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有位客戶采用預(yù)付電費(fèi)方案，回家后卻發(fā)現(xiàn)照明燈沒有亮。于是，她拿出手機(jī)并打開一個(gè)應(yīng)用程序（app），向其電費(fèi)賬戶中又額外增加了50美元額度。然后她將手機(jī)靠近電能監(jiān)測顯示單元（HDU），不到5分鐘，家里的照明燈又亮了。她并未意識(shí)到，但她確實(shí)利用了近場通信（NFC）以及HDU中的安全認(rèn)證標(biāo)簽預(yù)付了電費(fèi)。這種預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)就是本文討論的內(nèi)容，是基于NFC/RFID安全認(rèn)證器IC的電能預(yù)付系統(tǒng)。我們將討論如何部署基于NFC智能手機(jī)的雙向預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，其中以供電公司和用戶之間的高級(jí)表計(jì)基礎(chǔ)架構(gòu)（AMI）以及安全NFC/RIFD標(biāo)簽認(rèn)證器作為基本的安全電路。DeepCover MAX66242就是其中一款安全標(biāo)簽認(rèn)證器。

電表預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的背景

在美國，傳統(tǒng)上是由提供水、電及天然氣服務(wù)的事業(yè)單位以預(yù)付郵資的形式將賬單寄給用戶。他們只需以月或季度為周期跟蹤用戶在上月/季度的用量，然后根據(jù)用量開具賬單。要求用戶在預(yù)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行支付，否則可能存在斷電的風(fēng)險(xiǎn)。

我們都是電力用戶，其中有些人平時(shí)并不關(guān)心公共能源用量（及氣、熱、水等），直到下次收到賬單。當(dāng)然，我們的觀念也在轉(zhuǎn)變，更加關(guān)心和在意天然資源的消耗量，變得更加節(jié)儉。許多用戶也希望能夠更好地控制其公共能源的財(cái)務(wù)狀況。下面，我們就討論上述故事中虛擬用戶使用的新型高效預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)。

預(yù)付費(fèi)服務(wù)已經(jīng)普及了幾十年，尤其是在英國、澳大利亞、新西蘭、比利時(shí)、南非等國家。而美國用戶一般只習(xí)慣使用手機(jī)、電話卡以及過橋和過路費(fèi)的預(yù)付費(fèi)服務(wù)。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的用戶（投資者對(duì)其投資支出并不總是有投資回報(bào)（ROI）），以及類似高校學(xué)生等流動(dòng)人口，預(yù)付費(fèi)服務(wù)也是一種很好形式。

上文中我們的女主角完全不必直接與供電公司打交道，而是通過家中的HDU控制AMI系統(tǒng)供電。為了進(jìn)行支付并恢復(fù)電力服務(wù)，系統(tǒng)利用NFC標(biāo)簽安全認(rèn)證器來確保交易安全。

預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)勢

用戶首先具有一定的賬戶余額，供電公司實(shí)時(shí)跟蹤用電量并從預(yù)付費(fèi)額度中扣減對(duì)應(yīng)的電費(fèi)。如果未及時(shí)支付或未向賬戶中增加額度，服務(wù)將中斷。

全球范圍的供電公司正越來越多地采用預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)模式。無數(shù)新興經(jīng)濟(jì)體依賴這種模式作為吸引眾多投資渠道的一種方式。尤其是預(yù)付電費(fèi)已經(jīng)成為全球性發(fā)展趨勢。法維翰咨詢公司（Navigant Consulting，原Pike Research）的一項(xiàng)研究報(bào)告表明，全球范圍內(nèi)預(yù)付費(fèi)表計(jì)用戶的安裝數(shù)量將從2014年的3170萬戶增加到2024年的8520萬戶，年均復(fù)合增長率（CAGR）為10.4%。該報(bào)告預(yù)測北美的預(yù)付費(fèi)表計(jì)安裝數(shù)量在相同周期內(nèi)將從650，000戶增加至310萬戶，CAGR為17.0%。［1］如圖1所示，預(yù)測預(yù)付費(fèi)用戶增長最快的地區(qū)是亞太地區(qū)。

基于NFC技術(shù)與RFID技術(shù)芯片實(shí)現(xiàn)雙向預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

圖1. 法維翰咨詢公司（Navigant Research）研究報(bào)告中的圖表，“2014至2024全球預(yù)付費(fèi)電表安裝數(shù)量的地區(qū)分布”。圖表由Navigant Consulting Inc提供。

預(yù)付費(fèi)模式在雙方都具有良好的基礎(chǔ)，供電公司和客戶都容易接受。該模式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用并從多方面形成多贏局面。

預(yù)付費(fèi)允許供電公司降低收款費(fèi)用；無需收取大量保證金或斷電費(fèi)用，降低沖銷開支；避免與欠費(fèi)用戶之間的糾葛，減少不良債務(wù)。電力公司可以輕松達(dá)到100%的收繳率。預(yù)付費(fèi)在消費(fèi)之前獲得收入，允許供電公司進(jìn)行投資并實(shí)現(xiàn)可預(yù)測的ROI。該模式也無需派遣員工在物理上斷開或恢復(fù)用戶的電力服務(wù)。采用預(yù)付費(fèi)后，無需每月準(zhǔn)備電費(fèi)賬單。所以，供電公司就減少了成本較高的文案工作以及郵資、紙張、打印和處理等相關(guān)費(fèi)用。

用戶為什么愿意預(yù)付費(fèi)呢？簡短回答就是預(yù)付費(fèi)提供了方便監(jiān)測用電量的最佳途徑。不再需要保證金、信用調(diào)查、截止日期或滯納金！再也不會(huì)發(fā)生斷電或恢復(fù)費(fèi)用，不再受到賬單“恐嚇”，利用智能手機(jī)可通過互聯(lián)網(wǎng)24/7隨時(shí)支付。預(yù)付費(fèi)為那些希望明智用電的用戶提供了途徑；為用戶提供了管理其賬單以及用電量的機(jī)會(huì)，對(duì)其使用情況具有更清晰的認(rèn)識(shí)。有助于用戶更好地理解能源/燃料節(jié)約的好處。

我們已經(jīng)目睹人類的行為方式在隨著新技術(shù)趨勢的發(fā)展而發(fā)生變化。有理由相信，如果用戶能夠在家庭能源監(jiān)測裝置上看到其日常的能源消耗，就有積極性改變消費(fèi)模式和習(xí)慣。

電能預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施

高級(jí)表計(jì)基礎(chǔ)架構(gòu)（AMI）

任何預(yù)付費(fèi)計(jì)劃的底層技術(shù)都是智能表計(jì)技術(shù)，也稱為高級(jí)表計(jì)基礎(chǔ)架構(gòu)（AMI），該技術(shù)支持用戶和公共事業(yè)單位之間的實(shí)時(shí)連接；其核心是數(shù)字表（通常稱為智能電表），具備遠(yuǎn)程斷開和重新連接功能。

憑借供電公司后臺(tái)與已部署智能電表之間的這種雙向通信網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)傳輸用電數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程斷電/恢復(fù)供電命令。利用AMI，供電公司現(xiàn)在能夠以預(yù)定義間隔從智能電表收集電表讀數(shù)，最短只需幾分鐘甚至更短。電力公司也借此進(jìn)行收費(fèi)或部署電表軟件的升級(jí)。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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