Система предоплаты с использованием бесконтактных смарт-карт для счетчиков электроэнергии с автоматическим устройством отключения электроэнергии

Номер патента: 11113

Опубликовано: 30.12.2008

Автор: Нери -Бадильо Эдуардо Агустин

Есть еще 6 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ предоплаты электроэнергии с использованием: i) бесконтактной смарт-карты, на которую заранее положена сумма для оплаты коммунальных услуг, ii) электронного счетчика электроэнергии с устройством чтения-записи бесконтактных смарт-карт, помещенным внутри этого электронного счетчика, и iii) сети, включающей терминал пункта продажи, имеющий пару модулей безопасности, и сервер, соединенный посредством интерфейса связи с системой сбора оплаты, которая хранит информацию о счетах клиента и обеспечивает доступ к информации, хранимой в базе данных поставщика,

при этом указанный способ включает

излучение радиочастотного сигнала из электронного счетчика посредством платы управления бесконтактной оплатой;

обнаружение присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты в зоне обнаружения электронного счетчика, который выполнен воздухонепроницаемым и водонепроницаемым;

обмен информацией между счетчиком и бесконтактной смарт-картой с использованием радиочастоты;

взаимную аутентификацию смарт-карты предоплаты и внутреннего устройства чтения-записи бесконтактных смарт-карт с использований двух и более цифровых подписей и серийного номера счетчика;

определение наличия в бесконтактной смарт-карте положительного кредита в виде предоплаченных кВт/ч;

снятие предоплаченных кВтЧч со смарт-карты предоплаты и сохранение их количества в памяти электронного счетчика и

запись всей созданной информации о состоянии счетчика в бесконтактную смарт-карту предоплаты, при этом указанная информация содержит данные об энергии, потребленной пользователем за срок службы счетчика, кредите счетчика и манипуляциях со счетчиком, таких как количество отсоединений, прерываний, шунтирований, энергия, накопленная при использовании шунтирований и инвертирований.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обнаружение присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты в зоне обнаружения электронного счетчика дополнительно включает

обнаружение, не присутствует ли несколько бесконтактных смарт-карт предоплаты в зоне обнаружения счетчика электроэнергии, и

выбор бесконтактной смарт-карты предоплаты в соответствии с заранее заданным протоколом передачи данных на радиочастоте.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что снятие предоплаченных кВтЧч со смарт-карты предоплаты в электронный счетчик можно производить полностью или по частям в зависимости от заранее заданного количества, записанного в бесконтактной смарт-карте предоплаты.

4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что снятие предоплаченных кВтЧч со смарт-карты предоплаты в электронный счетчик включает

считывание в счетчике оставшейся суммы кредита;

добавление полной или частичной суммы, снятой со смарт-карты, к оставшемуся балансу в счетчике и

сохранение в счетчике нового значения предоплаченного кредита.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что информация, передаваемая из электронного счетчика и записываемая в бесконтактную смарт-карту предоплаты, содержит данные о коэффициенте мощности, качестве линии и информацию об отключениях, инвертированиях, наличии шунтирований и аналогичных действиях.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внутреннее устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт электронного счетчика активируют на несколько секунд для обнаружения присутствия бесконтактной смарт-карты в зоне обнаружения и выполнения процесса аутентификации для передачи данных для экономии энергии для компании-поставщика электроэнергии.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что он также включает

считывание предоплаченного кредита из памяти электронного счетчика;

проверку того, что предоплаченный кредит больше нуля;

проверку состояния автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для определения, замкнуто оно или разомкнуто; и

формирование сигнала замыкания или размыкания автоматического устройства отключения подачи электроэнергии на основании считанного значения предоплаченного кредита;

причем, если кредит больше нуля, то формируют сигнал на замыкание автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для подачи электроэнергии в счетчик, а если кредит не превышает нуль, то формируют сигнал на размыкание автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для прекращения подачи электроэнергии пользователю.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что созданную информацию о состоянии счетчика и данные о потреблении энергии и манипуляциях со счетчиком сохраняют в памяти электронного счетчика; а информацию, записанную на указанную бесконтактную смарт-карту, при каждом пополнении пользователем этой карты многоразового использования предоплаченными кВтЧч переносят в базу данных через пункт продажи для последующего анализа компанией-поставщиком электроэнергии.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученная информация содержит данные об энергии, потребленной пользователем за срок службы счетчика, кредите счетчика и манипуляциях со счетчиком, таких как количество отсоединений, прерываний, шунтирований, энергия, накопленная при использовании шунтирований и инвертирований.

10. Система предоплаты электроэнергии и управления подачей электроэнергии, включающая

бесконтактную смарт-карту для воздухонепроницаемого и водонепроницаемого электронного счетчика,

электронный счетчик, который включает плату измерения электроэнергии, включающую модуль измерения, регистрирующий потребление электроэнергии пользователем;

микроконтроллер для управления работой модуля измерения, имеющий флэш-память для хранения созданной в модуле измерения информации о потреблении электроэнергии пользователем за срок службы счетчика и о манипуляциях со счетчиком,

жидкокристаллический дисплей для вывода информации о состоянии счетчика,

независимый источник питания для указанного модуля измерения электроэнергии и указанного микроконтроллера и

сеть, включающую терминал пункта продажи, имеющий пару модулей безопасности, и сервер, соединенный посредством интерфейса связи с системой сбора оплаты, которая хранит информацию о счетах клиента и обеспечивает доступ к информации, хранимой в базе данных поставщика,

при этом указанная система содержит:

а) плату бесконтактной предоплаты электроэнергии и отключения подачи электроэнергии, указанная плата содержит:

i) устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт для обнаружения присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты, интерпретации команд бесконтактной смарт-карты предоплаты и создания, и передачи сигнала на радиочастоте; при этом устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт дополнительно содержит модуль шифрования/дешифрования для проверки и подтверждения подлинности карты предоплаты, кодирования передаваемых данных и проверки подлинности информации, записанной в память микроконтроллера, предназначенного для использования в картах предоплаты, указанной карты предоплаты перед ее дебетованием;

ii) микроконтроллер для обмена информацией между устройством чтения-записи карт предоплаты и микроконтроллером модуля измерения электроэнергии, причем этот микроконтроллер считывает количество доступной пользователю электроэнергии из платы измерения электроэнергии;

iii) датчик перехода электрической энергии через ноль, который при сбое в электроснабжении посылает микроконтроллеру команду для предотвращения потери информации во время сбоя в электроснабжении и размыкает или замыкает реле;

iv) контроллер устройства отключения подачи электроэнергии для замыкания и размыкания этого устройства по требованию микроконтроллера при подаче микроконтроллером команды на замыкание или размыкание;

v) источник питания указанной платы управления предоплатой, который работает при наличии электроэнергии и работает до одной секунды при прекращении подачи электроэнергии, что достаточно для сохранения информации о любых транзакциях, связанных с электроэнергией;

б) устройство отключения подрчш электроэнергии и

в) устройство для передачи/приема сигнала.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт дополнительно содержит модуль шифрования/дешифрования для проверки и подтверждения подлинности карты предоплаты, кодирования передаваемых данных и проверки подлинности информации, записанной в память микроконтроллера или печатной схемы, используемой в картах предоплаты, указанной карты предоплаты перед ее дебетованием.

12. Система по п.10, отличающаяся тем, что информация, проверяющая и подтверждающая подлинность устройства чтения-записи бесконтактных карт, может содержать номер счетчика, номер контракта, дату последней загрузки карты, ключи безопасности, данные о количестве предоплаченных кВтЧч и/или количестве предоплаченных кВтЧч, которые следует передать в счетчик путем дебетования карты.

13. Система по п.10, отличающаяся тем, что данные о предоплаченном количестве электроэнергии, полученные от платы управления бесконтактной предоплатой, сохраняются во флэш-памяти микроконтроллера модуля измерения.

14. Система по п.10, отличающаяся тем, что на жидкокристаллический дисплей счетчика выводится информация о доступной энергии, ранее оплаченной пользователем, а также о том, когда предоплаченные кВтЧч были сняты с бесконтактной карты предоплаты, и специальная информация, которая предлагает пользователю поместить карту рядом со счетчиком, чтобы начать снятие с нее предоплаченного количества кВтЧч.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

011113 Область техники Настоящее изобретение относится к системе предоплаты для счетчиков электроэнергии, а более конкретно к более эффективной системе и способу для управления снабжением электроэнергией и для получения важной информации из счетчиков при использовании бесконтактных смарт-карт. Уровень техники Коммунальные компании, поставляющие электроэнергию, традиционно производят считывание показаний и выписку счетов для получения оплаты за оказываемые услуги после того, как этими услугами уже воспользовались постоянные клиенты. В последнее время появились специализированные технологии предоплаты для предоставления коммунальных услуг, например освещения, воды или газа, позволяющие преодолеть некоторые из недостатков традиционных систем оплаты. Некоторые системы предоплаты разработаны таким образом, что оплата поставок электроэнергии(воды или газа) производится непосредственно на центральной станции, и затем информация о приобретенных объемах передается в место расположения клиента, где эти поставки потребляются. В точке потребления (населенный пункт, организация, дом и т.п.) клиента устанавливается измерительное устройство, которое получает информацию о предоплате, а также передает подтверждение о приобретенных объемах на центральную станцию. Обычно измерительное устройство устанавливается вне предприятия или дома, а терминал, который считывает информацию о предоплате, размещается совместно со счетчиком или соединяется с ним при помощи кабеля или по кабелям электропитания, идущим к счетчику, который устанавливается в помещении. Недостаток этого типа систем предоплаты состоит в том, что они дороги и трудны в установке. Другая проблема систем этого типа состоит в том, что они не позволяют организовать двухстороннюю связь для передачи информации об энергопотреблении или использовании кредита, о том, где или какой счетчик использует кредит, и информации о фальсификации показаний счетчика. Другой тип хорошо известных систем предоплаты также базируется на покупке электроэнергии непосредственно в заранее определенной точке продажи, при этом информация о приобретенных объемах сохраняется на магнитных картах или контактных смарт-картах. Каждая такая система предоплаты требует использования электронного счетчика, который включает устройство для чтения карт или магнитный ключ и комплект дополнительных управляющих устройств для управления поставкой электроэнергии. Примеры систем предоплаты этого типа рассматриваются в патенте США 4240030 Интеллектуальный счетчик электроэнергии для энергосистем общего пользования, выданном Джесс P. Батерман(Jess R. Baterman) с соавторами 16 декабря 1960 г., в котором описывается интеллектуальный счетчик,где для регулировки подачи электроэнергии используется вставляемая магнитная карта. В патенте США 4629874 Система счетчиков с предварительной оплатой электроэнергии, выданном 16 декабря 1980 г., описана система, в которой для регулирования подачи электроэнергии используются смарткарты и дополнительные устройства для определения кредита. В патенте США 4731575 Система счетчиков электроэнергии с предварительной оплатой, использующих кодированные карты оплаты,выданном 15 марта 1988 г. Джозефу В. Слоану (Joseph W. Sloan), описана система, где для переноса информации об оплате из офиса приема платежей к потребителю используются карты с кодированной магнитной полосой. Патент США 4795892 Система предоплаты потребления, опубликованный 3 января 1989 г. и выданный компании CIC Systems, Inc., содержит описание системы, где для оплаты электричества, воды, газа и т.п. используются карты предоплаты, активируемые при покупке. В патенте США 4803632 Интеллектуальная энергосистема общего пользования, выданном компании Utility SystemsCorp., и датированном февралем 1989 г., описан тип внешнего счетчика с обработкой данных, в котором имеется дисплей, использующий считывающее оборудование для получения и восстановления информации, и устройство для чтения карт оплаты, встроенное в жидкокристаллический дисплей, расположенный внутри объекта. В патенте США 4908769 Системы измерения потребления, выданном компании Schlumberger Electronics (UK) Ltd. 13 марта 1990 г., описана система измерения с предоплатой, которая содержит электронный ключ и гнездо для вставки электронного ключа. Патент США 5146047 Системы измерения с предоплатой с использованием кодированных карт оплаты в нескольких местах,выданный компании CIC Systems, Inc. 8 сентября 1992 г. относится к системе предоплаты коммунальных услуг с использованием карт с магнитной полосой. В патенте США 5668538 Электросчетчик модульной конструкции с дистанционно управляемым выключателем, выданном компании Siemens Measurements Ltd. 16 сентября 1997 г., описана конструкция счетчика, которая содержит модуль предоплаты для вставки смарт-карт, карт памяти и т.п. В патенте США 6529883 Система счетчиков с предварительной оплатой электроэнергии с двухсторонней связью на основе смарт-карт, выданном Дэвиду M. И(David M. Yee) и соавторам 4 марта 2003 г., описана система счетчиков электроэнергии с предоплатой, в которой для организации двухсторонней связи и передачи информации от клиента поставщику услуг используются смарт-карты. Однако недостатки такого типа счетчиков с предоплатой со считывателем магнитных карт или контактных смарт-карт состоят в том, что если для приема карт предоплаты используется открытый внешним воздействиям считыватель, он становится уязвимым для повреждений (намеренных или ненамерен-1 011113 ных) со стороны пользователя, из-за наличия солей в атмосфере или высокой относительной влажности. Другая проблема возникает из-за того, что поскольку считыватель карт подключен кабелем к счетчику,этот кабель также оказывается подвержен повреждениям. Аналогично, если считыватель встроен в счетчик, счетчик приходится подвергнуть значительным физическим изменениям, что увеличивает его размеры и делает уязвимым к повреждениям из-за того, что его части подвергаются воздействию окружающей среды, кроме того, он становится несовместимым с имеющимися на рынке разъемами, например,разъемами типа S или А. Существует, кроме того, еще один тип систем предоплаты для управления подачей электроэнергии,в которых предусмотрены способы отключения подачи энергии по исчерпании кредита. Пример такой системы описан в патенте США 5959549 Система коммунальных счетчиков, выданном Андреасу Дж. Синезиу (Andreas J. Synesiou) и соавторам 28 сентября 1999 г., где описана система счетчиков для поставки предварительно оплаченной электроэнергии множеству клиентов, при этом поставка и отключение электроэнергии производятся дистанционно. Недостаток системы предоплаты такого типа для управления поставками электроэнергии помимо ее дороговизны состоит в том, что для нее требуется оборудование (например, модем) для передачи информации на электростанцию и приема информации от нее. Другая проблема этой системы состоит в том, что система не дает информации о манипуляциях со счетчиком. С учетом недостатков, присущих известным способам, данное изобретение предназначено для создания системы предоплаты, эффективно управляющей поставкой электроэнергии на базе электронных счетчиков, установленных у клиента. Другой целью данного изобретения является создание системы счетчиков электроэнергии с предварительной оплатой, в которой используются плотно закрытые счетчики и бесконтактные смарт-карты. Кроме того, еще одной целью данного изобретения является создание системы счетчиков для поставок предварительно оплаченной электроэнергии, в состав которой входят автоматические устройства для отключения подачи электроэнергии. Еще одной целью данного изобретения является создание такой измерительной системы предоплаты электроэнергии, которая при помощи бесконтактной смарт-карты способна предоставить поставщику информацию о потреблении, использовании кредита, о том, где или какой счетчик использовался для потребления кредита, и информацию о противозаконном использовании или о манипуляциях со счетчиком. Дополнительной целью данного изобретения является создание способа предварительной оплаты электроэнергии при помощи системы считывателей бесконтактных карт. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к использованию счетчика, полностью интегрированного в единый блок, полностью закрытого и не имеющего контакта с внешней средой, причем изобретение включает систему предоплаты, и к более эффективному способу управления поставками электроэнергии, а также получения точной информации из счетчика с помощью бесконтактных смарт-карт. Система предоплаты согласно настоящему изобретению включает плату управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания, эта система также отвечает за обнаружение и проверку карты предоплаты, а также за управление системой предоплаты и поступление электроэнергии на счетчик. В предпочтительном варианте выполнения изобретения плата управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания содержит элемент чтения-записи бесконтактных смарт-карт, микроконтроллер, детектор перехода через ноль для электропитания переменного тока, контроллер устройства отключения питания и источник питания для указанной платы управления. Система предоплаты согласно данному изобретению не проводит непрерывного поиска бесконтактной карты предоплаты, поскольку это вызвало бы чрезмерный расход энергии на операцию, которая выполняется всего несколько раз, поэтому поиск карты предоплаты производится лишь в течение нескольких секунд за каждую минуту. Способ предварительной оплаты электроэнергии предполагает использование бесконтактной смарт-карты и электронного счетчика электроэнергии с внутренним устройством чтения-записи бесконтактных смарт-карт и включает следующие операции: обмен информацией между счетчиком и бесконтактными смарт-картами на радиочастоте; взаимную аутентификацию смарт-карты предоплаты и внутреннего устройства чтения-записи бесконтактных смарт-карт при помощи двух и более цифровых подписей и серийного номера счетчика, снятие суммы кредита со смарт-карты предоплаты и ее хранение в памяти электронного счетчика, а также хранение информации о состоянии счетчика в бесконтактной смарт-карте предоплаты. Краткое описание чертежей Аспекты, включающие признаки настоящего изобретения, содержатся в соответствующих пунктах формулы изобретения. В любом случае, изобретение, его структура, а также способ его реализации, совместно с другими элементами и преимуществами, будет более полно рассмотрено в нижеследующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи, где одинаковые позиции относятся к одинаковым элементам. На фиг. 1 приведена упрощенная схема, иллюстрирующая систему счетчиков электроэнергии с-2 011113 предоплатой в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения. На фиг. 2 приведена функциональная схема с упрощенными блоками системы предоплаты, встроенной в счетчик электроэнергии, согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. На фиг. 3 и 3 А приведены последовательности операций, используемые для пояснения работы системы счетчиков электроэнергии с предоплатой, изображенной на фиг. 1 и 2. Подробное описание изобретения В настоящем описании термин бесконтактная карта относится к обмену командами между картой и модулем чтения-записи без использования гальванических элементов (например, при отсутствии омического контакта модуля чтения-записи с интегральной схемой, имеющейся внутри карты). Когда питание, которое приводит в действие интегральную схему, вставленную в карту, подается по команде, подаваемой модулем устройства чтения-записи, сигнал связи и питание подаются в эти интегральные схемы посредством этой связи. Таким образом, бесконтактная карта может быть отделена от модуля чтениязаписи на расстояние от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, однако при этом между ними обеспечивается передача данных. Термин смарт-карта обозначает карту, размер которой близок к размеру пластиковой кредитной карты и которая содержит интегральную схему (микропроцессор, память или схему специального назначения) со средством чтения, обладающую вычислительной мощностью, которая может быть использована в некоторых приложениях с высокой степенью защиты. Термин цифровая подпись или цифровой ключ обозначает последовательность данных, с помощью которой можно расшифровать команду, зашифрованную с помощью той же последовательности данных. Термин манипуляции в том виде, как он используется в настоящем изобретении, относится к любым действиям, осуществляемым для изменения регистрируемых счетчиком данных о потреблении электрической энергии пользователем. Термин отключение означает такое действие по отключению электроэнергии от счетчика электроэнергии без физического отсоединения источника электроэнергии от пользователя, при котором счетчик не регистрирует потребления пользователем электроэнергии в течение времени отключения счетчика. Термин инвертирование означает изменение механического положения счетчика в соединительном разъеме с целью уменьшения или сведения к нулю количества потребляемой энергии по показаниям счетчика. Термин шунтирование, используемый в описании, подразумевает организацию перемычки с минимальным электрическим сопротивлением, помещаемой снаружи счетчика, для того, чтобы не весь потребляемый пользователем ток проходил через датчики счетчика, и, таким образом, регистрировался меньший ток, чем реально потребляется пользователем, эти перемычки обычно называют шунтами. Термин предупреждение коллизий означает выбор между картами, при котором в зависимости от серийного номера карт из них выбирается только одна, этот механизм описан в стандартах ISO 14443-3A и ISO 14443-4 А. Настоящее изобретение предлагает систему предоплаты и способ учета электрической энергии с помощью бесконтактной передачи данных, при которой счетчик электроэнергии полностью интегрирован в один блок, полностью закрыт и не имеет контактов с внешней средой. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения система предоплаты и способ измерения электрической энергии уменьшают затраты на установку путем использования интегрального электронного счетчика, который позволяет осуществлять обмен данными как со счетчиком пользователя, так и с компанией-поставщиком электроэнергии без использования существующих силовых линий или передачи посредством коммуникационного оборудования, например, дополнительных модемов. Кроме того, в соответствии с предпочтительными вариантами выполнения настоящего изобретения, бесконтактный обмен данными осуществляется через модуль предоплаты устройства чтения-записи бесконтактных смарткарт, интегрированного в электронный счетчик, причем смарт-карта передает данные о приобретенных объемах энергии непосредственно в счетчик, а также принимает и сохраняет информацию о переменных,относящихся к работе счетчика, и о манипуляциях со счетчиком, причем эти данные передаются в базу данных поставщика электроэнергии при повышении суммы кредита на смарт-карте. Система предоплаты энергии позволяет оплачивать услуги по поставке энергии до ее потребления путем использования бесконтактной смарт-карты. Изменение суммы кредита на этой бесконтактной смарт-карте производится в терминале пункта продажи или непосредственно на электростанции поставщика электроэнергии. В данном изобретении клиент получает электричество от электростанции по линиям передачи непосредственно на счетчик владельца, при этом нет необходимости связывать счетчик с каким-либо терминалом связи или внешним оборудованием, которое может организовать канал связи (например, соединение по инфракрасному лучу, прямое кабельное соединение, соединение по радиоканалу или связь по линии переменного тока) для управления поставкой электроэнергии. На фиг. 1 приведена упрощенная схема системы предоплаты, иллюстрирующая систему счетчиков электроэнергии с предоплатой для измерения потребления энергии в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, система предоплаты для изме-3 011113 рения потребления энергии предпочтительно включает терминалы в пунктах 20 продажи, которые могут быть расположены в центральной станции и/или в офисах сбора платы поставщика. Терминалы в пунктах 20 продажи оборудованы модулями 23 чтения-записи смарт-карт, которые могут быть стандартного типа для бесконтактных карт или представлять собой специально разработанные устройства. Терминалы в пунктах 20 продажи имеют интерфейсы 27 связи для соединения через сервер 21 с системой сбора оплаты, которая обеспечивает доступ к информации о счетах клиента и информации, хранящейся в базе 22 данных поставщика. Способ связи, используемый в интерфейсе 27, может быть, например, модемным соединением для связи через Интернет или внутреннюю сеть, а также выделенным каналом. В базе 22 данных также хранится информация о количестве предоплаченных килоВаттчасов (кВтч), купленных пользователем, результатах замеров кВтч в течение срока службы счетчика, а также о манипуляциях,которые производились пользователем, по результатам расследований и о действиях, предпринятых в связи с этим энергетической компанией. Для обеспечения защищенной связи, а также для проверки приема-передачи данных между терминалом пункта 20 продажи и сервером 21 система предоплаты для счетчиков электроэнергии включает пару модулей 24 и 25 безопасности, которые, как показано на фиг. 1, должны быть установлены как на сервере, так и в пункте продажи. Предпочтительно, чтобы модули 24 и 25 безопасности обеспечивали при передаче данных между сервером 21 и терминалом пункта 20 продажи функции шифрования и расшифровки, например, с помощью цифровых ключей, так чтобы данные можно было расшифровать только с использованием этих цифровых ключей. Тогда при передаче данных из терминала пункта продажи в сервер и обратно, даже если передача этих данных будет перехвачена, данные не будут расшифрованы,если не доступен ключ для расшифровки. Данные, передаваемые между терминалом пункта 20 продажи и смарт-картой 15 предоплаты, шифруются в модуле 24 безопасности с использованием цифровых ключей, записанных в смарт-картах 15. Модуль 24 безопасности также обеспечивает безопасность данных в ходе транзакции, происходящей между бесконтактной смарт-картой 15 и модулем 23 чтения-записи смарт-карт. Предпочтительно, чтобы бесконтактная смарт-карта 15 и электронный счетчик 18 также содержали модули шифрования и дешифрования, установленные в их микроконтроллере или интегральной схеме для специализированного использования в системах предоплаты с целью осуществления функций обмена зашифрованной информацией. В особо предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения модуль шифрования электронного счетчика расположен в микроконтроллере платы управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания или в устройстве чтения бесконтактных смарт-карт. В момент заключения или возобновления договора со службой поставки электроэнергии компанияпоставщик электроэнергии устанавливает электронный счетчик с системой предоплаты согласно данному изобретению в доме 19 пользователя и выдает бесконтактную смарт-карту 15 предоплаты многократного использования, в которую предварительно загружено определенное количество кВтч, предоплаченных в пункте 20 продажи. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения бесконтактная смарт-карта 15 предоплаты является персонализированной с помощью информации, хранящейся в памяти микроконтроллера; эта информация включает номер счетчика, номер контракта, дату последнего кредитования карты, ключи безопасности [например, цифровые подписи в соответствии с системой шифрования Mifare (таким образом, что в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения ключ А используется для снятия с карты определенного количества предоплаченных кВтч, а ключ В может использоваться для кредитования и дебетования сектора карты определенным количеством предоплаченных кВтч) или стандартная система шифрования тройным DES и т.д.], данные о количестве предоплаченных кВтч, количество предоплаченных кВтч, которое должно быть передано в счетчик при дебетовании карты. В особенно предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения память микроконтроллера в бесконтактной карте предоплаты способна получать и хранить сгенерированную электронным счетчиком информацию о потреблении энергии пользователем за срок службы счетчика и о попытках манипуляции со счетчиком. Чтобы начать подачу энергии, пользователь помещает бесконтактную смарт-карту 15 предоплаты рядом с устройством 18 бесконтактного чтения-записи электронного счетчика, это устройство чтениязаписи электронного счетчика проверяет подлинность карты 15 предоплаты и полностью или частично снимает с карты количество предоплаченных кВтч. Определение полного или частичного снятия предоплаченных кВтч из карты 15 в счетчик 18 определяется записанным в карту значением количества предоплаченных кВтч, которое должно быть передано в счетчик при дебетовании карты, или в случае, когда кредит для этого списываемого с карты значения слишком мал. В настоящем изобретении термин Количество предоплаченных кВтч, которое должно быть передано при дебетовании карты (снято с карты) представляет собой заранее заданное значение, определяемое пользователем или поставляющей электроэнергию компанией, например, если это количество равно 50, то, когда карту помещают рядом со счетчиком предоплаты, с нее будет снята сумма 50 кВтч, за исключением случаев, когда количество предоплаченных кВтч, оставшееся на карте,меньше 50; в этом случае все оставшееся количество предоплаченных кВтч будет передано из карты в-4 011113 счетчик. Одновременно или после снятия с карты предоплаченных кВтч устройство бесконтактного чтения-записи счетчика загружает в карту всю информацию, созданную электронным счетчиком, о потреблении энергии пользователем за срок эксплуатации счетчика и о попытках манипуляции со счетчиком. Электронный счетчик 18 постоянно отображает на своем дисплее информацию об оставшемся количестве предоплаченной электроэнергии, так что пользователь может в нужное время подойти к терминалу в пункте 20 продажи, чтобы повторно загрузить предоплаченные кВтч в бесконтактную смарткарту 15. Терминал пункта 20 продажи считывает данные из смарт-карты предоплаты 15 и принимает и записывает данные на смарт-карту предоплаты 15 для данной системы предоплаты с измерением электроэнергии, в соответствии с программой поставщика. Как было отмечено выше, карта кредитуется в пункте 20 продажи, при этом происходит также снятие данных электронного счетчика, собранных в карте, для передачи в базу 22 данных, где энергетическая компания сможет их обработать. Терминал в пункте продажи принимает значения как в песо (или другой валюте, в зависимости от страны), так и в кВтч, и передает эту транзакцию в сервер 21 поставщика для хранения в базе 22 данных. С другой стороны, когда эта информация записана в смарт-карту 15 предоплаты и когда пользователь дебетует эту карту, передавая предоплаченное количество кВтч в счетчик 18, она должна быть в форме кВтч. Поэтому на дисплей счетчика выводится информация о предоплате в кВтч. На фиг. 2 приведена функциональная схема электронного счетчика, для простоты сведенная к блоксхеме, которая включает бесконтактную систему предоплаты для управления поставкой электроэнергии и получения важной информации, подходящую для использования согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. Электронный счетчик 18 энергии с предоплатой содержит плату 9 измерения электроэнергии, плату 3 управления бесконтактной предоплатой с отключением электроэнергии, устройство 1 для отключения электропитания и антенну 14. Плата 9 измерения электроэнергии содержит модуль 10 измерения электроэнергии, который регистрирует электроэнергию, потребляемую пользователем, микроконтроллер 11, который управляет работой модуля 10 измерения электроэнергии, который имеет флэш-память для хранения информации о предоплаченной электроэнергии, переданной из платы 3 управления бесконтактной предоплатой, а также информации, созданной в модуле 10 измерения, относительно потребления энергии пользователем в течение срока службы счетчика и о манипуляциях со счетчиком (например, отключениях, инвертировании,шунтировании и т.п.), жидкокристаллический дисплей 13, который управляется микроконтроллером и на который, помимо другой информации, выводятся сведения о доступной электроэнергии, предварительно оплаченной пользователем (после снятия количества предоплаченных кВтч из бесконтактной карты 15),и специальная информация, которая предлагает пользователю поместить карту рядом со счетчиком для снятия с нее предоплаченных кВтч; а также независимый источник 12 питания для модуля 10 измерения и микроконтроллера 11 платы 9 измерения электроэнергии. Источник питания работает при подаче электроэнергии, в случае сбоя электропитания он работает не более 1 с, чего вполне достаточно для сохранения информации о любой транзакции, относящейся к электроэнергии. Плата 3 управления бесконтактной предоплатой с выключателем электропитания является главным модулем, на который возлагается проверка и подтверждение подлинности карты 15 предоплаты, а также управление системой предоплаты и электропитанием счетчика. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения плата 3 управления бесконтактной предоплатой с отключением электроэнергии содержит устройство 8 чтения-записи бесконтактной смарт-карты, в котором имеется также генератор радиочастоты, микроконтроллер 7, датчик 6 перехода через ноль напряжения переменного тока,контроллер элемента 5 отключения электроэнергии и источник 4 питания этой платы 3 управления. Плата 3 управления бесконтактной предоплатой с отключением электроэнергии не производит поиск бесконтактной карты 15 предоплаты непрерывно, поскольку это привело бы к слишком большому расходу энергии на редкую операцию, так что поиск карты 15 предоплаты производится в течение нескольких секунд каждую минуту. Согласно настоящему изобретению устройство чтения-записи для системы бесконтактных карт предоплаты при помощи микроконтроллера 7 осуществляет, во-первых, передачу информации из смарткарты 15 предоплаты в микроконтроллер 11 электронного счетчика 18. Во-вторых, устройство 8 чтениязаписи бесконтактных карт при помощи микроконтроллера 7 помещает информацию из микроконтроллера 11 счетчика 18 в смарт-карту 15. Передача информации между бесконтактной смарт-картой 15 и электронным счетчиком 18 производится с помощью антенны на печатной плате и антенны, нанесенной на бесконтактную карту предоплаты (в счетчике и на картах 14 и 17 предоплаты, соответственно), которые принимают сигнал на радиочастоте, на которой производится обмен данными. Предпочтительно,элемент 8 чтения-записи карт представляет собой интегральную схему, которая обнаруживает присутствие бесконтактной карты предоплаты, интерпретирует команды бесконтактной карты предоплаты, создает и передает на радиочастоте команды управления. Кроме того, антенна 14 принимает передаваемые команды на изменение мощности передачи, передаваемые на радиочастоте, в соответствии с протоколом обмена на радиочастотах, определенном в стандарте ISO 14443-3A, стандарте ISO 14443-4A или другим протоколом обмена данными на радиочастоте, подходящем для этой цели.-5 011113 Устройство 8 чтения-записи бесконтактных карт создает и с помощью антенны 14 передает команды на радиочастоте в счетчик 18. Команды изменения мощности передачи, принимаемые антенной 14,вызываются присутствием бесконтактной смарт-карты 15 предоплаты. При обнаружении устройством 8 чтения-записи бесконтактных карт присутствия карты 15 предоплаты производится считывание и передача предоплаченного объема электроэнергии с бесконтактной карты 15 предоплаты в микроконтроллер 7, чему предшествует проверка и подтверждение подлинности карты 15 путем шифрования/дешифрования устройством 8 чтения-записи бесконтактных карт. Это означает, что модуль шифрования/дешифрования устройства 8 чтения-записи бесконтактных карт при помощи цифровых подписей проверяет и оценивает подлинность информации, хранящейся в памяти микроконтроллера или специальной интегральной схемы 16 карты 15 предоплаты, например, номера счетчика, номера контракта, даты последней загрузки карты, ключей безопасности, данных о количестве предоплаченных кВтч, количестве предоплаченных кВтч, которые при снятии с карты будут переданы в счетчик, и т.п. Если эта информация не подтверждена, устройство чтения не будет дебетовать карту на указанное количество предоплаченных кВтч или передавать информацию о предоплате из карты 15 в электронный счетчик 18. После проверки и подтверждения подлинности бесконтактной карты 15 предоплаты данные о предоплаченном количестве электроэнергии переносятся из бесконтактной смарт-карты 15 в плату 9 измерения электроэнергии посредством платы 3 управления предоплатой, при этом плата 9 измерения электроэнергии отвечает за уменьшение предоплаченного количества электроэнергии по мере ее потребления пользователем. В основном информация об объеме или количестве предоплаченных кВтч хранится во флэш-памяти микроконтроллера 11 платы 9 измерения электроэнергии, и этот микроконтроллер 11 отвечает за управление уменьшением предоплаченного количества электрической энергии по мере потребления пользователем очередного кВтчаса на основании информации о потреблении, переданной модулем измерения энергии. В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения соответствующая информация о предыстории работы счетчика, которая записана в бесконтактную смарт-карту 15 предоплаты, также хранится во флэш-памяти микроконтроллера 11 платы 9 измерения. Таким образом, обмен информацией между электронным счетчиком 18 и смарт-картой 15 частично выполняется микроконтроллером 7 платы 3 управления предоплатой и микроконтроллером 11 карты измерения через последовательный интерфейс. Другими словами, микроконтроллер 11 является устройством, которое хранит информацию в своей флэш-памяти, и в тот момент, когда микроконтроллер 7 обнаруживает присутствие карты 15, он считывает данные, сохраненные во флэш-памяти микроконтроллера 11 через последовательный интерфейс, а также считывает данные из карты предоплаты 15 через устройство 8 чтения-записи карт предоплаты,работая в качестве посредника при передаче информации из одной системы в другую. В альтернативном варианте выполнения настоящего изобретения система предоплаты для счетчиков электроэнергии с использованием бесконтактной смарт-карты включает автоматическое устройство отключения электроэнергии у пользователя 19. Обратимся к фиг. 2, где показано, что плата управления предоплатой содержит также датчик 6 перехода электроэнергии через ноль и контроллер 5 отключения,который управляет устройством 1, отключающим и восстанавливающим подачу энергии. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения микроконтроллер 7 платы 3 управления предоплатой знает, сколько электрической энергии осталось потребить пользователю, поскольку он считывает эту информацию из платы 9 измерения электроэнергии. Таким образом, микроконтроллер 7 управляет потреблением или отключает электроэнергию у пользователя 19. Обычно отключение электроэнергии у пользователя 19 производится, когда доступное количество энергии, хранящееся в плате 9 измерения счетчика 18 электроэнергии и считанное микроконтроллером 7,равно нулю. Подача электроэнергии будет восстановлена, когда значение доступного количества электроэнергии, хранящееся в плате 9 измерения электроэнергии и считанное микроконтроллером 7, будет больше нуля. Микроконтроллер 7 карты 3 предоплаты всегда считывает доступное для пользователя количество электроэнергии из платы 9 измерения. Отключение или восстановление подачи электроэнергии обеспечивается управляющим устройством 5 отключения питания и аварийной сигнализации, причем устройство 1 отключения/восстановления питания в предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения представляет собой реле. Электроснабжение может быть отключено при помощи реле и контроллера 5 аварийной сигнализации,этот контроллер 5 выполняет функции размыкания или замыкания реле 1, когда этого требует микроконтроллер 7, посылая команду размыкания или замыкания; контроллер 5 размыкает или замыкает реле с помощью полупроводникового устройства 2. Кроме того, реле и контроллер 5 аварийной сигнализации извещают микроконтроллер 7 о сбое в электроснабжении, который фиксируется детектором 6 перехода через ноль, и принимаются необходимые меры предосторожности, чтобы при любых авариях электроснабжения информация не терялась. Все эти устройства получают питание от источника 4 питания. Когда микроконтроллер 7 обнаруживает, что доступное количество электроэнергии, записанное в плате измерения электроэнергии, равно нулю, микроконтроллер 7 посылает команду отключения в реле и контроллер 5 аварийной сигнализации. Реле и контроллер 5 аварийной сигнализации содержат микро-6 011113 контроллер (не показан), который имеет три входных и два выходных порта. Один входной порт микроконтроллера служит для указания замкнуть реле 1 отключения или подачи энергии. Другой входной порт микроконтроллера служит для указания разомкнуть реле 1 отключения или подачи энергии, а последний входной порт микроконтроллера используется для индикации перехода через ноль в линии переменного тока (т.е. потенциал земли или нулевое напряжение). Команда, которая указывает на переход через ноль,также указывает полярность, к которой происходит переход в линии переменного тока. Другими словами, этот последний входной порт указывает момент, когда напряжение фазы становится положительным по отношению к нейтрали (это потенциал земли в карте 3 модуля предоплаты), и наоборот (когда напряжение фазы становится отрицательным по отношению к нейтрали). Эта функция осуществляется детектором 6 перехода электрической энергии через ноль (он включает схему детектора уровня с гистерезисом, реализованную на операционном усилителе и делителе напряжения). Переход через ноль используется в двух целях: одна из них состоит в том, что когда микроконтроллер в реле 5 контроля за сбоями электроснабжения (не показан) обнаруживает отсутствие переходов через ноль, он делает вывод, что подача электроэнергии прекратилась, и создает в плате 3 управления бесконтактной предоплатой запись об отсутствии электроэнергии с одновременным отключением подачи энергии, в этот момент он подает на один из своих выводов команду, указывающую микроконтроллеру 7, что необходимо сохранить соответствующую информацию для правильной последующей работы и не потерять данных транзакции, которая может производиться в этот момент. Вторая цель состоит в обеспечении размыкания и замыкания реле 1, для замыкания это реле должно получить на выводы управления команду постоянного тока (DC),для размыкания оно также должно получить команду постоянного тока, но обратной полярности по отношению к команде замыкания, так что при обнаружении перехода через ноль и полярности электропитания переменного тока нужно размыкать реле, активируя полупроводниковое устройство 2, когда полярность фазы отрицательна относительно нейтрали, и замыкать его, активируя полупроводниковое устройство 2, когда полярность фазы положительна относительно нейтрали. Наоборот, когда микроконтроллер 7 считывает доступное количество электроэнергии, которое больше нуля, этот микроконтроллер 7 посылает команду подачи питания в микроконтроллер управления реле и аварийной сигнализацией,запуская полупроводниковое устройство 2 детектора 6 перехода энергии через ноль в ходе положительного полупериода цикла. Понятно, что устройство 5 управления отключением электроэнергии и аварийной сигнализацией может быть помещено на небольшой плате или реализовано в качестве дополнительной функции микроконтроллера 7 платы 3 управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания. Как было сказано выше, смарт-карта 15 используется многократно и предназначена для конкретного счетчика; это означает, что она должна использоваться только с одним конкретным счетчиком. Смарткарта содержит микроконтроллер или схему специального назначения для использования в бесконтактных картах 16 предоплаты и антенну 17. Персонализированная информация записывается в карте во внутреннюю память микроконтроллера 16. Предпочтительно, чтобы смарт-карта имела размер стандартной кредитной карты и соответствовала стандартам ISO 14443-1, 14443-2, 14443-3, 14443-4, хотя это не обязательно. В настоящем изобретении использование бесконтактных смарт-карт предоплаты в системе предоплаты поставок электроэнергии для счетчиков имеет три основные функции: 1) снятие с карты количества записанных предоплаченных кВтч и передача их в электронный счетчик электроэнергии; 2) получение данных о потреблении электроэнергии за срок службы счетчика, манипуляциях со счетчиком,таких как отключения, инвертирования и шунтирования, без необходимости привлечения служащего для считывания показаний или встроенной сложной и дорогостоящей системы; и 3) предотвращение поломок и механического загрязнения счетчика. При работе системы предоплаты электроэнергии с помощью бесконтактных смарт-карт, согласно данному изобретению, значение предварительно оплаченной электроэнергии загружается в счетчик с помощью платы управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания, которая осуществляет операцию обнаружения и проверки карты предоплаты, а также управление системой предоплаты и подачей энергии в счетчик в соответствии с блок-схемами на фиг. 3 и 3 А. В частности, микроконтроллер 7 платы 3 управления бесконтактной предоплатой и выключением электропитания согласно настоящему изобретению управляет системой предоплаты и относящейся к предоплате связью между счетчиком 18, картой 15 предоплаты и платой 9 измерения, а кроме того, выполняет независимые операции с остальными микроконтроллерами системы. Перед началом выполнения функций управления и связи микроконтроллер 7 инициализирует последовательный порт связи, по которому он будет связываться с микроконтроллером 11, и настраивает устройство 8 чтения-записи бесконтактных смарт-карт на работу в соответствии, например, со стандартом ISO 14443-4A. После инициализации портов и настройки устройства чтения-записи микроконтроллер 7 считывает данные, записанные в плате 9 измерения электроэнергии, например, серийный номер,номер контракта, потребленные за срок службы счетчика кВтч, количество отключений, количество инвертирований и шунтирований и количество энергии, накопленной за время шунтирования (серийный номер счетчика считывается только в этой части программы, поскольку он никогда не меняется). После-7 011113 чтения данных инициализируется внутренний таймер микроконтроллера 7, который начинает генерировать прерывания каждые 70 мс, в результате чего микроконтроллер 7 выполняет конкретную задачу. Затем микроконтроллер 7 переходит в неактивное состояние, что означает прекращение выполнения какихлибо задач и переход в спящий режим с целью максимальной экономии энергии, из-за необходимости экономить энергию для соответствия стандартам и сокращения ненужных финансовых потерь компанией-поставщиком электроэнергии. Микроконтроллер 7 может выйти из неактивного состояния только по прерыванию от таймера или по прерыванию вследствие прекращения подачи электроэнергии. Таким образом, микроконтроллер 7 платы 3 управления бесконтактной предоплатой с отключением электропитания ожидает прерывания, причем микроконтроллер находится в этом состоянии большую часть времени. Таким образом, когда таймер дает команду прерывания (блок 90) микроконтроллер 7 выходит из неактивного состояния и считывает показания счетчика, накопленные кВтч, количество отключений,прерываний, шунтирований и инвертирований (блок 100). В противоположном случае микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние с целью максимальной экономии энергии и ожидает команду прерывания (блок 80). Если микроконтроллер 7 выполняет функцию чтения данных, хранящихся в плате 9 измерения(блок 100), он проверяет и изменяет состояние реле в соответствии с балансом предоплаты пользователя. Микроконтроллер 7 на основе информации, полученной в блоке 100, проверяет, что баланс предоплаты поставок электроэнергии положителен (блок 110), если кредит не положителен, микроконтроллер 7 проверяет, разомкнуто ли реле 1 (блок 120). Если результат проверки состояния реле 1 в блоке 120 отрицательный, микроконтроллер 7 отправляет контроллеру устройства 5 отключения и аварийной сигнализации команду на выполнение функции размыкания реле 1 (блок 130) для отключения подачи электроэнергии в счетчик 18. После размыкания реле 1 в блоке 130 микроконтроллер 7 считывает информацию, выводимую на жидкокристаллический дисплей счетчика 18 (блок 160). Однако если результат, полученный в блоке 120, удовлетворительный, что означает, что реле 1 разомкнуто, тогда микроконтроллер 7 считывает информацию, выводимую на дисплей счетчика 18 (блок 160). В противном случае, если баланс, считанный в блоке 110, положителен, микроконтроллер 7 проверяет, замкнуто ли реле 1 (блок 140). Если результат проверки состояния реле 1 в блоке 140 отрицательный, микроконтроллер 7 отправляет контроллеру устройства 5 отключения и аварийной сигнализации команду на выполнение функции замыкания реле 1 (блок 150) для включения подачи электроэнергии в счетчик 18. После замыкания реле 1 в блоке 150 микроконтроллер 7 считывает информацию, выводимую на жидкокристаллический дисплей счетчика 18 (блок 160). Однако если результат, полученный в блоке 140, удовлетворительный, а это означает, что реле 1 замкнуто, микроконтроллер 7 считывает информацию, выводимую на дисплей счетчика 18 (блок 160). Сразу же после проверки состояния реле 1, осуществленной в блоках со 110 по 160, микроконтроллер 7, посредством микроконтроллера модуля 10 измерения электроэнергии, проверяет, что показывает дисплей счетчика (блок 170). Если дисплей, отображаемый в блоке 170, показывает состояние Внесение предоплаты, микроконтроллер 7 проверяет, что генератор радиочастоты устройства 8 чтения-записи бесконтактных смарт-карт включен (блок 180) и начинает поиск карты предоплаты. Если определение в блоке 180 дает отрицательный результат, дается команда на включение генератора радиочастоты (блок 190) и микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние, чтобы сэкономить максимальное количество энергии при ожидании команды на прерывание (блок 80), и перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. Положительный результат в блоке 180 означает, что генератор радиочастоты включен, и через антенну 14 на радиочастоте подается команда для обнаружения присутствия рядом бесконтактной смарт-карты 15 (блок 220). Если на дисплей в блоке 170 выводится информация кВтчасы, инвертирования, отключения, шунтирования, микроконтроллер 7 проверяет, отключено ли излучение на радиочастоте (блок 200). В том случае, если радиоизлучение отключено, микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние и ожидает команду прерывания (блок 80), после получения которой перезапускает процедуру в блоках с 90 по 180. Если результат проверки состояния радиоизлучения отрицательный, что означает, что передача радиосигнала включена, микроконтроллер 7 отключает или деактивирует радиоизлучение (блок 210),после чего микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние и ожидает команду прерывания(блок 80), после получения которой перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. После того, как микроконтроллер 7 выполнил функцию чтения данных, записанных в плате 9 измерения, проверил и изменил состояние реле 1, и проверил отображение на жидкокристаллическом дисплее счетчика, чтобы определить, следует ли активировать/деактивировать радиоизлучение, он выполняет проверку присутствия бесконтактной смарт-карты 15 предоплаты и производит транзакцию снятия предоплаты с карты. Как сказано выше, если микроконтроллер подтверждает, что радиоизлучение включено, микроконтроллер выдает команды на радиочастоте через антенну 14, выполняя функцию поиска карты 15 (блок 220) в соответствии со стандартом ISO 14443-3A. После того как поиск карты в блоке 220 выполнен,микроконтроллер 7 проверяет, имеется ли в зоне обнаружения смарт-карта 15 (блок 230). Если в блоке-8 011113 230 установлено, что в зоне обнаружения имеется смарт-карта, выполняется функция предупреждения коллизий (блок 240), чтобы определить, не находится ли в зоне обнаружения более одной смарт-карты(если обнаружено несколько смарт-карт 15, они будут деактивированы в соответствии с нормами стандарта ISO 14443-3A). Если в блоке 230 установлено, что смарт-карта 15 в зоне обнаружения отсутствует,микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние, чтобы сэкономить максимальное количество энергии при ожидании команды прерывания (блок 80), и перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. После того, как обнаружена карта, система выбирает карту (блок 250) в соответствии с протоколом обмена данными на радиочастоте (например, определенном в стандарте ISO 14443-3A, или же определенном в стандарте ISO 14443-4A). После выбора карты в блоке 250 микроконтроллер 7 аутентифицирует карту по цифровой подписи дебетуемого объема предоплаченных кВтч и серийному номеру счетчика(блок 260). Затем микроконтроллер проверяет, соответствует ли смарт-карта счетчику (блок 270). Если карта не соответствует данному счетчику, микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние,чтобы сэкономить максимальное количество энергии при ожидании команды прерывания (блок 80), и перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. Однако если карта соответствует этому счетчику, он считывает с карты баланс (блок 280). В этот момент микроконтроллер 7 проверяет, имеется ли кредит на смарт-карте предоплаты (блок 290), если результат определения в блоке 290 отрицательный,микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние, чтобы сэкономить максимальное количество энергии при ожидании команды прерывания (блок 80), и перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. Если результат определения в блоке 290 положительный, микроконтроллер производит снятие кредита со смарт-карты 15 во флэш-память микроконтроллера 11 платы 9 измерения с помощью платы управления бесконтактной предоплатой (блок 300). За одну процедуру дебетования карты с нее может быть снята не вся сумма предоплаты, поскольку снимаемая с карты сумма зависит от значения, сохраненного в переменной Количество предоплаченных кВтч, передаваемых при дебетовании карты. После снятия суммы с карты в блоке 300 система считывает оставшуюся сумму в счетчике (блок 310) и добавляет сумму, снятую с карты 15, в оставшуюся сумму на счетчике (блок 320). Новое значение предоплаченного кредита, которое является результатом операции, выполненной в блоке 320, пересылается микроконтроллером 11 во флэш-память счетчика электроэнергии (блок 330). После получения нового значения кредита, или в то же самое время, микроконтроллер 11 посылает в смарт-карту 15 (блок 340) созданную в модуле измерения информацию о потреблении пользователем энергии за срок службы счетчика, а также о манипуляциях со счетчиком (например, отсоединениях, инвертированиях, шунтированиях и т.п.). После отсылки информации в смарт-карту 15 микроконтроллер 7 возвращается в неактивное состояние, чтобы сэкономить максимальное количество энергии при ожидании команды прерывания(блок 80), и перезапускает процедуру, описанную в блоках с 90 по 180. Хотя в настоящем документе проиллюстрированы и описаны варианты отдельных реализаций изобретения, специалистам в данной области техники очевидны возможности внесения различных изменений и модификаций, не выходящих за пределы настоящего изобретения. Поэтому любые изменения и модификации, охватываемые пунктами формулы изобретения, находятся в рамках изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ предоплаты электроэнергии с использованием: i) бесконтактной смарт-карты, на которую заранее положена сумма для оплаты коммунальных услуг, ii) электронного счетчика электроэнергии с устройством чтения-записи бесконтактных смарт-карт, помещенным внутри этого электронного счетчика, и iii) сети, включающей терминал пункта продажи, имеющий пару модулей безопасности, и сервер,соединенный посредством интерфейса связи с системой сбора оплаты, которая хранит информацию о счетах клиента и обеспечивает доступ к информации, хранимой в базе данных поставщика,при этом указанный способ включает излучение радиочастотного сигнала из электронного счетчика посредством платы управления бесконтактной оплатой; обнаружение присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты в зоне обнаружения электронного счетчика, который выполнен воздухонепроницаемым и водонепроницаемым; обмен информацией между счетчиком и бесконтактной смарт-картой с использованием радиочастоты; взаимную аутентификацию смарт-карты предоплаты и внутреннего устройства чтения-записи бесконтактных смарт-карт с использований двух и более цифровых подписей и серийного номера счетчика; определение наличия в бесконтактной смарт-карте положительного кредита в виде предоплаченных кВт/ч; снятие предоплаченных кВтч со смарт-карты предоплаты и сохранение их количества в памяти электронного счетчика и запись всей созданной информации о состоянии счетчика в бесконтактную смарт-карту предоплаты, при этом указанная информация содержит данные об энергии, потребленной пользователем за срок-9 011113 службы счетчика, кредите счетчика и манипуляциях со счетчиком, таких как количество отсоединений,прерываний, шунтирований, энергия, накопленная при использовании шунтирований и инвертирований. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обнаружение присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты в зоне обнаружения электронного счетчика дополнительно включает обнаружение, не присутствует ли несколько бесконтактных смарт-карт предоплаты в зоне обнаружения счетчика электроэнергии, и выбор бесконтактной смарт-карты предоплаты в соответствии с заранее заданным протоколом передачи данных на радиочастоте. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что снятие предоплаченных кВтч со смарт-карты предоплаты в электронный счетчик можно производить полностью или по частям в зависимости от заранее заданного количества, записанного в бесконтактной смарт-карте предоплаты. 4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что снятие предоплаченных кВтч со смарт-карты предоплаты в электронный счетчик включает считывание в счетчике оставшейся суммы кредита; добавление полной или частичной суммы, снятой со смарт-карты, к оставшемуся балансу в счетчике и сохранение в счетчике нового значения предоплаченного кредита. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что информация, передаваемая из электронного счетчика и записываемая в бесконтактную смарт-карту предоплаты, содержит данные о коэффициенте мощности,качестве линии и информацию об отключениях, инвертированиях, наличии шунтирований и аналогичных действиях. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внутреннее устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт электронного счетчика активируют на несколько секунд для обнаружения присутствия бесконтактной смарт-карты в зоне обнаружения и выполнения процесса аутентификации для передачи данных для экономии энергии для компании-поставщика электроэнергии. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что он также включает считывание предоплаченного кредита из памяти электронного счетчика; проверку того, что предоплаченный кредит больше нуля; проверку состояния автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для определения, замкнуто оно или разомкнуто; и формирование сигнала замыкания или размыкания автоматического устройства отключения подачи электроэнергии на основании считанного значения предоплаченного кредита; причем, если кредит больше нуля, то формируют сигнал на замыкание автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для подачи электроэнергии в счетчик, а если кредит не превышает нуль, то формируют сигнал на размыкание автоматического устройства отключения подачи электроэнергии для прекращения подачи электроэнергии пользователю. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что созданную информацию о состоянии счетчика и данные о потреблении энергии и манипуляциях со счетчиком сохраняют в памяти электронного счетчика; а информацию, записанную на указанную бесконтактную смарт-карту, при каждом пополнении пользователем этой карты многоразового использования предоплаченными кВтч переносят в базу данных через пункт продажи для последующего анализа компанией-поставщиком электроэнергии. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученная информация содержит данные об энергии, потребленной пользователем за срок службы счетчика, кредите счетчика и манипуляциях со счетчиком,таких как количество отсоединений, прерываний, шунтирований, энергия, накопленная при использовании шунтирований и инвертирований. 10. Система предоплаты электроэнергии и управления подачей электроэнергии, включающая бесконтактную смарт-карту для воздухонепроницаемого и водонепроницаемого электронного счетчика,электронный счетчик, который включает плату измерения электроэнергии, включающую модуль измерения, регистрирующий потребление электроэнергии пользователем; микроконтроллер для управления работой модуля измерения, имеющий флэш-память для хранения созданной в модуле измерения информации о потреблении электроэнергии пользователем за срок службы счетчика и о манипуляциях со счетчиком,жидкокристаллический дисплей для вывода информации о состоянии счетчика,независимый источник питания для указанного модуля измерения электроэнергии и указанного микроконтроллера и сеть, включающую терминал пункта продажи, имеющий пару модулей безопасности, и сервер, соединенный посредством интерфейса связи с системой сбора оплаты, которая хранит информацию о счетах клиента и обеспечивает доступ к информации, хранимой в базе данных поставщика,при этом указанная система содержит: а) плату бесконтактной предоплаты электроэнергии и отключения подачи электроэнергии, указан- 10011113 ная плата содержит:i) устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт для обнаружения присутствия бесконтактной смарт-карты предоплаты, интерпретации команд бесконтактной смарт-карты предоплаты и создания,и передачи сигнала на радиочастоте; при этом устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт дополнительно содержит модуль шифрования/дешифрования для проверки и подтверждения подлинности карты предоплаты, кодирования передаваемых данных и проверки подлинности информации, записанной в память микроконтроллера, предназначенного для использования в картах предоплаты, указанной карты предоплаты перед ее дебетованием;ii) микроконтроллер для обмена информацией между устройством чтения-записи карт предоплаты и микроконтроллером модуля измерения электроэнергии, причем этот микроконтроллер считывает количество доступной пользователю электроэнергии из платы измерения электроэнергии;iii) датчик перехода электрической энергии через ноль, который при сбое в электроснабжении посылает микроконтроллеру команду для предотвращения потери информации во время сбоя в электроснабжении и размыкает или замыкает реле;iv) контроллер устройства отключения подачи электроэнергии для замыкания и размыкания этого устройства по требованию микроконтроллера при подаче микроконтроллером команды на замыкание или размыкание;v) источник питания указанной платы управления предоплатой, который работает при наличии электроэнергии и работает до одной секунды при прекращении подачи электроэнергии, что достаточно для сохранения информации о любых транзакциях, связанных с электроэнергией; б) устройство отключения подачи электроэнергии и в) устройство для передачи/приема сигнала. 11. Система по п.10, отличающаяся тем, что устройство чтения-записи бесконтактных смарт-карт дополнительно содержит модуль шифрования/дешифрования для проверки и подтверждения подлинности карты предоплаты, кодирования передаваемых данных и проверки подлинности информации, записанной в память микроконтроллера или печатной схемы, используемой в картах предоплаты, указанной карты предоплаты перед ее дебетованием. 12. Система по п.10, отличающаяся тем, что информация, проверяющая и подтверждающая подлинность устройства чтения-записи бесконтактных карт, может содержать номер счетчика, номер контракта, дату последней загрузки карты, ключи безопасности, данные о количестве предоплаченных кВтч и/или количестве предоплаченных кВтч, которые следует передать в счетчик путем дебетования карты. 13. Система по п.10, отличающаяся тем, что данные о предоплаченном количестве электроэнергии,полученные от платы управления бесконтактной предоплатой, сохраняются во флэш-памяти микроконтроллера модуля измерения. 14. Система по п.10, отличающаяся тем, что на жидкокристаллический дисплей счетчика выводится информация о доступной энергии, ранее оплаченной пользователем, а также о том, когда предоплаченные кВтч были сняты с бесконтактной карты предоплаты, и специальная информация, которая предлагает пользователю поместить карту рядом со счетчиком, чтобы начать снятие с нее предоплаченного количества кВтч.

МПК / Метки

МПК: G06Q 99/00

Метки: предоплаты, смарт-карт, бесконтактных, электроэнергии, автоматическим, использованием, система, счетчиков, отключения, устройством

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/14-11113-sistema-predoplaty-s-ispolzovaniem-beskontaktnyh-smart-kart-dlya-schetchikov-elektroenergii-s-avtomaticheskim-ustrojjstvom-otklyucheniya-elektroenergii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система предоплаты с использованием бесконтактных смарт-карт для счетчиков электроэнергии с автоматическим устройством отключения электроэнергии</a>

Похожие патенты