачервоного зв'язку, прямого кабельного сті. з'єднання, РЧ зв'язку або зв'язку через лінії змінноТермін "цифровий підпис" або "цифровий го струму), для контролю постачання електроенерключ" означає послідовність даних, за допомогою гії. яких можна дешифрувати команду, шифровану Фіг.1 містить спрощену схему системи поперетакою ж послідовністю. дньої сплати для вимірювання енергії згідно з баТермін "несанкціонований доступ" стосується жаним втіленням винаходу. На фіг.1 ця система будь-яких дій, спрямованих на зміну реєстрації попередньої сплати, бажано, має термінали у пунелектроенергії, спожитої користувачем лічильника. ктах 20 продажу, які можуть бути розташовані на Термін "роз'єднання" означає дії, спрямовані центральній станції і/або у місцях збору сплати на позбавлення лічильника електроенергії без постачальника. Термінали пунктів 20 продажу обприпинення постачання електроенергії користуваладнано модулями 23 запису-зчитування з смартчу таким чином, що лічильник не реєструватиме карток, і можуть бути звичайного типу, призначеспоживання енергії користувачем під позбавлення ного для безконтактних карток або можуть бути лічильника електроенергії. Термін "інверсія" ознаспеціалізованими. Термінал 29 продаж має інтерчає зміну механічного положення лічильника у фейс 27 зв'язку для забезпечення зв'язку через з'єднувальному гнізді з метою зменшення або насервер 21 з системою зборів платежів, яка постійрахування меншої кількості фактично спожитої но отримує інформацію про рахунки клієнтів, і ця енергії. Термін "відведення" стосується містка з інформація зберігається у базі даних 22 постачамінімальним електричним опором, який під'єднульника. Зв'язок через інтерфейс 27 може здійснюють до лічильника назовні для того, щоб не весь ватись, наприклад, через модем з використанням струм, що споживається користувачем, проходив мережі Інтернету або Інтранету або спеціалізовачерез датчики лічильника і він в результаті реєстного каналу зв'язку. У базі даних 22 також зберігарував струм, менший за фактичну кількість, спожиються суми попередньої сплати, кВт-години, закуту користувачем. плені користувачем, кВт-години, виміряні протягом Термін "антиконфліктний" означає арбітруванжиття лічильника, а також спроби несанкціонованя між картками, в результаті якого залежно від ного допуску, зроблені користувачем, для аналізу і серійного номера обирається лише одна картка планування дій компанією-постачальником енергії. (згідно з ISO 14443-3AISO14443-4A). Для забезпечення надійного зв'язку і для заВинахід включає систему попередньої сплати і безпечення обміну даними між терміналом 20 пунспосіб вимірювання електроенергії з застосуванкту продажу і сервером 21 система попередньої ням безконтактної передачі даних, де електронний сплати за виміряну енергію має пару модулів 24, лічильник повністю інтегрований у єдине ціле, по25 безпеки, встановлені у сервері і у пункті продавністю закритий і не має контакту з зовнішнім сежу. Бажано, щоб модулі 24, 25 безпеки виконували редовищем. Згідно з бажаним втіленням, ці систешифрування і дешифрування даних, що переда 11 91198 12 ються між сервером 21 і терміналом 20 пункту саної у картці, призначеної для передачі до лічипродажу, наприклад, з застосуванням цифрових льника вивантаженням, або від того, наскільки ключів, які дозволяють дешифрування лише цими малим є кредит порівняно з кількістю, що надаєтьцифровими ключами, і тому, якщо дані, передані ся. Тут термін "кількість попередньо сплачених від терміналом пункту продаж до сервера і у звокВт-годин, переданих вивантаженням" означає ротному напрямку, будуть перехоплені, їх не можкількість, заздалегідь визначену користувачем або на буде дешифрувати без ключів дешифрування. енергетичною компанією; наприклад, якщо ця кільДані, передані між терміналом 20 пункту продажу і кість буде 50, то після розміщення картки поблизу смарт-карткою 15 попередньої сплати, шифруютьлічильника попередньої сплати лічильник буде ся модулем 24 безпеки з використанням цифрових надано 50 х 50 кВт-годин, за винятком випадку, ключів, записаних у смарт-картці 15. Модуль 24 коли кількість попередньо сплачених кВт-годин, безпеки також забезпечує захист даних транзакщо залишились у картці, буде менше 50, і тоді цій, що здійснюються безконтактною смарткарткою до лічильника буде надана повна кількість карткою 15 і модулем 23 запису-зчитування смартпопередньо сплачених кВт-годин. Одночасно або картки. Бажано, щоб безконтактна смарт-картка 15 після вивантаження певної кількості попередньо і електронний лічильник 18 також мали модулі сплачених кВт-годин, безконтактний засіб записушифрування/дешифрування, встановлені у їх відзчитування лічильника завантажує у картку всю повідних мікрокронтролерах або інтегральних інформацію, генеровану електронним лічильником схемах (ІС) для використання у системах поперестосовно енергії, спожитої користувачем протягом дньої сплати для обміну шифрованою інформаціжиття лічильника, і інформацію про спроби несанєю. У бажаному втіленні шифрувальний модуль кціонованого доступу до лічильника. Електронний електронного лічильника знаходиться у мікроконтлічильник 18 постійно виводить на екран дисплею ролері контролю попередньої сплати безконтактінформацію про залишок наданої попередньо ної картки з можливістю припинення постачання сплаченої електроенергії, завдяки чому користувач енергії, або може бути розташований у засобі зчиу зручний час може довантажити безконтактну тування з безконтактних смарт-карток. смарт-картку 15 з терміналу пункту 20 продажу. При замовленні або відновленні постачання Термінал 20 пункту продажу приймає, зчитує і заелектроенергії енергетична компанія встановлює писує з/до смарт-картки 15 попередньої сплати електронний лічильник з системою попередньої дані, що стосуються системи вимірювання попесплати згідно з винаходом у приміщенні 19 корисредньо сплаченої електроенергії, згідно з програтувача і вручає безконтактну смарт-картку 15 помою постачальника. Як уже відзначалось, картка передньої сплати багаторазового використання, може бути завантажена у пункті 20 продажу, але, завантажену певною кількістю кВт-годин, попередкрім того, дані про вивантаження карткою до елекньо сплачених у пункті 20 продажу. У бажаному тронного лічильника надсилаються до бази даних втіленні безконтактна смарт-картка 15 поперед22 для перегляду енергетичної компанією. Терміньої сплати персоналізується інформацією, збенал 20 пункту продажу приймає кількості песо (або реженою у пам'яті мікрокон-тролера. Ця інформаінших грошових одиниць залежно від країни) або у ція включає номер лічильника, номер контракту, кВт-годинах і передає цю транзакцію до сервера дату останнього завантаження картки, ключі без21 або постачальника обслуговування для зберіпеки (наприклад, цифрові підписи, а також визнагання у базі даних 22. Незалежно від форми запичена у Mifare© шифрувальна система таким чису цієї інформації у смарт-картці 15 попередньої ном, щоб, у бажаному втіленні, ключ А сплати користувач вивантажує певну кількість повикористовувався для надання певної кількості передньо сплачених кВт-годин у лічильник 18 як попередньо сплачених кВт-годин, а ключ В – для кВт-години. Отже на екрані лічильника інформація завантаження і вивантаження певної кількості попро попередню сплату надається у кВт-годинах. передньо сплачених кВт-годин у секторі картки, Фіг.2 містить спрощену функціональну блокабо потрійна шифрувальна система DES тощо), схему електронного лічильника, який має безконкількість попередньо сплачених кВт-годин, кільтактну систему попередньої сплати для контролю кість попередньо сплачених кВт-годин, що має постачання електроенергії і отримує відповідну бути передана до лічильника вивантаженням. У інформацію про це для належного використання більш бажаному втіленні пам'ять мікроконтролера згідно з бажаним втіленням винаходу. Електронпопередньої сплати безконтактної картки може ний лічильник 18 енергії з попередньою сплатою приймати і зберігати інформацію від електронного включає картку 9 вимірювання електроенергії, карлічильники стосовно енергії, спожитої користуватку 3 контролю попередньої сплати безконтактною чем протягом життя лічильника, і про спроби несакарткою і з можливістю припинення постачання нкціонованого доступу до лічильника. енергії, пристрій припинення постачання енергії 1 і Щоб почати отримання енергії, користувач антену 14. встановлює безконтактну смарт-картку 15 попереКартка 9 вимірювання електроенергії включає дньої сплати поблизу безконтактного засобу 18 модуль 10 вимірювання енергії, який реєструє запису-зчитування електронного лічильника, і цей електроенергію, спожиту користувачем, мікроконтзасіб запису-зчитування активує картку 15 попереролер 11, який керує операціями модуля 10 вимідньої сплати і надає повну або часткову кількість рювання енергії і має флеш-пам'ять для зберіганкуплених і заздалегідь сплачених кВт-годин. Повна ня інформації про попередньо сплачену або часткова передача попередньо сплачених кВтелектроенергію, вивантажену безконтактною картгодин від картки 15 до лічильника 18 залежить від кою З контролю попередньої сплати, а також інкількості попередньо сплачених кВт-годин, запиформації з модуля 10 стосовно енергії, спожитої 13 91198 14 користувачем протягом життя лічильника, і про Елемент 8 запису-зчитування для безконтактспроби несанкціонованого доступу до лічильника ної картки генерує і надсилає на РЧ команди сто(наприклад, від'єднання, інверсія, відведення тосовно потужності через антену 14 до лічильника що), контрольований мікроконтролером рідкокрис18. Команда зміни потужності прийнята антеною талічний дисплей 13, який показує, проміж іншим, 14 на РЧ зумовлюється присутністю безконтактної інформацію про наявність енергії, попередньо смарт-картки 15 попередньої сплати. Після виявсплаченої користувачем і коли вона може бути лення елементом запису-зчитування присутності вивантажена певна кількість попередньо сплачекартки 15 попередньої сплати він зчитує і передає них кВт-годин з безконтактної картки 15, і спеціадані про попередньо сплачену кількість з безконльну інформацію, яка інструктує користувача встатактної картки 15 попередньої сплати до мікроконновити картку поблизу лічильника, щоб почати тролера 7, який здійснює попередню перевірку і вивантаження певної кількості попередньо сплаактивування картки 15 засобами шифруванчених кВт-годин; і незалежне джерело 12 живлення/дешифрування даних 8 запису-зчитування безня для модуля 10 вимірювання і мікроконтролера контактних карток. Ці засоби шифруван11 картки 9 вимірювання енергії. Джерело енергії ня/дешифрування даних модуля 8 записупрацює, коли має місце постачання електроенерзчитування для безконтактних карток виконують гії, і протягом щонайбільше 1 сек., якщо постачанперевірку і активування, використовуючи цифроня переривається. Цього часу достатньо для збевий підпис, що зберігається у пам'яті мікроконтрореження інформації про будь-яку транзакцію лера або спеціалізованої ІС, для карток 16 попеенергії. редньої сплати картки 15, наприклад, номер Картка 3 контролю безконтактної картки попелічильника, номер контракту, дату останнього заредньої сплати і припинення постачання енергії є вантаження картки, ключі безпеки, дані стосовно головним модулем, що виявляє і активує картку 15 кількості попередньо сплачених кВт-годин, кільпопередньої сплати і керує системою попередньої кість попередньо сплачених кВт-годин, що мають сплати і постачання енергії до лічильника. У бажабути передані у лічильник вивантаженням тощо. ному втіленні картка 3 контролю безконтактної Без перевірки і активування зчитувач не вивантакартки попередньої сплати і припинення постачанжить дані про кількість або інформацію про попеня енергії включає елемент запису-зчитування для редню сплату з картки 15 в електронний лічильник безконтактної смарт-картки 8, який також має ге18. нератор радіочастот (РЧ), мікроконтролер 7, детеПісля перевірки і активування безконтактної ктор 6 нуля змінного струму, контролер 5 елеменкартки 15 попередньої сплати, дані про постачанта припинення постачання енергії і джерело 4 ня попередньо сплаченої кількості електроенергії живлення картки 3 контролю. Картка 3 контролю вивантажуються з безконтактної смарт-картки 15 у безконтактної картки попередньої сплати і припикартку 9 вимірювання електроенергії через картку нення постачання енергії не веде постійного пошу3 контролю попередньої сплати, і картка 9 електку безконтактної картки 15 попередньої сплати, ровимірювання енергії зменшує кількість енергії оскільки це потребує зайвих витрат енергії на опезгідно з споживанням користувачем. Взагалі інфорацію, яка виконується рідко, і тому цей пошук рмація про кількість попередньо сплачених кВтвиконується протягом лише декількох сек. кожної годин зберігається у флеш-пам'яті мікроконтролехвилини. ра 11 картки 9 вимірювання електроенергії 9, і цей Елемент запису-зчитування для безконтактної мікроконтролер 11 забезпечує керування зниженкартки попередньої сплати згідно з винаходом ням кількості попередньо сплаченої електроенергії передає інформацію з смарт-картки 15 попередзгідно з споживанням користувачем однієї кВтньої сплати до мікроконтролера 11 електронного години на основі інформації про споживання, наділічильника 18 через мікроконтролер 7. Крім того, сланої модулем вимірювання енергії. цей елемент 8 запису-зчитування надає інформаВ іншому варіанті інформація про історію дацію з мікроконтролера 11 лічильника 18 у смартних лічильника, записана у безконтактній смарткартку 15 через мікроконтролер 7. Обмін інформакартці 15 попередньої сплати, зберігається також у цією між безконтактною смарт-карткою 15 і електфлеш-пам'яті мікроконтролера 11 картки 9 виміронним лічильником 18 здійснюється за допоморювання. Отже, обмін інформацією між електронгою антени, виконаної як друкована схема і ним лічильником 18 і смарт-карткою 15, зокрема, розміщеною у безконтактній картці попередньої здійснюється мікроконтролером 7 картки З контросплати (лічильник і картки 14, 17 попередньої лю попередньої сплати і мікроконтролером 11 карсплати, відповідно), яка може приймати у РЧ діатки вимірювання через послідовний інтерфейс. пазоні, в якому ведуться передачі. Бажано, щоб Інакше кажучи, мікроконтролер 11 є елементом, елемент запису-зчитування для картки був викощо зберігає інформацію у його флеш-пам'яті, а наний як інтегральна схема, яка виявляє присутмікроконтролер 7 виявляє присутність картки 15 і ність безконтактної картки попередньої сплати, зчитує дані з флеш-пам'яті мікроконтролера 11 інтерпретує команди цієї картки і генерує і надсичерез послідовний інтерфейс, а також зчитує дані лає на радіочастоті (РЧ) команди стосовно потужз картки 15 попередньої сплати через картку 8 ності. Антена 14 також приймає на РЧ команди на запису-зчитування попередньої сплати і працює як зміну потужності, з використанням протоколу пепроміжний пристрій для передачі інформації від редачі згідно з стандартом ISO 14443-3A, або наоднієї системи до іншої. віть стандартом ISO 14443-4A, або за будь-яким В іншому втіленні винаходу система попередіншим придатним протоколом передачі на РЧ. ньої сплати за електроенергію з застосуванням лічильників і безконтактної смарт-карти включає 15 91198 16 пристрій 19 припинення постачання електроенергії пруги), який слугує для двох цілей: по-перше, коли до користувача. На фіг. 2 показано, що картка конмікроконтролер реле 5 контролю зникнення енергії тролю попередньої сплати також включає детек(не показаний) виявляє, що перетинання нуля не тор 6 нуля електроенергії і контролер 5 пристрою було, це означає, що було припинене постачання припинення постачання, який керує пристроєм 1, електроенергії, і він генерує відсутність подачі що припиняє/відновлює постачання енергії 1. У електроенергії у безконтактній картці 3 контролю бажаному втіленні винаходу мікроконтролер 7 карпопередньої сплати І припинення постачання енетки 3 контролю попередньої сплати має інформаргії і надсилає однією з вихідних команд повідомцію про залишок енергії для споживання користулення до мікроконтролера 7 про те, що він має вачем, оскільки зчитує цю інформацію з картки 9 достатню інформацію для власного нормального вимірювання електроенергії. Отже, мікроконтрофункціонування і не втратив даних про транзакції, лер 7 контролює або припиняє постачання електякі могли бути виконані. По-друге, для замкнення роенергії до користувача 19. реле 1 воно має отримати команду постійного Звичайно постачання електроенергії до корисструму (DC) між його активуючими терміналами, а тувача 19 припиняється, коли наявна кількість для відкриття воно має також отримати команду енергії, зафіксована у картці 9 вимірювання електпостійного струму, але зворотного напрямку, тобто роенергії лічильника 18 і зчитана мікроконтроледля його активування після виявлення нуля і пором 7 досягає 0. Постачання електроенергії віднолярності змінного струму, необхідно відкрити реле влюється, коли наявна кількість енергії, активуванням твердотільного пристрою 22, коли зафіксована у картці 9 вимірювання електроенергії полярність фази є негативною відносно нейтралі, і лічильника 18 і зчитана мікроконтролером 7 стає замкнути реле активуванням твердотільного приненульовою. Весь час мікроконтролер 7 картки З строю 2, коли фаза є позитивною відносно нейтконтролю попередньої сплати зчитує наявну кільралі. У протилежному випадку, коли мікроконтрокість електроенергії для користувач з картки 9 вилер 7 зчитуванням визначає, що наявна кількість мірювання електроенергії. енергії є ненульовою, він надсилає команду на Припинення або відновлення постачання енепостачання до мікроконтролера контролю реле і ргії здійснюється контролером 5 пристрою припиаварійного стану, який активує твердотільний принення подачі і аварійної сигналізації, причому пристрій 2 детектора 6 нульового рівня енергії під час строєм 1 припинення/відновлення у бажаному позитивної фази у лінії. Зрозуміло, що контролер втіленні може бути реле. Постачання енергії може пристрою 5 припинення постачання аварійної сигбути припинене цим реле, а контролер 5 виконує налізації може бути вбудований у невелику картку функцію відкривання і замикання реле 1, якщо або реалізований як додаткова функція мікроконтцього вимагає мікроконтролер 7 командою на відролера 7 безконтактної картки попередньої сплати кривання або замикання. Контролер 5 відкриває і картки 3 припинення постачання енергії. або замикає реле за допомогою твердотільного Як уже відзначалось, смарт-картка 15 признапристрою 2. Крім того, контролер 5 реле і виявчена для багаторазового використання і є індивілення аварійного стану сповіщає мікроконтролер 7 дуальною для кожного лічильника. Це означає, що про переривання подачі енергії, яке виявляється її можна використовувати лише з одним певним детектором 6 нуля, і він вдається до запобіжних лічильником. Смарт-картка включає мікроконтрозаходів, завдяки чому інформація не втрачається лер або спеціалізовану схему для використання у під час відсутності подачі енергії. Всі ці пристрої картці 16 попередньої сплати і антені 17. Персоотримують живлення від джерела 4 живлення. налізована інформація картки записується у внутКоли мікроконтролер 7 отримує інформацію рішню пам'ять мікроконтролера 16. Бажано, щоб про те, що кількість енергії у картці вимірювання смарт-картка мала розмір звичайної кредитної електроенергії дорівнює 0, він надсилає команду картки і відповідала стандарту ISO 14443-1, 14443на припинення постачання до контролера 5 реле і 2, 14443-3, 14443-4, хоча це не є обов'язковим. аварійного стану, який включає мікроконтролер Застосування безконтактних смарт-карток попере(не показаний), який має три вхідні порти і два видньої сплати у системі попередньої сплати за посхідні. Один вхідний порт цього мікро контролера тачання електроенергії для лічильників електроеслугує для індикації, що він має замкнути реле 1 нергії згідно з винаходом має три головні функції: припинення або відновлення постачання енергії. 1) вивантаження певної кількості попередньо Інший вхідний порт цього мікроконтролера вказує, сплачених кВт-годин у електронний лічильник що він має відкрити реле 1 припинення або відноенергії; 2) прийом даних щодо енергії, спожитої влення постачання енергії, а останній вхідний порт протягом усього життя лічильника, інформації про цього мікроконтролер сигналізує про досягнення спроби доступу до лічильника, наприклад, від'єднуля у лінії змінного струму (це відповідає заземнання, інверсії і наявність відведень, без залученленню схеми або падінню напруги до 0) командою, ня зчитувача або застосування складних дорогих що вказує на нуль і полярність, при якій відбулось систем; і 3) уникнення аварій і механічного зносу його досягнення. Інакше кажучи, цей останній вхілічильника. дний порт визначає момент, коли фаза стала поСистема попередньої сплати електроенергії зитивною відносно нейтралі (тобто землі картки 3 безконтактними смарт-картками винаходу передмодуля попередньої сплати), або навпаки (фаза бачає завантаження у лічильник за допомогою стала негативною відносно нейтралі). Ця функція безконтактної картки попередньої сплати з можлизабезпечується детектором 6 нуля електроенергії вістю припинення постачання енергії, яка виконує (який є детектором рівня з гістерезисом, створеоперації виявлення і активування картки попередним операційними підсилювачами і дільником наньої сплати і керування системою попередньої 17 91198 18 сплати за постачання енергії до лічильника згідно відкрите, і мікроконтролер 7 зчитує інформацію, з схемою операцій на фіг. 3, 4. Зокрема, мікроконвиведену на екран лічильника 18 (блок 160). тролер 7 безконтактної картки 3 контролю попереВ іншому разі, якщо баланс, зчитаний блоком дньої сплати і припинення постачання енергії кон110, перевищує 0, мікроконтролер 7 перевіряє, чи тролює роботу системи попередньої сплати згідно замкнене реле 1 (блок 140). Якщо результат перез винаходом, а також зв'язок, пов'язаний з поперевірки стану реле 1 (блок 140) є негативним, мікродньою сплатою, між лічильником 18, карткою 15 контролер 7 надсилає до контролера пристрою 5 попередньої сплати і карткою 9 вимірювання 18, припинення постачання і виявлення аварійного карткою 15 попередньої сплати і карткою 9 вимістану команду замкнути реле 1 (блок 150) для норювання енергії, і працює незалежно від решти рмалізації постачання електроенергії до лічильнимікроконтролерів системи. ка 18. Після замикання реле 1 (блок 150) мікроконПеред початком виконання функцій контролю і тролер 7 зчитує інформацію, виведену на екран зв'язку мікроконтролер 7 ініціює послідовні порти лічильника 18 (блок 160). Якщо результат викозв'язку, через які від здійснює зв'язок з мікроконтнання блоку 140 є позитивним, це означає, що ролером 11 і конфігурує запис-зчитування з безкореле 1 замкнене, і тоді мікроконтролер 7 зчитує нтактних смарт-карток 8 для узгодження, наприінформацію, виведену на екран лічильника 18 клад, з стандартом ISO 14443-4A. Після цього (блок 160). мікроконтролер 7 зчитує дані, з картки 9 вимірюНегайно після перевірки стану реле 1 (блоки вання електроенергії, наприклад, серійний номер 110 - 160) мікроконтролер 7 через мікроконтролер клієнта, накопичені кВт-години протягом життя модуля 10 вимірювання енергії 10 перевіряє, чи лічильника, кількість від'єднань, інверсій, відвевиведено інформацію на екран лічильника (блок день і енергію, накопичену протягом відведень 170). Якщо так (блок 170), і інформація на екрані (серійний номер лічильника зчитується лише у цій лічильника відповідає "попередній сплаті", мікрочастині програми, оскільки це ніколи не змінюєтьконтролер 7 перевіряє, чи ввімкнуто генератор РЧ ся). Після зчитування даних ініціалізується внутрі(блок 180) безконтактної смарт-карти елемента 8 шня затримка мікроконтролера 7, який після цього запису-зчитування і починає пошук картки поперегенерує переривання кожні 70 мс, поки він виконує дньої сплати. Якщо результат виконання блоку конкретну задачу. Потім мікроконтролер 7 перехо180 є негативним, формується команда ввімкнути дить у неактивний стан, тобто не виконує ніяких РЧ (блок 190), і мікроконтролер 7 повертається у задач і переходить у "сплячий стан" для зберестан неактивності для збереження енергії і, чекаюження енергії, яке є важливим з огляду на стандачи на команду переривання (блок 80), знову почирти і бажання уникнути фінансових втрат компанінає дії, описані у блоках 90 -180. Позитивний виєю-постачальником енергії. Мікроконтролер 7 падок виконання блоку 180 означає, що РЧ може вийти з стану неактивності лише від перериввімкнуто, і через антену 14 починається передача вання внутрішньою затримкою або перериванням на РЧ команд на виявлення розташованої поблизу постачання енергії. Таким чином, мікроконтролер 7 безконтактної смарт-картки 15 (блок 220). безконтактної картки 3 контролю попередньої Якщо на екран (блок 170) виведено інформасплати і припинення постачання енергії чекає на цію "кВт-години, інверсії, роз'єднання, відведення", переривання і знаходиться у такому стані більшу мікроконтролер 7 перевіряє, чи вимкнуто РЧ (блок частину часу. 200), і, якщо так, повертається у стан неактивності Отже, якщо затримкою генерується команда для збереження енергії і, чекаючи на команду пепереривання (блок 90), мікроконтролер 7 виходить реривання (блок 80), знову починає дії, описані у з стану неактивності і зчитує у лічильнику баланс блоках 90 -180. Якщо результат перевірки стану накопичених кВт-годин і кількість роз'єднань, певипромінювання РЧ є негативним, це означає, що реривань, відведень і інверсій (блок 100). У протиРЧ ввімкнуто, і тоді мікроконтролер 7 вимикає або лежному випадку мікроконтролер 7 повертається у деактивує генерування РЧ (блок 210), після чого стан неактивності для зберігання енергії і чекає на повертається у стан неактивності для збереження команду переривання (блок 80). енергії і, чекаючи на команду переривання (блок Після виконання мікроконтролером 7 функції 80), знову починає дії, описані у блоках 90 -180. зчитування даних з картки 9 вимірювання енергії Після виконання мікроконтролером 7 функцій (блок 100), відбувається перевірка і зміна стану зчитування даних з картки 9 вимірювання енергії і реле залежно від балансу попередньої сплати зміни стану реле 1, він перевіряє вміст екрану лікористувача. Мікроконтролер 7, базуючись на інчильника для активування/деактивування випроформації отриманій у блоці 100, перевіряє, чи є мінювання РЧ, переходить до виявлення присутбаланс попередньо сплаченого постачання неності безконтактної смарт-картки 15 попередньої нульовим (блок 110), якщо кредит не перевищує 0, сплати 15 і виконує транзакцію вивантаження повін перевіряє, чи відкрите реле 1 (блок 120). Якщо передньої сплати. ні (блок 120), мікроконтролер 7 надсилає до контКоли мікроконтролер визначає, що РЧ ввімкролера пристрою 5 припинення постачання і виявнуто, він через антену 14 надає на РЧ команду на лення аварійного стану команду відкрити реле 1 пошук картки 15 (блок 220) згідно з стандартом (блок 130) для припинення постачання електроеISO 14443-3A. Після завершення пошуку картки нергії до лічильника 18. Після відкриття реле 1 (блок 220) мікроконтролер 7 перевіряє наявність (блок 130) мікроконтролер 7 зчитує інформацію, смарт-картки 15 у зоні виявлення (блок 230). Якщо виведену на рідкокристалічний дисплей лічильниу зоні виявлення є смарт-картка (блок 230), викока 18 (блок 160). Якщо ж результат виконання нується функція арбітрування (блок 240) для виблоку 120 є задовільним, це означає, що реле 1 значення, чи є у зоні виявлення більш, ніж одна 19 91198 20 смарт-картка (у випадку наявності більш, ніж однієї Фіг. 1,2: смарт-картки 15 одна буде деактивована згідно з 2 - твердотільний пристрій нормами ISO 14443-3A). Якщо у зоні виявлення 3 - безконтактної картки контролю попередньої нема смарт-карток 15 (блок 230), мікроконтролер 7 сплати і припинення постачання енергії повертається у стан неактивності для збереження 5 - контролер пристрою припинення постачаненергії, чекаючи на команду переривання (блок ня і виявлення аварійного стану 80), знову починає дії, описані у блоках 90 -180. 6 - детектор нуля змінного струму Після виявлення картки у зоні виявлення сис7 - мікроконтролер попередньої верифікації і тема вибирає картку (блок 250) згідно з протокоактивування картки лом передачі даних для РЧ (наприклад, згідно з 8 - модуль запису-зчитування для безконтактстандартом ISO 14443-3А або стандартом ISO ної картки 14443-4A). Після обрання картки (блок 250), мікро9 - картка вимірювання електроенергії контролер 7 виконує аутентифікацію картки за ци10 - модуль вимірювання електроенергії фровим підписом вивантаження певної кількості 11 - мікроконтролер керування операціями попередньо сплачених кВт-годин і за серійним модуля вимірювання електроенергії номером лічильника (блок 260). Мікроконтролер 12 - джерело живлення модуля 10 і мікроконтпотім перевіряє відповідність смарт-картки лічильролера 11 нику (блок 270), і, якщо картка не відповідає цьому 14 - картка попередньої сплати, антена лічильнику мікроконтролер 7 повертається у стан 15 - безконтактна картка попередньої сплати неактивності для збереження енергії і, чекаючи на 16 - використання картки попередньої сплати команду переривання (блок 80), знову починає дії, 17 - картка попередньої сплати описані у блоках 90 -180. 18 - електронний лічильник Якщо картка відповідає даному лічильнику, мі19 - користувач кроконтролер зчитує баланс картки (блок 280). На 20 - пункт продажу цій стадії мікроконтролер 7 перевіряє, чи має 21 - сервер смарт-картка попередньої сплати кредит (блок 22 - база даних постачальника 290), і, якщо ні (блок 290), мікроконтролер 7 повер23 - модуль запису-зчитування тається у стан неактивності для збереження енер24 - модуль безпеки гії і, чекаючи на команду переривання (блок 80), 25 - модуль безпеки знову починає дії, описані у блоках 90-180. Якщо Фіг. 3. 4: результат перевірки (блок 290) позитивний, мікро80 - генерування переривання контролер проводить нормальне вивантаження з 90 - очікування команди на переривання смарт-картки 15 у флеш-пам'ять мікроконтролера 100 - зчитування у лічильника балансу накопи11 картки 9 вимірювання енергії безконтактною чених кВт-годин і кількості роз'єднань, переривань, карткою контролю попередньої сплати (блок 300). відведень і інверсій Може статись, що не весь кредит попередньої 110 - перевірка балансу попередньо сплаченосплати вивантажують одним наданням, оскільки го постачання кредит, що може бути вивантажений, залежить від 120 - перевірка стану реле 1 загальної кількості попередньо сплачених кВт130 - команду відкрити реле 1 годин, що міститься у картці і можуть бути виван140 - перевірка, чи замкнене реле 1 тажені. Після вивантаження кредиту (блок 300) 150 - команду замкнути реле 1 система зчитує залишок кредиту у лічильнику 160 - зчитування інформації, виведену на рід(блок 310) і додає кредит, вивантажений з картки кокристалічний дисплей лічильника 18 15, до залишку кредиту у лічильнику (блок 320). 170 - перевірка, чи виведено інформацію на Отримане нове значення попередньо сплаченого екран лічильника кредиту (блок 320) надсилається у флеш-пам'ять 180 - перевірка, чи ввімкнуто генератор РЧ лічильника енергії (блок 330) мікроконтролером 190 - формування команди ввімкнути РЧ 11. Після отримання нового значення кредиту або 200 - перевірка, чи вимкнуто РЧ у той же час мікроконтролер 11 надсилає до 210 - вимикання РЧ смарт-картки 15 (блок 340) інформацію, сформо220 - початок передачі на РЧ команд на вияввану у модулі 10 вимірювання інформацію, про лення розташованої поблизу безконтактної смартенергію, спожиту користувачем протягом життя картки 15 лічильника, і про спроби несанкціонованого досту230 - перевірка наявність смарт-картки 15 у пу до лічильника (наприклад, від'єднання, інверсії, зоні виявлення наявність відведень тощо). Після надсилання цієї 240 - виконання функції арбітрування інформації до смарт-картки 15 мікроконтролер 7 250 - обрання картки повертається у стан неактивності для збереження 260 - аутентифікація картки за цифровим піденергії і, чекаючи на команду переривання (блок писом вивантаження певної кількості попередньо 80), знову починає дії, описані у блоках 90 -180. сплачених кВт-годин і за серійним номером лічиОтже, були описані і ілюстровані окремі варіальника нти реалізацій винаходу, але зрозуміло, що цей 270 - перевірка відповідності смарт-картки ліопис надає фахівцю можливість виконати різні чильнику зміни і модифікації реалізації винаходу у межах 280 - зчитування балансу картки мікроконтрооб'єму винаходу, визначеного Формулою винахолером ду. 290 - перевірка, чи має кредит смарт-картка Позначення попередньої сплати 21 91198 22 300 - нормальне вивантаження з смарт-картки 330 - надсилання нового значення попередньо 15 у флеш-пам'ять мікроконтролера сплаченого кредиту (блок 320) у флеш-пам'ять 310 - зчитування залишку кредиту у лічильнику лічильника енергії мікроконтролером 320 - додання кредиту, вивантаженого з картки 340 - надсилання до смарт-картки 15 інфор15, до залишку кредиту у лічильнику мації про енергію, спожиту користувачем протягом життя лічильника, і про спроби несанкціонованого доступу до лічильника. 23 91198 24 25 Комп’ютерна верстка В. Мацело 91198 Підписне 26 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and prepayment system for electric power meters with using contactlee smart cards with automatic device for power outage.
Автори англійськоюNeri-Vadillo Eduardo Agustin
Назва патенту російськоюСпособ и система предварительной оплаты за электроэнергию для электросчетчиков с использованием бесконтактных смарт-карточек с автоматическим устройством отключения электроэнергии
Автори російськоюНери-Вадильйо Эдуардо Агустин
МПК / Мітки
МПК: G06Q 99/00
Мітки: спосіб, смарт-карток, електроенергію, електролічильників, система, попередньо, автоматичним, пристроєм, сплати, безконтактних, електроенергії, вимикання, застосуванням
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/13-91198-sposib-ta-sistema-poperedno-splati-za-elektroenergiyu-dlya-elektrolichilnikiv-z-zastosuvannyam-bezkontaktnikh-smart-kartok-z-avtomatichnim-pristroehm-vimikannya-elektroenergi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та система попередньої сплати за електроенергію для електролічильників з застосуванням безконтактних смарт-карток з автоматичним пристроєм вимикання електроенергії</a>