NFC技術(shù)與RFID技術(shù)芯片實(shí)現雙向預付費系統的設計
有位客戶(hù)采用預付電費方案，回家后卻發(fā)現照明燈沒(méi)有亮。于是，她拿出手機并打開(kāi)一個(gè)應用程序（app），向其電費賬戶(hù)中又額外增加了50美元額度。然后她將手機靠近電能監測顯示單元（HDU），不到5分鐘，家里的照明燈又亮了。她并未意識到，但她確實(shí)利用了近場(chǎng)通信（NFC）以及HDU中的安全認證標簽預付了電費。這種預付費系統就是本文討論的內容，是基于NFC/RFID安全認證器IC的電能預付系統。我們將討論如何部署基于NFC智能手機的雙向預付費系統，其中以供電公司和用戶(hù)之間的高級表計基礎架構（AMI）以及安全NFC/RIFD標簽認證器作為基本的安全電路。DeepCover MAX66242就是其中一款安全標簽認證器。
電表預付費系統的背景
在美國，傳統上是由提供水、電及天然氣服務(wù)的事業(yè)單位以預付郵資的形式將賬單寄給用戶(hù)。他們只需以月或季度為周期跟蹤用戶(hù)在上月/季度的用量，然后根據用量開(kāi)具賬單。要求用戶(hù)在預定時(shí)間內進(jìn)行支付，否則可能存在斷電的風(fēng)險。
我們都是電力用戶(hù)，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。當然，我們的觀(guān)念也在轉變，更加關(guān)心和在意天然資源的消耗量，變得更加節儉。許多用戶(hù)也希望能夠更好地控制其公共能源的財務(wù)狀況。下面，我們就討論上述故事中虛擬用戶(hù)使用的新型高效預付費系統。
預付費服務(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(hù)一般只習慣使用手機、電話(huà)卡以及過(guò)橋和過(guò)路費的預付費服務(wù)。對于偏遠地區的用戶(hù)（投資者對其投資支出并不總是有投資回報（ROI）），以及類(lèi)似高校學(xué)生等流動(dòng)人口，預付費服務(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(guò)家中的HDU控制AMI系統供電。為了進(jìn)行支付并恢復電力服務(wù)，系統利用NFC標簽安全認證器來(lái)確保交易安全。
預付費系統的優(yōu)勢
用戶(hù)首先具有一定的賬戶(hù)余額，供電公司實(shí)時(shí)跟蹤用電量并從預付費額度中扣減對應的電費。如果未及時(shí)支付或未向賬戶(hù)中增加額度，服務(wù)將中斷。
全球范圍的供電公司正越來(lái)越多地采用預付費業(yè)務(wù)模式。無(wú)數新興經(jīng)濟體依賴(lài)這種模式作為吸引眾多投資渠道的一種方式。尤其是預付電費已經(jīng)成為全球性發(fā)展趨勢。法維翰咨詢(xún)公司（Navigant Consulting，原Pike Research）的一項研究報告表明，全球范圍內預付費表計用戶(hù)的安裝數量將從2014年的3170萬(wàn)戶(hù)增加到2024年的8520萬(wàn)戶(hù)，年均復合增長(cháng)率（CAGR）為10.4%。該報告預測北美的預付費表計安裝數量在相同周期內將從650，000戶(hù)增加至310萬(wàn)戶(hù)，CAGR為17.0%。［1］ 如圖1所示，預測預付費用戶(hù)增長(cháng)最快的地區是亞太地區。
圖1. 法維翰咨詢(xún)公司（Navigant Research）研究報告中的圖表，“2014至2024全球預付費電表安裝數量的地區分布”。圖表由Navigant Consulting Inc提供。
預付費模式在雙方都具有良好的基礎，供電公司和客戶(hù)都容易接受。該模式已經(jīng)被廣泛應用并從多方面形成多贏(yíng)局面。
預付費允許供電公司降低收款費用；無(wú)需收取大量保證金或斷電費用，降低沖銷(xiāo)開(kāi)支；避免與欠費用戶(hù)之間的糾葛，減少不良債務(wù)。電力公司可以輕松達到100%的收繳率。預付費在消費之前獲得收入，允許供電公司進(jìn)行投資并實(shí)現可預測的ROI。該模式也無(wú)需派遣員工在物理上斷開(kāi)或恢復用戶(hù)的電力服務(wù)。采用預付費后，無(wú)需每月準備電費賬單。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)費用。
用戶(hù)為什么愿意預付費呢？簡(jiǎn)短回答就是預付費提供了方便監測用電量的最佳途徑。不再需要保證金、信用調查、截止日期或滯納金！再也不會(huì )發(fā)生斷電或恢復費用，不再受到賬單“恐嚇”，利用智能手機可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)24/7隨時(shí)支付。預付費為那些希望明智用電的用戶(hù)提供了途徑；為用戶(hù)提供了管理其賬單以及用電量的機會(huì )，對其使用情況具有更清晰的認識。有助于用戶(hù)更好地理解能源/燃料節約的好處。
我們已經(jīng)目睹人類(lèi)的行為方式在隨著(zhù)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(hù)能夠在家庭能源監測裝置上看到其日常的能源消耗，就有積極性改變消費模式和習慣。
電能預付費系統的基礎設施
高級表計基礎架構（AMI）
任何預付費計劃的底層技術(shù)都是智能表計技術(shù)，也稱(chēng)為高級表計基礎架構（AMI），該技術(shù)支持用戶(hù)和公共事業(yè)單位之間的實(shí)時(shí)連接；其核心是數字表（通常稱(chēng)為智能電表），具備遠程斷開(kāi)和重新連接功能。
憑借供電公司后臺與已部署智能電表之間的這種雙向通信網(wǎng)絡(luò )，能夠實(shí)時(shí)傳輸用電數據和遠程斷電/恢復供電命令。利用AMI，供電公司現在能夠以預定義間隔從智能電表收集電表讀數，最短只需幾分鐘甚至更短。電力公司也借此進(jìn)行收費或部署電表軟件的升級。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持
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