基于区块链的充电桩计量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的充电桩计量方法及系统，此方法包括步骤：S1、预先在区块链平台中完成电动汽车与家用电表ID的绑定注册；S2、建立充电桩与区块链平台之间的通信，电动汽车通过充电桩与区块链平台连接，进行车桩安全认证；S3、在车桩安全认证通过后，充电桩对电动汽车进行充电并计量，并将计量信息发送至区块链平台形成充电帐单，再将充电帐单直接计入家庭电费账单。本发明专利技术能够提高充电设施使用效率和车主体验、简化了充电基础设施建设和运营。营。营。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的充电桩计量方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及新能源汽车充电桩
，具体涉及一种基于区块链的充电桩计量方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速普及，主要实现车用电池的充电及用户计费的充电桩已经成为重要的新型基础设施，其建设和发展对我国新能源汽车产业的发展具有重要意义。
[0003]目前，在充电桩运营平台中，充电桩主要通过有线方式(以太网、CAN总线等)和无线方式(CDMA等)实现通信，通过APP完成用户的认证，通过置入智能电表和刷卡器进行电量计费以及缴费，通过运营管理平台进行业务管理和技术支持。然而，随着新能源汽车数量的快速增加和用户数量的迅速扩大，目前的充电桩功能、应用及运营模式面临着极大的挑战。通过APP实现用户的认证，需要依赖于可信第三方，这种中心化认证方式存在着易遭受内外攻击而引发单点故障或数据被篡改等安全问题；计费方面，同样也存在数据不安全问题。在运营方面，存在多个平台管理分散，效率低下以及重复建设的弊端。上述问题都严重制约了我国充电桩基础设施的建设和发展，限制了新能源汽车的快速普及。如何实现简单、高效、安全的充电桩应用和运营模式已经成为研究的重要方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种提高充电设施使用效率和车主体验、简化了充电基础设施建设和运营的基于区块链的充电桩计量方法及系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于区块链的充电桩计量方法，包括步骤：
[0007]S1、预先在区块链平台中完成电动汽车与家用电表ID的绑定注册；
[0008]S2、建立充电桩与区块链平台之间的通信，电动汽车通过充电桩与区块链平台连接，进行车桩安全认证；
[0009]S3、在车桩安全认证通过后，充电桩对电动汽车进行充电并计量，并将计量信息发送至区块链平台形成充电帐单，再将充电帐单直接计入家庭电费账单。
[0010]优选地，在步骤S1中，绑定注册过程涉及用户电动汽车识别信息、用户家庭电表ID及用户本人信息，通过上述信息的绑定和交换，完成与电网公司的签约。
[0011]优选地，在步骤S2中，采用基于区块链技术的智能合约实现认证；合约由电网运营商与电动汽车车主双方确定，合约中规定了认证过程中所需的电动汽车指纹内容；通过交易双方签字生效，上传到区块链上；当认证事件发生时，智能合约自动执行，进行相应的认证操作，完成此次认证；充电桩检测到电动汽车连接时，向电动汽车发送指纹请求；其中指纹请求包括电动汽车ID、电池组ID硬件标识信息；电动汽车接收到请求后，返回其指纹信息；充电桩收到电动汽车指纹信息后，根据共识机制选取负责此次认证的一个区块链节点
并向该区块链节点发送安全认证请求；该节点接收到请求后，向充电桩返回认证所需的信息；充电桩接收到消息后，将电动汽车的指纹信息发送到区块链中，此时合约条件被触发，智能合约自动执行；智能合约向区块链节点返回认证结果；最后，区块链节点将认证结果返回给充电桩，从而完成整个电动汽车认证过程。
[0012]优选地，在认证完成后，将采用加密算法对认证数据进行加密，加密后的认证数据被写入智能合约并存储到区块节中。
[0013]优选地，步骤S3的具体过程为：采用智能合约机制触发月结电费账单生成及支付交易；其中充电账单存储到区块中；当共识时间到达时，触发区块链上的智能合约；智能合约按照事前用户与电网公司约定，分别计算预定周期内，该电动汽车用户充电数据以及与之绑定的家用电表用电数据，形成该用户月度总用电清单；根据月度总用电清单，结合充电电量、家用电量与计费信息的映射关系，采用分级收费计费策略，确定总月度费用；同时建立电动车主、充电桩以及电网运营商之间的支付通道，按照计算出来的月度总费用，完成此次交易，并将交易记录储存在区块中。
[0014]优选地，在进行交易时，通过智能合约打开交易通道，在链下完成交易；完成交易后，将交易数据上传到区块链中，具体过程如下：
[0015]给电动车主A，电网运营商保留哈希密钥R；
[0016]建立充电桩A和电网运营商之间的基于HTLC的支付通道；
[0017]当充电完成后，电网运营商向电动车主A提交密钥R，电动车主A利用哈希值验证密钥R，验证成功后，根据智能合约，电网运营商自动获得交易金，即完成此次交易。
[0018]优选地，区块的区块头包括了版本号、前个区块哈希值、默克尔根、时间戳、难度值和随机数；区块体中存储当前区块中的所有充电计费交易信息；每个区块记录了一段时间内的交易信息并被打包存储于区块体中，每个区块的头部块包含了前一个区块经过哈希函数处理后的哈希值，各区块以此哈希值顺序相连构成区块链。
[0019]优选地，区块体内的充电交易信息以默克树形式保存并用其根节点连接区块头和区块体；整个区块链信息是对所有节点开放，各节点通过检查新区块的完整性和计算哈希值来进行验证区块内充电交易信息是否正确。
[0020]优选地，智能合约设计的主要内容包括：1)管理员按照系统的需求，定义用户角色，同时为各节点分配权限；2)节点的准入准出需要管理员审批，当节点请求接入链时，管理员发起交易，交易达成共识后，节点接入；同理，节点申请接出时，管理员发起交易，交易达成共识后，节点接出，链接断开；3)普通用户调用智能合约时，若用户具有调用智能合约的权限，则允许调用；反之，拒绝调用。
[0021]本专利技术还公开了一种基于区块链的充电桩计量系统，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0023]本专利技术的基于区块链的充电桩计量方法，具有如下优点：
[0024]一是将电动汽车识别信息与家庭电表设备ID绑定，从而实现电动汽车在任一充电桩上充电的费用直接计入家庭电费账单，避免了多运营平台、多支付渠道以及多主体结算的弊端，简化了充电基础设施建设和运营；
[0025]二是利用区块链，完成充电桩对接入电动汽车的快速身份自动识别以及充电费用账单的自动记账，从而实现即插即充，充完即走，极大地提高了充电设施使用效率和车主体验。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的计量系统在实施例的方框结构图。
[0027]图2为本专利技术中的并表计费平台在实施例的方框图。
[0028]图3为本专利技术中的并表计费方法在实施例的流程图。
[0029]图4为本专利技术中的区块更新示意图。
[0030]图5为本专利技术中的支付通道示意图。
[0031]图6为本专利技术的计量方法在实施例的流程图。
具体实施方式
[0032]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0033]如图6所示，本专利技术实施例提供了一种基于区块链的充电桩计量方法，包括步骤：
[0034]S1、预先在区块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的充电桩计量方法，其特征在于，包括步骤：S1、预先在区块链平台中完成电动汽车与家用电表ID的绑定注册；S2、建立充电桩与区块链平台之间的通信，电动汽车通过充电桩与区块链平台连接，进行车桩安全认证；S3、在车桩安全认证通过后，充电桩对电动汽车进行充电并计量，并将计量信息发送至区块链平台形成充电帐单，再将充电帐单直接计入家庭电费账单。2.根据权利要求1所述的基于区块链的充电桩计量方法，其特征在于，在步骤S1中，绑定注册过程涉及用户电动汽车识别信息、用户家庭电表ID及用户本人信息，通过上述信息的绑定和交换，完成与电网公司的签约。3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的充电桩计量方法，其特征在于，在步骤S2中，采用基于区块链技术的智能合约实现认证；合约由电网运营商与电动汽车车主双方确定，合约中规定了认证过程中所需的电动汽车指纹内容；通过交易双方签字生效，上传到区块链上；当认证事件发生时，智能合约自动执行，进行相应的认证操作，完成此次认证；充电桩检测到电动汽车连接时，向电动汽车发送指纹请求；其中指纹请求包括电动汽车ID、电池组ID硬件标识信息；电动汽车接收到请求后，返回其指纹信息；充电桩收到电动汽车指纹信息后，根据共识机制选取负责此次认证的一个区块链节点并向该区块链节点发送安全认证请求；该节点接收到请求后，向充电桩返回认证所需的信息；充电桩接收到消息后，将电动汽车的指纹信息发送到区块链中，此时合约条件被触发，智能合约自动执行；智能合约向区块链节点返回认证结果；最后，区块链节点将认证结果返回给充电桩，从而完成整个电动汽车认证过程。4.根据权利要求3所述的基于区块链的充电桩计量方法，其特征在于，在认证完成后，将采用加密算法对认证数据进行加密，加密后的认证数据被写入智能合约并存储到区块节中。5.根据权利要求3所述的基于区块链的充电桩计量方法，其特征在于，步骤S3的具体过程为：采用智能合约机制触发月结电费账单生成及支付交易；其中充电账单存储到区块中；当共识时间到达时，触发区块链上的智能合约；智能合约按照事前用户与电网公司约定，分别计算预定周期内，该电动汽车用户充电数据以及与之绑定的家用电表用电数据，形成该用户月度...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊德智，胡军华，肖宇，李庆先，邓汉钧，徐文林，陈石东，孙蓓芝，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司供电服务中心计量中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：