CN109544807A - 智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法（c） - Google Patents

Abstract

一种智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法。本发明涉及移动能源存储设备物联网系统领域，尤其涉及一种智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法。一种智能充电宝共享系统其特征是：包括服务器、多个装有智能充电宝共享应用程序的且具有蓝牙功能和位置定位功能的智能终端和多个智能充电宝组成，所述智能充电宝由壳体、电池、控制电路模块、充电接口和放电接口组成，所述电池、充电接口和放电接口与控制电路模块连接，所述控制电路模块具有蓝牙通信功能、计时功能、电量监测功能、充电及对外供电功能和数据存储功能。

Description

智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份 识别方法和用户绑定方法（C）

技术领域

本发明涉及移动能源存储设备物联网系统领域，尤其涉及一种智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法。

背景技术

充电宝（Charge Pal)是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置。目前市场主要品类多功能性充电宝，很多都配置的标准的USB输出，基本能满足目前市场常见的移动设备智能手机、Pad、笔记本电脑、蓝牙耳机、数码相机等多种数码产品。

当下共享经济理念盛行，共享商品不同于普通商品，其使用权是高频率转换的，目前的共享充电宝都是基于RFID芯片或壳体表面的二维码进行身份识别的，这种身份识别方式主要适用于不可移动的充电桩式充电宝系统和以租借柜为平台的可移动式充电宝系统，但是目前的这种身份识别方式为基础的系统让充电宝使用者只能与租借柜或固定的充电桩实现交互，无法很好的满足在使用者和使用者之间实现分享。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种智能充电宝共享系统及智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法。

本发明所采用的技术方案是。

一种智能充电宝共享系统其特征是：包括服务器、多个装有智能充电宝共享应用程序的且具有蓝牙功能和位置定位功能的智能终端和多个智能充电宝组成，所述智能充电宝由壳体、电池、控制电路模块、充电接口和放电接口组成，所述电池、充电接口和放电接口与控制电路模块连接，所述控制电路模块具有蓝牙通信功能、计时功能、电量监测功能、充电及对外供电功能和数据存储功能，所述智能充电宝在其蓝牙广播信息中添加唯一身份识别信息，并将该信息作为共享流通过程中的唯一身份识别ID，所述智能充电宝依据计时功能分时段记录自身的电量状态信息。所述的充电及对外供电功能就是指普通充电宝的基本功能，是控制电路模块对与其连接的所述电池的充电和利用电池电能对外供电的功能，根据其电池组件的电压情况可能包含升压和降压电路，以及过充保护和过放保护的电路，智能充电宝和普通充电宝一样电池通常选用锂电池，也可以选用电池组，充电接口用于给智能充电宝充电，放电接口用于智能充电宝给其他设备充电，充放电事件信息可以由智能充电宝记录也可以通过电量状态信息的变化推导得出，分时段记录可疏可密，也可一小时一次也可以一毫秒一次，都属于分时段记录，依据计时功能记录的信息具有时间戳，该记录有利于共享智能充电宝在共享流通过程中实现更多样的收费规则；通常选用该智能充电宝控制电路模块上的某颗IC中的实例ID作为唯一身份识别信息也就是身份识别ID，或以该实例ID为参数进行加密运算得到其唯一身份识别信息也就是身份识别ID，上述的实例ID可以是芯片厂家写入芯片的识别码（也称为序列号）也可以是充电宝电路生产过程中给IC烧录的不重复的识别码或序列号，所述智能充电宝的身份识别ID信息加载到其蓝牙广播数据包中，上述的身份识别信息是固定不变的或者是包含密钥的密文但是解密之后的原文是该充电宝流通过程中始终保持不变的，这种身份识别信息不同于普通蓝牙设备在广播中加载的UUID或其他设备在联网时的UUID的定义，普通的UUID更强调在一次的网络连接中区别其他设备避免冲突所以有的UUID协议会引入时间变量、端口变量和当前环境的其他变量生成动态可变的UUID且不包含密钥和解密算法的，而身份识别ID则是强调某一设备多次在相同或不同环境中与不同设备组网连接时的具有始终与该设备一对一不变的唯一身份识别ID号码，当然身份识别信息的部分或全部可以写入蓝牙广播的UUID字段，但是这与普通蓝牙设备的UUID的内容属性不同；所述智能充电宝在与智能终端通过蓝牙建立连接时，将近期记录的电量状态信息和充放电事件信息传输给智能终端，需要再次强调的是用蓝牙广播包信息来标注共享智能充电宝的唯一身份信息是智能充电宝能够便利的实现无固定中转箱的共享流通的关键技术手段；共享智能充电宝的控制电路模块（大多数时候控制电路模块是指共享充电宝上不包含充电或放电接口的整个电路模组或者整块PCB板）包括核心处理器模块、蓝牙无线通信模块、存储模块、计时器模块、放电升压模块、充电控制模块，还包括充电数据采集模块，放电数据采集模块，电池状态数据采集模块等，上述模块中核心处理器模块以外的其他模块都直接或通过其他模块间接的与核心处理器模块相连接，上述模块都直接或通过其他模块间接的与电池相连接，并且其中放电升压模块和具有放电功能的接口相连接，充电控制模块和具有充电功能的接口相连接，但是由于电子技术的进步，核心处理器模块和蓝牙无线通信模块甚至存储模块可能被集成到一颗芯片中，而且充电、放电和电池的数据采集也可以由核心处理器芯片（大多是单片机芯片或ARM芯片）的数据采集引脚实现的，计时器也可以由连续不间断供电的核心处理器模块来实现，核心处理器模块可以包含内部晶振或外部晶振，所述共享智能充电宝在实施中还可以包含接口监测模块，通过监测接口是否与被充电设备接通来自动启动放电功能，所述接口监测模块在具体实施时可以通过外围器件结合核心处理器的数据采集引脚来实现，当然也不排除在上述核心处理器模块以外的其他模块中也包含具有运算处理功能的处理器芯片的电路设计形式；所述控制电路板模块上还可以包含接口功能转换模块，用于将某个充电接口转换成放电接口或将某个放电接口转换成充电接口，其本质是切换该接口与充电或放电功能模块的连接关系，这样有利于接口得到更充分的利用；由于电子技术集成化的发展，已经越来越难以通过器件间隔来划分一个功能型电路的功能模块分割，但是依然可以看出电路为了实现目标功能而设计的电路和使用的电子元器件，当然还包括可编程元器件内部的编程状态。所述的共享智能充电宝壳体表面还可以印刷有二维码或字符串以帮助充电宝的ID辨识，这种辨识目的主要用于充电宝生产过程中或共享体系的经营者维护过程中；作为一个共享系统必然围绕着信息中转的服务器有多个智能终端和多个作为共享系统流通资源的智能充电宝，在本发明的技术方案的以下叙述中为了便于描述就不再多次强调多个的问题了，所述的智能充电宝的共享流通过程就是一个智能充电宝的为唯一身份识别ID信息从与一个智能终端中智能充电宝共享应用程序的账户信息绑定变更到与另一个智能终端中智能充电宝共享应用程序中的另一个账户信息绑定的过程，在本技术方案中描述的一次换手过程中，前一个账户称为当前持有者或原持有者，后一个账户信息成为分享索求发起者或发出密码请求方。

所述智能充电宝的唯一身份识别信息同时还包含一段验证码信息，该段验证码信息用于智能终端里的智能充电宝应用程序或服务器程序进行判断该智能充电宝是否属于本共享体系内的智能充电宝的验证运算。如果能够从众多的蓝牙广播信息中通过对其唯一身份识别信息包含的验证码信息进行验证运算识别出是否为本共享体系内的智能充电宝，是非常有助于提高整个共享体系的运行效率的，且其他人不能轻易设置出能具有能通过该验证的验证码信息，否则智能充电宝的共享流通过程可能会被恶意干扰，通过该段验证码信息智能终端通过蓝牙搜索时能高效过滤其他的无关蓝牙广播，实际应用中这段验证码信息可以和身份识别信息混编或通过加密运算混合在一起，而验证码信息本身可能是以身份识别信息为原文或密钥的一段密文，或者包含原文、密钥和密文的一端信息。

所述智能充电宝的蓝牙连接配对或控制不是开放的，需要发起配对的智能终端提供对应该智能充电宝的身份识别信息的密码。发起配对的智能终端需要先安装特定的程序，只有当该程序通过验证后得到与该共享智能充电宝匹配的密码，出于共享流通考虑，智能充电宝的蓝牙配对或控制不能是开放状态，每一个流通中的共享智能充电宝都需要特定的密码来实现配对或控制，只有通过验证之后被授权的拥有密码的智能终端才能与该充电宝进行蓝牙连接配对或控制，密码验证过程可以在配对时进行也可以在配对成功后进行，如果连接后密码验证不通过共享智能充电宝端就主动断开连接；所述的智能充电宝可以不设有物理按键的充电控制开关，使用者只有在蓝牙连接后通过智能终端中的程序发送蓝牙命令控制智能充电宝的充电开关，选用蓝牙遥控替代传统充电宝的物理充电开关的功能后，限定了智能充电宝只有在得到持有者授权后方可充电，也就是说如果拿到智能充电宝而没有拿到蓝牙连接或控制的密码，就无法对充电宝实现控制，也就无法给任何设备充电，但是这时的智能充电宝还是接受外界电源给智能充电宝充电的。

所述的智能充电宝使用包含微控制器的蓝牙IC为其主控IC，由蓝牙IC实现控制电路模块的计时功能、对充电及对外供电功能的监测和控制功能、数据存储功能的控制和蓝牙通信功能。为了优化系统和尽可能的控制大量共享流通的智能充电宝的成本，选用集成微控制器的蓝牙IC作为整个充电宝电路的控制模块，因为智能充电宝的核心功能就是身份识别、电量记录以及充放电控制，省略了其他智能控制IC是具有进步的做法，降低成本的同时硬件构架优化也有助于降低故障率。

所述的智能充电宝的蓝牙通信协议是基于低功耗蓝牙BLE协议。智能充电宝共享流通过程中可能需要蓝牙持续开启实现广播发送功能、记时功能和电量状态记录功能，所以需要其在待机状态和蓝牙通信状态的功耗越低越好，蓝牙的BLE低功耗协议能够更好的提高智能充电宝的方案可行性和实际应用效果，智能充电宝在蓝牙BLE协议中为外围设备角色，而与之连接的智能终端为中心设备角色，蓝牙IC可以选择单模构架的蓝牙IC，这样成本更低更有利于大范围普及。

所述的智能充电宝的放电接口为通过软导线与其壳体连接的公头端子。选用带有软导线的公头端子能够更方便连接被充电设备，选用公头端子可以不用再经过任何转换就可以与端子型号对应的智能终端的充电口连接并供电，这种输出接口提高了智能充电宝共享流通中的易用性，与壳体连接的描述是对外形结构关系的描述，导线里的导体当然要与电路板电连接。

上述系统的智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法既智能充电宝从一个持有者绑定变革到与另外一个持有者绑定的方法具体包括以下步骤：

（1）首先智能充电宝以控制电路模块上IC中的实例ID为参数生成具有唯一身份识别功能的ID信息，然后发送蓝牙广播并在广播数据包中加入该ID信息；

（2）当前持有充电宝的人如果开启分享设置则通过智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器上传其当前位置信息和充电宝的身份识别ID信息；

（3）需要充电宝的人作为智能充电宝的分享索求方通过其智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器发送分享索求请求并附带自身智能终端当前的位置信息；

（4）服务器根据分享索求方发送的位置信息搜索其附近的当前持有充电宝并开启分享设置的智能终端的位置信息并将该信息发送给发起分享索求的智能终端；

（5）智能终端使用者通过智能充电宝共享应用程序向服务器发出获取选定的附近的某个智能充电宝的分享索求；

（6）服务器通过验证后向该智能终端发送该该智能充电宝唯一身份识别ID和连接密码或从智能终端上的智能充电宝应用程序中调用该身份识别ID对应的链接密码进行连接的授权，同时服务器记录为该智能终端中智能充电宝共享应用程序内的注册账户信息与该智能充电宝的唯一身份识别ID绑定，智能终端接收到智能充电宝发送带有该身份识别ID信息的广播数据包之后，通过该密码与该智能充电宝连接配对并控制，然后智能终端向服务器发送配对成功信息和智能充电宝当前状态信息。

上述以IC中的实例ID为参数生成具有唯一身份识别功能的ID信息的过程可以直接调用也可以包含加密运算过程，加密运算是一种保护措施，目的是加密后的信息数据不容易推断出ID的编写定义规律，当然智能终端中的共享智能充电宝应用程序是有加密方法的并且可以通过服务器或密文信息得到加密密钥。智能终端的持有者想要持有该智能充电宝需要通过智能终端中预装的共享智能充电宝应用程序向服务器发送请求，只有在服务器通过验证后才能接收到针对该共享智能充电宝唯一身份识别ID的密码或获得从智能终端上的智能充电宝应用程序中调用该密码进行连接的授权，智能充电宝共享应用程序调用该密码与该充电宝实施连接配对或控制，智能终端通过蓝牙通信对充电宝的控制可以是对充电或放电的开关控制、对充电宝当前数据的读取控制、控制充电宝是否开启接口监测功能或开启内部指示灯等控制。所述服务器的验证过程可能包含有关费用的验证和有关该共享智能充电宝的原持有者的相关验证信息，从信息系统软件流程的角度看这些验证过程可以统称为通过服务器验证。为了更好的搜索到共享智能充电宝可以将所述共享智能充电宝设置为持续发送蓝牙广播，广播的发送间歇可大可小，间隙时间也可以超过蓝牙协议的最大广播间隙时间，但是依然是常开定时唤醒发起广播状态，也就是说所述共享智能充电宝甚至可以设置成只要电池电压允许其广播就不能人为关闭，所述共享智能充电宝的广播信息包中还可以包含当前电量信息和是否开启分享的信息。

所述服务器验证过程包括向智能充电宝的当前持有者发送分享索求信息并验证其是否同意分享的步骤。如果当前智能充电宝的持有者同意分享，则其智能终端与持有的充电宝断开蓝牙连接，这样做的目的是为了不影响新持有者的连接，如果之后新持有者连接失败没有达成分享换手，服务器会重新授权原持有者的智能终端与该智能充电宝进行蓝牙连接。

所述步骤（5）之后服务器还给发起分享索求的智能终端其与目标智能充电宝的当前持有者的智能终端之间建立临时通信联系。所述临时的通信联系可以包括，语音通讯、文字简讯，图片发送或视频连线以及位置共享等功能，目的旨在于给分享双方见面提供便利，更好的约定地点和更好的相互辨识。

所述作为换手标的物的这个智能充电宝的当前持有者的智能终端和所述向服务器发出分享索求的充电宝需求者的智能终端之间，通过其中一方扫描识别另一方智能终端屏幕上二维码的方式实现见面换手成功的确认。充电宝的原持有者和发出分享索求的充电宝需求者通过调用各自智能终端中智能充电宝共享应用程序实现一方扫描识别另外一方屏幕上的二维码的方法来向确认双方的见面换手成功，并向服务器上传确认信息，服务器命令原持有方与该智能充电宝断开蓝牙连接，服务器发出分享索求的充电宝需求者一方发送充电宝身份识别ID信息和连接密码或授权其调用与该充电宝身份识别ID信息对应的密码来实现连接。

本发明提出的智能充电宝共享系统的全部技术特征都针对一种用于共享流通的充电宝商品而不是普通充电宝商品和组成共享流通体系所必须的设备，其选用的通过蓝牙广播发送的唯一身份识别信息也就是用于共享流通中识别其唯一身份属性的ID信息，这不同于普通蓝牙设备的识别码，更强调的是智能充电宝共享系统作为一种无需中转站的储能设备共享流通体系提出的为了解决共享流通过程的记录和管理的创新方法，这种使用蓝牙通信发送其唯一身份属性的ID信息作为其在流通过程中的唯一身份识别信息的创新方法给智能充电宝共享系统这种特殊的共享属性的商品流通带来了管理上的可行性和便利性。

由于普通的充电宝的充电宝充放电的必要电路已经是本领域一般技术人员所熟知的电路，所以本发明的说明文件中不再熬述。

附图说明

图1实施例1的智能充电宝的外观结构示意图。

图2实施例1的智能充电宝的软件流程图。

图3实施例1的智能终端中预装的智能充电宝共享应用程序的软件流程图。

图4实施例1的智能充电宝共享系统的服务器端的软件流程图。

图5实施例1的智能充电宝共享系统的关系框图。

图中标记含义如下：1，壳体；2，放电接口1； 3，放电接口2；4，放电接口3；5，充电接口1。

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式提出示例。

实施例1，如图1~5所示，本实施例的系统中包括服务器、多个装有智能充电宝共享应用程序的且具有蓝牙功能的智能终端和多个智能充电宝组成，所述智能终端有蓝牙通信功能， 的智能共享充电宝选用了3颗18650锂电池并联作为电池，选用ABS+PC材料注塑加工作为壳体，选用蓝牙ICCC2540作为智能充电宝的微处理器，通过CC2540执行程序算法对CC2540的硬件实例ID进行加密运算得到符合特定规则的本智能充电宝的唯一身份识别码，并将该加密后的身份识别码添加到发送广播的数据包中，而且只有接收到发起连接的蓝牙主机发送针对该身份识别码的特定密码的时候才能成功配对连接并受主机控制，作为主机的智能终端是手机，手机通过软件来控制该共享智能充电宝充电功能的开关，当前持有充电宝的人如果开启分享设置则通过智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器上传其当前位置信息和充电宝的身份识别ID信息所述蓝牙通信采用BLE协议；本实施例的共享智能充电宝的放电接口为通过软导线与其壳体连接的公头端子，共有三个放电接口分别是Lightning接口公头端子的、Micro-USB公头端子的和USB Type-C接口公头端子的，，本实施例的共享智能充电宝的充电接口为通过软导线与其壳体连接的一个USB公头端子；智能充电宝在共享流通过程中当有人需要通过本共享系统获取充电宝；需要充电宝的人作为智能充电宝的分享索求方通过其智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器发送分享索求请求并附带自身智能终端当前的位置信息；服务器根据分享索求方发送的位置信息搜索其附近的当前持有充电宝并开启分享设置的智能终端的位置信息并将该信息发送给发起分享索求的智能终端；智能终端使用者通过智能充电宝共享应用程序向服务器发出获取选定的附近的某个智能充电宝的分享索求；服务器向智能充电宝的当前持有者发送分享索求信息，当得到同意分享之后服务器给发起分享索求的智能终端其与目标智能充电宝的当前持有者的智能终端之间建立临时通信联系；由智能充电宝原持有者通过智能终端扫发出分享索求的智能终端屏幕上的二维码，扫描成功之后原持有者向服务器发送确认信息，服务器通过验证后向该智能终端发送该该智能充电宝唯一身份识别ID和连接密码或从智能终端上的智能充电宝应用程序中调用该身份识别ID对应的链接密码进行连接的授权，同时服务器记录为该智能终端中智能充电宝共享应用程序内的注册账户信息与该智能充电宝的唯一身份识别ID绑定，智能终端接收到智能充电宝发送带有该身份识别ID信息的广播数据包之后，通过该密码与该智能充电宝连接配对并控制，然后智能终端向服务器发送配对成功信息和智能充电宝当前状态信息。

Claims (10)

1.一种智能充电宝共享系统其特征是：包括服务器、多个装有智能充电宝共享应用程序的且具有蓝牙功能和位置定位功能的智能终端和多个智能充电宝组成，所述智能充电宝由壳体、电池、控制电路模块、充电接口和放电接口组成，所述电池、充电接口和放电接口与控制电路模块连接，所述控制电路模块具有蓝牙通信功能、计时功能、电量监测功能、充电及对外供电功能和数据存储功能，所述智能充电宝在其蓝牙广播信息中添加唯一身份识别信息，并将该信息作为共享流通过程中的唯一身份识别ID，所述智能充电宝依据计时功能分时段记录自身的电量状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种智能充电宝共享系统，其特征是：所述智能充电宝的唯一身份识别信息同时还包含一段验证码信息，该段验证码信息用于智能终端里的智能充电宝应用程序或服务器程序进行判断该智能充电宝是否属于本共享体系内的智能充电宝的验证运算。

3.根据权利要求1所述的一种智能充电宝共享系统，其特征是：所述智能充电宝的蓝牙连接配对或控制不是开放的，需要发起配对的智能终端提供对应该智能充电宝的身份识别信息的密码。

4.根据权利要求1所述的一种智能充电宝共享系统，其特征是：所述的智能充电宝使用包含微控制器的蓝牙IC为其主控IC，由蓝牙IC实现控制电路模块的计时功能、对充电及对外供电功能的监测和控制功能、数据存储功能的控制和蓝牙通信功能。

5.根据权利要求1所述的一种智能充电宝共享系统，其特征是：所述的智能充电宝的蓝牙通信协议是基于低功耗蓝牙BLE协议。

6.根据权利要求1所述的一种智能充电宝共享系统，其特征是：所述的智能充电宝的放电接口为通过软导线与其壳体连接的公头端子。

7.一种智能充电宝共享系统的智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法既智能充电宝从一个持有者绑定变革到与另外一个持有者绑定的方法具体包括以下步骤：

（1）首先智能充电宝以控制电路模块上IC中的实例ID为参数生成具有唯一身份识别功能的ID信息，然后发送蓝牙广播并在广播数据包中加入该ID信息;

（2）当前持有充电宝的人如果开启分享设置则通过智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器上传其当前位置信息和充电宝的身份识别ID信息;

（3）需要充电宝的人作为智能充电宝的分享索求方通过其智能终端中的智能充电宝共享应用程序向服务器发送分享索求请求并附带自身智能终端当前的位置信息;

（4）服务器根据分享索求方发送的位置信息搜索其附近的当前持有充电宝并开启分享设置的智能终端的位置信息并将该信息发送给发起分享索求的智能终端;

（5）智能终端使用者通过智能充电宝共享应用程序向服务器发出获取选定的附近的某个智能充电宝的分享索求;

（6）服务器通过验证后向该智能终端发送该该智能充电宝唯一身份识别ID和连接密码或从智能终端上的智能充电宝应用程序中调用该身份识别ID对应的链接密码进行连接的授权，同时服务器记录为该智能终端中智能充电宝共享应用程序内的注册账户信息与该智能充电宝的唯一身份识别ID绑定，智能终端接收到智能充电宝发送带有该身份识别ID信息的广播数据包之后，通过该密码与该智能充电宝连接配对并控制，然后智能终端向服务器发送配对成功信息和智能充电宝当前状态信息。

8.根据权利要求7所述的一种智能充电宝共享系统的智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法，其特征是：所述服务器验证过程包括向智能充电宝的当前持有者发送分享索求信息并验证其是否同意分享的步骤。

9.根据权利要求7所述的一种智能充电宝共享系统的智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法，其特征是：所述步骤（5）之后服务器还给发起分享索求的智能终端其与目标智能充电宝的当前持有者的智能终端之间建立临时通信联系。

10.根据权利要求7所述的一种智能充电宝共享系统的智能充电宝在共享流通过程中的身份识别方法和用户绑定方法，其特征是：所述作为换手标的物的这个智能充电宝的当前持有者的智能终端和所述向服务器发出分享索求的充电宝需求者的智能终端之间，通过其中一方扫描识别另一方智能终端屏幕上二维码的方式实现见面换手成功的确认。