目前,我国供电部门普遍存在“抄表难”和“收费难”的问题,电费不能及时回收,直接影响和制约着电力企业的发展。采用485通信方式或者红外掌机抄表,以IC卡为信息载体进行“先购电,后用电”的预付费模式,已经成为用管理部门广泛认可的一项技术手段,但是现今使用最多的接触式预付费IC卡存在着机械触点易变形、生锈等问题。本课题研究的是基于RFID技术预付费电能表的设计,该表既可以做“一表一卡”的家庭用表,亦可做“一表多卡”、“一卡多表”的公共用表。(1)通过分析电能表的行业现状和发展趋势,指出了传统机械表和现在广泛使用的逻辑加密卡及CPU卡预付费电能表存在的劣势;分析了RFID技术的发展与应用情况,阐述了基于RFID技术预付费电能表的优点。(2)阐述了RFID系统的组成原理,按照不同的方式对RFID射频卡进行了分类,对现今使用最多的射频技术标准ISO14443中Type A型卡和Type B型卡做了一下比较。论述了RFID系统中基带的编码,详细阐述了本设计所采用的Mifare MF1 S50射频卡的结构原理和防碰撞方法。(3)提出了本课题的具体设计要求,阐述了硬件总体设计方案。重点论述了基于RFID预付费电能表的硬件设计中FM2306A控制模块、ATT7030A三相电能计量模块、FM1702SL射频卡读写模块、红外和485通信模块、继电器控制模块、电源电路部分的设计,详细阐述了系统各模块电路的组成原理和实现方法,设计了整个电路系统的原理图,并制作了PCB线路板,对硬件设计中需要注意的事项和抗干扰方法做了总结。(4)阐述了软件的总体设计思想,结合硬件电路,设计实现了基于RFID预付费电能表系统中的下位机程序。详细论述了程序数据结构模块、程序初始化模块、通信处理模块和射频卡处理模块等部分,明确了各模块实现的功能,给出了相应的软件流程图。(5)按照国际和国内标准对电能表进行了计量误差的调校,对电能表计量、通信功能和EMC性能进行了测试,指出了设计中需要注意的细节问题;分析了误差产生原因以及解决办法。实际运行结果表明,基于RFID技术的三相预付费电能表,可以稳定实现电能计量、射频卡预付费、红外和485通信等功能,系统具有很强的抗干扰能力,各项技术指标均达到预期的设计要求。