CN110956750A - 一种带数字资产的区块链燃气表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带数字资产的区块链燃气表，包括：中央处理器，用于数据的处理和运算，并控制数据交互；计量模块，与中央处理器连接，用于节点之间燃气量的计量；区块链模块，与中央处理器进行数据交互，用于完成节点之间的燃气交易数据并以区块链的方式进行存储；通讯接口，与中央处理器连接,用于与区块链网络连接传输数据；区块链模块包括数字资产管理模块、合约共识层、网络层、数据层、区块链钱包中的任意一种或多种组合。该燃气表通过设置数字资产管路模块进行与此燃气表相关的燃气交易记录，并联合区块链网络中的记账节点，使得最终的燃气量信息、燃气交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。
Description
技术领域
本发明涉及燃气计量交易和区块链技术领域，尤其涉及一种带数字资产的区块链燃气表。
背景技术
随着2016年我国资源产品价格改革持续升温，继居民阶梯电价和阶梯水价之后，酝酿多年的阶梯气价制度也渐行渐近。国家发改委发布指导意见表示到2016底，我国所有已通气的城市将建立阶梯气价制度。阶梯气价的推行对天然气计量方式无疑带来了新的要求，这直接催生了对于智能燃气表的需求，至2016年智能燃气表市场需求达到110亿元。多方因素催生市场需求。目前，我国智能燃气表行业正迎来市场需求全面放量的时期。智能燃气表需求的快速增长，不仅得益于我国目前对天然气等清洁能源的大力扶持，更有多方面的因素催生智能燃气表业的市场需求。
目前我国使用的燃气表中，约80％为传统的机械模式燃气表，20％为智能燃气表。我国燃气表制造企业中，实际制造智能燃气表的企业仅占10％左右。可见，智能燃气表行业仍有巨大的上升空间。
智能燃气表主要包括IC卡燃气表和远传燃气表两大类，IC卡表始终带电，对电池要求较高，在燃气表上应用比较可靠，而IC卡燃气表适用于宾馆、酒店、学校食堂、机关单位和商业网点等不好集中管理的零散用户使用，但是，目前接触式的IC卡智能燃气表仍然是市场上的主流产品。无线远传燃气表一般以膜式燃气表为计量基表，加装流量信号采集模块、无线传输模块等，除具燃气体积计量功能外，还具有计量数据机电转换、无线射频数据传输、阀门遥控等功能，适用于居民小区等用户的燃气远程集中自动抄表系统，但是当前还处于规模应用的初期。
区块链的作用不仅仅是去中介化。区块链可能颠覆市场及现有价值链，区块链还可能通过释放此前尚未开发的供应创造出新的市场。区块链和能源互联网计量系统的结合，将为未来能源互联网的发展提供可靠的燃气交易和计量的技术支持。区块链技术可以用于打击欺诈和非法交易，目前很多行业都开始使用区块链技术，尤其是采用区块链作为工具实现真正的能源互联网技术。区块链可以起到的作用是：第一，基于区块链的数据公正确保信任，公私钥结合的访问权限保护隐私，真正做到私密性，可信计量；第二，区块链防篡改，主体间采用一定的方式配合信任或者强制信任，实现强制信任下泛在交互；第三，区块链和大数据以及人工智能融合构成可信任预言机，签署外部数据，实现虚实交互的自律控制；第四，基于区块链部署的设备间点对点交互式决策，不需要将信任托付于中心化平台代为决策，去中心化从而实现设备民主与分布决策；第五，各主体间基于明确的互动规则进行随机博弈，系统呈现中性良性演化，符合市场化规律和竞争演化的协调性和可进化性。
目前传统智能燃气表一般是通过IC卡储值实现预交燃气费的功能，但是，IC卡储值账户加密安全性低，数据易遭到人为恶意篡改，容易造成用户钱财的损失。因此，如果能够将数字资产与区块链技术进行结合，并利用央行未来发行的数字货币作为燃气结算货币，必将高效安全地实现燃气这种能源产品的数字化支付和交易的达成。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种带数字资产的区块链燃气表以解决传统燃气表容易被篡改的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种带数字资产的区块链燃气表，包括：中央处理器，用于数据的处理和运算，并控制数据交互；计量模块，与所述中央处理器连接，用于节点之间燃气量的计量；区块链模块，与所述中央处理器进行数据交互，用于完成节点之间的燃气交易数据并以区块链的方式进行存储；通讯接口，与所述中央处理器连接,用于与区块链网络连接传输数据；所述区块链模块包括数字资产管理模块、合约共识层、网络层、数据层、区块链钱包中的任意一种或多种的组合。
进一步地，所述区块链模块包括：数据层；所述数据层用于存储数据，所述数据层所储存的数据，包括：燃气计量数据、燃气交易数据以及时间戳；所述数据层还用于将每个节点发生的燃气交易数据及数字资产数据加盖时间戳，形成数据区块并不可篡改的记录在区块链网络中。
进一步地，所述数据层包括：加密管理单元；所述加密管理单元用于以硬件加密方式对数据进行加密，并用于管理用户的私钥信息。
进一步地，所述数据层还包括：数据区块、哈希散列、默克尔树根数据、点对点网络、密钥管理、公钥、私钥、非对称加密和验证机制中的一种或几种组合。
进一步地，所述区块链模块还包括：合约共识层；所述合约共识层用于采用智能合约的方式确认区块链网络范围内的购气方和售气方的燃气交易。
进一步地，所述合约共识层包括：账户中心单元、购售气价格匹配单元、购气交易实现单元、共识机制单元、智能合约单元、脚本代码单元和支付系统单元中的一种或几种组合。
进一步地，所述区块链模块还用于给予其所在区块内的区块链燃气表一个唯一的ID，以形成区块链中一个唯一ID的节点。
进一步地，包括：常规燃气表和区块链路由器；常规燃气表设置有所述中央处理器、所述计量模块以及所述通讯接口；所述区块链路由器设置有所述通讯接口和区块链模块。
进一步地，所述数字资产为预购燃气量，所述预购燃气量作为数字资产在区块链网络进行再次交易或结算。
进一步地，所述燃气交易数据及数字资产以中国人民银行发行的数字货币作为燃气交易或数字资产的记账单位。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明提供的带数字资产的区块链燃气表是未来智能燃气网络中的重要设备和节点，通过设置数字资产管路模块进行与此燃气表相关的燃气交易记录，并联合区块链网络中的记账节点，使得最终的燃气量信息、燃气交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的带数字资产的区块链燃气表的结构示意图；
图2是根据本发明一可选实施方式的是根据本发明第一实施方式的图。
附图标记：
100：带数字资产的区块链燃气表；101：中央处理器；102：计量模块；103：区块链模块；1031：数据层；1032：网络层；1033：合约共识层；1034：数字资产管理模块；1035：区块链钱包；104：通讯接口；105：数字信号模块；106：电磁阀；107：电源模块；108：显示模块；109：时钟模块；110：定位模块；200：区块链路由器；300：常规燃气表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本发明实施例的第一方面，提供了一种带数字资产的区块链燃气表100，包括：中央处理器101，用于数据的处理和运算，并控制数据交互；计量模块102，与所述中央处理器101连接，用于节点之间燃气量的计量；区块链模块103，与所述中央处理器101进行数据交互，用于完成节点之间的燃气交易数据并以区块链的方式进行存储；通讯接口104，与所述中央处理器101连接,用于与区块链网络连接传输数据；所述区块链模块103包括数字资产管理模块1034、合约共识层1033、网络层1032、数据层1031、区块链钱包1035中的任意一种或多种的组合。
上述实施例提供的带数字资产的区块链燃气表100系统，是未来智能燃气网络中的重要设备和节点，通过设置数字资产管路模块进行与此燃气表相关的燃气交易记录，并联合区块链网络中的记账节点可以是小区物业公司的服务器等，使得最终的燃气量信息、燃气交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。
2009年比特币的出现带来了一种颠覆性的成果--区块链技术，区块链是一个安全的账簿类数据库，由一个个数据区块组成，使用者可以在这个不断更新升级的平台查找数据，对于金融机构来说，区块链能加快交易处理过程、降低成本、减少中间人、提高市场洞察力，增加业务透明度。
区块链作为加密货币比特币的底层技术，是一个伟大的创新，区块链技术可以用于打击欺诈和非法交易，目前很多行业都开始使用区块链技术，尤其是采用区块链作为工具实现真正的能源互联网技术。区块链可以起到的作用是：第一，基于区块链的数据公正确保信任，公私钥结合的访问权限保护隐私，真正做到私密性，可信计量；第二，区块链防篡改，主体间采用一定的方式配合信任或者强制信任，实现强制信任下泛在交互；第三，区块链和大数据以及人工智能融合构成可信任预言机，签署外部数据，实现虚实交互的自律控制；第四，基于区块链部署的设备间点对点交互式决策，不需要将信任托付于中心化平台代为决策，去中心化从而实现设备民主与分布决策；第五，各主体间基于明确的互动规则进行随机博弈，系统呈现中性良性演化，符合市场化规律和竞争演化的协调性和可进化性。
区块链的作用不仅仅是去中介化。区块链可能颠覆市场及现有价值链，区块链还可能通过释放此前尚未开发的供应创造出新的市场。区块链和能源互联网计量系统的结合，将为未来能源互联网的发展提供可靠的燃气交易和计量的技术支持。
可选的，所述区块链模块103包括：数据层1031；所述数据层1031用于存储数据，所述数据层1031所储存的数据，包括：燃气计量数据、燃气交易数据以及时间戳；所述数据层1031还用于将每个节点发生的燃气交易数据及数字资产数据加盖时间戳，形成数据区块并不可篡改的记录在区块链网络中。
可选的，所述数据层1031包括：加密管理单元；所述加密管理单元用于以硬件加密方式对数据进行加密，并用于管理用户的私钥信息。
可选的，所述数据层1031还包括：数据区块、哈希散列、默克尔树根数据、点对点网络、密钥管理、公钥、私钥、非对称加密和验证机制中的一种或几种组合。
可选的，所述区块链模块103还包括：合约共识层1033；所述合约共识层1033用于采用智能合约的方式确认区块链网络范围内的购气方和售气方的燃气交易。
可选的，所述合约共识层1033包括：账户中心单元、购售气价格匹配单元、购气交易实现单元、共识机制单元、智能合约单元、脚本代码单元和支付系统单元中的一种或几种组合。
可选的，所述区块链模块103还用于给予其所在区块内的区块链燃气表一个唯一的ID，以形成区块链中一个唯一ID的节点。
可选额，包括：常规燃气表300和区块链路由器200；常规燃气表300设置有所述中央处理器101、所述计量模块102以及所述通讯接口104；所述区块链路由器200设置有所述通讯接口104和区块链模块103。
可选的，所述数字资产为预购燃气量，所述预购燃气量作为数字资产在区块链网络进行再次交易或结算。
可选的，所述燃气交易数据及数字资产以中国人民银行发行的数字货币作为燃气交易或数字资产的记账单位。
图1是本发明实施例一提供的带数字资产的区块链燃气表100示意图。
如图1所示，本发明提供一种带数字资产的区块链燃气表100，是一种能源区块链燃气表，包括：中央处理器101、计量模块102和区块链模块103。
中央处理器101，用于处理、运算带数字资产的区块链燃气表100内的数据，并控制数据交换。
计量模块102，与中央处理器101连接，用于燃气量的计量。
区块链模块103，与中央处理器101进行数据交互，用于区域内区块链网络内节点之间的燃气交易的实现，以及分布式的燃气量计量与交易数据的存储。区块链模块103用于进行燃气交易和记录，使得最终的燃气量信息、点对点的燃气交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。其中，区块链是指私有链或联盟链，该私有链或联盟链的全部或部分节点拥有比较复杂的读写、记账的权限。
在本实施例中，区块链模块103还用于购售燃气标识以及燃气量信息和交易信息的加密管理。
本实施例中，区块链模块103还用于给予每块带数字资产的区块链燃气表100一个唯一的ID，以形成所述区块链中的一个唯一ID的节点。
如图2所示，在本实施例中，区块链模块103设置有数据层1031，用于存储以下数据：
燃气量计量数据，其由计量模块102计量得到。具体的，燃气量计量数据是指由计量模块102计量得到的燃气量数据。
燃气量交易数据，为区块链中所有的燃气交易数据。具体的，燃气量交易数据是指区块链中所有的燃气交易数据，该数据形成数据区块并不可篡改的记录在区块链中。
时间戳，用于记录区块链网络内燃气交易发生的时间。具体的，时间戳用于记录区块链网络内燃气交易发生的时间，其采用加密技术产生。
数据层1031还用于将每个节点发生的购气交易数据加盖时间戳，形成数据区块并不可篡改的记录在区块链中。
数据层1031包括加密管理单元，采用硬件加密方式对数据进行加密，并用于管理用户的私钥信息。
数据层1031还包括数据区块、哈希散列、Merkle(默克尔)树根数据、点对点网络、密钥管理、公钥和私钥、非对称加密和验证机制中的一种或几种组合。
如图2所示，在本实施例中，区块链模块103还设置有网络层1032，包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制等，使得该区块链模块103具有自动组网功能。
如图2所示，在本实施例中，区块链模块103还设置有合约共识层1033，用于采用智能合约的方式自动确认区块链网络范围内的购气方和售气方的燃气交易，所述燃气交易的内容包括交易气价、交易燃气量和交易条件。
合约共识层1033包括账户中心单元、购售气价格匹配单元、购气交易实现单元、共识机制单元、智能合约单元、脚本代码单元和支付系统单元中的一种或几种组合。
在本实施例中，该带数字资产的区块链燃气表100还包括通讯接口104，其与中央处理器101连接,用于数据传输。区块链模块103通过通讯接口104将经过该区块链模块103处理后的数据经由能源互联网路由器，传输给区块链燃气交易监控平台。区块链燃气交易监控平台用于汇总分布式的区块链模块103中的燃气量交易数据，以可视化的方式在区块链燃气交易监控平台上进行显示、统计或分析。
其中，通讯接口104为RS485通讯、RFID射频、蓝牙、WIFI中的一种或几种组合。但本发明不以此为限制，通讯接口104还可以为其他形式。
其中，底层的建筑端的无线通信采用射频无线传输技术，其稳定性、安全性和保密性更加可靠，是保证收费计量系统稳定运行的技术前提。
在本实施例中，该带数字资产的区块链燃气表100还包括数字信号模块105、协议接口模块、电源模块107、显示模块108和时钟模块109。
其中，数字信号模块105，与中央处理器101连接，用于收集计量模块102的数字信号或将模拟信号，并将模拟信号转换为的数字信号。
协议接口模块，与中央处理器101连接，用于通讯协议接口管理和接收外部输入的数据。
电源模块107，与中央处理器101连接，用于为带数字资产的区块链燃气表100提供工作电源。
显示模块108，与中央处理器101连接，包括液晶显示屏，用于显示相关数据。但本发明不以此为限制，显示屏还可以为其他类型。
时钟模块109，与中央处理器101连接，为中央处理器101提供运行时钟。
本发明的带数字资产的区块链燃气表100的组成部件包括但不限于上述各部件，还包括常规燃气表300的必要组成部件。
实施例二(常规燃气表300+区块链路由器200)
图2是本发明实施例二提供的常规燃气表300结合区块链路由器200组成的带数字资产的区块链燃气表100示意图。
本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的带数字资产的区块链燃气表100由常规燃气表300和区块链路由器200组成。
本发明旨在保护一种带数字资产的区块链燃气表100，包括：中央处理器101，用于数据的处理和运算，并控制数据交互；计量模块102，与中央处理器101连接，用于节点之间燃气量的计量；区块链模块103，与中央处理器101进行数据交互，用于完成节点之间的燃气交易数据并以区块链的方式进行存储；通讯接口104，与中央处理器101连接,用于与区块链网络连接传输数据；区块链模块103包括数字资产管理模块1034、合约共识层1033、网络层1032、数据层1031、区块链钱包1035中的任意一种或多种组合。该燃气表通过设置数字资产管路模块进行与此燃气表相关的燃气交易记录，并联合区块链网络中的记账节点，使得最终的燃气量信息、燃气交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，包括：
中央处理器(101)，用于数据的处理和运算，并控制数据交互；
计量模块(102)，与所述中央处理器(101)连接，用于节点之间燃气量的计量；
区块链模块(103)，与所述中央处理器(101)进行数据交互，用于完成节点之间的燃气交易数据并以区块链的方式进行存储；
通讯接口(104)，与所述中央处理器(101)连接,用于与区块链网络连接传输数据；
所述区块链模块(103)包括数字资产管理模块(1034)、合约共识层(1033)、网络层(1032)、数据层(1031)、区块链钱包(1035)中的任意一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述区块链模块(103)包括：数据层(1031)；
所述数据层(1031)用于存储数据，；
所述数据层(1031)所储存的数据，包括：燃气计量数据、燃气交易数据以及时间戳；
所述数据层(1031)还用于将每个节点发生的燃气交易数据及数字资产数据加盖时间戳，形成数据区块并不可篡改的记录在区块链网络中。
3.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述数据层(1031)包括：加密管理单元；
所述加密管理单元用于以硬件加密方式对数据进行加密，并用于管理用户的私钥信息。
4.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述数据层(1031)还包括：数据区块、哈希散列、默克尔树根数据、点对点网络、密钥管理、公钥、私钥、非对称加密和验证机制中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述区块链模块(103)还包括：合约共识层(1033)；
所述合约共识层(1033)用于采用智能合约的方式确认区块链网络范围内的购气方和售气方的燃气交易。
6.根据权利要求5所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述合约共识层(1033)包括：账户中心单元、购售气价格匹配单元、购气交易实现单元、共识机制单元、智能合约单元、脚本代码单元和支付系统单元中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述区块链模块(103)还用于给予其所在区块内的区块链燃气表一个唯一的ID，以形成区块链中一个唯一ID的节点。
8.根据权利要求1所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，包括：常规燃气表(300)和区块链路由器(200)；
常规燃气表(300)设置有所述中央处理器(101)、所述计量模块(102)以及所述通讯接口(104)；
所述区块链路由器(200)设置有所述通讯接口(104)和区块链模块(103)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述数字资产为预购燃气量，所述预购燃气量作为数字资产在区块链网络进行再次交易或结算。
10.根据权利要求1-8任一项所述的带数字资产的区块链燃气表，其特征在于，所述燃气交易数据及数字资产以中国人民银行发行的数字货币作为燃气交易或数字资产的记账单位。
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