CN114067497B - 一种基于动态口令的离线换电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于动态口令的离线换电方法，本发明通过动态口令和电池识别码的识别和加密，实现了不增加物理部件即可进行离线状态下换电池的目的。本发明不需要额外增加蓝牙功能，节省了成本，也不需要在换电柜附近才可以控制机柜打开还电池的柜门，有效克服了无网络状态下无法更换电池的问题并保证了并保证了机柜内的电池均为无用户绑定，且在非柜内的电池与用户的一一对应关系。
Description
技术领域
本发明属于换电柜领域，尤其针对一种基于动态口令的离线换电方法。
背景技术
换电柜即很多存储有电池的机柜，其通常通过无线网络连接服务器，当用户进行换电时，向服务器发送信息，服务器通过无线网络打开机柜有电池的电池仓，便于用户更换电池。但是由于环境影响，以及机柜通讯故障等，机柜有时无法与服务器联络，此时用户无法进行换电。为了解决上述问题，有些人在机柜上设置蓝牙模块，通过蓝牙与手机连接，即将手机的无线网络作为桥梁，从而实现机柜与服务器的通讯。例如发明专利CN 113232548A公开的换电柜的离线换电方法、系统、终端及存储介质。但是这种方式必须要在机柜中设置蓝牙，且持续开启，而且需要对无蓝牙功能的机柜进行改造，成本较高。而且使用时，用户的手机必须处于机柜附近，但是很多换电柜设置在地下车库等信号不好的位置，因此机柜附近通常都是无网络状态，此时手机也难以通讯，导致无法换电池。
此外，现有的换电电池管理，在离线下，后台难以明确清楚用户与电池的对应关系。具体的在换电柜离线的情况下，当有多个人进行换电池操作时，不能确定更换下来的电池分别在那个用户手上。这导致当有人的电池出现了损坏时，将其放入换电柜中还是可以换取新的电池，而系统无法识别是那个用户造成了电池损坏。或者有人的电池丢失后，会随意偷取别人的电池，然后在换电柜更换，也会导致无法识别电池是否偷取的，导致出现换电混乱。
具体的，现有从行业的客诉情况上看，其中就包含一些是由于用户与电池之间没绑定关系导致的客诉事件。具体表现在：1、当有电池出现了结构损坏时，将其放入换电柜中还是可以换取新的电池，但该电池充满后准备被换出来时，若其它客户发现它是结构损坏而去向运营商申诉时，运营商也无法定责，因为电池无用户信息记录；若用户与电池之间存在互相绑定关系的话，那么就可以顺着电池的绑定用户信息确定责任人。2、当有些用户的电池丢失了，第一、无法找运行商挂失，第二、他可以使用其他人的电池，当成自己的电池继续使用。对于无法挂失的话，电池一旦丢失了就找不回来了，若电池与用户有绑定关系，当用户挂失时，运营商可以把挂失电池列为机柜寻找名单，当机柜发现寻找名单上的电池后可以，锁住电池不让被换出，同时通知挂失者前去认领，这样就可以找到丢失电池。对于可以使用其他人的电池，这会导致丢失者去随意拿走别人的电池或者去黑市买电池，当成自己的电池，这样的话，会不断助长盗窃和黑市交易的风气。而若建立用户与电池之间的绑定关系，那么当机柜网络掉线时，常规的离线换电——服务器与机柜失去通讯，所以满足不了离线交互过程中电池的解绑与重新绑定流程。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于动态口令的离线换电方法。本发明不需要额外增加蓝牙功能，节省了成本，也不需要在换电柜附近才可以控制机柜打开还电池的柜门，有效克服了无网络状态下无法更换电池的问题。
为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：
一种基于动态口令的离线换电方法，包括如下步骤：
步骤一、在换电柜的机柜上粘贴唯一标识码，且每个换电柜与服务器生成有共享口令；用户使用移动终端在服务器注册，服务器存储移动终端的识别信息；
步骤二、当换电柜与服务器通讯中断时，用户采用移动终端识别机柜上的唯一标识码，并连同用户信息通讯传送到服务器；
步骤三、服务器根据用户信息得到用户所用电池的ID，同时根据移动终端识别机柜上的唯一标识码、上一位取电池成功的用户取得的电池的ID和用户所用电池的ID生成服务器口令发送到移动终端；所述服务器口令包括对应唯一标识码的共享口令、对应上一位取电池成功的用户取得的电池的ID的顺序口令和根据用户所用电池的ID生成的验证码；
步骤四、用户向机柜输入服务器口令，机柜首先根据服务器口令中的共享口令和顺序口令验证，若验证不通过则需要用户重新输入，否则打开一个空电池仓，用户将要归还的电池放入空电池仓，然后机柜识别用户所用电池的ID并通过与服务器同样的方式根据用户所用电池的ID生成对照码，若验证码与对照码相同，则确定归还电池成功，然后机柜打开一个有电池的仓门，用户取新电池；新电池与机柜断开时，发送与换电柜脱离的信息到服务器，服务器接收到新电池的信号后，服务器记录新电池的ID，并确定换新电池成功并记录新电池的ID，同时将归还的电池的ID与用户解除绑定，将新电池的ID与用户绑定；
步骤五、当下一位用户进行换电池申请，而服务器未确定换新电池成功时，则提示下一位用户等待上一位用户换电池，直至服务器确定上一位用户换新电池成功时，对下一位用户发送服务器口令。
进一步的改进，步骤四中，当用户发现新电池为损坏的电池时，向客服人员发送消息；客服人员根据新电池的使用记录确认上一任用户，从而确定损坏的电池的责任人。
进一步的改进，所述电池为带4G模块的电池或电池插入电动设备后，通过电动设备的无线模块发送与换电柜脱离的信息到服务器；电动设备包括电动车。
进一步的改进，所述步骤四中，确定归还电池成功且用户将归还电池的仓门关闭后，机柜再打开一个有电池的仓门；所述步骤四中，机柜打开的有电池的仓门为电池满电的仓门或电池充电量最多的仓门。
进一步的改进，所述共享口令的生成方法如下：
每台机柜由机柜密匙管理中心随机且不重复生成一个160bit的共享密钥K和和一个递增的计数器值C，并且将160bit的共享密钥K和和一个递增的计数器值C分别存储进入服务器和对应的机柜内；经过运算输出4-8位的HOTP值。
进一步的改进，所述共享口令、服务器口令、顺序口令和对照码均经过RSA密码体制进行加密。
进一步的改进，所述服务器口令有6位，前2位为共享口令，中间两位为顺序口令，后2位为验证码。
进一步的改进，所述步骤二中，用户通过采用移动终端存储机柜上的唯一标识码，并且在远离机柜的有信号位置将机柜上的唯一标识码和用户信息通讯传送到服务器获得服务器口令；
所述步骤一中，初始时，服务器存储有换电柜内所有电池的ID并将换电柜内所有电池的ID与换电柜的唯一标识码对应，存储目录；步骤四中，用户更换新电池成功后，服务器将存储目录内用户取得的新电池的ID删除，将用户放入换电柜的电池的ID存储到存储目录。
进一步的改进，所述移动终端设置有挂失模块，服务器确定用户挂失的电池ID为与用户信息相绑定的的电池ID时，将用户挂失的电池ID存入机柜寻找名单，当服务器检测到有机柜寻找名单内的电池ID被存入机柜后，则锁住电池不让被换出，同时通知对应挂失者认领。
本发明的优点：
1.不需要对机柜增加装置和进行物理改造，只需要进行软件更新即可完成离线状态下的更换电池操作，因此节约了成本。
2.用户手机也处于离线状态时，可以选拍摄机柜的唯一识别码后，然后寻找有信号地点联网，从而可以避免机柜所在位置没有网络导致无法换电的问题。
3.口令带校验功能，保证客户即使在离线换电条件下，仍然能够判断用户对应使用的电池ID，保障了电池的管理安全。
附图说明
图1为本发明的流程结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。
实施例1
一种基于动态口令的离线换电方法，包括如下步骤：
步骤一、在换电柜的机柜上粘贴唯一标识码，且每个换电柜与服务器生成有共享口令；用户使用移动终端在服务器注册，服务器存储移动终端的识别信息；
步骤二、当换电柜与服务器通讯中断时，用户采用移动终端识别机柜上的唯一标识码，并连同用户信息通讯传送到服务器；
步骤三、服务器根据用户信息得到用户所用电池的ID，同时根据移动终端识别机柜上的唯一标识码、上一位取电池成功的用户取得的电池的ID和用户所用电池的ID生成服务器口令发送到移动终端；所述服务器口令包括对应唯一标识码的共享口令、对应上一位取电池成功的用户取得的电池的ID的顺序口令和根据用户所用电池的ID生成的验证码；
步骤四、用户向机柜输入服务器口令，机柜首先根据服务器口令中的共享口令和顺序口令验证，若验证不通过则需要用户重新输入，否则打开一个空电池仓，用户将要归还的电池放入空电池仓，然后机柜识别用户所用电池的ID并通过与服务器同样的方式根据用户所用电池的ID生成对照码，若验证码与对照码相同，则确定归还电池成功，然后机柜打开一个有电池的仓门，用户取新电池；新电池与机柜断开时，发送与换电柜脱离的信息到服务器，服务器接收到新电池的信号后，服务器记录新电池的ID，并确定换新电池成功并记录新电池的ID，同时将归还的电池的ID与用户解除绑定，将新电池的ID与用户绑定；
步骤五、当下一位用户进行换电池申请，而服务器未确定换新电池成功时，则提示下一位用户等待上一位用户换电池，直至服务器确定上一位用户换新电池成功时，对下一位用户发送服务器口令。
6位数的服务器口令的生成与合成方式：
前2位是采用HTOP算法生成一个6位数值，然后取该数值的后2位：
该算法是由一个160bit的共享密钥K(认证服务器和令牌共享的强密钥,这个密钥是每台机柜在出厂前由机柜密匙管理中心随机不重复生成的)和一个递增的计数器值C(8byte＝64bit，这个值即当前时间，精确的到分钟，例如现在的时间2021年9月09日16点42分13秒，此时，这个数值为0020210909164200)，经过运算输出HOTP值(一个6～8位的数值).该算法有两个基本功能模块。
功能模块1:计算一个HMAC2SHA21值HMAC2SHA21(K,C),其输出是一个长为160bit的二进制串；
功能模块2:利用D T()函数将HMAC2SHA21(K,C)截短、变换,输出一个6位至8位的十进制数串,即HOTP值.
整个过程相当于:HO TP value＝HO TP(K,C)＝D T(HMAC2SHA21(K,C))。
中间2位是取上一个客户换出去的电池ID的后2位(此ID与SN一一对应，但毫无规律且对客户保密)
最后2位是取当前客户即将换进去的电池ID的后2位(此ID与SN一一对应，但毫无规律且对客户保密)：
2、4位数的机柜口令的生成与合成方式
前2位：如6位数的服务器口令的生成与合成方式中的前2位生成方式一致；
后2位：如6位数的服务器口令的生成与合成方式中的中间2位生成方式一致。
具体口令生成方式如下：
第一步是由服务器生成的，6位；第二步是由机柜生成的，4位。
具体地：
服务器生成的6位：
1-2位是由HTOP算法生成的；
3-4位是上个订单取出的电池ID后两位；
5-6位是当前的用户名下电池的ID。
机柜生成的4位：
1-2位是由HTOP算法生成的；
3-4位是上个订单取出的电池ID后两位；
(注：与服务器生成方式一模一样，目的是验证换电操作是否合法)
在换电过程中：
Step1：用户输入6位口令；
Step2：机柜识别到这6位口令；
Step3：机柜将这6位口令拆分为2部分，A部分：前4位；B部分：后2位；
Step4：机柜将A部分口令与机柜自身生成的4位口令，做对比，若匹配则执行step5，若不匹配则通过显示屏和语言模块告知用户输入有误。
Step5：机柜随机打开一个空仓，等待用户将电池放进去；
Step6：机柜识别到电池并将电池的ID与B部分口令，做对比，若匹配则执行step7，若不匹配则通过显示屏和语言模块告知用户电池不属于你。
Step7：机柜随机打开一个满电仓，等待用户将电池取走；
Step8：用户取走电池后，机柜提示换电成功；
Step9：取出电池失去与机柜通讯，放入的电池与机柜通讯，放入电池读取机柜状态和换出电池ID，通过内部的4G模块，将换出电池ID上传服务器；
Step10：服务器收到换成电池ID后，认为换电成功，等待下个换电。
更完善的技术方案：
服务器口令可通过RSA密码体制进行加密。但不限于该加密方式：
加密方法：
取两大素数p，q(p，q>10010)，算出n＝pq和N＝(p-1)(q-1)，n公开，N保密。
选取与N互质的整数e并公开。
计算d，d＝e-1modN并保密。
对于明文m的加密算法为Ek(m)＝me modn
对于密文c的解密算法为Dk(C)＝Cd modn
比如明文abcdef，分段abc，def
abc——abce modn＝C1
def——defe modn＝C2
密文C1C2
解密
C1d modn＝abc
C2d modn＝def。
上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。
Claims (1)
1.一种基于动态口令的离线换电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在换电柜的机柜上粘贴唯一标识码，且每个换电柜与服务器生成有共享口令；用户使用移动终端在服务器注册，服务器存储移动终端的识别信息；共享口令的生成方法如下：
每台机柜由机柜密匙管理中心随机且不重复生成一个 160 bit 的共享密钥 K和和一个递增的计数器值 C，并且将160 bit 的共享密钥 K和和一个递增的计数器值 C分别存储进入服务器和对应的机柜内；经过运算输出4-8位的 HOTP 值；
步骤二、当换电柜与服务器通讯中断时，用户采用移动终端识别机柜上的唯一标识码，并连同用户信息通讯传送到服务器；
步骤三、服务器根据用户信息得到用户所用电池的ID，同时根据移动终端识别机柜上的唯一标识码、上一位取电池成功的用户取得的电池的ID和用户所用电池的ID生成服务器口令发送到移动终端；所述服务器口令包括对应唯一标识码的共享口令、对应上一位取电池成功的用户取得的电池的ID的顺序口令和根据用户所用电池的ID生成的验证码；
步骤四、用户向机柜输入服务器口令，机柜首先根据服务器口令中的共享口令和顺序口令验证，若验证不通过则需要用户重新输入，否则打开一个空电池仓，用户将要归还的电池放入空电池仓，然后机柜识别用户所用电池的ID并通过与服务器同样的方式根据用户所用电池的ID生成对照码，若验证码与对照码相同，则确定归还电池成功，然后机柜打开一个有电池的仓门，用户取新电池；新电池与机柜断开时，发送与换电柜脱离的信息到服务器，服务器接收到新电池的信号后，服务器记录新电池的ID，并确定换新电池成功并记录新电池的ID，同时将归还的电池的ID与用户解除绑定，将新电池的ID与用户绑定；
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 411201 No. 28 Baishi Road, Xiangtan Economic Development Zone, Hunan Province Applicant after: Weisheng Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 411201 No. 28 Baishi Road, Xiangtan Economic Development Zone, Hunan Province Applicant before: WASION ELECTRIC Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |