随着科学技术的进步和用电管理的精细化。RFID目前，国内大中城市正在逐步推广预付费智能电表的使用。
随着科学技术的进步和用电管理的精细化，RFID预付费智能电表得到了广泛的应用，与接触式IC与卡相比，射频卡具有以下优点：①高可靠性。卡与读写器之间没**械接触，避免了接触读写造成的各种故障。例如，由于卡插入粗糙、非卡插入、灰尘、油污等原因导致接触不良。②卡表面无 芯片，*担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题。③操作方便快捷。读写器在非接触通信中1mm～1m卡片可以在范围内操作，所以不需要像IC非接触卡使用时没有方向性，卡可以在任何方向穿过读写器表面，可以大大提高每次使用的速度。④防止冲突。射频卡具有快速的防冲突机制，可以防止卡之间的数据干扰，因此读写器可以同时处理多个非接触式射频卡。⑤应用范围广。射频卡的存储结构使其多用途，可应用于不同的系统，用户可根据不同的应用设置不同的密码和访问条件。⑥良好的加密性能。射频卡的序列号是一的。制造商在产品出厂前固化了该序列号，不能更改。射频卡与读写器之间采用双向验证机制。
RFID预付费电能表管理系统概述
1.系统的构成
基于RFID基于上位机(预付费电能表管理系统)和下位机(RFID的单相电能表）构成的丰从式结构。管理系统采用微机对上传的数据进行显示、分析和管理，电能表采用单片机系统对现场数据进行采集、计量和对用户负载进行监控，用射频卡作为二者之间进行信息交换的载体。基于RFID预付费售电系统主要由三部分组成：基于RFID单相电能表、智能读卡器和预付费电能表管理系统。如系统组成所示。
2.系统的工作原理
本系统介绍的电子预付费电能表通过电能测量集成电路处理电压和电流的取样信号，输出与有功功率成正比的频率信号微处理器计算脉冲计数消耗的电量。首先，在销售管理系统中建立**用户的基本文件信息，发行管理卡并充值。用户将充值的管理卡放在RFID在预付费电能表感应区，读取卡中的数据，解密并判断数据的有效性。MCU存储通过射频芯片读取卡的金额EPROM同时，此卡将被清除。电能表将通过LCD显示提醒用户充电成功。如果数据有效，打开电能表继电器，允许用户使用电源。同时，电能表将自动将表记录的当前工作状态、运行状态等数据写入用户卡。当用户再次充电时，管理部门可以记录用户表的操作信息，以监控用户的使用。当用户的剩余电源耗尽时，RFID预付费电能表将自动跳开继电器，切断电源，直到用户持卡充值并重新刷卡。
射频卡预付费电能表管理系统通过信息载体射频卡实现信息的双向传输，通过射频卡与预付费管理系统建立联系，实现电能使用的预付费管理。预付费电能表通过继电器的开关动作管理用户的预付费用。
RFID射频卡预付费电能表系统设计设计
1.系统组成
RFID射频卡预付费电能表应用系统RFID射频卡、发卡器、智能读卡器和PC由管理机组成，如所示。RFID存储射频卡的身份号（PIN）发卡机将密码和数据一次性写入相关数据。发卡机实际上是一种直接与PC机的RS232连接或通过出行口RS485网络间接与PC机器连接，由系统管理员管理PC机器设置或选择要写入的数据，发出写卡命令完成RFID射频R写入数据和密码。与读卡器不同，发卡器通常是被动的，不主动读写进入射频能量范围的射频卡，必须接收PC机器的命令只能操作，即必须在线工作，智能读卡器通常可以脱离PC管理机工作。只要智能读卡器主动操作，只要RFID射频卡进入读卡器大线射频能量范围，智能读卡器可以读取相关*风扇区域的数据。
框图由典型的射频卡应用系统组成，发卡器在硬件设计上与智能读卡器相似，由单片机控制（MFRC500），加上一些必要的外围设备。
2.硬件设计
(1)射频芯片
MFRC500是PHILIPS公司为RFID卡设计的**读卡芯片与射频卡的通信标准兼容ISO14443A，如功能框图所示。
它包括微控制器接口单元、模拟信号处理单元和ISO14443A协议处理单位和规定的协议处理单位RFID卡特殊的cryptol安全密钥存储单元。它可以与所有相容性Intel或Motorola总线的微控制器实现了8个并行的厄缝接口(直接连接)，内部也有 B的先进先出（FIFO）队列可以在微控制器之间高速传输数据ISO14443A协议处理单元包括状态控制单元和数据转换处理单元中的模拟单元，可以调制和发送数字信号处理单元的数据信息，也可以将天线接收到的信息转换为数字信号，传输到协议处理单元，具有一定的天线驱动能力。
（2）实时钟：记录刷卡时间，使用外部硬件实时钟芯片为系统提供准确的时钟3V备用电池确保在系统断电时正常行走。实时钟芯片，体积小，接口简单DSl302。它是美国DALLLAS公司推出的低功耗串行通信接口**芯片采用三线串行与单片机进行数据通信。DSl302片内还有3lB的静态RAM，闰年补偿可以自动进行。数据可以通过单字节或多字节突发传输。DSl302为8脚DIP封装，与P89C58串行线用于串行接口，SCLK接CPU的P2.2，同步时钟输入RST接CPU的P2.3，通信允许信号I/0接CPU的P2.4，串行数据输入输出。x1、X2接32768Hz的石英晶振Uccl接3V备用锂电池，主电源连接Ucc2。
(3)串行存储器:使用AT24C256数据存储器。AT24C256是串行E2PROM存储器，支持12C总线数据传输协议，32KB存储器容量，用两根线与CPU构成串行接口。SDA是双向数据线，连接CPU的P2.1SCL是时钟线，连接CPU的P2.0这两条线必须连接拉电阻。WP写保护线，一般接地，表示允许读写操作。AO、A1是地址线，通过这两根地址线CPU较多可找4个地址AT24C256设备和四个芯片都有固定，分别对应AO、A1为00~11，这两个地址可以在线扩展l～3片AT24C256串行E2PROM存储器。
3.程序设计
(1)单片机主程序流程图
单片机的程序包括：RFID卡读/写/密码验证/擦除操作程序RC500通信中断处理程序，键盘中断处理程序PC机器通信中断处理程序、显示程序、存储器读写程序等。读卡器的主程序流程如下。
(2)阅读/写卡程序设计
读写卡过程是一个复杂的程序执行过程，需要执行一系列操作指令，调用多个C51函数。包括装载密码、查询卡、防冲突、选卡、验证密码、读写卡、停卡。这一系列操作必须按固定顺序进行。RFID当卡进入射频天线的有效范围时，当前时钟显示在低5位。RFID卡进入射频天线的有效范围。读卡程序验证卡和密码成功后， 以及读卡时间及相关数据为记录E2pROM并在存储器中LED显示器高5位显示 。
程序设计采用单片机汇编语言KeilC51混合编程。看门狗定时器中断服务程序用汇编语言编写，其他程序用汇编语言编写。c语言编写。程序的每个部分都按模块化设计成文件。单独调试后，在KeilC5l在环境中加入工程文件汇编生成HEX用模拟器模拟文件后，写入P89C58BP离开模拟器在芯片中运行。
（3）MERC500
以寄存器写数据和写命令的形式控制卡数据的读写。
预付费智能电能表技术方案
预付费电能表的主要方案如下。
（1）插入式预付费电能表：预付费电能表的初始产品为插入式，测量部分为电子电能表。技术相对成熟。电能表上有插入端口，电能表箱上有开口，广泛应用于居民区。由于卡露后*受到攻击，气体点火器等高压静电干扰了端口，制造商改进了卡座，增加了抗静电措施，但无法控制人工卡口攻击。
(2)射频卡预付电能表:非接触式RFID卡(又称射频卡)是近年来国外发展起来的一项新技术。它成功地将射频识别技术和IC卡技术的结合解决了无源和无接触的问题，防止了插卡电能表的静电干扰和端口插入的破坏性物品。射频卡不需要特殊的电源。与读写器无机械接触，避免接触故障。它的表面没有 芯片，防水，不易产生静电攻击和弯曲损。非接触式IC卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特点。
（3）红外遥控预付费电能表：红外智能卡电能表是与电视遥控器相同的信号传输方式。其信号传输具有良好的保密性和抗干扰性口。红外信号可以穿透表箱上的玻璃（3m内部）与电能表进行数据交换，可有效防止电能表数据传输系统的人为损坏。由于红外遥控器，操作不受安装高度的限制。缺点是红外卡配备电池，手表配备红外接受器，成本相对较高。
(4)集中电子预付费电能表:预付费多用户电能表循环显示每户用电量，在居民家中安装智能卡读写器，插卡显示每户剩余电量IC卡中的数据传输给电能表，管理更加人性化，及时在用户家中提示购电。多用户预付费电能表单位数量小，成本低。每个表箱较多可安排24个电源，安装位置灵活方便。集中测量、集中管理、抄表方便，避免了上下抄表的麻烦。缺点是如果计算机CPU损坏会影响许多用户的正常用电。
（5）GPS预付费电能表：将现代通信技术与计算机技术和电能测量技术相结合，能够及时、准确、全面地反映电力的使用（即销售）。GPS预付费电能表是一种可以通过手机短信或无线网络操作的产品。信号通过卫星传输，通过短信发送给总控中心，实现远程自动无线抄表功能。目前，只采用这种电厂信息管理模式。
江苏安科瑞电器制造有限公司专注于集中式电能表,配电房无人值守系统,三相导轨式电能表等