CN105035889B - 一种基于近场通信的电梯智能呼叫系统和方法 - Google Patents
一种基于近场通信的电梯智能呼叫系统和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于NFC的电梯智能呼叫系统，以及利用该系统实现的呼叫方法。该方法包含：S1、用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，在实名验证后生成对应的证书文件；S2、呼梯控制模块根据用户的目的楼层生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向位于当前楼层候梯处的电梯呼叫装置发送呼梯请求；S3、电梯呼叫装置的第二NFC通信模块接收呼梯请求并由权限验证模块验证；验证通过，将呼梯请求发送至电梯调度控制模块响应；验证失败，将请求失败的信息发送至呼梯控制模块。本发明使用具备NFC功能的移动设备进行呼梯请求，方便快捷；提供用户的目的楼层和体重信息，提高电梯调度效率；采用的移动设备证书验证机制，简单快速安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种电梯智能呼叫系统和方法，具体是指一种基于NFC（Near FieldCommunication，近场通信）的电梯智能呼叫系统和方法。
背景技术
随着经济技术的发展，越来越多的高楼大厦拔地而起。而在这些高层建筑中，电梯是必不可少的，通常一幢大厦中都会设立多部电梯同时运行。由于传统电梯在每一楼层处仅有上行和下行两个按钮，无法确定每一楼层的等待人数以及相应的负载量，其调度方式往往是某一台电梯响应每一层的外部呼叫请求，因此在高峰时期会出现多部非满载电梯同向经过某一楼层，只有一部电梯停靠且无法满足该楼层所有人乘梯的这种不合理调度现象。另外在一些特殊的场所，只有指定的人员才能到达某些楼层，需要对乘梯人员进行权限检查。
基于上述，传统的电梯群控调度算法通过模拟每层的负载以及电梯的运行状态进行大量运算，在结果中根据平均等待时间、能效等方面选取最优方式。现阶段出现了一些基于目的层引导的调度算法，将每层的上下按钮替换为可选楼层的按钮组或触摸屏，让用户在进入电梯前就选定将去的楼层，可以较大的提升电梯系统运行的效率。而在乘梯权限方面，现有的方案为用户配备IC卡，储存用户身份信息，用户凭IC卡刷卡乘梯。将用户权限信息存储在电梯系统中，读出IC卡数据后从系统中查找相应的用户权限。在电梯中设立网络通讯模块，待从楼层处获取到用户的身份信息后与特定的信息数据库通讯，获取相应的楼层权限信息。
申请号为200910167976.7的中国专利“手机刷卡启用电梯的控制系统和方法”，其通过手机实现刷卡使用电梯的功能，用户登梯时通过手机在安装有手机身份认证读卡器的电梯进行识别，电梯管理模块自动判断用户所具有的楼层权限，电梯根据用户选择到达所在楼层，否则电梯不予运行。
申请号为201110216743.9的中国专利“轿厢外IC卡呼梯式电梯的多部电梯调度系统”，其通过刷卡记数估算轿厢内总人数从而避免超载，将呼叫任务化，通过计算机高效模拟任务分配的所有情况，自动计算并选择人均等待时间最少、电梯运行总路程最短的调度方式进行调度。本方案可用于大楼内有多部电梯的轿厢外IC卡呼梯式电梯组的调度，使电梯调度效率最高、能源最省、避免超载。
但是，上述所提到的目前所采用的各种调度方案均存在不同的缺点和限制。其中，传统的电梯群控算法是基于模拟的方式获得最优调度方案，需要经过大量的计算，增加了软硬件成本，而且得到的调度方案具有不确定性。而基于目的层引导的群控算法需要在每层设立包含所有楼层的输入设备，当楼层较多时会大大增加成本。至于用户必须携带IC卡乘梯，很不方便，且IC卡有被非法复制的风险；并且采用该方法还需要将用户资料存储在电梯系统中导致在用户量剧增时，电梯系统需要增加额外的存储设备，同时每个电梯系统都需要存储用户数据，造成数据重复，带来极大的资源浪费。另外，从指定接口查询用户权限信息的方式需要将电梯系统连接到网络服务器，增加了电梯系统设计的复杂度，且一旦与服务器的连接出现故障，会导致电梯无法正常使用。
因此，目前亟需提出一种便捷可靠的乘梯呼叫方式，降低设计成本，辅助提高调度效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于NFC的电梯智能呼叫系统和方法，使用具备NFC功能的移动设备进行呼梯请求，方便快捷；提供用户的目的楼层和体重信息，提高电梯调度效率；采用的移动设备证书验证机制，简单快速安全。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于NFC的电梯智能呼叫系统，包含：注册模块，其设置在移动设备上，用于进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；呼梯控制模块，其根据用户想要去到的目的楼层，生成包含证书文件的呼梯请求；第一NFC通信模块，其设置在移动设备上，且与所述的呼梯控制模块相连接，发出呼梯请求；电梯呼叫装置，其分别设置在大厦每一层的候梯处，包含：第二NFC通信模块，其与所述的第一NFC通信模块进行近场通信，接受由第一NFC通信模块发出的呼梯请求；权限验证模块，其与所述的第二NFC通信模块相连接，当呼梯请求被验证通过时，其将呼梯请求发送至电梯调度控制模块进行响应，当呼梯请求被验证失败时，其将请求失败的信息通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送至呼梯控制模块。
所述的注册模块包含：身份信息录入模块，其根据用户提出的用梯申请，设置账户和密码，采集用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；证书文件生成模块，其与所述的身份信息录入模块相连接，根据用户提出的用梯申请，生成证书文件；证书文件加密模块，其与所述的证书文件生成模块相连接，采用非对称加密法对证书文件进行加密。
所述的证书文件包含：授权码，其是通过采用哈希算法，利用第一散列函数将任意长度的二进制输入序列转换得到的固定长度的二进制序列；每个电梯管辖单位所属的所有电梯均采用相同的授权码；每个电梯管辖单位生成授权码时使用的二进制输入序列必须不相同；楼层权限信息，为用户被允许使用的电梯编号以及用户被允许到达的楼层的数据集合；数字签名，其是由用户身份信息、授权码以及楼层权限信息通过哈希算法，利用第二散列函数生成的固定长度的二进制序列。
本发明所述的基于NFC的电梯智能呼叫系统，还包含：存储模块，其设置在移动设备上，且分别与所述的注册模块以及呼梯控制模块相连接，用于存储由注册模块生成的证书文件，以及对应电梯管辖单位的单位信息。
本发明还提供一种基于NFC的电梯智能呼叫方法，包含以下步骤：
S1、当用户是首次使用或者用户向新的电梯管辖单位提出用梯申请时，用户通过注册模块进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；
S2、呼梯控制模块根据用户想要去到的目的楼层生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向位于当前楼层候梯处的电梯呼叫装置发送呼梯请求；
S3、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块接收呼梯请求，并由权限验证模块进行验证；当呼梯请求被验证通过时，权限验证模块将呼梯请求发送至电梯调度控制模块进行响应；当呼梯请求被验证失败时，权限验证模块将请求失败的信息通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送至呼梯控制模块。
在本次呼梯请求成功到电梯到达当前楼层期间，同一用户反复进行呼梯请求操作，新的呼梯请求会覆盖前一次的呼梯请求。
所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、用户通过身份信息录入模块设置账户和密码，录入用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；
S12、证书文件生成模块生成包含授权码、楼层权限信息以及数字签名的证书文件；
S13、证书文件加密模块采用非对称加密法，利用电梯生产商提供的公钥对证书文件进行加密；
S14、用户登录移动设备，下载新申请的电梯管辖单位对应生成的证书文件及该电梯管辖单位的单位信息，并保存在存储模块上。
在本发明的一个优选实施例中，所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、根据在存储模块中存储的多个不同电梯管辖单位的单位信息，在移动设备中显示单位列表供用户选择；用户按照当前所需使用电梯的所属管辖单位进行选择，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块向电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块发送显示虚拟按钮请求；所述的显示虚拟按钮请求包含：用户身份信息、显示虚拟按钮命令码、与用户所选择的电梯管辖单位相对应的证书文件；
S23、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块将所接收到的显示虚拟按钮请求发送至权限验证模块进行用户合法性验证，如验证通过，则将用户被允许到达的楼层信息返回给呼梯控制模块，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块并在移动设备中显示；
S24、用户在可用楼层信息中选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；呼梯控制模块生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向第二NFC通信模块发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块接收显示虚拟按钮请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S232、权限验证模块对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S233；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；
S233、权限验证模块对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如对比结果一致，则继续进行S234；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；
S234、权限验证模块在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；反之，则通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送被允许到达的楼层信息至呼梯控制模块并显示。
在本发明的另一个优选实施例中，所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、用户在移动设备中输入目的楼层，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块向电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块发送直接呼梯请求；所述的直接呼梯请求包含：用户身份信息、直接呼梯请求命令码、所有证书文件所分别包含的授权码；
S23、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块将所接收到的直接呼梯请求发送至权限验证模块进行授权码合法性验证，如验证通过，则将合法的授权码返回给呼梯控制模块；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块并在移动设备中显示；
S24、呼梯控制模块根据接收到的合法授权码在存储模块中找到相对应的证书文件，生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向第二NFC通信模块发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件；
S25、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块将所接收到的呼梯请求发送至权限验证模块进行目的楼层合法性验证，如验证通过，则继续进行S3；如验证失败，则将用户被允许达到的其他楼层信息返回给呼梯控制模块，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；
S26、用户在可用楼层信息中重新选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；呼梯控制模块生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向第二NFC通信模块发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块接收直接呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到所有授权码进行解密；
S232、权限验证模块对解密后得到的所有授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如找到相匹配的，则该授权码合法，并将其解密前的授权码通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块返回给呼梯控制模块；如未找到相匹配的，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示。
所述的S25中，具体包含以下步骤：
S251、权限验证模块接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的楼层权限信息进行解密；
S252、权限验证模块在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则继续进行S3；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，则将用户被允许达到的其他楼层信息通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块返回给呼梯控制模块，并在移动设备中显示。
所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、权限验证模块接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S32、权限验证模块对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S33；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；
S33、权限验证模块对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如对比结果一致，则继续进行S34；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；
S34、权限验证模块在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，或者检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，或者目的楼层即为当前楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块、第一NFC通信模块发送请求错误的信息至呼梯控制模块并显示；如检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则将用户身份信息、当前楼层、目的楼层和用户体重发送到电梯调度控制模块，电梯调度控制模块根据每层的上行和下行的负载请求，结合当前电梯的运行状态，进行合理的调度操作，并返回呼梯成功信息至呼梯控制模块显示。
综上所述，本发明所提供的基于NFC的电梯智能呼叫系统和方法，使用日益普及的具备NFC功能的移动设备进行呼梯请求，用户不用配备额外的请求设备，即可方便快捷的乘梯。其次，本发明提供每名用户的目的楼层和体重信息，可以让电梯调度控制模块获知每一层的负载请求，辅助提高电梯调度效率。并且，本发明所采用的移动设备证书验证机制让安全验证更快速，降低电梯系统设计的复杂度，避免出现因第三方数据接口故障或数据泄露对用户的正常乘梯造成影响，有着较高的安全系数。
附图说明
图1为本发明中的基于NFC的电梯智能呼叫系统的结构示意图；
图2为本发明中的证书文件加密及解密的示意图；
图3为本发明中的基于NFC的电梯智能呼叫方法的流程图；
图4为本发明中的用户注册并生成证书文件的流程图；
图5为本发明中的采用“显示虚拟按钮”的操作方法来发送呼梯请求的流程图；
图6为本发明中的对用户合法性进行权限验证的流程图；
图7为本发明中的采用“直接发送目的楼层”的操作方法来发送呼梯请求的流程图；
图8为本发明中的对授权码合法性进行权限验证的流程图；
图9为本发明中的对目的楼层合法性进行权限验证的流程图；
图10为本发明中的对呼梯请求进行验证并响应的流程图。
具体实施方式
以下结合图1～图10，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
NFC技术是一种短距离的高频无线通信技术，其允许电子设备之间进行非接触式点对点的数据传输，在10cm的距离范围内交换数据。NFC具有低成本、方便易用等特点，在移动支付、门禁等领域有着广阔的发展前景。近几年Android、Windows Phone以及iOS等移动设备的操作系统对NFC的支持也越来越丰富，具有NFC功能的手机及其他移动设备也同样保持着高速的增长速率。
因此，本发明提出以包含NFC模块的移动设备作为乘梯用户与电梯的交互工具。为了保证安全性，用户必须先向电梯所属单位申请乘梯权限，注册账户，记录身份信息、用户体重，设置允许到达的楼层信息，并生成包含授权码、楼层权限信息、数字签名的证书文件，加密后存储在该用户的账户上。用户在移动设备上登录该账户，下载证书文件并存储在移动设备中。而大楼的每一层候梯处都设立了包含NFC通讯模块的电梯呼叫装置，用户在移动设备上输入目的楼层，将移动设备靠近电梯呼叫装置，电梯呼叫装置读取移动设备中的证书内容，解密后进行验证。若用户的请求合法则将用户身份信息、目的楼层、用户体重等信息传输到电梯控制调度单元，完成本次呼梯请求；若用户的请求非法（如用户没有在本电梯所属单位注册、没有到达目的楼层的权限等），对本次呼梯请求电梯不予理睬，并将呼梯请求结果显示在移动设备上以提示用户。
如图1所示，为本发明提供的基于NFC的电梯智能呼叫系统，包含：注册模块1，其设置在移动设备上，用于进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；呼梯控制模块2，其根据用户想要去到的目的楼层，生成包含证书文件的呼梯请求；第一NFC通信模块3，其设置在移动设备上，且与所述的呼梯控制模块2相连接，发出呼梯请求；多个电梯呼叫装置10，其分别设置在大厦每一层的候梯处，包含：第二NFC通信模块4，其与所述的第一NFC通信模块3进行近场通信，接受由第一NFC通信模块3发出的呼梯请求；权限验证模块5，其与所述的第二NFC通信模块4相连接，当呼梯请求被验证通过时，其将呼梯请求发送至电梯调度控制模块7进行响应，当呼梯请求被验证失败时，其将请求失败的信息通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送至呼梯控制模块2。
本实施例中，所提到的电梯管辖单位可以是政府机关、住宅小区、企业园区等的办事处。
所述的注册模块1包含：身份信息录入模块11，其根据用户提出的用梯申请，设置账户和密码，采集用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；证书文件生成模块12，其与所述的身份信息录入模块11相连接，根据用户提出的用梯申请，生成证书文件；证书文件加密模块13，其与所述的证书文件生成模块12相连接，采用非对称加密法对证书文件进行加密。
所述的证书文件包含：授权码，每个电梯管辖单位所属的所有电梯均采用相同的授权码，不同电梯管辖单位所属的电梯则采用不同的授权码；为保证唯一性，每个电梯管辖单位生成授权码时使用的二进制输入序列必须不相同，该输入序列可以是本单位的地址，或者是本单位所属电梯的设备号组合等；通过采用哈希算法，利用第一散列函数将任意长度的二进制输入序列转换成固定长度的二进制序列，即形成授权码；楼层权限信息，为用户被允许使用的电梯编号以及用户被允许到达的楼层的数据集合，其采用简便的格式进行存储，以减少占用的空间；数字签名，其是由用户身份信息、授权码以及楼层权限信息通过哈希算法，利用第二散列函数生成的固定长度的二进制序列，用于防止证书文件的内容受到恶意拷贝和篡改。
本实施例中，楼层权限信息表示为：E1:E2:E3:(B1-5,8,12)E4:(A)E5:(N)，具体解释为，该用户允许使用电梯编号为E1、E2、E3的电梯，并且使用这3部电梯时，被允许到达地下1层~5层、8层和12层，另外，该用户还被允许使用编号为E4的电梯到达全部楼层，但是该用户不被允许使用编号为E5的电梯。
本实施例中，所述的证书文件加密模块13以RSA加密演算法对证书文件进行加密。如图2所示，电梯生产商在电梯制造过程中生成公钥和私钥，其中公钥提供给电梯管辖单位，私钥则存储在电梯系统中。公钥用于对证书文件进行加密，当安装在电梯各个楼层上的电梯呼叫装置收到用户发出的呼梯请求时，其使用预置的私钥解密接收到的证书文件，获取证书中所包含的原本内容。使用加密的证书文件能够有效的鉴别用户是否合法，使得电梯获取呼梯请求时能立即判定其有效性，无需和第三方系统进行额外的验证操作，具有防窃取以及篡改的功能。
本实施例中，用户录入的体重信息、加密后的证书文件以及电梯管辖单位的相关信息会与用户注册的账户进行关联，并将相关信息均存储在该账户上。用户使用同一个账户可以关联多个不同的电梯管辖单位，并且保存针对不同的电梯管辖单位而生成的证书文件，使得用户不用注册多个账号即可使用不同电梯管辖单位所属的电梯，例如用户能够同时使用工作单位所在大厦的电梯，并且能够使用自己小区物业的电梯。
进一步，本发明所述的基于NFC的电梯智能呼叫系统，还包含：存储模块6，其设置在移动设备上，且分别与所述的注册模块1以及呼梯控制模块2相连接，用于存储由注册模块1生成的证书文件，以及对应电梯管辖单位的单位信息。
如图3所示，本发明还提供一种基于NFC的电梯智能呼叫方法，包含以下步骤：
S1、当用户是首次使用或者用户向新的电梯管辖单位提出用梯申请时，用户通过注册模块1在指定公开的网站上进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；
S2、呼梯控制模块2根据用户想要去到的目的楼层生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块3向位于当前楼层候梯处的电梯呼叫装置10发送呼梯请求；本发明中，只要移动设备中存储了合法的证书文件，无论是否有网络连接，都可以发出呼梯请求；
S3、电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4接收呼梯请求，并由权限验证模块5进行验证；当呼梯请求被验证通过时，权限验证模块5将呼梯请求发送至电梯调度控制模块7进行响应；当呼梯请求被验证失败时，权限验证模块5将请求失败的信息通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送至呼梯控制模块2。
本发明中，在本次呼梯请求成功到电梯到达当前楼层期间，同一用户反复进行呼梯请求操作，新的请求会覆盖上一次的请求。也就是说，新的呼梯请求操作会导致之前的呼梯请求（无论是否成功）被取消，一旦呼梯请求被判定无效，则需要再次进行呼梯请求操作。
如图4所示，所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、用户通过身份信息录入模块11设置账户和密码，录入用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；
S12、证书文件生成模块12生成包含授权码、楼层权限信息以及数字签名的证书文件；
S13、证书文件加密模块13采用非对称加密法，利用电梯生产商提供的公钥对证书文件进行加密；
S14、用户登录移动设备，下载新申请的电梯管辖单位对应生成的证书文件及该电梯管辖单位的单位信息，并保存在存储模块6上；由于电梯管辖单位的单位信息与证书文件有着一一对应的关联，因此能够通过单位信息快速获取唯一对应的证书文件。
在本发明的一个优选实施例中，所述的S2中，用户通过呼梯控制模块2发出呼梯请求，可采用“显示虚拟按钮”的操作方法，如图5所示，具体包含以下步骤：
S21、根据在存储模块6中存储的多个不同电梯管辖单位的单位信息，在移动设备中显示单位列表供用户选择；用户按照当前所需使用电梯的所属管辖单位进行选择，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置10；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块3向电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4发送显示虚拟按钮请求；所述的显示虚拟按钮请求包含：用户身份信息、显示虚拟按钮命令码、与用户所选择的电梯管辖单位相对应的证书文件；
S23、电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4将所接收到的显示虚拟按钮请求发送至权限验证模块5进行用户合法性验证，如验证通过，则将用户被允许到达的楼层信息返回给呼梯控制模块2，并在移动设备中以良好的图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块2并在移动设备中显示；
S24、用户在可用楼层信息中选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置10；呼梯控制模块2生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块3向第二NFC通信模块4发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
如图6所示，所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块5接收显示虚拟按钮请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S232、权限验证模块5对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S233；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；由于哈希算法的唯一性，一旦证书文件的内容被改动，或者其他用户的证书文件爱你被非法复制到当前用户的移动设备中，所产生的对比结果一定不相同，从而能有效判定当前用户为非法用户；
S233、权限验证模块5对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如对比结果一致，则继续进行S234；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；
S234、权限验证模块5在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；反之，则通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送被允许到达的楼层信息至呼梯控制模块2并显示。
在本发明的另一个优选实施例中，所述的S2中，用户通过呼梯控制模块2发出呼梯请求，可采用“直接发送目的楼层”的操作方法，如图7所示，具体包含以下步骤：
S21、用户在移动设备中输入目的楼层，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置10；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块3向电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4发送直接呼梯请求；由于此时没有明确电梯管辖单位的单位信息，因此将发送存储模块6中所有的证书文件的授权码，也就是说，所述的直接呼梯请求包含：用户身份信息、直接呼梯请求命令码、每个证书文件所包含的授权码；
S23、电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4将所接收到的直接呼梯请求发送至权限验证模块5进行授权码合法性验证，如验证通过，则将合法的授权码返回给呼梯控制模块2；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块2并在移动设备中显示；
S24、呼梯控制模块2根据接收到的合法授权码在存储模块6中找到相对应的证书文件，生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块3向第二NFC通信模块4发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件；
S25、电梯呼叫装置10中的第二NFC通信模块4将所接收到的呼梯请求发送至权限验证模块5进行目的楼层合法性验证，如验证通过，则继续进行S3；如验证失败，则将用户被允许达到的其他楼层信息返回给呼梯控制模块2，并在移动设备中以良好的图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；
S26、用户在可用楼层信息中重新选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置10；呼梯控制模块2生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块3向第二NFC通信模块4发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
如图8所示，所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块5接收直接呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到所有授权码进行解密；
S232、权限验证模块5对解密后得到的所有授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如找到相匹配的，则该授权码合法，并将其解密前的授权码通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3返回给呼梯控制模块2；如未找到相匹配的，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示。
如图9所示，所述的S25中，具体包含以下步骤：
S251、权限验证模块5接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的楼层权限信息进行解密；
S252、权限验证模块5在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则继续进行S3；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，则将用户被允许达到的其他楼层信息通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3返回给呼梯控制模块2，并在移动设备中显示。
如图10所示，所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、权限验证模块5接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S32、权限验证模块5对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S33；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；
S33、权限验证模块5对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如对比结果一致，则继续进行S34；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；
S34、权限验证模块5在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，或者检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，或者目的楼层即为当前楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块4、第一NFC通信模块3发送请求错误的信息至呼梯控制模块2并显示；如检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则将用户身份信息、当前楼层、目的楼层和用户体重发送到电梯调度控制模块7，电梯调度控制模块7根据每层的上行和下行的负载请求，结合当前电梯的运行状态，进行合理的调度操作，并返回呼梯成功信息至呼梯控制模块2显示。
综上所述，本发明所提供的基于NFC的电梯智能呼叫系统和方法，使用日益普及的具备NFC功能的移动设备进行呼梯请求，用户不用配备额外的请求设备，即可方便快捷的乘梯。其次，本发明提供每名用户的目的楼层和体重信息，可以让电梯调度控制模块获知每一层的负载请求，辅助提高电梯调度效率。并且，本发明所采用的移动设备证书验证机制让安全验证更快速，降低电梯系统设计的复杂度，避免出现因第三方数据接口故障或数据泄露对用户的正常乘梯造成影响，有着较高的安全系数。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于NFC的电梯智能呼叫系统，其特征在于，包含：
注册模块(1)，其设置在移动设备上，用于进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；
呼梯控制模块(2)，其根据用户想要去到的目的楼层，生成包含证书文件的呼梯请求；
第一NFC通信模块(3)，其设置在移动设备上，且与所述的呼梯控制模块(2)相连接，发出呼梯请求；
电梯呼叫装置(10)，其分别设置在大厦每一层的候梯处，包含：
第二NFC通信模块(4)，其与所述的第一NFC通信模块(3)进行近场通信，接受由第一NFC通信模块(3)发出的呼梯请求；
权限验证模块(5)，其与所述的第二NFC通信模块(4)相连接，当呼梯请求被验证通过时，其将呼梯请求发送至电梯调度控制模块(7)进行响应，当呼梯请求被验证失败时，其将请求失败的信息通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送至呼梯控制模块(2)；
存储模块(6)，其设置在移动设备上，且分别与所述的注册模块(1)以及呼梯控制模块(2)相连接，用于存储由注册模块(1)生成的证书文件，以及对应电梯管辖单位的单位信息；
所述的注册模块(1)包含：
身份信息录入模块(11)，其根据用户提出的用梯申请，设置账户和密码，采集用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；
证书文件生成模块(12)，其与所述的身份信息录入模块(11)相连接，根据用户提出的用梯申请，生成证书文件；
证书文件加密模块(13)，其与所述的证书文件生成模块(12)相连接，采用非对称加密法对证书文件进行加密；
根据在存储模块(6)中存储的多个不同电梯管辖单位的单位信息，在移动设备中显示单位列表供用户选择；用户按照当前所需使用电梯的所属管辖单位进行选择，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；
移动设备中的第一NFC通信模块(3)向电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)发送显示虚拟按钮请求；所述的显示虚拟按钮请求包含：用户身份信息、显示虚拟按钮命令码、与用户所选择的电梯管辖单位相对应的证书文件；
电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)将所接收到的显示虚拟按钮请求发送至权限验证模块(5)进行用户合法性验证，如验证通过，则将用户被允许到达的楼层信息返回给呼梯控制模块(2)，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块(2)并在移动设备中显示；
用户在可用楼层信息中选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；呼梯控制模块(2)生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块(3)向第二NFC通信模块(4)发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
2.如权利要求1所述的基于NFC的电梯智能呼叫系统，其特征在于，所述的证书文件包含：
授权码，其是通过采用哈希算法，利用第一散列函数将任意长度的二进制输入序列转换得到的固定长度的二进制序列；每个电梯管辖单位所属的所有电梯均采用相同的授权码；每个电梯管辖单位生成授权码时使用的二进制输入序列必须不相同；
楼层权限信息，为用户被允许使用的电梯编号以及用户被允许到达的楼层的数据集合；
数字签名，其是由用户身份信息、授权码以及楼层权限信息通过哈希算法，利用第二散列函数生成的固定长度的二进制序列。
3.一种基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、当用户是首次使用或者用户向新的电梯管辖单位提出用梯申请时，用户通过注册模块(1)进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；
S2、呼梯控制模块(2)根据用户想要去到的目的楼层生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块(3)向位于当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)发送呼梯请求；
S3、电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)接收呼梯请求，并由权限验证模块(5)进行验证；当呼梯请求被验证通过时，权限验证模块(5)将呼梯请求发送至电梯调度控制模块(7)进行响应；当呼梯请求被验证失败时，权限验证模块(5)将请求失败的信息通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送至呼梯控制模块(2)；
所述的S1中，具体包含以下步骤：
S11、用户通过身份信息录入模块(11)设置账户和密码，录入用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；
S12、证书文件生成模块(12)生成包含授权码、楼层权限信息以及数字签名的证书文件；
S13、证书文件加密模块(13)采用非对称加密法，利用电梯生产商提供的公钥对证书文件进行加密；
S14、用户登录移动设备，下载新申请的电梯管辖单位对应生成的证书文件及该电梯管辖单位的单位信息，并保存在存储模块(6)上；
所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、根据在存储模块(6)中存储的多个不同电梯管辖单位的单位信息，在移动设备中显示单位列表供用户选择；用户按照当前所需使用电梯的所属管辖单位进行选择，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块(3)向电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)发送显示虚拟按钮请求；所述的显示虚拟按钮请求包含：用户身份信息、显示虚拟按钮命令码、与用户所选择的电梯管辖单位相对应的证书文件；
S23、电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)将所接收到的显示虚拟按钮请求发送至权限验证模块(5)进行用户合法性验证，如验证通过，则将用户被允许到达的楼层信息返回给呼梯控制模块(2)，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；
如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块(2)并在移动设备中显示；
S24、用户在可用楼层信息中选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；呼梯控制模块(2)生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块(3)向第二NFC通信模块(4)发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
4.如权利要求3所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，在本次呼梯请求成功到电梯到达当前楼层期间，同一用户反复进行呼梯请求操作，新的呼梯请求会覆盖前一次的呼梯请求。
5.如权利要求3所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块(5)接收显示虚拟按钮请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S232、权限验证模块(5)对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S233；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；
S233、权限验证模块(5)对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；
如对比结果一致，则继续进行S234；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；
S234、权限验证模块(5)在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；反之，则通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送被允许到达的楼层信息至呼梯控制模块(2)并显示。
6.如权利要求3所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，所述的S2中，具体包含以下步骤：
S21、用户在移动设备中输入目的楼层，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；
S22、移动设备中的第一NFC通信模块(3)向电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)发送直接呼梯请求；所述的直接呼梯请求包含：用户身份信息、直接呼梯请求命令码、所有证书文件所分别包含的授权码；
S23、电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)将所接收到的直接呼梯请求发送至权限验证模块(5)进行授权码合法性验证，如验证通过，则将合法的授权码返回给呼梯控制模块(2)；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块(2)并在移动设备中显示；
S24、呼梯控制模块(2)根据接收到的合法授权码在存储模块(6)中找到相对应的证书文件，生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块(3)向第二NFC通信模块(4)发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件；
S25、电梯呼叫装置(10)中的第二NFC通信模块(4)将所接收到的呼梯请求发送至权限验证模块(5)进行目的楼层合法性验证，如验证通过，则继续进行S3；如验证失败，则将用户被允许达到的其他楼层信息返回给呼梯控制模块(2)，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；
S26、用户在可用楼层信息中重新选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置(10)；呼梯控制模块(2)生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块(3)向第二NFC通信模块(4)发送；所述的呼梯请求包含：用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
7.如权利要求6所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，所述的S23中，具体包含以下步骤：
S231、权限验证模块(5)接收直接呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到所有授权码进行解密；
S232、权限验证模块(5)对解密后得到的所有授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如找到相匹配的，则该授权码合法，并将其解密前的授权码通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)返回给呼梯控制模块(2)；如未找到相匹配的，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示。
8.如权利要求7所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，所述的S25中，具体包含以下步骤：
S251、权限验证模块(5)接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的楼层权限信息进行解密；
S252、权限验证模块(5)在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则继续进行S3；如在检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，则将用户被允许达到的其他楼层信息通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)返回给呼梯控制模块(2)，并在移动设备中显示。
9.如权利要求5或8所述的基于NFC的电梯智能呼叫方法，其特征在于，所述的S3中，具体包含以下步骤：
S31、权限验证模块(5)接收呼梯请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
S32、权限验证模块(5)对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字签名进行对比；如对比结果一致，则继续进行S33；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；
S33、权限验证模块(5)对解密后得到的授权码与其本身预先存储的授权码进行对比；如对比结果一致，则继续进行S34；如对比结果不一致，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；
S34、权限验证模块(5)在解密后得到的楼层权限信息中检索本电梯的电梯编号；如没有检索到除当前楼层之外的被允许到达的楼层，或者检索到的用户被允许到达的楼层信息中不包含目的楼层，或者目的楼层即为当前楼层，则终止呼梯请求，通过第二NFC通信模块(4)、第一NFC通信模块(3)发送请求错误的信息至呼梯控制模块(2)并显示；如检索到的用户被允许到达的楼层信息中包含目的楼层，则将用户身份信息、当前楼层、目的楼层和用户体重发送到电梯调度控制模块(7)，电梯调度控制模块(7)根据每层的上行和下行的负载请求，结合当前电梯的运行状态，进行合理的调度操作，并返回呼梯成功信息至呼梯控制模块(2)显示。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201125 Address after: Room 10242, No. 260, Jiangshu Road, Xixing street, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Jiji Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Address before: 201620 Shanghai city Songjiang District Sixian Road No. 3666 Patentee before: Phicomm (Shanghai) Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201221 Address after: 233000 3rd floor, Dong'an Market, Fengyang West Road, Longzihu District, Bengbu City, Anhui Province Patentee after: Bengbu 309 Technology Consulting Co.,Ltd. Address before: Room 10242, No. 260, Jiangshu Road, Xixing street, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Hangzhou Jiji Intellectual Property Operation Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210202 Address after: 313001 room 1019, Xintiandi office building, Yishan street, Wuxing District, Huzhou, Zhejiang, China Patentee after: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Address before: 233000 3rd floor, Dong'an Market, Fengyang West Road, Longzihu District, Bengbu City, Anhui Province Patentee before: Bengbu 309 Technology Consulting Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220831 Address after: 20th Floor, Building B, National Intellectual Property Creative Industry Pilot Park, No. 60 Guoji Road, Jinshui District, Zhengzhou City, Henan Province 450000 Patentee after: Henan Radio and Television Technology Co.,Ltd. Address before: 313001 room 1019, Xintiandi office building, Yishan street, Wuxing District, Huzhou, Zhejiang, China Patentee before: Huzhou YingLie Intellectual Property Operation Co.,Ltd. |
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