CN107786639A - 一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统及其工作方法，包括：客户端：用于充电站、充电设施、客户及车辆信息的录入、通信及数据展示；数据采集终端：用于充电设施的充电实时数据采集以及车辆运行的实时数据采集；云端：由多节点的区块链模块网络组成，每一个区块链节点包括区块链数据鉴权模块、区块链数据存储模块和区块链应用管理模块；数据采集终端采集的实时数据通过客户端上送至云端的区块链模块中。本发明有益效果：实现充电设施、电动汽车、停车位等硬资源的快速接入和互联互通，实现内容服务商、车辆服务商等软资源的接入和服务共享，形成多赢局面。

Description

一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车车联网装置，尤其涉及一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统及其工作方法。

背景技术

目前，国内电动汽车充放电站的建设得到迅猛的发展，取得了良好的社会经济效益。我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，并且制订了“三纵三横”的规划布局。随着国家的推动及政策的扶持，各个汽车厂家纷纷发展自己的电动汽车。但电动汽车较传统燃料汽车的传动系统及动力系统较为简单，因此导致进入电动汽车行业的门槛较低，甚至很多以前未涉及汽车行业的厂家也在试水电动汽车产业。各个厂家良莠不齐的技术和质量水平，导致市场的电动汽车质量参差不齐。结合智能用电服务体系的一体化双向互动服务平台建设，为电动汽车客户提供便捷的自助充值服务、充放电站和充电桩分布查询、实时电价信息、电动汽车行驶里程查询、电池剩余电量查询、续航里程预估、增值业务等，这些都是属于电动汽车充放电站集中管理系统建设中需要面对的双向互动业务范畴。

党中央、国务院高度重视电动汽车及充电基础设施发展，出台了一系列政策，持续加大推进力度。车联网服务平台的产生，有力地促进了我国电动汽车产业发展。

车联网概念诞生一开始，便受到了资本和行业巨头的追捧，而该技术无法得到全面认同的主要疑虑源自其安全性和可持续性；区块链技术作为当前国内外的焦点技术之一，会对未来技术创新和产业变革产生重要影响，在车联网中将会有广阔的发展空间。

因此，研究区块链技术在车辆网中的应用，提升车联网数据传输的安全性，是亟需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种降低储能电池管理系统功耗的方法及系统，通过对各功能单元电路划分，根据系统运行状态决定是否切除非实时性电路及高耗电电路，显著降低储能电池管理系统功耗，且成本低。

为了解决上述问题，本发明拟在研究利用区块链技术、网络通信技术与数据库技术，提出了一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统及其工作方法，提供了针对电动汽车利用块链式数据结构来验证与存储电动汽车运行数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新电动汽车运行数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，包括：

客户端：用于充电站、充电设施、客户及车辆信息的录入、通信及数据展示；

数据采集终端：用于充电设施的充电实时数据采集以及车辆运行的实时数据采集；

云端：由多节点的区块链模块网络组成，每一个区块链节点包括区块链数据鉴权模块、区块链数据存储模块和区块链应用管理模块；

数据采集终端采集的实时数据通过客户端上送至云端的区块链模块中。

进一步地，还包括：车联网综合管理模块：用于数据的综合查询，包括区块链网络查询、资产数据查询和历史采集数据查询。

进一步地，所述数据采集终端与客户端通过无线方式进行通信；所述客户端与云端通过无线网络通信。

进一步地，所述客户端包括：

读取模块：用于读取充电设备的上二维码、条形码信息，实现设备的快速接入；还用于与车辆上的数据采集终端进行实时的数据读取，以此查看用户所关心的充电信息、车辆信息以及充电桩的分布及优先选择信息；

通信模块：用于实现客户端与云端的数据通信；

计算模块：用于计算数据采集终端所采集的车辆行驶数据、BMS数据，并将计算后的数据通过通信模块上传到车联网综合管理模块；

显示模块：提供触摸LED显示屏，用来显示识别装置查询到的数据信息，同时提供用户操作的工作界面。

进一步地，所述数据采集装置采集的数据包括但不限于：车辆速度、充电状态、充电电压、充电电流、充电时间、电池容量、SOC及充电设备可提供的其他测量数据。

进一步地，所述区块链数据鉴权模块提供对车辆信息、电池信息、驾驶员身份信息的鉴权识别的服务；

车联网综合管理模块管理所有电动汽车、电池及驾驶人员的基础数据，从车辆电池端获取实时数据，从客户端获取配置信息，并向客户端推送信息；

在具体通讯时，由数据发起端将车辆、电池及用户身份识别专用标识发送至云端，云端交由身份鉴权服务完成身份识别，如身份识别通过，则激活数据发起端请求的数据内容和服务，同时启动对该车辆、电池、用户的主动数据分析；反之，则返回数据发起端鉴权失败。

进一步地，所述区块链数据鉴权模块还用于根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系，确定需要获取数据的区块链数据标识，再根据区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识确定对应的区块链网络存储位置，以便提取数据。

进一步地，所述区块链数据存储模块包括分布于各网络节点的存储设备，以及在此存储设备上对应于此区域内的区块链网络节点的存储标识以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系确定的区块链数据标识，用于对用户信息、车辆信息、充电设备信息数据的封装存储。

进一步地，所述区块链应用管理模块包括数据访问管理以及数据安全管理；所述数据访问管理是将数据访问的请求解析后，解析后的数据包括区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识，并发送至区块链数据鉴权模块；所述数据安全管理包括数字签名、数据保护和存储安全。

本发明公开了一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统的方法，包括以下步骤：

步骤一、根据区块链网络节点的接入要求，进行客户端信息注册；

步骤二、通过数据采集终端采集电动汽车的行驶过程中的实时数据、充电时的实时数据，所述数据通过客户端上送至云端的区块链中；

步骤三、用户及车辆信息录入客户端，客户端通过无线网络将用户及车辆信息数据上送至云端的区块链中；

步骤四、将步骤二中采集到的电动汽车行驶过程中的实时数据、充电时的实时数据和步骤三中采集到的用户及车辆信息在区块链网络节点中进行存储；

步骤五、区块链数据访问，解析数据访问请求，请求访问的数据包括身份信息、车辆信息、充电设备信息以及客户端ID，依据客户端ID能够识别区块链网络节点，再根据身份信息和车辆信息的映射关系确定区块链数据标识，将所需要访问的数据提取返回到客户端。

进一步地，所述步骤四中进行数据存储的方法具体为：

1)依据区块链数据标识对数据进行身份鉴权，身份鉴权服务完成身份识别，身份识别通过，则激活数据发起端请求的数据内容和服务，同时启动对该车辆、电池、用户的主动数据分析；反之，则返回数据发起端鉴权失败；

2)依据客户端上送数据，以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系形成在区块链数据标识；

3)区块链存储模块中至少也包括区块链数据标识，所述区块链数据标识依据产生的时间及编号依次生产；

4)对上送的数据进行数字签名及安全检查；

5)数据存储。

本发明有益效果：

(1)开放互联、共享共赢，开放接入标准，建立合作机制，实现充电设施、电动汽车、停车位等硬资源的快速接入和互联互通，实现内容服务商、车辆服务商等软资源的接入和服务共享，形成多赢局面。

(2)快速增长、随需而变。随着国家政策支持力度不断加大，充电设施和电动汽车用户的数量将快速增长，结合车联网、区块链等互联网技术，提升平台柔性，响应快速增长需求、适应业务发展。

(3)聚焦用户、精准服务。以大数据、区块链为手段，以电动汽车用户和充电运营商体验为中心，挖掘用户痛点需求，不断迭代升级车联网平台，提高用户粘度，扩大市场占有率。

附图说明

图1为一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统网络架构图；

图2为一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统结构图；

图3为一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，如图1和图2所示，包括：客户端、数据采集终端、云端、车联网综合管理模块。

所述客户端，用于充电站、充电设施、客户及车辆信息的录入、通信及数据展示。包括读取模块、通信模块、计算模块以及显示模块。

读取模块，用于读取充电设备的上二维码、条形码等信息，实现设备的快速接入。还用于与车辆上的数据采集终端进行实时的数据读取，以此查看用户所关心的充电信息、车辆信息以及充电桩的分布及优先选择信息。

通信模块，具备WIFI和GPRS两种通信方式，方便选择最佳通信方式，该模块是客户端与云端的车联网平台通信连接装置，用于发送或接收数据信息

计算模块，用于计算数据采集终端所采集的车辆行驶数据、BMS数据。并将计算后的数据通过通信模块上传到车联网平台。

显示模块，提供触摸LED显示屏，用来显示识别装置查询到的数据信息，同时提供用户操作的工作界面。

所述数据采集终端：采用专利“一种基于云计算的电动汽车车载终端及其使用方法”(专利号：ZL 201210222064.7)

的所描述的数据采集装置。用于充电设施的充电实时数据采集以及车辆运行的实时数据采集，所述数据采集装置采集的数据包括但不限于：车辆速度、充电状态、充电电压、充电电流、充电时间、电池容量、SOC及充电设备可提供的其他测量数据。

所述云端是由多节点的区块链模块网络组成，如图2所示，每一个区块链节点一般包括区块链数据鉴权模块、区块链数据存储模块和区块链应用管理模块。

区块链数据鉴权模块，提供对车辆信息、电池信息、驾驶员身份信息的鉴权识别的服务。车联网平台管理所有电动汽车、电池及驾驶人员的基础数据，从车辆电池端获取实时数据，从客户端获取配置信息，并向管理终端推送信息。所有的数据均在云端进行处理和交互，并且通讯过程采用无线通讯网络完成，因此在对通讯过程中的可靠性及保密性提出了越来越高的要求，加密、安全和身份鉴权就显得更为重要。

在具体通讯时，由数据发起端将车辆、电池及用户身份识别专用标识发送至云端，云端交由身份鉴权服务完成身份识别，如身份识别通过，则激活数据发起端请求的数据内容和服务，同时启动对该车辆、电池、用户的主动数据分析；反之，则返回数据发起端鉴权失败。

区块链数据鉴权模块，还用于根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系，确定需要获取数据的区块链数据标识，再根据区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识确定对应的区块链网络存储位置，以便提取数据。

区块链数据存储模块，包括分布于各网络节点的存储设备，以及在此存储设备上对应于此区域内的区块链网络节点的存储标识以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系确定的区块链数据标识，用于对用户信息、车辆信息、充电设备信息数据的封装存储。

区块链应用管理模块，包括数据访问管理以及数据安全管理。所述数据访问管理是将数据访问的请求解析后，解析后的数据包括区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识，并发送至区块链数据鉴权模块。所述数据安全管理包括数字签名、数据保护、存储安全等

所述车联网综合管理模块，主要用于数据的综合查询，包括区块链网络查询、资产数据查询、历史采集数据查询等。

一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统的工作方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤一、安装客户端，用户如果想使用车联网平台，就必须要申请安装客户端。首先用户需要根据区块链网络节点的接入要求，提供相应的身份信息、车辆信息，然后提交注册申请即可。每一个客户端都有唯一ID，用于识别区块链网络节点。

步骤二、安装数据采集终端，电动汽车用户根据实际需要，将数据采集终端安装在该用户所属的电动汽车车辆上，采集电动汽车的行驶过程中的实时数据、充电时的实时数据。该数据采集终端与客户端通过无线网络进行数据的实时传输，并通过客户端将数据上送至云端的区块链中。

步骤三、用户及车辆信息录入，电动汽车用户再第一次申请加入车辆平台系统时，通过客户端将用户信息及车辆信息录入，录入完毕后提交，客户端通过无线网络将数据上送至云端的区块链中。

步骤四、实时数据采集及上送，电动汽车在行驶过程中或充电过程中，数据采集终端采集车辆行驶过程中的数据或充电过程中的数据，该数据采集终端与客户端通过无线网络进行数据的实时传输，并通过客户端将数据上送至云端的区块链中。

步骤五、区块链数据存储，用户及车辆信息数据、数据采集终端采集的实时数据等都需要在区块链网络节点中进行存储，存储步骤如下：

1)依据区块链数据标识对数据进行鉴权，身份鉴权服务完成身份识别，身份识别通过，则激活数据发起端请求的数据内容和服务，同时启动对该车辆、电池、用户的主动数据分析；反之，则返回数据发起端鉴权失败。

2)依据客户端上送数据，以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系形成在区块链数据标识。

3)区块链存储模块中至少也包括区块链数据标识，所述区块链数据标识依据产生的时间及编号依次生产。

3)区块链应用管理模块对上送的数据进行数字签名及安全检查。

4)数据存储。

步骤六、区块链数据访问，解析数据访问请求，请求访问的数据包括身份信息、车辆信息、充电设备信息以及客户端ID等，依据客户端ID能够识别区块链网络节点，再根据身份信息和车辆信息的映射关系确定区块链数据标识，将所需要访问的数据提取返回到客户端。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，包括：

客户端：用于充电站、充电设施、客户及车辆信息的录入、通信及数据展示；

数据采集终端：用于充电设施的充电实时数据采集以及车辆运行的实时数据采集；

云端：由多节点的区块链模块网络组成，每一个区块链节点包括区块链数据鉴权模块、区块链数据存储模块和区块链应用管理模块；

数据采集终端采集的实时数据通过客户端上送至云端的区块链模块中。

2.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，还包括：车联网综合管理模块：用于数据的综合查询，包括区块链网络查询、资产数据查询和历史采集数据查询。

3.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述客户端包括：

读取模块：用于读取充电设备的上二维码、条形码信息，实现设备的快速接入；还用于与车辆上的数据采集终端进行实时的数据读取，以此查看用户所关心的充电信息、车辆信息以及充电桩的分布及优先选择信息；

通信模块：用于实现客户端与云端的数据通信；

计算模块：用于计算数据采集终端所采集的车辆行驶数据、BMS数据，并将计算后的数据通过通信模块上传到车联网综合管理模块；

显示模块：提供触摸LED显示屏，用来显示识别装置查询到的数据信息，同时提供用户操作的工作界面。

4.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述数据采集装置采集的数据包括但不限于：车辆速度、充电状态、充电电压、充电电流、充电时间、电池容量、SOC及充电设备可提供的其他测量数据。

5.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述区块链数据鉴权模块提供对车辆信息、电池信息、驾驶员身份信息的鉴权识别的服务；

车联网综合管理模块管理所有电动汽车、电池及驾驶人员的基础数据，从车辆电池端获取实时数据，从客户端获取配置信息，并向客户端推送信息。

6.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述区块链数据鉴权模块还用于根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系，确定需要获取数据的区块链数据标识，再根据区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识确定对应的区块链网络存储位置，以便提取数据。

7.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述区块链数据存储模块包括分布于各网络节点的存储设备，以及在此存储设备上对应于此区域内的区块链网络节点的存储标识以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系确定的区块链数据标识，用于对用户信息、车辆信息、充电设备信息数据的封装存储。

8.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统，其特征在于，所述区块链应用管理模块包括数据访问管理以及数据安全管理；所述数据访问管理是将数据访问的请求解析后，解析后的数据包括区块链网络节点的存储标识和区块链数据标识，并发送至区块链数据鉴权模块；所述数据安全管理包括数字签名、数据保护和存储安全。

9.一种如权利要求1所述的基于区块链技术的电动汽车车联网系统的方法，其特征在于，包括：

采集电动汽车的行驶过程中的实时数据、充电时的实时数据以及用户、车辆信息数据；

上述数据上送至区块链网络节点中进行存储；

解析区块链数据访问请求，请求访问的数据包括身份信息、车辆信息、充电设备信息以及客户端ID，依据客户端ID识别区块链网络节点；

根据身份信息和车辆信息的映射关系确定区块链数据标识，根据确定的区块链数据标识提取并返回所需要访问的数据。

10.如权利要求9所述的一种基于区块链技术的电动汽车车联网系统的方法，其特征在于，所述上述数据上送至区块链网络节点中进行存储，具体为：

1)依据区块链数据标识对数据进行身份鉴权，身份鉴权服务完成身份识别，身份识别通过，则激活数据发起端请求的数据内容和服务，同时启动对该车辆、电池、用户的主动数据分析；反之，则返回数据发起端鉴权失败；

2)依据客户端上送数据，以及根据充电设备资产编号、用户ID以及车辆ID形成的三者之间的映射关系形成在区块链数据标识；

3)区块链存储模块中至少也包括区块链数据标识，所述区块链数据标识依据产生的时间及编号依次生产；

4)对上送的数据进行数字签名及安全检查；

5)数据存储。