随着经济和社会的发展,电能作为一种清洁,高效的能源得到广泛的应用,与此同时,电能计量和电费回收成为电力公司所要解决的一大难题。受传统电能表功能影响,长期以来,用电单位都习惯于先用电后付费的方式。某些用电单位和个人故意拖欠电费,造成电力公司经济效益受损。由此,预付费电能表被开发和生产出来。传统预付费电表有投币式,卡式,网络式类型,但是各有相应的弊端:安全性和互操作性,兼容性,可维护性不强。国外采用基于STS(Standard Transfer Specification)标准传输技术规范的代码式预付费电表能综合传统预付费电表的优缺点,已成为预付费电表的发展主流,它分为一体式和分体式,全球已有84个国家使用并推广该类型电能表,国际市场潜力巨大,国内也有很宽的推广空间。本文依据STS标准,并参考国内外市场的标书,研究与实现一款基于STS的代码式预付费智能一体式电能表。STS标准,是由1997年成立的南非STS协会制定,并在2005年由该协会推荐它为国际标准IEC-62055系列。本文对代码式预付费表技术标准与规范进行重点解析,结合国内外大部分市场需求,对代码式预付费表进行需求分析和总体设计。代码式预付费表需要完成基本的预付费表功能,通过20位数字代码的虚拟介质作为购电信息的传输和控制,采用密钥加密算法技术,确保电能表和售电系统的安全。电能表设计中严格遵守STS协议解决电力系统和各个电表厂家的兼容问题和可操作性问题。由此,文中采用精简的硬件设计:美国德州仪器公司单片机MSP430AFE253与MSP430FR6972组合,再配合嵌入式C软件设计完成一款基于STS的代码式预付费智能电表。由于电能表是大批量的民用产品,涉及到财务和计费问题,因此在软硬件设计上还充分考虑了可靠性设计。该款设计表型通过了售电测试、功能测试和可靠性测试,从而达到了论文的设计目标。