一种车用气瓶动态监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车用气瓶动态监测系统及监测方法，系统包括用于存储与车辆气瓶对应的标签明文信息及防伪签名信息的电子标签；均预装有公钥以及加密算法的加气站手持终端和根据接收到的送验证消息类型控制加气机进行允许加气或终止加气操作并在加气操作完成后向省局监控中心发送本次加气记录信息的加气站中控系统。本发明专利技术在没有扫描到合法电子标签时，无法提供加气服务；且当扫描到合法标签后，加气站中控系统还进行本地标签真伪验证、本地数据库比对双重验证，验证通过后再提供加气服务；本发明专利技术不仅确保了验放速度、离线验证问题，还解决了使用过程中气瓶属性动态信息监管问题；同时还采用心跳协议机制，最大限度考虑到系统可用性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车用气瓶动态监测系统及监测方法
本专利技术涉及数据监控技术，具体的说是涉及一种车用气瓶动态监测系统及监测方法。
技术介绍
目前气体能源(特别是CNG、LPG、LNG等)已经成为现代科技发展中的一类重要能源类型，其无论是在工业领域还是民用领域均是不可或缺的能源，迅速成为理想的常规能源的替代能源，下面以压缩天然气CNG为例进行说明，CNG以其无污染、安全性高、成本低等特点，迅速成为理想的车用替代能源，并且正日益显示出强大的发展潜力。鉴于CNG的上述优点，使得应用CNG燃料的汽车与现有燃油汽车相比，具有节约燃料费用、安全性高、环保性能好、发动机维修周期长等优点，具有广阔的发展前景。同时鉴于CNG气瓶属于特种设备，具有高压、易燃、易爆的特点，一旦发生事故，即会造成恶劣的影响，因此对车用气瓶的安装、使用登记、充装和定期检验等均提出了严格的要求。但是随着气瓶使用量的不断增加，加之利益驱动，使得气瓶使用的安全问题成为本领域首要的待解决的问题。目前国内在实际CNG气瓶的使用上存在着诸多的安全隐患，主要表现在安装、充装、使用三大环节：如一些无专业技能的人员在利益的驱动下利用简陋设施进行CNG气瓶的非法改装，其远远达不到相应的CNG气瓶安装的安全技术规范要求；在CNG气瓶充装过程中，由于没有可行的检测措施，各加气站也存在不审查气瓶的安全性能就直接加气或者明知存在安全问题仍继续加气等，使得一些存在检验过期或者安全性能不达标的气瓶仍在使用；同时CNG气瓶出厂时的编号、生产日期以及使用过程中的检验时间等数据均是非常重要的资料，加气站在每次加气之前都应该检查这些数据，对有不合格的气瓶的车辆不予加气，管理部门也需要实时更新数据，随时了解气瓶的具体使用情况，以便随时清理出不合格的气瓶，降低安装隐患。为了应对上述问题，目前出现了一些技术措施进行车用气瓶的监管，但是效果均不理想，如“网络+远程数据库方式”，其沿用目前主流控制手段“嵌入式+通讯”，通过现场终端设备识别标签ID号，利用通讯手段整合后到远端数据库比对，然后返回数值，同时离线状态下采用手工解锁系统，再通过人工干预方式进行本地操作，具有技术成熟稳定，本地计算环境简单，部署容易；但是该技术方案对加气机兼容性不好；如果需要全数据监控(加气记录、数量、时间、枪号)必须要求厂家提供私有协议对接，加气机厂家出于对自身知识产权的保护，很难提供深层次的数据接口，管理漏洞较大；同时各地市系统厂家不唯一、监控数据不一致，多系统环境下，数据整合与业务对接难度很大、耗费大量人力物力；且基础网络、现场设备运行维护工作难度很大，现有技术架构下省局无法保证加气站不会因为省局系统、网络环境、监控设备导致生产停止，不具备抗伪造标签能力等。另一种技术方案是采用“分布式数据+增量同步+联网比对”方式从目前监管角度来看，该方案理论上风险最低；可有效解决离线验证问题；但是其承载分布式数据库对计算环境要求较高，嵌入式系统不建议承载高计算量任务，如果采用X86或其他RISC环境支持数据库运行的话，现场功耗会超百瓦，设备防爆处理后扇热是难题，而且需要额外扩展CAN或者485等通讯接口，解决合法化问题，同时嵌入式数据库、设备操作系统、外围基础设施(电力、网络)可用性无法保证；对于外省车辆、应急加气事件处理能力较弱(数据库中不包含该部分信息)且无法抵御复制标签、克隆标签进而暴露出监管漏洞等问题
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种车用气瓶动态监测系统，该系统使得加气机在没有扫描到合法电子标签的情况下，无法提供加气服务；且当合法标签在加气站被扫描后，现场嵌入式加气站中控系统会进行本地标签真伪验证、本地黑名单比对双重验证，验证通过后，加气站中控系统再通知加气机提供加气服务；这样的设计不仅确保了验放速度、离线验证问题，同时有效解决了使用过程中气瓶属性动态信息监管问题，如检验合格的气瓶出现漏气等问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案：一种车用气瓶动态监测系统，其特征在于：包括若干分别设置于各个车辆气瓶上的电子标签，各所述电子标签用于存储与各个车辆气瓶对应的标签明文信息以及防伪签名信息，该防伪签名信息是通过利用加密算法将标签明文信息转换成对应的加密信息后，再基于RSA签名技术利用私钥将所述加密信息进行转换得到的防伪签名信息；若干加气站手持终端，各所述加气站手持终端均预装有与所述私钥对应的公钥以及与所述电子标签加密算法相同的加密算法，各所述加气站手持终端用于读取并显示各所述电子标签内存储的标签明文信息以及防伪签名信息，并利用该公钥对读取到防伪签名信息进行解密得到签名之前对应的加密信息；若不能进行解密，则确定当前电子标签为造假标签并向加气站中控设备发送验证失败消息，终止后续加气操作；若解密成功则利用所述加气站手持终端内预装的加密算法对读取到的标签明文信息进行加密计算，并比对当前加密后的加密信息与利用所述公钥进行解密后的加密信息是否完全一致，比对一致则确定当前的电子标签为合法标签并向加气站中控系统发送验证合格消息继续后续加气操作；比对不一致则确定当前的电子标签内存储的信息为伪造信息即当前的电子标签为信息非法纂改电子标签，并向加气站中控系统发送验证失败消息，终止后续加气操作；与各所述加气站手持终端进行通信的加气站中控系统，所述加气站中控系统根据接收到的送验证消息类型控制加气机进行允许加气操作或者终止加气操作；并在加气操作完成后向省局监控中心发送所述电子标签的本次加气记录信息。进一步的，各所述加气站手持终端还预装有信息验证程序，所述信息验证程序用于在确定当前的电子标签为合法标签后，对该电子标签进行使用有效期验证，有效期验证合格后进行允许加气操作并通过所述加气站手持终端将当前的电子标签中对应的加气信息发送至省局监控中心进行数据存储；同时所述加气站手持终端在空闲时实时联网下载省局监控中心更新发布的黑名单信息，并实时比对当前解密的电子标签是否存在于终端内当前下载的黑名单信息中，若存在于所述黑名单信息中，则所述加气站手持终端将违法标识信息写入到当前的电子标签中，进而实现该车全省范围内都无法继续加气。所述黑名单信息包括但不限于没有标签的车辆信息、被注销的车辆信息、检验没有通过的车辆信息、过期超检的车辆信息、高频率使用的标签信息。所述高频率使用的标签信息是指省局监控中心依据接收到的各个电子标签对应的加气记录信息，实时计算各个电子标签对应的加气频率，若当前电子标签对应的加气频率超出预设范围值，则将电子标签对应的标签信息放入到黑名单信息中。进一步的，所述信息验证程序还用于实现人工验证并上报更新黑名单信息；在所述加气站手持终端显示各所述电子标签内存储的标签明文信息时，利用人工比对方式核对标签明文信息是否与当前车辆气瓶信息一致或者核查当前车辆气瓶使用状态是否不达标；当出现信息不一致或者车辆气瓶使用状态不达标时，控制信息验证程序向加气站中控系统发送信息异常指令停止加气并将当前电子标签内存储的标签明文信息发送至省局监控中心，用以更新黑名单信息。为了最大限度考虑到系统的可用性，因此需要本系统和加气站充装管理软件间设置心跳协议，用以确保系统的高可用性。即在所述加气站中控系统与加气站内的加气机充装管理软件间设置心跳协议，保证系统处于稳定有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用气瓶动态监测系统，其特征在于：包括若干分别设置于各个车辆气瓶上的电子标签，各所述电子标签用于存储与各个车辆气瓶对应的标签明文信息以及防伪签名信息，该防伪签名信息是通过利用加密算法将标签明文信息转换成对应的加密信息后，再利用私钥将所述加密信息进行转换得到的防伪签名信息；若干加气站手持终端，各所述加气站手持终端均预装有与所述私钥对应的公钥以及与所述电子标签加密算法相同的加密算法，各所述加气站手持终端用于读取并显示各所述电子标签内存储的标签明文信息以及防伪签名信息，并利用所述公钥对读取到防伪签名信息进行解密得到签名之前对应的加密信息；若不能进行解密，则确定当前电子标签为造假标签并向加气站中控系统发送验证失败消息，终止后续加气操作；若解密成功则利用所述加气站手持终端内预装的加密算法对读取到的标签明文信息进行加密计算，并比对当前加密后的加密信息与利用所述公钥进行解密后的加密信息是否完全一致，比对一致则确定当前的电子标签为合法标签并向加气站中控系统发送验证合格消息继续后续加气操作；比对不一致则确定当前的电子标签内存储的信息为伪造信息即当前的电子标签为信息非法纂改电子标签，并向加气站中控系统发送验证失败消息，终止后续加气操作；与各所述加气站手持终端进行通信的加气站中控系统，所述加气站中控系统根据接收到的送验证消息类型控制加气机进行允许加气操作或者终止加气操作；并在加气操作完成后向省局监控中心发送所述电子标签的本次加气记录信息。...

【技术特征摘要】
1.一种车用气瓶动态监测系统，其特征在于：包括若干分别设置于各个车辆气瓶上的电子标签，各所述电子标签用于存储与各个车辆气瓶对应的标签明文信息以及防伪签名信息，该防伪签名信息是通过利用加密算法将标签明文信息转换成对应的加密信息后，再利用私钥将所述加密信息进行转换得到的防伪签名信息；若干加气站手持终端，各所述加气站手持终端均预装有与所述私钥对应的公钥以及与所述电子标签加密算法相同的加密算法，各所述加气站手持终端用于读取并显示各所述电子标签内存储的标签明文信息以及防伪签名信息，并利用所述公钥对读取到防伪签名信息进行解密得到签名之前对应的加密信息；若不能进行解密，则确定当前电子标签为造假标签并向加气站中控系统发送验证失败消息，终止后续加气操作；若解密成功则利用所述加气站手持终端内预装的加密算法对读取到的标签明文信息进行加密计算，并比对当前加密后的加密信息与利用所述公钥进行解密后的加密信息是否完全一致，比对一致则确定当前的电子标签为合法标签并向加气站中控系统发送验证合格消息继续后续加气操作；比对不一致则确定当前的电子标签内存储的信息为伪造信息即当前的电子标签为信息非法纂改电子标签，并向加气站中控系统发送验证失败消息，终止后续加气操作；与各所述加气站手持终端进行通信的加气站中控系统，所述加气站中控系统根据接收到的送验证消息类型控制加气机进行允许加气操作或者终止加气操作；并在加气操作完成后向省局监控中心发送所述电子标签的本次加气记录信息；同时在所述加气站中控系统与加气站内的加气机充装管理软件间设置心跳协议；其中，所述加气站中控系统与加气站内的加气机充装管理软件之间的心跳协议的工作过程包括：所述加气站中控系统定期向加气机管理软件发送心跳数据包，相应的，加气机充装管理软件收到所述心跳数据包之后则向所述加气站中控系统回复对应的应答心跳信号，用于实时监测本车用气瓶动态监测系统是否处于稳定有效运行状态；同时若所述加气站中控系统持续向加气机管理软件发送心跳数据包达到指定报警次数且均未收到应答心跳信号时，则加气站中控系统向省局监控中心发送异常报警指令，通知对应的执法单位对该加气站的加气机进行询问和维修；且加气站中控系统向省局监控中心发送异常报警指令的同时所述加气机充装管理软件在预定采集次数内未收到加气站中控系统的心跳数据包后则将软件模式自行切换到预设的不受控模式，所述不受控模式是指在当前模式下，加气站内的各个加气机在一定时间段内均默认可用，可自由进行加气操作，但是在加气操作的过程中，相应的加气机充装管理软件中记录的充装记录会自动标识成非受控状态下的充装记录；其中所述加气站内的各个加气机默认可用的时间段定义为默认可用时间。2.根据权利要求1所述的车用气瓶动态监测系统，其特征在于：各所述加气站手持终端还预装有信息验证程序，所述信息验证程序用于在确定当前的电子标签为合法标签后，对该电子标签进行使用有效期验证，有效期验证合格后进行允许加气操作并通过所述加气站手持终端将当前的电子标签中对应的加气信息发送至省局监控中心进行数据存储；同时所述加气站手持终端在空闲时实时联网下载省局监控中心更新发布的黑名单信息，并实时比对当前解密的电子标签是否存在于终端内当前下载的黑名单信息中，若存在于所述黑名单信息中，则所述加气站手持终端将违法标识信息写入到当前的电子标签中，进而实现该车全省范围内都无法继续加气。3.根据权利要求2所述的车用气瓶动态监测系统，其特征在于：所述信息验证程序还用于实现人工验证并上报更新黑名单信息；在所述加气站手持终端显示各所述电子标签内存储的标签明文信息时，利用人工比对方式核对标签明文信息是否与当前车辆气瓶信息一致或者核查当前车辆气瓶使用状态是否不达标；当出现信息不一致或者车辆气瓶使用状态不达标时，控制信息验证程序向加气站中控系统发送信息异常指令停止加气并将当前电子标签内存储的标签明文信息发送至省局监控中心，用以更新发布黑名单信息。4.根据权利要求1所述的车用气瓶动态监测系统，其特征在于：所述加气机充装管理软件在距离默认可用时间结束的一定时间段内，在安装有所述加气机充装管理软件的终端屏幕上持续提示用户插入含有该加气站企业证书的USBkey监察钥匙，以便于通知加气机充装管理软件控制该加气站内的各个加气机继续在不受控模式下自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：于丰杰，王耀华，蔡虎，刘世海，杜昕宁，谷峰，
申请(专利权)人：家通电子商务大连有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21