簡介
傳統的智能電表是由用戶交費對智能IC卡充值并輸入電表中，電表才能供電，表中電量用完後自動拉閘斷電，新型的智能電表目前以完美實現網絡購電，就像手機充值一樣簡單。
智能電表行業的背景或許是投資者在思考這一問題時首先需要把握的：随着中國提出建設國家智能電網概念之後，與之直接配套的智能電表開始成為關注的焦點。智能電能表是一種新型電能表，相對以往的普通電能表，除具備基本的計量功能外，智能電能表是全電子式電能表，帶有硬件時鐘和完備的通信接口，具有高可靠性、高安全等級以及大存儲容量等特點，完全符合中國未來發展“節能環保”的要求。
定義
智能電表是智能電網的智能終端，它已經不是傳統意義上的電能表，智能電表除了具備傳統電能表基本用電量的計量功能以外，為了适應智能電網和新能源的使用它還具有用電信息存儲、雙向多種費率計量功能、用戶端控制功能、多種數據傳輸模式的雙向數據通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表着未來節能型智能電網最終用戶智能化終端的發展方向。
随着智能電網的日益發展，世界各國對于智能化用戶終端的需求也日益增大，據統計，在未來5年，随着智能電網在世界各國的建設，智能電表在全球安裝的數量将高達2億隻。同樣，在中國，随着國家堅強智能電網建設的進展，作為用戶端的智能電表的需求也會大幅度地增長，保守的預計，市場将會有1.7億隻左右的需求。美國政府為升級本國電網的撥款中，就有一部分專門用于在未來3年緻使13%的美國家庭(1800萬戶家庭)能裝上智能電表。
在歐洲，意大利及瑞典已經完成先進計量基礎設施的部署，将所有普通電表更換為智能電表。法國、西班牙、德國和英國預計在未來10年内完成也将完成智能電表的全面推廣和應用。
發展
作為經濟刺激計劃的一部分，國家電網在2009年7月确定了智能電網的發展規劃。2009-2011年為規劃試點階段，重點完成堅強智能電網的整體規劃，開展關鍵性、基礎性、共用性技術研究，進行技術和應用試點;2012-2015年為全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系;2016-2020年為引領提升階段，全面建成統一的“堅強智能電網”。
2009年8月和2010年2月，國家電網公司先後啟動了第一批9項和第二批12項試點工程。這些試點工程的開展為“十二五”期間堅強智能電網的全面建設，打下了良好基礎。
根據規劃，“十二五”期間，國家電網公司電網智能化投資的總額為2861.1億元，年均投資為572.2億元，較“十一五”250億元的年均投資大幅翻番，涉及到發電、輸電、變電、配電、用電及調度等六個環節。随着智能電網建設的展開，智能化投資将明顯增加，二次設備投資占比将由目前的不足5%提升至12%-15%。
我國智能電網進入了全面建設階段，對智能電表産生了巨大的市場需求。
目前，國家電網已經連續多年對智能電表進行招投标采購。根據《中國智能電表行業發展前景與投資預測分析報告前瞻》顯示，2012年，國家電網對智能電表的招标量達到7588.69萬隻，完成了規劃量的138%，同比增長12.17%。前瞻網認為，這種增長主要源于政府從2012年4月開始大規模投資基礎設施建設，以及全國7月份全面實施階梯電價制度。預計智能電表采購活動将保持增長勢頭，未來三年安裝速度将加快。
工作原理
智能電表正在快速發展的電表類别，傳統的智能電表用戶持IC卡到供電部門交款購電，供電部門用售電管理機将購電量寫入IC卡中，用戶持IC卡在感應區刷非接觸式IC卡（簡稱刷卡，下同），即可合閘供電，供電後将卡拿走。
當表内剩餘電量等于報警電量時，拉閘斷電報警（或蜂鳴器報警），此時用戶在感應區刷卡即可恢複供電；當剩餘電量為零時，自動拉閘斷電，用戶必須再次持卡交費購電，才可以恢複用電。而新型的智能電表以實現銀行及網絡供電，用戶可通過電力公司營業窗口，合作銀行、第三方代售電機構及網絡進行購電，極大的方便了用戶，以北京網銀購電為例，
主要功能
1、預付費功能：預收電費，剩餘電量為零時自動拉閘斷電。
2、合閘拉閘方式：内附開關和外附控電開關兩種規格。
3、記憶功能：斷電情況下表内數據可保存10年。
4、顯示功能：雙顯示，計度器顯示累計用電量，LED顯示器顯示剩餘電量及其它信息。
5、能夠檢測出普通電表無法檢測的流量（例如插座、接線闆等等）。準确計費。
6、智能調價模式可以針對用電過多的用戶進行智能調價，以達到節能減排的作用。
特點
1、不需要人工抄表，有利于現代化管理。IC卡電表的使用避免人工抄表上門收費給客戶帶來的諸多不便，且曆史購電數據均可以保存，便于客戶查詢。
2、充分體現了電力的商品屬性。實行先買電後用電，客戶可以根據自己的實際需要有計劃地購電、用電，不會因欠費而發生滞納金，增加不必要的開支。
3、解決了收費難的問題。能很好地解決零散居民客戶、臨時用電客戶、經常欠費客戶的收費問題。
4、IC卡電表具有多種防竊電功能，起動電流小、無潛動、寬負荷、低功耗，誤差曲線平直、長期運行時穩定性好，外形美觀、體積小、重量輕、安裝方便。準确度高：全電子式設計，内置進口專用芯片，精度不受頻率、溫度、電壓高次諧波影響。
5、長壽命：采用SMT技術，優化的電路設計，整機出廠後無需調整電路。
6、功耗低：采用低功耗設計，降低電網線損。
7、預購電量;IC卡傳遞數據，實現數據回讀，包括：回讀總電量，剩餘電量，表内累積購電量，總購電次數等信息。
8、儲存表常數、初始值、用戶住址、姓名等信息。
9、超負荷報警斷電、剩餘電量報警，提醒用戶及時購電。
10、技術參數：采用長壽命基表，延長使用周期。
安裝及使用方法
預付費智能電表在安裝時，安裝位置應保持垂直，并按接線圖接入。
打開電能表端鈕盒蓋，然後按接線圖連接各端鈕接線，接通電源。
用戶将預購電量IC卡按卡上箭頭方向(金屬觸點面向左)插入表内，顯示器首先顯示F1而後顯示本次所購電量，再穩定顯示F2而後顯示器顯示原剩餘電量加上新購電量之和為當前剩餘電量，此時可取下IC卡，顯示熄滅。(如表中剩餘電量低于顯示報警電量時顯示器常亮，表中原剩餘電量與購電卡中電量之和大于9999kWh時，卡内電量不被輸入電表，仍保存在卡内。)
當用戶用電時，脈沖指示燈會随之閃亮。
預付費電表在正常使用過程中，自動對所購電量作遞減計算。當電能表内剩餘電量小于20度時，顯示器顯示當前剩餘電量提醒用戶購電。當剩餘電量等于10度時，停電一次提醒用戶購電，此時用戶需将IC卡插入電能表一次恢複供電。當剩餘電量為零時，停止供電。
一表一卡，用戶每次新購電量後，隻能插入自己的電表輸入一次有效電量。
預付費電表顯示器通常不亮，如果用戶需要檢查剩餘電量，可以将IC卡插入電表，則顯示F1購買電量顯示零、F2剩餘電量，拔卡顯示熄滅。
用戶每次将IC卡插入預付費電表，電表都将用戶用電情況全部返寫在IC卡上，用戶下次購電時，售電管理系統讀取IC卡數據彙總并檢查用戶是否合法用電。用電檢查人員也可以使用檢查卡，檢查用戶用電情況。
供電管理部門根據實際情況設置用戶的最大用電負荷。當實際用電負荷超過設置值時，停止供電，電表顯示器顯示“E2”，提醒用戶減少用電負荷，用戶需将IC卡插入電表後恢複供電。
市場需求
電能表的發展經曆了由感應式向電子式的發展，現在智能電網的發展将推動電能表由電子式向智能電表的轉變。根據我國智能電網戰略規劃，“十二五”期間是智能電網的全面建設階段，主要目标是加快特高壓電網和城鄉電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，其中用電環節的重點是建設智能用電信息的采集和管理系統，而智能電表則是實現這一系統的關鍵部分。
随着國網智能電網建設的全面鋪開，智能電表的存量更換在國網的強力推動下全面啟動。需要指出的是，民用表數量占據整個智能電表市場的絕大部分，我們對國内存量表市場規模的估算僅就民用表市場進行，工商業用表沒有加以考慮，也因此我們的考慮相對保守。
從整個市場存量需求方面考慮，根據國家統計局的數據，按第六次人口普查每戶3.1人計算，城鎮人口約6.7億，共2.16億戶，農村7億人口，共2.26億戶。假設每戶需要一個電表，則存量需求約4.4億隻。增量方面，2011年城鎮和農村新建住房面積分别為9.49億和10.26億平方米，按人均31.6和34.1平方米分别計算，新增住房1940萬套，按照一戶一表并且每年新增住房面積不下降計算，未來每年預計新增約2000萬塊電表。
按照國家電網5年全部完成更換的規劃，若存量電表以5年為更新周期，則每年新安裝加存量更新對智能電表需求可達1億隻左右，需求總體穩定。
目前國内智能電表的更換工作主要由國網主導。根據國網2010年的規劃，為了滿足國内智能電表更換需求，國網将在2014年之前完成2.22億隻智能電表的安裝标工作，實現直供直管區域内的用戶的全覆蓋。而實際的招标進度遠遠超出了國網每年初公布的計劃，目前已經招标1.92億隻，其中智能電表約為1.84億隻。
未來智能電表發展勢頭好當下，随着智能電網的逐漸推行利用，智能電表已經進入了成長的黃金機會期。智能電表市場的需要在穩步增加，跟着都會化建設過程也會逐漸加速，新增的用戶數目也将不竭進步。去年，我國各省市連續施行了門路電價，跟着門路電價政策落地，智能電表也将迎來成長的春季。
我國業内人士認為，到2020年，我國将成為驅動亞洲智能電能表市場迅猛突起的中堅氣力。這種展望并不是空穴來風，早在2010年提出，在将來五年内，将實現2.4億隻智能電能表的安置、利用。而且，今天傳統電能表市場已從高速增加期進入過度增加期，全部行業合作加倍劇烈，行業成本率降低。與此同時，智能電網為電能表市場注入新的活氣，市場無望大幅增加。
紅外通信
原理
紅外波段中900nm-1000nm是紅外通信常用的波段，而940nm是用的最多的波段，發射裝置将二進制信号高頻調制後通過紅外線發射管IR333發射出去，被紅外線接收器PT333接收，再解調為原來的信息。這就是紅外通信的過程。其中調制方式有脈寬調制（通過改變脈沖寬度調制信号PWM）和脈時調制（通過改變脈沖串口之間時間間隔調制信号PPM）兩種，我們采用PPM脈時調節方式。
電路圖
紅外線發射是利用單片機SSU7301的串行數據發送口TXD(P3.1)控制驅動三極管BG1進行二進制數據“0”和“1”的傳輸(數據由串行發送緩沖器SBUF中送出)，以及利用P3.4口控制驅動三極管BG2進行高頻38.4kHz調制（高頻驅動信号由定時器/計數器T0的方式2自動重裝模式産生），從而可靠地實現了紅外發射管D1在傳輸數據“0”時進行高頻紅外發射和數據“1”時被截止的發射功能。
采用51系列單片機，億光生産超毅電子供應的紅外接收器和紅外發射管，以及單片機串行口、2個定時器/計數器可以有效地實現紅外通信功能。
智能電表上裝的都是紅外接口，也是智能電能表中使用最為普遍的通信方式，能夠有效的實現抄表、編程、校時、數據管理等功能，擁有可靠、直觀、簡便、廉價的各種優點。
發展趨勢
智能電表的産業體系更加完善
智能電表屬于高科技産品，所以智能電表的生産必須實現一體化，這樣才能夠全方位地對智能電表産業進行控制和管理。智能電表産業主要包括以下幾個生産環節：智能電表結構和功能的設計、智能電表的專業化制造、智能電表産業化的推廣、智能電表的售後維護、新技術的開發等，這些生産環節必須要進行合理化的管理，要結合其他産業的相關經驗進行經營管理。在智能電表芯片的研發方面，要運用當前先進的技術，最好能夠形成核心技術價值，這樣才能使智能電表産業具有長遠利益。
功能設置模塊化
智能電能表的功能設置必須支持可更新或可寫入的理念，所以需以功能設置模塊化為原則，不斷完善智能電能表的功能設置。在實際運用中根據智能電網運行情況，遠程設置或修改智能電表的功能和方案，且要求所有功能均為獨立線程，互不幹擾與影響，以确保穩定性與安全性，即無需更換整表，又消除了新技術推行的障礙。
接口一體化
電能表的檢測工作一直是繁雜的人力工種，而智能電能表必須改變現有的電能表檢測模式，去實現智能化和自動化的檢測方式。筆者認為智能電能表的弱電接口種類太多，在檢測過程需頻繁切換，導緻了檢測勞動強度大、資源占用多、管理成本高、效率低下等問題，而且繁多的接口設置也不能保證電氣安全的可靠性，繼而影響到電能計量的準确性。
智能電網或高級量測體系的發展對智能電能表提出了越來越多的要求，大家可以看到這些要求是符合時代發展的趨勢，也對智能電能表的"智能"效應産生深遠影響。随着新一批電能表輪換的開展，智能電能表的普及隻是時間問題。
既然是智能電能表，那麼連同其細節也應該展現智能化，而現有的數據處理、模塊設計、檢測方式、接口類型還不足以滿足對未來智能電能表的應用需求。未來的智能電能表無論從外形，還是使用，亦或是功能都應具備信息化、自動化、智能化等性能特征，以便為智能電能表的普及提供更快捷的途徑。
