基于近场通信（NFC）技术的远方抄表终端的设计文献综述
摘要
非接触购电卡和智能电能表是智能电网的重要组成部分，对于解决部分通信网络不发达地区充值缴费问题具有十分明显的作用，目前已在电力公司广泛应用【1】【2】【3】。当前非接触购电卡和电能表广泛使用NFC无线通信技术，以实现信息交互。
与此同时，当前的中国电力市场面临着规范化的难题，私人企业与皮包公司通过钻取政策漏洞，私自利用优惠政策大量买卖电力能源的行为已经损害了国家与人民的利益。如果通过NFC技术与远方抄表结合用以完善智能化即时化的智能电网，做到电力结算的即时竞价，既可以保证公民与企业可以使用到极为廉价的电力，又可以打击赚取中间差价的投机商，保证国家利益。
关键词 远方抄表、非接触式购电卡、智能电能表
- 引言
当前的中国电力市场因为政策上的漏洞面临着规范化的难题：许多私人企业或者是皮包公司利用优惠政策与合同，大量购入廉价电力，随后以低于标准电价的价格转手贩售给用电企业，借此来赚取大量利润；这种行为不但损害了发电企业的利益，同时也损害了用户的利益，是一种理应打击的行为。本文的技术构想的出发点，正是为了解决这一实际问题。
- 课题技术背景
NFC是对Near Field Communication的简称，是一种近场通信技术，也是一种短距离内的无线通信技术标准。即两个支持NFC功能的终端设备，在不接触的情况下也能够进行近距离的传输和分享数据，并且这种数据传递是点对点的。NFC技术向下兼容RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别），由RFID进化而来，主要用于移动设备（如手机）中提供点到点的通信。NFC近场通信技术是一种厘米级短距离非接触式无线通信技术，工作频带为13.56 MHz，通信的有效距离在10 cm 以内，理论上最高速率可达1Mb/s左右。NFC的通信模式主要有主动和被动两种模式。 ( 1 ) 在主动模式下，NFC发起设备先产生射频电磁场，NFC目标设备应答发起设备后，也产生射频电磁场，双方形成对等网络通信模式，实现快速的连接过程，可实现对等的P2P通信，便于数据交换和传输。 ( 2 ) 在被动模式下，主设备作为目标设备不产生射频磁场，而是利用NFC阅读器发送电磁场，并通过指令与主设备建立连接【4】。当前市场上常见的NFC购电卡即作为主设备工作在这种模式下，智能电能表内置NFC阅读器，能够发送电磁场与购电卡建立通信连接。
NFC 技术在全世界范围内发展迅猛，尤其是在各国政府的支持下，通信设备商、运营商及金融行业都对其产生了浓厚的兴趣，并大力开展对其的研究，以抢占主动权及制高点。一些国家在技术发展及商业运营上已经有了巨大的优势。在日本，韩国及一些其它亚洲国家，很多成熟的移动支付解决方案已经由Mobile Suica，Edy，Moneta，Octopus 等厂商推出，NFC 移动终端被广泛应用在便利店、票务系统及其它商品的购买。欧洲NFC技术开始于2006年，并在2007年开始了实验性推广。通信运营商联合金融机构及终端厂商一起推出了手机支付业务。用户可用手机进行报纸和车船票的购买。在美国，Visa大力推动NFC技术，支持移动支付的Visa销售点的数量已经达到两万多个。快餐店、电影院、便利店等也期望市场出现更多非接触式终端及商业模式，以扩大用户规模。近几年国内对NFC技术的研究也卓有成效，在政府的大力引导下，国内相关企业及科研机构投入了相当大的研究。国内现在可行的方案有例如银行与运营商的合作，第三方支付提供相关协助，此方案可实现资源的有效配置及互补，更好的促进NFC技术的发展。与此同时，许多大学校园推出的校园一卡通，正是NFC技术的实际应用的例子。
远程集抄系统的结构由上位机和下位机组成，上位机包括中心管理站，下位机包括数据集中器、采集终端。上位机的作用有两个方面，其一负责设置系统、命令发送、监测及显示系统状态，其二与数据集中器保持双向通信。数据集中器是整个系统的通信枢纽，具有非常重要的地位，不仅接受指令、集中和统计数据，而且连接智能电表和中心站。采集终端和智能电表相连，主要负责用户实时用电的数据采集和记录。不仅如此，还能对电表相关参数进行设置，并最终实现数据的转发。 因此数据集中器需要同时与中心站和智能电表进行通信，集中器自身需有无线通信方式的模块【5】。
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