CN111080911A - 一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，包括电量模块、区块链运用模块、数据存储模块和控制模块；电量模块，用于智能电表的电量计量；区块链运用模块，用于管控智能电表在区块链网络中的电力交易；数据存储模块，用于电量模块的电量计量与区块链运用模块中的电力交易的数据的存储。本发明采用区块链技术将电能交易都在区块链中进行广播，交易数据不能被篡改，同时具有可追溯性，有效避免了区块链结点因“挖矿”造成的资源浪费，使系统能够更加清洁高效地运行。

Description

一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表
技术领域
本发明涉及智能电表技术领域，尤其涉及一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表。
背景技术
随着区块链技术的发展和应用，因区块链的去中心化及不易被篡改的特性，越来越多的电子商务平台将区块链技术应用于业务交易中。目前主要的应用在于利用区块链的记账功能，将电子交易平台上的数据记录在区块链中，也就是说，主要是针对具体的交易业务进行记录，按照相应的具体交易流程-步步触发、执行、记录。区块链系统与电子交易平台的操作和数据是交互的。
近年来，随着互联技术的发展，分布式新能源、储能、电动汽车、碳交易等的快速兴起，使得能源互联网的系统更加复杂、参与者更加多元、买卖身份更加自由、能源流、信息流、资金的流向更加交错。智能电网的高效运行离不开海量电力数据的有效流通，智能电表作为电力数据的采集端，不仅向电网企业提供实时的用电信息，还具有双向通信、远程调控、实时监测等功能。
早期的智能电表是一种“智能IC卡预付费电能表”，以IC卡作为电能量值数据传输介质，用户持IC卡到供电部门预购一定额度电量，然后刷卡合闸供电，电表根据用户用电量结算余量，当表内剩余电量为零时，即自动拉闸断电。传统的这种IC卡式电能表在一定程度上减少人工抄表工作量，但仍需用户线下主动缴费，存在较高的电费欠费风险。设备抗干扰能力差、IC卡易被解密和滥用，安装、维护成本较高。当前使用较广泛的智能电表可以实施线上预付费购电，用户输入缴费户号可在网上营业厅、自助缴费终端系统或移动电力终端通过网上银行或第三方支付平台(如支付宝、微信等)进行实时电量支付结算，使得电费的收取和查询变得更加简单快捷。但因该网络购电模式对用户缴费的积极性意识提出了更高的要求，进一步加大坏账风险。
传统电力系统中相对不要求数据不安全，交易数据可能被篡改，同时不具有可追溯性，会因为区块链结点因“挖矿”，造成的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，包括电量模块、区块链运用模块、数据存储模块和控制模块；
电量模块，用于智能电表的电量计量；
区块链运用模块，用于管控智能电表在区块链网络中的电力交易；
数据存储模块，用于电量模块的电量计量与区块链运用模块中的电力交易的数据的存储；
控制模块，用于控制电量模块与区块链运用模块的连接。
优选的，所述区块链运行模块包括验证模块、交易建立模块。
优选的，所述验证模块向被访问主体备发送访问请求，以使所述被访问主体根据访问请求至区块链网络进行验证。
优选的，所述交易建立模块用于向区块链网络提交对应于所述供应设备的交易请求，以使区块链网络的管理节点根据交易请求建立智能电表和供应设备之间的独立交易通道。
优选的，所述交易建立模块包括支付模块和监控模块。
优选的，所述支付模块用于独立交易通道内中央结算机构对智能电表和供应设备的账户余额根据电量进行结算。
优选的，所述监控模块对智能电表和供应设备的交易进行监控。
本发明的有益效果是：
采用区块链技术将电能交易都在区块链中进行广播，交易数据不能被篡改，同时具有可追溯性，有效避免了区块链结点因“挖矿”造成的资源浪费，使系统能够更加清洁高效地运行。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表的系统示意图；
图2为本发明提出的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表的区块链运用模块的系统图；
图3为本发明提出的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表的交易建立模块的系统图。
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。
参考图1-3，本发明提出了一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，包括电量模块、区块链运用模块、数据存储模块和控制模块；
电量模块，用于智能电表的电量计量；
区块链运用模块，用于管控智能电表在区块链网络中的电力交易；
数据存储模块，用于电量模块的电量计量与区块链运用模块中的电力交易的数据的存储；
控制模块，用于控制电量模块与区块链运用模块的连接。
区块链运行模块包括验证模块、交易建立模块。
验证模块向被访问主体备发送访问请求，以使被访问主体根据访问请求至区块链网络进行验证；
交易建立模块用于向区块链网络提交对应于供应设备的交易请求，以使区块链网络的管理节点根据交易请求建立智能电表和供应设备之间的独立交易通道。
交易建立模块包括支付模块和监控模块。
支付模块用于独立交易通道内中央结算机构对智能电表和供应设备的账户余额根据电量进行结算；
监控模块对智能电表和供应设备的交易进行监控。
本实施例中，先向被访问主体备发送访问请求，以使被访问主体根据访问请求创建访问策略并广播至区块链网络进行验证，以及在访问策略被验证有效后，获取与访问策略对应的访问通行证，利用访问通行对被访问主体进行访问；
然后向区块链网络提交对应于供应设备的交易请求，以使区块链网络的管理节点根据交易请求建立智能电表和供应设备之间的独立交易通道，以智能电表利用独立交易通道与供应设备进行交易验证；
其中，独立交易通道允许监管机构对智能电表和供应设备的交易验证进行监控，独立交易通道允许中央结算机构获取智能电表和供应设备的账户余额。
区块链运行模块中区块链相关的数据平台架构模型如图2所示，该数据架构模型包括数据层、网络层、共识层、合约层、服务层和应用层。
其中，数据层用于封装底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术。并且，可利用不可逆加密算法(如SHA256算法)对文件数据进行至少一次(如两次)计算，生成唯一的区块链ID，即哈希(Hash)值。具体地，该区块链可为区块联盟链，以保证该区块链并非完全公开，只有注册的会员节点才可访问。此外，数据层通过中央数据处理模块获取电量计量的数据，并不断向区块链网络传输自身的电量产销数据等。网络层，封装了区块链网络系统的P2P组网方式、消息传播协议和数据验证机制等要素，使各节点地位对等且以扁平式拓扑结构相互连通和相互，拥有分布式、自治性、开放可自由进出等特性。区块链网络中每一个节点都能参与区块数据的校验和记账过程，仅当区块数据通过全网大部分节点验证后，才能记入区块链。区块链这种去中心化设计保证文件数据不可篡改、不可伪造。共识层，参与区块链网络的共识机制。合约层，封装有电力清、结算的合约代码，合约代码中的条件被触发时，自动执行相应交易，同时可通过合约内容规定相应的电力交易价格、结算规则等。服务层，用于针对不同的应用场景定制个性化的BaaS服务，在区块链底层平台上部署不同结算规则的智能合约代码供各类情况调用。应用层将区块链技术应用在智能电表的相关处理上，例如用户注册、智能合约的自动结算、数据访问控制等。区块链网络用一种去中心化的方式来收集，打包且安全保护智能电表的电量数据，并把电量数据锚定到区块链上。具体，区块链可以采用区块联盟链的网络来实现。区块链的节点不断变换在网络系统中所承担的责任，永远不会只有一个节点在控制整个网络系统，即不会只有一个记账节点进行记账。每个节点都只是网络系统中的一部分。区块链的节点定时如每一分钟变换一次角色，没有节点会永久控制网络系统的任何一部分。
采用区块链技术将电能交易都在区块链中进行广播，交易数据不能被篡改，同时具有可追溯性，有效避免了区块链结点因“挖矿”造成的资源浪费，使系统能够更加清洁高效地运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，包括电量模块、区块链运用模块、数据存储模块和控制模块；
电量模块，用于智能电表的电量计量；
区块链运用模块，用于管控智能电表在区块链网络中的电力交易；
数据存储模块，用于电量模块的电量计量与区块链运用模块中的电力交易的数据的存储；
控制模块，用于控制电量模块与区块链运用模块的连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述区块链运行模块包括验证模块、交易建立模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述验证模块向被访问主体备发送访问请求，以使所述被访问主体根据访问请求至区块链网络进行验证。
4.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述交易建立模块用于向区块链网络提交对应于所述供应设备的交易请求，以使区块链网络的管理节点根据交易请求建立智能电表和供应设备之间的独立交易通道。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述交易建立模块包括支付模块和监控模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述支付模块用于独立交易通道内中央结算机构对智能电表和供应设备的账户余额根据电量进行结算。
7.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术记录电能交易的智能电表，其特征在于，所述监控模块对智能电表和供应设备的交易进行监控。
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