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有位客戶采用預付電費方案，回家后卻發現照明燈沒有亮。于是，她拿出手機并打開一個應用程序（app），向其電費賬戶中又額外增加了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，但她確實利用了近場通信（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、電及天然氣服務的事業單位以預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，然后根據用量開具賬單。要求用戶在預定時間內進行支付，否則可能存在斷電的風險。

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

預付費服務已經普及了幾十年，尤其是在英國、澳大利亞、新西蘭、比利時、南非等國家。而美國用戶一般只習慣使用手機、電話卡以及過橋和過路費的預付費服務。對于偏遠地區的用戶（投資者對其投資支出并不總是有投資回報（ROI）），以及類似高校學生等流動人口，預付費服務也是一種很好形式。

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系統供電。為了進行支付并恢復電力服務，系統利用NFC標簽安全認證器來確保交易安全。

預付費系統的優勢

用戶首先具有一定的賬戶余額，供電公司實時跟蹤用電量并從預付費額度中扣減對應的電費。如果未及時支付或未向賬戶中增加額度，服務將中斷。

全球范圍的供電公司正越來越多地采用預付費業務模式。無數新興經濟體依賴這種模式作為吸引眾多投資渠道的一種方式。尤其是預付電費已經成為全球性發展趨勢。法維翰咨詢公司（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的安裝數量將從2014年的3170萬戶增加到2024年的8520萬戶，年均復合增長率（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戶增加至310萬戶，CAGR為17.0%。［1］如圖1所示，預測預付費用戶增長最快的地區是亞太地區。

基于NFC技術與RFID技術芯片實現雙向預付費系統的設計

圖1. 法維翰咨詢公司（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，供電公司和客戶都容易接受。該模式已經被廣泛應用并從多方面形成多贏局面。

預付費允許供電公司降低收款費用；無需收取大量保證金或斷電費用，降低沖銷開支；避免與欠費用戶之間的糾葛，減少不良債務。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，允許供電公司進行投資并實現可預測的ROI。該模式也無需派遣員工在物理上斷開或恢復用戶的電力服務。采用預付費后，無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、打印和處理等相關費用。

用戶為什么愿意預付費呢？簡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！再也不會發生斷電或恢復費用，不再受到賬單“恐嚇”，利用智能手機可通過互聯網24/7隨時支付。預付費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會，對其使用情況具有更清晰的認識。有助于用戶更好地理解能源/燃料節約的好處。

我們已經目睹人類的行為方式在隨著新技術趨勢的發展而發生變化。有理由相信，如果用戶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都是智能表計技術，也稱為高級表計基礎架構（AMI），該技術支持用戶和公共事業單位之間的實時連接；其核心是數字表（通常稱為智能電表），具備遠程斷開和重新連接功能。

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絡，能夠實時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。電力公司也借此進行收費或部署電表軟件的升級。容－源－電－子－網－為你提供技術支持

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