CN110992594B - 基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法 - Google Patents

基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法，包括信息采集模块、智能控制模块和指令执行模块，该系统还包括交易信息传输模块，所述交易系统传输模块用于将一次能源汽车充电交易的信息传输至所有充电桩以及能源汽车进行存储和记录，本发明科学合理，使用安全方便，充电用户通过人机互动，确认充电时长，开始计时，充电时间结束后自动断电保护，并检测充电头是否回归充电桩，如若未回归，时间记录单元确认时间段并开始计时，根据算法，用户需要支付额外的滞留费用，可以大大的缓解人们对于充电车位占用的情况，可以有效的避免影响他人进行充电交易，有助于充电交易站的完善和改进，有助于保护充电站运营商的合法权益。

Description

基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法
技术领域
本发明涉及区块链以及能源汽车技术领域，具体是基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法。
背景技术
随着地球资源的日益紧张，能源汽车的发展成为了重中之重，能源汽车的发展不仅大大的节约了地球资源，并且，大大减小了对环境的破坏，但是能源汽车在使用时，需要进行充电操作，现有的充电交易在使用时，都是使用中心化的支付方式进行支付，而区块链的去中心化和其安全性，成为了能源汽车充电交易的首选；
能源汽车充电交易系统在使用时存在以下缺点：
1、无法对充电完成之后的违停操作进行判断和处罚，使得能源汽车充电完成之后任然停留在充电交易车位上，妨碍了其他车辆的正常充电交易，影响了充电桩的正常使用；
2、无法根据充电交易的具体状态对充电头进行锁定，认为恶意的对充电头的破坏，会严重影响充电桩的使用寿命；
3、无法对意外情况进行判断并报警提醒，导致充电桩的使用寿命降低；
所以，人们急需一种基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于区块链的能源汽车充电交易系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于区块链的能源汽车充电交易系统，包括提供电能进行充电的充电桩和需要进行充电的能源汽车，该能源汽车充电交易系统包括信息采集模块、智能控制模块和指令执行模块；
所述信息采集模块的输出端电性连接智能控制模块的输入端，所述智能控制模块的输出端电性连接指令执行模块的输入端；
该系统还包括交易信息传输模块；
所述交易系统传输模块用于将一次能源汽车充电交易的信息传输至所有充电桩以及能源汽车进行存储和记录，实现区块之间的连接，避免恶意的篡改和攻击交易信息，使得充电交易更加的安全可靠。
根据上述技术方案，所述信息采集模块用于对充电交易过程中所需要的各项信息进行采集；
所述信息采集模块包括距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元；
所述距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元的输出端均电性连接智能控制模块的输入端；
所述距离传感器安装在充电桩前侧，所述距离传感器有若干个，所述距离传感器用于对车辆不同位置距离充电桩之间的距离进行检测，用于判定是否有车辆停靠在充电桩所在停车位，进而判断是否有能源汽车需要进行充电交易，所述IC卡检测单元用于识别包括车辆信息以及车主信息的IC卡，还用于扣除充电交易中所产生的费用，直接转账至充电桩运营商账户，所述时间记录单元用于记录当前的时间段，判断能源汽车的充电交易时间段，使得可以根据不同时间段的交易扣除不同单价的交易费用，还用于记录能源汽车充电交易的时长以及违约停靠的时长，便于后期根据违约停靠的时长计算违约停靠所需要支付的费用；
所述人机交互单元还包括人机交互显示屏，所述人机交互显示屏用于车主与充电交易系统之间进行人机交互，确认能源汽车的充电时长或充电量，还用于确认充电完成操作，判断充电交易过程中车主是否存在违规操作的行为，例如：没有及时的归还充电头、没有确认扣费操作等行为，可以有效的延长充电桩的使用寿命。
根据上述技术方案，所述智能控制模块包括PLC控制器；
所述PLC控制器用于对整个系统所采集的信息进行处理和计算，所述PLC控制器还用于控制指令执行模块执行指令操作，所述PLC控制器根据处理和计算结果控制执行模块执行指令。
根据上述技术方案，所述指令执行模块用于执行智能控制模块所下发的指令；
所述指令执行模块包括电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器；
所述智能控制模块的输出端电性连接电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器的输入端；
所述电磁锁用于对充电头进行锁定，避免人为恶意对充电头进行破坏，延长充电头的使用寿命，所述电磁锁位置处还安装有距离传感器，用于检测充电头是否归还，所述断电保护单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，对充电电路进行切断保护，避免过充导致对能源汽车造成损害，所述信息发送单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，根据IC卡检测单元所识别的车主信息向车主手机发送信息，通知车主充电交易完成，及时驶离充电区域，避免影响他人充电，所述费用扣除单元用于根据PLC控制器计算的充电交易所产生的费用以及额外附加费向车主IC卡账户发起扣款，所述意外警报器用于在充电交易过程中发生的意外情况进行及时的报警提醒，例如：车主未归还充电头驶离充电车位、未检测到充电车辆但充电头脱离等情况。
基于区块链的能源汽车充电交易方法：
该方法包括以下步骤：
S1、检测确认是否有电动汽车需要进行充电交易；
S2、获取需要进行充电交易的电动汽车相关信息；
S3、进行人机交互，确认充电时间或充电电量；
S4、利用时间记录单元确认时间段，并开始计时充电；
S5、充电完毕断电保护，发送信息至车主；
S6、开始记录占用车位时间，并计算占用车位的费用；
S7、检测车辆是否离开，判断意外情况，扣除费用；
S8、利用交易信息传输模块将此次交易信息传输至各个交易系统。
根据上述技术方案，所述步骤S1-S5中，所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000051
其中，
Figure BDA0002282382960000052
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
当
Figure BDA0002282382960000053
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000054
其中，L差表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当c≤L差≤d时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
根据上述技术方案，所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000061
Figure BDA0002282382960000062
其中，
Figure BDA0002282382960000063
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000064
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000065
Figure BDA0002282382960000066
其中，A平表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
根据上述技术方案，所述步骤S6-S7中，所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000067
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁，电磁锁位置处安装有红外传感器，利用红外传感判断电磁锁位置处是否有物体，判断充电头是否归还；
当确认充电头没有归还时，所述PLC控制器控制意外警报器报警，提醒车主未将充电头归还至充电桩；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T，根据公式：
Q＝H*f+T*A平*f，T∈(8:00,20:00)；
Q＝H*f+T*B平*f，T∈(20:00,8:00)；
Q＝H*f+T1*A平*f+T2*B平*f，T1∈(8:00,20:00)，
T2∈(20:00,8:00)，(T1+T2＝T)；
其中，Q表示此次充电交易的总交易金额，H表示充电时间内所消耗的电量，f表示充电时间内电量的单价，T表示充电时间完成后所占用充电车位的时长；
所述费用扣除单元从IC卡中扣除相关费用至充电桩运营商账户。
根据上述技术方案，所述步骤S8中，所述交易信息传输模块将此次交易的交易信息传输至各个交易系统进行存储和保存，避免恶意的篡改和攻击交易信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、充电用户通过人机互动，确认充电时长，开始计时，充电时间结束后自动断电保护，并检测充电头是否回归充电桩，如若未回归，时间记录单元确认时间段并开始计时，根据算法，用户需要支付额外的滞留费用，可以大大的缓解人们对于充电车位占用的情况，可以有效的避免影响他人进行充电交易，有助于充电交易站的完善和改进，有助于保护充电站运营商的合法权益。
2、设置有电磁锁，可以对充电头进行锁定，可以有效的防止人为恶意的对充电头进行破坏，可以有效的延长充电桩的使用寿命，同时，利用距离传感器检测车辆是否驶离充电车位，利用红外传感器检测充电头是否回归充电桩，有助于判断充电桩是否正常回归等意外事故的发生，并利用意外警报器进行计时的报警提醒，可以及时的对意外情况进行制止，有效的延长了充电桩的使用寿命。
附图说明
图1为本发明基于区块链的能源汽车充电交易系统的模块组成框图；
图2为本发明基于区块链的能源汽车充电交易系统的模块连接图；
图3为本发明基于区块链的能源汽车充电交易系统的交易信息传输示意图；
图4为本发明基于区块链的能源汽车充电交易方法的步骤示意图；
图5为本发明基于区块链的能源汽车充电交易方法的流程示意图。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1-3所示，基于区块链的能源汽车充电交易系统，包括提供电能进行充电的充电桩和需要进行充电的能源汽车，该能源汽车充电交易系统包括信息采集模块、智能控制模块和指令执行模块；
所述信息采集模块的输出端电性连接智能控制模块的输入端，所述智能控制模块的输出端电性连接指令执行模块的输入端；
该系统还包括交易信息传输模块；
所述交易系统传输模块用于将一次能源汽车充电交易的信息传输至所有充电桩以及能源汽车进行存储和记录，实现区块之间的连接，避免恶意的篡改和攻击交易信息，使得充电交易更加的安全可靠。
所述信息采集模块用于对充电交易过程中所需要的各项信息进行采集；
所述信息采集模块包括距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元；
所述距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元的输出端均电性连接智能控制模块的输入端；
所述距离传感器安装在充电桩前侧，所述距离传感器有若干个，所述距离传感器用于对车辆不同位置距离充电桩之间的距离进行检测，用于判定是否有车辆停靠在充电桩所在停车位，进而判断是否有能源汽车需要进行充电交易，所述IC卡检测单元用于识别包括车辆信息以及车主信息的IC卡，还用于扣除充电交易中所产生的费用，直接转账至充电桩运营商账户，所述时间记录单元用于记录当前的时间段，判断能源汽车的充电交易时间段，使得可以根据不同时间段的交易扣除不同单价的交易费用，还用于记录能源汽车充电交易的时长以及违约停靠的时长，便于后期根据违约停靠的时长计算违约停靠所需要支付的费用；
所述人机交互单元还包括人机交互显示屏，所述人机交互显示屏用于车主与充电交易系统之间进行人机交互，确认能源汽车的充电时长或充电量，还用于确认充电完成操作，判断充电交易过程中车主是否存在违规操作的行为，例如：没有及时的归还充电头、没有确认扣费操作等行为，可以有效的延长充电桩的使用寿命。
所述智能控制模块包括PLC控制器；
所述PLC控制器用于对整个系统所采集的信息进行处理和计算，所述PLC控制器还用于控制指令执行模块执行指令操作，所述PLC控制器根据处理和计算结果控制执行模块执行指令。
所述指令执行模块用于执行智能控制模块所下发的指令；
所述指令执行模块包括电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器；
所述智能控制模块的输出端电性连接电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器的输入端；
所述电磁锁用于对充电头进行锁定，避免人为恶意对充电头进行破坏，延长充电头的使用寿命，所述电磁锁位置处还安装有距离传感器，用于检测充电头是否归还，所述断电保护单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，对充电电路进行切断保护，避免过充导致对能源汽车造成损害，所述信息发送单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，根据IC卡检测单元所识别的车主信息向车主手机发送信息，通知车主充电交易完成，及时驶离充电区域，避免影响他人充电，所述费用扣除单元用于根据PLC控制器计算的充电交易所产生的费用以及额外附加费向车主IC卡账户发起扣款，所述意外警报器用于在充电交易过程中发生的意外情况进行及时的报警提醒，例如：车主未归还充电头驶离充电车位、未检测到充电车辆但充电头脱离等情况。
如图4-5所示，基于区块链的能源汽车充电交易方法：
该方法包括以下步骤：
S1、检测确认是否有电动汽车需要进行充电交易；
S2、获取需要进行充电交易的电动汽车相关信息；
S3、进行人机交互，确认充电时间或充电电量；
S4、利用时间记录单元确认时间段，并开始计时充电；
S5、充电完毕断电保护，发送信息至车主；
S6、开始记录占用车位时间，并计算占用车位的费用；
S7、检测车辆是否离开，判断意外情况，扣除费用；
S8、利用交易信息传输模块将此次交易信息传输至各个交易系统。
所述步骤S1-S5中，所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000121
其中，
Figure BDA0002282382960000122
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
当
Figure BDA0002282382960000123
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000124
其中，L差表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当c≤L差≤d时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000131
Figure BDA0002282382960000132
其中，
Figure BDA0002282382960000133
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000134
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000135
Figure BDA0002282382960000136
其中，A平表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
所述步骤S6-S7中，所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000141
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁，电磁锁位置处安装有红外传感器，利用红外传感判断电磁锁位置处是否有物体，判断充电头是否归还；
当确认充电头没有归还时，所述PLC控制器控制意外警报器报警，提醒车主未将充电头归还至充电桩；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T，根据公式：
Q＝H*f+T*A平*f，T∈(8:00,20:00)；
Q＝H*f+T*B平*f，T∈(20:00,8:00)；
Q＝H*f+T1*A平*f+T2*B平*f，T1∈(8:00,20:00)，
T2∈(20:00,8:00)，(T1+T2＝T)；
其中，Q表示此次充电交易的总交易金额，H表示充电时间内所消耗的电量，f表示充电时间内电量的单价，T表示充电时间完成后所占用充电车位的时长；
所述费用扣除单元从IC卡中扣除相关费用至充电桩运营商账户。
所述步骤S8中，所述交易信息传输模块将此次交易的交易信息传输至各个交易系统进行存储和保存，避免恶意的篡改和攻击交易信息。
实施例一：
所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}＝{120,123,119,119,124,121}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000151
其中，
Figure BDA0002282382960000152
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
Figure BDA0002282382960000153
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000154
其中，L差＝38表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当10≤L差≤50时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H＝52度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}＝{158,151,138,155,145,140,151,141,153,154}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}＝{92,54,105,112,98,43,95,86,94,102}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000161
Figure BDA0002282382960000162
其中，
Figure BDA0002282382960000163
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000164
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000165
Figure BDA0002282382960000166
其中，A平＝12.38表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平＝7.34表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段为8:00至20:00，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000171
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T＝3.2h，电费单价f＝1.4元/度，根据公式：
Q＝H*f+T*A平*f＝52*1.4+3.2*12.38*1.4＝128.26，T∈(8:00,20:00)；
所述费用扣除单元从IC卡中扣除128.26元至充电桩运营商账户。
实施例二：
所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}＝{120,123,119,119,124,121}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000172
其中，
Figure BDA0002282382960000173
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
Figure BDA0002282382960000174
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000175
其中，L差＝38表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当10≤L差≤50时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H＝52度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}＝{158,151,138,155,145,140,151,141,153,154}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}＝{92,54,105,112,98,43,95,86,94,102}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000181
Figure BDA0002282382960000182
其中，
Figure BDA0002282382960000183
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000184
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000185
Figure BDA0002282382960000191
其中，A平＝12.38表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平＝7.34表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段为20:00至8:00，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000195
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T＝3.2h，电费单价f＝1.4元/度，根据公式：
Q＝H*f+T*B平*f＝52*1.4+3.2*7.34*1.4＝105.68，T∈(20:00,8:00)；
所述费用扣除单元从IC卡中扣除105.68元至充电桩运营商账户。
实施例三：
所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}＝{120,123,119,119,124,121}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000192
其中，
Figure BDA0002282382960000193
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
Figure BDA0002282382960000194
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000201
其中，L差＝38表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当10≤L差≤50时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H＝52度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}＝{158,151,138,155,145,140,151,141,153,154}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}＝{92,54,105,112,98,43,95,86,94,102}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000211
Figure BDA0002282382960000212
其中，
Figure BDA0002282382960000213
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000214
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000215
Figure BDA0002282382960000216
其中，A平＝12.38表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平＝7.34表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段为8:00至20:00和20:00至8:00，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000217
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T＝3.2h，其中，8:00至20:00为T1＝1.5小时，20:00至8:00为T2＝1.7小时，电费单价f＝1.4元/度，根据公式：
Q＝H*f+T1*A平*f+T2*B平*f＝52*1.4+1.5*12.38*1.4+1.7*7.34*1.4＝116.27，T1∈(8:00,20:00)，T2∈(20:00,8:00)，(T1+T2＝T)；
所述费用扣除单元从IC卡中扣除116.27元至充电桩运营商账户。
实施例四：
所述距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L＝{L1,L2,L3,…,Ln}＝{120,123,119,119,124,121}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000221
其中，
Figure BDA0002282382960000222
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
Figure BDA0002282382960000223
时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000224
其中，L差＝38表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当10≤L差≤50时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
所述IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H＝52度，所述断电保护单元切断电动汽车的充电电源，所述信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A＝{A1,A2,A3,…Ax}＝{158,151,138,155,145,140,151,141,153,154}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B＝{B1,B2,B3,…BY}＝{92,54,105,112,98,43,95,86,94,102}，根据公式：
Figure BDA0002282382960000231
Figure BDA0002282382960000232
其中，
Figure BDA0002282382960000233
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure BDA0002282382960000234
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure BDA0002282382960000235
Figure BDA0002282382960000236
其中，A平＝12.38表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平＝7.34表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段为8:00至20:00和20:00至8:00，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure BDA0002282382960000241
时，表示电动汽车已经驶离充电车位，所述PLC控制器控制电磁锁自锁，电磁锁位置处安装有红外传感器，利用红外传感判断电磁锁位置处是否有物体，判断充电头是否归还；
当确认充电头没有归还时，所述PLC控制器控制意外警报器报警，提醒车主未将充电头归还至充电桩。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.基于区块链的能源汽车充电交易方法，其特征在于：
该方法包括以下步骤：
S1、检测确认是否有电动汽车需要进行充电交易；
S2、获取需要进行充电交易的电动汽车相关信息；
S3、进行人机交互，确认充电时间或充电电量；
S4、利用时间记录单元确认时间段，并开始计时充电；
S5、充电完毕断电保护，发送信息至车主；
S6、开始记录占用车位时间，并计算占用车位的费用；
S7、检测车辆是否离开，判断意外情况，扣除费用；
S8、利用交易信息传输模块将此次交易信息传输至各个交易系统；
所述步骤S1-S5中，距离传感器安装在充电桩前侧，所述距离传感器有若干个，所述距离传感器用于对车辆不同位置距离充电桩之间的距离进行检测，距离传感器检测的距离值为L，若干个所述距离传感器检测的距离值集合为L={L1,L2,L3,…,Ln}，根据公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 610799DEST_PATH_IMAGE002
表示电动汽车距离充电桩的平均距离；
当a≤
Figure 537167DEST_PATH_IMAGE002
≤b时，表示电动汽车停靠在充电车位上；
根据公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，k=1,2,3,…,n-i，i+k≤n；
其中，L差表示若干个距离传感器中两两传感器之间的距离差之和；
当c≤L差≤d时，表示车位停留的为需要进行充电的电动汽车，并非其他遮挡物；
IC检测单元识别车主的IC卡，从中获取车辆信息和车主信息；
所述车主利用人机交互单元的人机交互显示屏与充电交易系统之间进行人机交互，确认充电交易的时长或者充电交易的充电量；
所述时间记录单元确认当前充电交易的时间段，充电交易的时间段包括：8:00至20:00和20:00至8:00两个时间段；
所述电动汽车达到充电时长或者充电电量时，记录充电电量H度，断电保护单元切断电动汽车的充电电源，信息发送单元将充电完成的信息发送至用户手机端。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的能源汽车充电交易方法，其特征在于：所述充电桩在8:00至20:00的历史充电量集合为A={A1,A2,A3,…Ax}，所述充电桩在20:00至8:00的历史充电量集合为B={B1,B2,B3,…BY}，根据公式：
Figure 213523DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 629461DEST_PATH_IMAGE006
表示每天8:00至20:00该充电桩的平均充电量，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示每天20:00至8:00该充电桩的平均充电量；
根据公式：
Figure 693232DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，A平表示每天8:00至20:00该充电桩平均每小时的充电量，B平表示每天20:00至8:00该充电桩平均每小时的充电量。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的能源汽车充电交易方法，其特征在于：所述步骤S6-S7中，所述时间记录单元确认电动汽车当前充电交易的时间段，所述时间记录单元开始记录充电完成后电动汽车的滞留时长；
所述距离传感器检测到
Figure 751187DEST_PATH_IMAGE002
＞e时，表示电动汽车已经驶离充电车位， PLC控制器控制电磁锁自锁，判断充电头是否归还；
当确认充电头没有归还时，所述PLC控制器控制意外警报器报警，提醒车主未将充电头归还至充电桩；
当确认充电头已经归还时，所述时间记录单元停止计时，并确认最终记录时长T，根据公式：
Figure 685645DEST_PATH_IMAGE010
，T∈（8:00,20:00）；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，T∈（20:00,8:00）；
Figure 538063DEST_PATH_IMAGE012
，T1∈（8:00,20:00），T2∈（20:00,8:00），T1+T2=T；
其中，Q表示此次充电交易的总交易金额，H表示充电时间内所消耗的电量，f表示充电时间内电量的单价，T表示充电时间完成后所占用充电车位的时长；
费用扣除单元从IC卡中扣除相关费用至充电桩运营商账户。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的能源汽车充电交易方法，其特征在于：所述步骤S8中，所述交易信息传输模块将此次交易的交易信息传输至各个交易系统进行存储和保存。
5.一种采用权利要求1所述的基于区块链的能源汽车充电交易方法的系统，包括提供电能进行充电的充电桩和需要进行充电的能源汽车，其特征在于：该能源汽车充电交易系统包括信息采集模块、智能控制模块和指令执行模块；
所述信息采集模块的输出端电性连接智能控制模块的输入端，所述智能控制模块的输出端电性连接指令执行模块的输入端；
该系统还包括交易信息传输模块；
所述交易信息传输模块用于将一次能源汽车充电交易的信息传输至所有充电桩以及能源汽车进行存储和记录；
所述信息采集模块用于对充电交易过程中所需要的各项信息进行采集；
所述信息采集模块包括距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元；
所述距离传感器，IC卡检测单元、时间记录单元和人机交互单元的输出端均电性连接智能控制模块的输入端；
所述IC卡检测单元用于识别包括车辆信息以及车主信息的IC卡，还用于扣除充电交易中所产生的费用，所述时间记录单元用于记录当前的时间段，判断能源汽车的充电交易时间段，还用于记录能源汽车充电交易的时长以及违约停靠的时长；
所述人机交互单元还包括人机交互显示屏，所述人机交互显示屏用于车主与充电交易系统之间进行人机交互，确认能源汽车的充电时长或充电量，还用于确认充电完成操作，判断充电交易过程中车主是否存在违规操作的行为。
6.根据权利要求5所述的一种采用基于区块链的能源汽车充电交易方法的系统，其特征在于：所述智能控制模块包括PLC控制器；
所述PLC控制器用于对整个系统所采集的信息进行处理和计算，所述PLC控制器还用于控制指令执行模块执行指令操作。
7.根据权利要求5所述的一种采用基于区块链的能源汽车充电交易方法的系统，其特征在于：所述指令执行模块用于执行智能控制模块所下发的指令；
所述指令执行模块包括电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器；
所述智能控制模块的输出端电性连接电磁锁、断电保护单元、信息发送单元、费用扣除单元和意外警报器的输入端；
所述电磁锁用于对充电头进行锁定，所述断电保护单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，对充电电路进行切断保护，所述信息发送单元用于在充电交易达到用户设定的充电时长或充电量时，根据IC卡检测单元所识别的车主信息向车主手机发送信息，所述费用扣除单元用于根据PLC控制器计算的充电交易所产生的费用以及额外附加费向车主IC卡账户发起扣款，所述意外警报器用于在充电交易过程中发生的意外情况进行及时的报警提醒。
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