摘 要：本文针对目前国内供电营业厅发票打印的现状及存在的业务需求，对各供电营业厅发票打印排队时间长、发票打印不规范等现状开展研究，探讨建立基于多种认证模式、多种电力票据自助打印的电力自助票据打印终端。依据《国家电网公司关于坚持以客户为中心进一步提升优质服务水平的意见》中有关“深化互联网+营销服务，拓展服务新模式”的通知，分析互联网技术中人脸识别等先进技术，提出了融合互联网、物联网先进技术的自助票据打印终端建设方案，并构建了电子自助票据打印的应用场景，为供电营业厅拓展服务新模式提供了有益借鉴。
关键词：物联网；电子发票；智能识别；自助服务
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）11-0155-04
Application Research of Electric Self-service Bill Printing Terminal
ZHENG Haixiang1，CHEN Biao1，LUO Yizhao1，LIANG Haitao1，SHANG Guanxia2，JIANG Haifeng1
（1. Fujian Net Energy Technology Development Co.，Ltd.，Fuzhou 350003，China；
2.State Grid Fujian Electric Power Co.，Ltd.，Fuzhou 350001，China）
Abstract：This paper aims at the current status and existing business requirements of power supply business halls in China，this paper studies the long queuing time of invoice printing and irregular invoice printing in power supply business halls，and discusses the establishment of power self-service bill printing terminal based on multiple authentication modes and various power bill self-printing. According to the notice of the national Power Grid Corp on Adhering to Customer Centered and Further Improving the Quality of Service，the notice of “deepening Internet plus marketing services and expanding the new service mode” has analyzed advanced technologies such as face recognition in internet technology，and put forward self-help bills that integrate advanced technologies of Internet and Internet of things. The construction scheme of printing terminal and the application scenario of electronic self-service bill printing are constructed，which provides a useful reference for the power supply business hall to develop new service mode.
Keywords：internet of things；electronic invoice；intelligent recognition；self-service
0 引 言
为深化“互联网+营销服务”，拓展服务新模式，进一步落实以客户为中心提升优质服务水平的任务要求，同时结合国内电子发票的发展趋势，福建网能科技开发有限责任公司结合国家电网公司“始于客户需求、终于客户满意”的最终目标，提出了开展电力自助票据打印研究与应用。
国内目前在自助票据打印方面，中国移动和中国联通等电信行业的龙头企业都已开始使用自助开票终端进行机打发票的开具，并且产品正在慢慢被顾客所接受和喜爱。但是目前电力行业的自助发票打印装置建设尚处于起步阶段，现有的打印装置仅支持电费清单打印或者仅支持电子发票打印，其功能有待进一步修正与完善。
本次主要研究目标是开发一种适用于电力营业厅电子票据自助打印的装置，结合基层供电营业厅票据打印的业务需求，尤其是电子发票打印的需求，从关键技术开发、设计界面的研究、软件架构等方面为通用型的电力电子票据自助缴费与打印装置提供技术方案。同时，结合国家电网供电营业厅的应用实践，改进现有单功能自助设备设计中的不足，为通用型电力电子票据打印装置的设计提供建设性参考。
1 现状与需求分析
随着用电客户的服务意识日益增强，更多的用户选择到电力营业厅接受电力服务，随之导致营业厅排队处理业务增多。根据统计数据显示，2017年营业厅处理的业务以票据打印的业务居多，虽然营业厅部署的缴费终端已提供了相应功能，但实用程度不够，多数用户依然选择在柜台进行发票打印，无形中增大营业厅柜台服务压力以及客户排队等待的时间。
随着电力信息自动化系统建设工作的逐步推进，以及移动互联网技术的广泛应用，电子发票逐步取代纸质发票，但是在科技发展给用户带来了便捷服务体验的同时，其中一部分特殊用户却无法适应，如中老年用户、观念较为传统的用户，因此针对上述用户的服务仍存在一定的困难。
现针对上述问题，研究电力电子票据自助打印装置，拟在供电营业厅部署，提供用电客户自助缴费、自助缴费清单打印、自助电子发票打印等一系列自助服务，提升用户服务满意度。通过此设备的部署减少用电客户等待时间，降低窗口服务压力，提高用户服务体验，提供自助式发票打印服务，丰富电子发票打印渠道，真正提供“最多跑一次”，甚至是“一次不用跑”的优质服务。
2 系统设计
自助票据打印终端系统包括营销业务应用系统端以及自助缴费发票打印一体化装置两个部分，如图1所示。SG186营销业务应用系统负责自助缴费发票打印一体化装置的建档、对操作人员进行鉴权、提供缴费清单信息等业务功能，同时收集各自助缴费发票打印一体化装置实时状态信息。自助缴费发票打印一体化装置实现自助缴费、清单打印、发票打印等业务功能。
2.1 功能设计
自助缴费发票打印一体化装置具有的功能包括电子发票打印、档案查询、历月抄表清单查询打印、历月电费明细查询打印、电费结算单打印、电费清单查询打印以及用户验证等。
电子发票打印：通过自助发票打印终端，实现用户电子发票预览和打印，电子发票打印支持用户选择年月打印发票；并且支持二维码扫码打印功能。
档案查询：通过自助发票打印终端，实现用户档案信息的查看，包括户号、户名、地址、欠费总金额、当前余额。
历月抄表清单查询打印：通过自助发票打印终端，实现用户历月抄表清单预览和打印。历月抄表清单支持用户选择清单年月区间打印。
历月电费明细查询打印：通过自助发票打印终端，实现用户历月电费明细预览和打印。历月电费明细支持用户选择电费年月区间打印。
电费结算单打印：通过自助发票打印终端，实现用户电费结算单预览和打印。电费结算单打印支持用户选择年月打印。
电费清单查询打印：通过自助发票打印终端，实现用户电费清单预览和打印。电费清单打印支持用户选择年月打印。
用户验证：用户验证提供3种方式实现，用电户号和密码登录、用户身份证登录、用户手机号码登录。
2.2 硬件模块设计
电力自助票据打印终端主要硬件模块包括主控模块、人机交互模块、加密模块、二代身份证阅读器、人脸识别模块、条码识别扫描器、激光发票打印机及语音播放器，硬件模块结构如图2所示。
各模块功能如下：
智能周转柜的主要硬件模块包括机柜模块、人机交互设备、条形码扫描模块、移动条形码扫描模块、温湿度监控系统、门禁系统、主控模块与声音模块。各模块功能如下：
（1）主控模块：采用工业级嵌入式低功耗设计，用于自助票据打印终端的各个模块的驱动与控制。
（2）人机交互设备：用于用户与自助票据打印终端嵌入式系统的交互。使用人机交互设备代替传统的键盘与鼠标操作，从而使自助票据打印终端更加方便快捷。
（3）加密模块：基于硬件保护技术，通过对软件与数据进行保护防止传输的用户数据被非法使用。
（4）二代身份证阅读器：采用国际上先进的TypeB非接触IC卡阅读技术，配以公安部授权的专用身份证安全控制模（SAM），以无线传输方式与第二代居民身份证内的专用芯片进行安全认证后，将芯片内的个人信息资料读出，将此信息上传至自助票据打印终端，并完成解码、显示、存储、查询和自动录入等功能。
（5）人脸识别模块：具备人脸捕捉与跟踪、人脸识别对比、人脸建模与检索、真人鉴别四大功能，与自助票据打印终端管理系统深入融合，实现人脸识别登录功能。
（6）条码识别扫描器：用于对多块计量器具进行同时批量操作，或对机柜模块的表位进行扫描，具备友好的人机工程学设计，从而创造出效率更高的移动工作环境。
（7）激光发票打印机：支持电费结算单、抄表清单、电费明细单、以及电子发票打印。
（8）声音模块：提供多媒体语音操作引导、操作异常提示。
2.3 结构设计
自助缴费发票打印一体化装置包括：激光发票打印机（01）、加密模块（02）、工控主机（03）、人脸识别模块（04）、语音播放器（05）、LED触摸式显示器（06）、二代身份证识别模块（07）及条码识别模块（08），结构设计如图3所示。
3 关键技术
3.1 自动识别身份技术
为实现自助票据打印终端自动识别身份，采用本地部署和建立远程人脸检索平台两种方式。当采用人脸检索平台时，需要在应用网络中建立一个远程人脸检索平台，统一管理所有用户的人脸特征值数据库，可远程采集修改用户特征值信息，并回传至人脸检索平台；当采用本地部署方式时，人脸检索平台作为智能自助终端的一个子系统模块，用户人脸特征信息需要当地使用人员进行输入修改。当使用人脸识别方式时候，通过工控主机本机的人脸识别模块进行人脸特征值的提取与校验，返回验证是否通过及相关用户信息，从而实现了人脸识别的验证。
3.2 AES加密技术
针对加密传输问题，终端采用AES加密算法，AES加密算法最常见的是对称加密算法。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，将需要加密的信息采用AES加密后，再进行传输，由服务端进行解密。具体的加密流程：
3.2.1 明文P
没有经过加密的数据。
3.2.2 密钥K
用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方与发送方协商产生，但不可以直接在网络上传输，否则会导致密钥泄漏，通常是通过非对称加密算法加密密钥，然后再通过网络传输给对方，或者直接面对面商量密钥。密钥是绝对不可以泄漏的，否则会被攻击者还原密文，窃取机密数据。
3.2.3 AES加密函数
设AES加密函数为E，则C=E（K，P），其中P为明文，K为密钥，C为密文。也就是说，把明文P和密钥K作为加密函数的参数输入，则加密函数E会输出密文C。
3.2.4 密文C
经加密函数处理后的数据。
3.2.5 AES解密函数
设AES解密函数为D，则P=D（K，C），其中C为密文，K为密钥，P为明文。也就是说，把密文C和密钥K作为解密函数的参数输入，则解密函数会输出明文P。
3.3 智能传感识别引导技术
智能传感器属于物联网的神经末梢，是构成物联网不可或缺的基本条件。系统通过多种智能传感器、感知设备和相关控制装置，实现数据的双向互通功能。同时通过单条连接线解决了控制、通信和供电，具备电子标识、传感器、控制和存储等多种功能器件，具有数字标准化数据通信接口，能与工控机直接或者接口总线相连，相互交互信息，实现终端的智能化操作引导。
4 应用前景
本次研究的样机已在南平市电力公司电力营业厅试用，系统主要包括自助终端及嵌入式管理系统两个部分，自助终端包括封装在设备内的各种硬件装置，客户可同时打印电费结算单、抄表清单、电费明细单、以及电子发票等，实现与电力营销业务应用系统的连接，该自助装置为推广24小时电力自助营业厅提供了可靠的技术支持，优化了自助服务模式。
通过本课题的研究，可以大大改善电力电子发票自助设备给人的直观形象，加快电力电子发票自助设备的普及和产业推广。应用前景如下：
（1）多模式系统认证登录方式，支持手机短信登录、用户名密码登录、身份证登录、人脸识别登录等多种认证方式，极大地提高了人机交互体验。
（2）与目前人工柜台打印发票相比，自助票据打印终端操作便捷，具备智能引导、语音提示等功能，用户只需要进行简单的操作，即可实现票据打印，使得所服务的客户群具有更强的通用性。
（3）自助票据打印终端具有建设成本低、安全性能高、承载信息多等优点，完善电力营业厅自助设备的设计，能提高其利用率：增加用户发票打印的灵活性和方便性，可提高电力行业服务的质量，提升用户体验。
（4）自助票据打印终端的应用解决了用户身份识别和自助电子发票打印问题，提高了发票打印的灵活性，增加了发票打印的渠道和方式，方便用户的同时减轻了营业厅业务人员的工作量，通过自助票据打印终端，直接面向客户服务，也是积极响应国家电网优质服务的宗旨。
试点应用情况：电力自助票据打印终端于2018年6月在福州、南平、三明等三地的三个供电所开展试点应用，各试点推广单位以及网能科技公司密切跟踪电力自助票据打印终端应用情况，及时收集应用中存在的问题，积极协调、督促问题解决及功能完善，经过不断努力，系统性能与功能持续不断改进与改善。
5 结 论
本文介绍了电力自助票据打印终端的设计模式，首次对电力电子发票自助设备进行系统研究，提出了自助终端的界面设计方案，明确了票据自助设备在尺寸功能分布、整体布局、交互方式、视觉设计等方面应注意的问题，并提出了对策，通过实例验证其可行性和有效性，本系统首次集成了多种系统认证方式，多种电力票据自助打印，实现了有效识别和自助打印。在多地进行了试点应用，对电力电子发票打印准确度的提高和风险防范具有积极作用。此外，对自助票据打印在其他行业的应用有良好的推广价值。
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作者简介：郑海翔（1991-），男，汉族，福建三明人，本科，工程师。主要研究方向：电力营销信息化系统、电力计量。
