CN109472718A - 一种能源共享系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能源共享系统及其实现方法,系统包括云服务器端、移动控制终端、智能控制端和能源共享端,云服务器端通过窄带网络实现与移动控制端和智能控制端的数据交互,智能控制端与移动控制端通过蓝牙实现数据交互,智能控制端与能源共享端通过导线连接;在能源共享系统的具体实现过程中,云服务器端用于存储和管理信息数据并发送控制指令至智能控制端;移动控制端用作云服务器端与智能控制端之间数据交互的平台,并用于间接控制能源共享端的状态;智能控制端响应于云服务器端和移动控制端的控制指令驱动能源共享端;能源共享端用于为用户提供共享能源;本发明实现了能源共享系统的智能化操作和管理,具有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于能源共享技术领域,通过将计算机技术、通信技术和工控技术结合实现能源共享功能,特别是涉及一种能源共享系统及其实现方法。
背景技术
近年来,“共享”一词已被社会广大民众所熟知,伴随而来的是人们进入了一种“共享”的生活模式,如共享单车、共享雨伞等,这些都为人们在某些时候提供了必要的帮助,使得生活更加便利而快捷;同样的,在现在高速发展的社会中,能源是人类宝贵的财富,并且很多能源是不可再生的,这时候就需要对能源进行充分利用,而伴随着“共享”生活模式的产生,能源共享系统也应运而生,以实现闲置资源的有效利用,比如共享充电站等,但是现有的能源共享系统由于发展的局限性,导致可能对能源共享的控制以及管理还不够成熟,这种情况下,提供一个较为安全且管理有效的能源共享系统以及能源共享系统的有效管理是现代社会中一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种能源共享系统及其实现方法,该能源共享系统及其实现方法可以实现对能源系统的智能管理,同时对能源共享系统中的电量使用情况进行实时监控,具体技术方案如下:
一种能源共享系统,所述系统包括云服务器端、移动控制终端、智能控制端和能源共享端,所述云服务器端通过窄带网络实现与所述移动控制端和智能控制端的数据交互,所述智能控制端与所述移动控制端通过蓝牙实现数据交互,所述智能控制端与所述能源共享端通过导线连接;其中:
所述云服务器端用于存储和管理信息数据并发送控制指令至所述智能控制端和所述移动控制端;
所述移动控制端用作所述云服务器端与所述智能控制端之间数据交互的平台,并用于间接控制能源共享端的状态;
所述智能控制端响应于所述云服务器端和所述移动控制端的控制指令驱动所述能源共享端;
所述能源共享端用于为用户提供共享能源。
进一步的,所述智能控制端包括供电电源、蓝牙通信模块、窄带无线通信模块、电能计量模块、主控单元以及控制器,所述供电电源、蓝牙通信模块、窄带无线通信模块、电能计量模块和控制器均连接所述主控单元,所述智能控制端通过所述窄带无线通信模块与所述云服务器端通信,所述智能控制端通过所述蓝牙通信模块与所述移动控制端通信,所述电能计量模块和控制器连接所述能源共享端。
进一步的,所述控制器为一继电器。
进一步的,所述加密模块用于加密所述云服务器端发送给所述移动控制端的控制指令;所述数据库用于存储整个能源共享系统的所有数据信息。
进一步的,所述能源共享端设置有预设数量的能源共享设备,每一所述能源共享设备上设置唯一的二维码和编号。
另一方面,提供一种能源共享系统的实现方法,应用于上述的能源共享系统,所述方法包括步骤:
S1、用户通过所述移动控制端发送对所述能源共享设备的使用请求,所述云服务器端通过所述窄带无线通信模块发送启用命令控制所述蓝牙通信模块开启,实现所述移动控制端与所述智能控制端的通信连接;
S2、所述云服务器端发送控制指令至所述移动控制端,所述移动控制端将所述控制指令通过所述蓝牙通信模块发送至所述智能控制端;
S3、所述智能控制端响应于所述控制指令启动所述控制器,同时控制所述电能计量模块启动,所述控制器驱动所述能源共享设备工作;
S4、用户通过所述移动控制端发送结束请求至所述云服务器端,所述云服务器端发送结束指令至所述移动控制端,所述移动控制端将所述结束指令发送至所述智能控制端,所述智能控制端响应于所述结束指令关闭所述控制器,同时,所述电能计量模块停止工作。
进一步的,在所述步骤S2中还包括步骤:通过所述加密模块对所述控制指令进行加密操作。
进一步的,在所述步骤S3中还包括步骤:所述智能控制端发送所述继电器开启成功的反馈信息至所述云服务器端。
本发明的能源共享系统主要由云服务器端、移动控制端、智能控制端和能源共享端构成,在具体实施过程中,用户通过移动控制端选择指定的能源共享设备,并向云服务器端发送使用请求,云服务器端在接收到使用请求后通过窄带网络发送控制命令控制智能控制端中的蓝牙通信模块,这样,智能控制端即可通过蓝牙通信模块与移动控制端之间建立数据通信连接;同时,云服务器端会将控制操作命令发送至移动控制端,移动控制端再将命令发送到智能控制端,智能控制端在接收到控制操作命令后开启控制器,控制器控制能源共享设备给用户供电;与现有技术相比,本发明的系统整体制备成本低,结合移动控制端和智能控制端可对能源共享系统智能化控制,通过手机、平板等控制较为方便快捷,有利于能源共享系统的推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例中所述能源共享系统的组成结构图示意;
图2为本发明实施例中所述智能控制端的结构组成图以及与能源共享系统其他组成结构的连接示意图。
标识说明:1-云服务器端、2-移动控制端、3-智能控制端、4-能源共享端;
31-供电电源、32-蓝牙通信模块、33-窄带无线通信模块、34-电能计量模块、35-主控单元、36-控制器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参阅图1和图2,在本发明实施例中,提供了一种能源共享系统及其实现方法,接下来将对能源共享系统及其实现方法进行详细说明;具体的,能源共享系统包括云服务器端1、移动控制终端2、智能控制端3和能源共享端4,云服务器端1通过窄带网络实现与移动控制端2和智能控制端3的数据交互,智能控制端3与移动控制端2通过蓝牙实现数据交互,智能控制端3与能源共享端4通过导线连接;在具体实施例中,云服务器端1用于存储和管理信息数据并发送控制指令至智能控制端3;移动控制端2用作云服务器端1与智能控制端3之间数据交互的平台;智能控制端3响应于云服务器端1和移动控制端2的控制指令驱动能源共享端4工作;能源共享端4用于为用户提供共享能源。
在具体实施例中,对于本发明提供的智能控制端3,还包括供电电源31、蓝牙通信模块32、窄带无线通信模块33、电能计量模块34、主控单元35以及控制器36,供电电源31、蓝牙通信模块32、窄带无线通信模块33、电能计量模块34和控制器36均连接主控单元35,智能控制端3通过窄带无线通信模块33与云服务器端1通信,智能控制端3通过蓝牙通信模块32与移动控制端2通信,电能计量模块34和控制器36连接能源共享端4;对于本发明中所述的云服务器端1,为了便于对整个系统进行管理,同时保证系统中各模块的通信安全,在云服务器端上设置有加密模块和数据库,加密模块用于对云服务器端1与移动控制端2之间的交互数据进行加密保护,以防止数据被窃听、伪造、重传或者篡改,增强了整个系统的安全性。
优选的,本发明的能源共享端4设置有预设数量的能源共享设备,每一能源共享设备上设置唯一的二维码和对应的编号;控制器为一继电器。
接下来,将智能手机作为本发明所述的移动控制端2来对能源共享系统的功能进行详细说明,优选的的,移动控制端2主要通过使用Java语言编写的APP来作为云服务器端1与智能控制端3之间数据交互的平台,则共享能源系统的具体工作过程为:
首先,用户登录进入APP,若用户还未在APP进行注册,则需要先进行注册,然后即可进入APP的首页界面,具体的,注册时会将用户的注册信息全部保存至云服务器端的数据库中,并且在用户每次登陆过程中均需要对用户的信息进行比对,只有比对正确才可以登陆,并进入APP的首页界面;用户在首页界面可通过扫描二维码或者输入对应能源共享设备的编码向云服务器端1发送使用请求,云服务器端1在接收到请求后即会发送对应的控制命令至窄带无线通信模块33,窄带无线通信模块再将控制命令传送到主控单元35,主控单元35控制蓝牙通信模块32启动,实现智能控制端3与移动控制端2之间的蓝牙连接;同时,移动控制端2还会接收到来自云服务器端1的一个控制能源共享设备启用的控制指令,并且将控制指令发送到蓝牙通信模块32,蓝牙通信模块32将控制指令传递到主控单元35,由主控单元35控制控制器36的开启,使得用户可以使用共享能源设备进行能源使用;同时,在控制器36开启的同时,主控单元35会控制电能计量模块34工作,用以计算在用户使用能源共享设备过程中的总使用能量值,主控单元35会通过窄带无线通信模块33将总使用能量值发送到云服务器端1,云服务器端1会根据设定好的算法计算用户对应需要支付的费用,并将费用的详细发送至移动控制端2供用户观看,用户再通过移动控制端2发起费用支付,完成整个能源共享系统的使用。
优选的,本发明为了保证云服务器端1发送给移动控制端2的控制指令的安全性能,还通过加密模块对所有发送的控制指令进行加密操作,具体的,加密操作的具体过程为:
(1)根据共享设备编号i,从数据库获取设备对应的最近一次通信时间记录Ri、累计通信次数Ni以及控制指令Ci;
(2)控制指令Ci后尾级联最近一次通信时间记录Ri生成报文信息Mi;
(3)利用MD5算法对累计通信次数Ni加密,生成动态密钥K=H(Ni);
(4)利用密钥K和AES加密算法对报文信息Mi进行加密得到加密报文并发送给移动设备。
而移动控制端2将接收到的密文通过蓝牙发送给智能控制端,智能控制端做如下操作:
(1)获取本地存储的最近一次通信时间记录R和累计通信次数N;
(2)利用指定MD5加密算法对累计通信次数N加密,生成动态密钥K=H(N)。
(3)利用密钥K和预留的AES解密算法对密文进行解密得到报文M。
(4)从报文M中截取控制指令C和最近一次通信时间记录r,r作为身份鉴别码与最近一次通信时间记录R进行比较,考虑到通信时间记录可能有延迟误差,如果相差不大于5s,认定此次控制指令鉴别成功,继续执行控制指令C,并返回消息执行成功;反之,则鉴定失败,不执行指令返回消息执行失败。
(5)最后,控制指令C执行完毕后,智能控制端3以及云服务器端1存储的最近一次通信时间记录更新为当前时间,累计通信次数则加1保存,分别留作下一次通信的鉴别码和原始密钥。
本发明的能源共享系统利用累计通信次数作为原始密钥,实现了加密密钥的动态化和一次性,大大降低了密钥和密文被破解的可能性,利用上一次通信时间对指令进行了鉴别,保障了系统的安全,实现了控制指令的机密性和可鉴别性目标。
此外,本发明的能源共享系统还设置有通电/断电检测功能,主要用于在控制器36开启成功后由智能控制端3发送反馈信息至云服务器端1,以及在用户使用能源共享设备完毕后,控制器36关闭时,由电能计量模块34将能源共享设备关闭成功的信息传递至主控单元35,并通过窄带无线通信模块33将发送反馈信息至云服务器端1,告知云服务器端1能源共享设备的具体工作状态并保存至数据库中,以便于后续整个系统的机器学习,提升整个系统的智能化。
在本发明实施例中,云服务器端1会将用户信息、能源共享设备信息、用户使用共享能源设备的记录信息以及每次用户使用的费用信息,云服务器端1可对这些信息进行智能管理;用户亦可以通过移动控制端2对自身的信息进行管理,以及账户剩余的余额进行查询,以及历史使用能源共享设备的数据进行查询等。
本发明的能源共享系统主要由云服务器端、移动控制端、智能控制端和能源共享端构成,在具体实施过程中,用户通过移动控制端选择指定的能源共享设备,并向云服务器端发送使用请求,云服务器端在接收到使用请求后通过窄带网络发送控制命令控制智能控制端中的蓝牙通信模块,这样,智能控制端即可通过蓝牙通信模块与移动控制端之间建立数据通信连接;同时,云服务器端会将控制操作命令发送至移动控制端,移动控制端再将命令发送到智能控制端,智能控制端在接收到控制操作命令后开启控制器,控制器控制能源共享设备给用户供电;与现有技术相比,本发明的系统整体制备成本低,结合移动控制端和智能控制端可对能源共享系统智能化控制,通过手机、平板等控制较为方便快捷,有利于能源共享系统的推广应用。
以上仅为本发明的较佳实施例,但并不限制本发明的专利范围,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来而言,其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在本发明专利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种能源共享系统,其特征在于,所述系统包括云服务器端、移动控制终端、智能控制端和能源共享端,所述云服务器端通过窄带网络实现与所述移动控制端和智能控制端的数据交互,所述智能控制端与所述移动控制端通过蓝牙实现数据交互,所述智能控制端与所述能源共享端通过导线连接;其中:
所述云服务器端用于存储和管理信息数据并发送控制指令至所述智能控制端和所述移动控制端;
所述移动控制端用作所述云服务器端与所述智能控制端之间数据交互的平台,并用于间接控制能源共享端的状态;
所述智能控制端响应于所述云服务器端和所述移动控制端的控制指令驱动所述能源共享端;
所述能源共享端用于为用户提供共享能源。
2.根据权利要求1所述的能源共享系统,其特征在于,所述智能控制端包括供电电源、蓝牙通信模块、窄带无线通信模块、电能计量模块、主控单元以及控制器,所述供电电源、蓝牙通信模块、窄带无线通信模块、电能计量模块和控制器均连接所述主控单元,所述智能控制端通过所述窄带无线通信模块与所述云服务器端通信,所述智能控制端通过所述蓝牙通信模块与所述移动控制端通信,所述电能计量模块和控制器连接所述能源共享端。
3.根据权利要求2所述的能源共享系统,其特征在于,所述控制器为一继电器。
4.根据权利要求1所述的能源共享系统,其特征在于,所述云服务器端还设置有加密模块和数据库,所述加密模块用于加密所述云服务器端发送给所述移动控制端的控制指令;所述数据库用于存储整个能源共享系统的所有数据信息。
5.根据权利要求1所述的能源共享系统,其特征在于,所述能源共享端设置有预设数量的能源共享设备,每一所述能源共享设备上设置唯一的二维码和编号。
6.一种能源共享系统的实现方法,应用于权利要求1~5任一项所述的能源共享系统,其特征在于,所述方法包括步骤:
S1、用户通过所述移动控制端发送对所述能源共享设备的使用请求,所述云服务器端通过所述窄带无线通信模块发送启用命令控制所述蓝牙通信模块开启,实现所述移动控制端与所述智能控制端的通信连接;
S2、所述云服务器端发送控制指令至所述移动控制端,所述移动控制端将所述控制指令通过所述蓝牙通信模块发送至所述智能控制端;
S3、所述智能控制端响应于所述控制指令启动所述控制器,同时控制所述电能计量模块启动,所述控制器驱动所述能源共享设备工作;
S4、用户通过所述移动控制端发送结束请求至所述云服务器端,所述云服务器端发送结束指令至所述移动控制端,所述移动控制端将所述结束指令发送至所述智能控制端,所述智能控制端响应于所述结束指令关闭所述控制器,同时,所述电能计量模块停止工作。
7.根据权利要求6所述的能源共享系统的实现方法,其特征在于,在所述步骤S2中还包括步骤:通过所述加密模块对所述控制指令进行加密操作。
8.根据权利要求6所述的能源共享系统的实现方法,其特征在于,在所述步骤S3中还包括步骤:所述智能控制端发送所述继电器开启成功的反馈信息至所述云服务器端。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190315 |