CN116743356A - 一种通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信方法及系统，分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据；此外，还对接收的随机数进行验证，若不符合失效机制，则认为接入的电池包或电动工具为非法接入，断开通信连接，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。

Description

一种通信方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电池包通信领域，特别是涉及一种通信方法及系统。

背景技术

随着智能化和互联网的发展，越来越多的人工体力劳动，被智能产品所替代，而电动工具的使用也越来越广泛，如割草机、修枝机等电动园林工具以及电钻、螺栓刀批等电动作业机，此类型的电动工具都以电池包为动力元件。

目前电池包与电动工具之间一般采用单总线高低电平的通信方式，这个方式容易被人截取通信内容，进行暴力破解，从而轻松仿制公司电池包产品，仿制产品质量不过关、技术能力有限，给用户带来了极大的危险。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通信方法及系统，用于解决现有技术中电池包与工具间通信方式简单，容易被破解的问题。

本发明的第一方面提供一种通信方法，应用于电池包，包括：

检测到接入的电动工具，产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息，输出第一握手信息到电动工具；

接收电动工具反馈的第二握手信息，根据预设密钥，解密第二握手信息，得到电动工具数据和第二随机数；

根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据，输出第一数据到电动工具；

接收电动工具反馈的第二数据，根据预设第二规则，将第二数据解析成第二原始数据，根据第二原始数据和电动工具数据进行放电。

于本发明的一实施例中，根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据的步骤包括：

按照预设顺序，在第一原始数据中加入第一随机数；

通过预设加密算法，对加入第一随机数的第一原始数据进行加密，得到第一数据。

于本发明的一实施例中，按照预设顺序，在第一原始数据中加入第一随机数的步骤包括：

将第一随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第一原始数据中。

于本发明的一实施例中，根据预设第二规则，将所述第二数据解析成第二原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第二数据解密为加入了第二随机数的第二原始数据；

按照预设顺序，将第二随机数和第二原始数据分离，得到第二原始数据。

于本发明的一实施例中，输出第一数据之前的步骤包括：

按照时间顺序将第二随机数保存到预设的第一验证表格中；

当第一验证表格中的数据数量大于预设第一数量时，采用此次接收的第二随机数替换第一验证表格中时间最早的第二随机数。

于本发明的一实施例中，保存第二随机数到预设的第一验证表格之前的步骤包括：

将第二随机数与第一验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为接入的电动工具为非法接入，电池包断开与电动工具的通信连接。

于本发明的一实施例中，还包括：

将产生的第一随机数与预设的第二验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第一随机数；

否则，按照时间顺序将此次产生的第一随机数保存到第二验证表格中，当第二验证表格中的数据数量大于预设第二数量时，采用此次产生的第一随机数替换第二验证表格中时间最早的第一随机数。

本发明的第二方面还提供一种通信方法，应用于电动工具，包括：

检测到接入的电池包，产生一个第二随机数，根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息，输出第二握手信息到电池包；

接收电池包反馈的第一握手信息，根据预设密钥，解密第一握手信息，得到电池包数据和第一随机数；

根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据，输出第二数据到电池包；

接收电池包反馈的第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，根据第一原始数据和电池包数据进行充电。

于本发明的一实施例中，根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据的步骤包括：

按照预设顺序，在第二原始数据中加入第二随机数；

通过预设加密算法，对加入第二随机数的第二原始数据进行加密，得到第二数据。

于本发明的一实施例中，按照预设顺序，在第二原始数据加入第二随机数的步骤包括：

将第二随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第二原始数据中。

于本发明的一实施例中，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第一数据解密为加入了第一随机数的第一原始数据；

按照预设顺序，将第一随机数和第一原始数据分离，得到第一原始数据。

于本发明的一实施例中，输出所述第二数据之前的步骤包括：

按照时间顺序将第一随机数保存到预设的第三验证表格中；

当第三验证表格中的数据数量大于预设第三数量时，采用此次接收的第一随机数替换所述第三验证表格中时间最早的第一随机数。

于本发明的一实施例中，保存第一随机数到预设的第三验证表格之前的步骤包括：

将第一随机数与第三验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为接入的电池包为非法接入，电动工具断开与电池包的通信连接。

于本发明的一实施例中，还包括：

将产生的第二随机数与预设的第四验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第二随机数；

否则，按照时间顺序将此次产生的第二随机数保存到第四验证表格中，当第四验证表格中的数据数量大于预设第四数量时，采用此次产生的第二随机数替换第四验证表格中时间最早的第二随机数。

本发明的第三方面还提供一种通信系统，包括：可拆卸连接的电池包和电动工具；

所述电池包，用于：

检测到接入的电动工具，产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息，输出第一握手信息到电动工具；

接收电动工具反馈的第二握手信息，根据预设密钥，解密第二握手信息，得到电动工具数据和第二随机数；根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据，输出第一数据到电动工具；

接收电动工具反馈的第二数据，根据预设第二规则，将所述第二数据解析成第二原始数据，根据第二原始数据和电动工具数据进行放电；

所述电动工具，用于：

检测到接入的电池包，产生一个第二随机数，根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息，输出第二握手信息到电池包；

接收电池包反馈的第一握手信息，根据预设密钥，解密第一握手信息，得到电池包数据和第一随机数；

根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据，输出第二数据到电池包；

接收电池包反馈的第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，根据第一原始数据和电池包数据进行充电。

如上所述，本发明的一种通信方法及系统，具有以下有益效果：

本发明分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示为本发明第一实施方式中的通信方法的流程示意图。

图2显示为本发明第一实施方式中的生成第一数据的流程示意图。

图3显示为本发明第一实施方式中的解析第二数据的流程示意图。

图4显示为本发明第一实施方式中的另一种通信方法的流程示意图。

图5显示为本发明第二实施方式中的通信方法的流程示意图。

图6显示为本发明第二实施方式中的生成第二数据的流程示意图。

图7显示为本发明第二实施方式中的解析第一数据的流程示意图。

图8显示为本发明第二实施方式中的另一种通信方法的流程示意图。

图9显示为本发明第三实施方式中的通信系统的结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本发明的第一实施方式涉及一种通信方法，该通信方法应用于电池包，该电池包具有通信功能，当该电池包上连接有电动工具时，可与电动工具通过相匹配的通信接口进行通信连接，通信连接成功后电池包可与电动工具进行数据交互，以及对电动工具充电。为了保证数据交互的安全，本实施例中的交互数据是经过加密的，这样即使被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据，避免被仿制。

本实施方式的加密通过握手阶段和正常通信阶段的两层加密来实现：

在握手阶段，电池包上电后检测到接入的电动工具，产生第一随机数，加密第一随机数和电池包数据，得到第一握手信息并发送至电动工具；接收到电动工具反馈的第二握手信息，解密该第二握手信息，得到电动工具数据和第二随机数。同时，电池包还保存第一随机数至第二验证表格中，保存第二随机数至第一验证表格中。

在正常通信阶段，电池包加密第一随机数和第一原始数据，得到第一数据并发送至电动工具；接收到电动工具反馈的第二数据，解密该第二数据，得到第二原始数据，电池包根据该第二原始数据和电动工具数据进行放电。

具体的说：

电池包上电后，检测到有接入的电动工具，与电动工具进行通信握手，握手成功后产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息。其中，预设密钥为事先约定的，例如设定为“abcdef”，该预设密钥用于在握手阶段对通信数据进行加密和解密。在握手阶段，电池包数据包括电池包电压、电流等固定信息，电池包将电池包数据和此次产生的第一随机数打包加密后发送至电动工具，电动工具根据约定的预设密钥即可获取握手数据及第一随机数。

需要说明的是，该第一随机数为一个大于1的自然数，为了提高加密的复杂度，可适当加大第一随机数的数值，例如本实施例中，将第一随机数的产生范围设置为10000-99999。

此外，电池包与电动工具每次握手成功后，都会产生一个第一随机数，为了确保第一随机数的唯一性，电池包将产生的第一随机数保存至预设的第二验证表格中，并且在每次存储第一随机数前，会将本次产生的第一随机数与第二验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则舍弃该第一随机数，重新生成一个第一随机数，直至生成的第一随机数为一个新的数值。

为了降低内存，可在满足需要的情况下限定第二验证表格中的数据数量，例如本实施例中设定的数据数量为1000个，即第二验证表格中可保存1000个第一随机数，并且各第一随机数按照时间顺序排列，当数据数量大于1000时，采用此次产生的第一随机数替换第二验证表格中时间最早的第一随机数，从而保证第二验证表格中保存的所有数据都是最新的。

继续说明，握手完成后，电池包和电动工具正常通信，进行数据传输，电池包输出第一数据和第一握手信息，并接收输入的第二数据，再根据第二数据进行放电。

具体的说，电池包根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据。应理解，第一原始数据为电池包实时的放电参数，包括放电电压、放电电流、单个电芯电压、温度等。其中，根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据的步骤包括：

请参阅图2，按照预设顺序，将第一随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第一原始数据中，从而在第一原始数据中加入第一随机数；再通过预设加密算法，对加入第一随机数的第一原始数据进行加密，得到第一数据。

例如，电池包的第一原始数据为D0＝0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06；生成的第一随机数为43789，对应的5个字节为：0x04,0x03,0x07,0x08,0x09；按照预设顺序，将第一随机数的每个字节插入第一原始数据中，其中，预设顺序可以为将第一随机数的每个字节从前到后的顺序，间隔插入第一原始数据中，得到数据D1＝0x01,0x04,0x02,0x03,0x03,0x07,0x04,0x08,0x05,0x09,0x06；应理解，预设顺序可根据需要进行设置，除了上述隔数放入外，还可将第一随机数先按照一定规律组合后，再插入第一原始数据中。

继续说明，通过预设加密算法，对上述得到的数据D1进行加密，得到第一数据；其中，本实施例中的预设加密算法可以选择DES加密算法(Data Encryption Standard，DES)，DES加密算法为对称加密算法中的一种，在加密和解密时使用同一密钥，DES使用的密钥长度为64比特，DES的基本结构由IBM公司的Horst Feistel设计，因此称Feistel网络。在Feistel网络中，加密的每个步骤称为轮，经过初始置换后的64位明文，进行了16轮Feistel轮的加密过程，最后经过终结置换后形成最终的64位密文。电动工具接收到该第一数据，通过DES解密算法，并按照预设顺序提取出第一随机数，即可获取第一原始数据。

继续说明，电池包接收到第二数据，根据预设第二规则，将第二数据解析成第二原始数据，根据第二原始数据进行放电。

请参阅图3，根据预设第二规则，将第二数据解析成第二原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第二数据解密为加入了第二随机数的第二原始数据；按照预设顺序，将第二随机数和第二原始数据分离，得到第二原始数据；按照预设顺序，从加入了第二随机数的第二原始数据中将第二随机数的每个字节提取出来，得到第二原始数据。应理解，此处的第二数据为电动工具传输的充电参数，该充电参数经过上述电池包中的放电参数类似的加密方式，再传输至电池包。为方便操作，本实施例中电池包和电动工具进行加密时所采用的预设顺序和预设加密算法均相同，实际使用时，可在实现约定下，采用不同的顺序和加密算法。

电池包在通信过程中，还接收到电动工具传输的第二握手信息，电池包根据预设密钥解密第二握手信息，得到第二随机数，并按照时间顺序将第二随机数保存到预设的第一验证表格中；当第一验证表格中的数据数量大于预设第一数量时，采用此次接收的第二随机数替换第一验证表格中时间最早的第二随机数。为了降低内存，可在满足需要的情况下限定第一验证表格中的数据数量，例如本实施例中设定的数据数量为1000个，即第一验证表格中可保存1000个第二随机数，并且各第二随机数按照时间顺序排列，当数据数量大于1000时，采用此次产生的第二随机数替换第一验证表格中时间最早的第二随机数，从而保证第一验证表格中保存的所有数据都是最新的。

应理解，每个电池包和电动工具在出厂时均携带有唯一的识别码，电池包和电动工具在连接且握手成功后的握手信息交互中，可以交互各自的识别码，例如一个电池包与100个电动工具连接后，会存储这100个电动工具的识别码，以及每个电动工具对应的1000个第二随机数，当第101个电动工具与电池包连接时，电池包会采用第101个电动工具的信息替换第一个电动工具的信息，从而保证保存的电动工具为最新的工具。

进一步说明，本实施方式还提供一种失效判断机制，包括：

请参阅图4，在接收到某一个电动工具的第二握手信息后，电池包将解析出的第二随机数与第一验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为该第二随机数不符合失效机制，接入的该电动工具为非法接入，电池包断开与该电动工具的通信连接，停止输出第一数据和接收第二数据。若不存在相同数据，则认为该第二随机数符合失效机制，保存第二随机数到第一验证表格中，同时电池包与电动工具进行正常的数据交互，输出第一数据、接收第二数据，再根据接收的第二数据对电动工具进行放电。

应理解，电池包和电动工具进行数据交互时，是基于对方反馈的数据而实时更新的，即电池包输出的第一数据是基于电动工具反馈的第二握手信息及第二数据而生成的；相应的，电动工具输出的第二数据是基于电池包反馈的第一握手信息及第一数据而生成的。

可见，本实施方式分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据；此外，还对接收的随机数进行验证，若不符合失效机制，则认为接入的电动工具为非法接入，断开通信连接，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。

请参阅图5，本发明的第二实施方式涉及一种通信方法，该通信方法应用于电动工具，该电动工具具有通信功能，当该电动工具上连接有电池包时，可与电池包通过相匹配的通信接口进行通信连接，通信连接成功后电动工具可与电池包进行数据交互，以及通过电池包进行充电。为了保证数据交互的安全，本实施例中的交互数据是经过加密的，这样即使被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据，避免被仿制。

本实施方式的加密通过握手阶段和正常通信阶段的两层加密来实现，

在握手阶段，电动工具上电后检测到接入的电池包，产生第二随机数，加密第二随机数和电动工具数据，得到第二握手信息并发送至电池包；接收到电池包反馈的第一握手信息，解密该第一握手信息，得到电池包数据和第一随机数。同时，电动工具还保存第一随机数至第三验证表格中，保存第二随机数至第四验证表格中。

在正常通信阶段，电动工具加密第二随机数和第二原始数据，得到第二数据并发送至电池包；接收到电池包反馈的第一数据，解密该第一数据，得到第一原始数据，电动工具根据该第一原始数据和电池包数据进行充电。

具体的说：

电动工具上电后，检测到有接入的电池包，与电池包进行通信握手，握手成功后产生一个第二随机数，并根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息。其中，预设密钥为事先约定的，例如设定为“abcdef”，该预设密钥用于在握手阶段对通信数据进行加密和解密。在握手阶段，电动工具数据包括电动工具电压、电流等固定信息，电动工具将电动工具数据和此次产生的第二随机数打包加密后发送至电池包，电池包根据约定的预设密钥即可获取握手数据及第二随机数。

需要说明的是，该第二随机数为一个大于1的自然数，为了提高加密的复杂度，可适当加大第二随机数的数值，例如本实施例中，将第二随机数的产生范围设置为10000-99999。

此外，电动工具与电池包每次握手成功后，都会产生一个第二随机数，为了确保第二随机数的唯一性，电动工具将产生的第二随机数保存至预设的第四验证表格中，并且在每次存储第二随机数前，会将本次产生的第二随机数与第四验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则舍弃该第二随机数，重新生成一个第二随机数，直至生成的第二随机数为一个新的数值。

为了降低内存，可在满足需要的情况下限定第四验证表格中的数据数量，例如本实施例中设定的数据数量为1000个，即第四验证表格中可保存1000个第二随机数，并且各第二随机数按照时间顺序排列，当数据数量大于1000时，采用此次产生的第二随机数替换第四验证表格中时间最早的第二随机数，从而保证第四验证表格中保存的所有数据都是最新的。

继续说明，握手完成后，电动工具和电池包正常通信，进行数据传输，电动工具输出第二数据和第二握手信息，并接收输入的第一数据，再根据第一数据进行充电。

具体的说，电动工具根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据。应理解，第二原始数据为电动工具实时的充电参数，包括充电电压、充电电流、温度等。其中，根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据的步骤包括：

请参阅图6，按照预设顺序，将第二随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第二原始数据中，从而在第二原始数据中加入第二随机数；再通过预设加密算法，对加入第二随机数的第二原始数据进行加密，得到第二数据。

例如，电动工具的第二原始数据为D0’＝0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x01；生成的第一随机数为98734，对应的5个字节为：0x09,0x08,0x07,0x03,0x04；按照预设顺序，将第二随机数的每个字节插入第二原始数据中，其中，预设顺序可以为将第二随机数的每个字节从前到后的顺序，间隔插入第二原始数据中，得到数据D1’＝0x06,0x09,0x05,0x08,0x04,0x07,0x03,0x03,0x02,0x04,0x01；应理解，预设顺序可根据需要进行设置，除了上述隔数放入外，还可将第二随机数先按照一定规律组合后，再插入第二原始数据中。

继续说明，通过预设加密算法，对上述得到的数据D1’进行加密，得到第二数据；其中，本实施例中的预设加密算法可以选择DES加密算法，电池包接收到该第二数据，通过DES解密算法，并按照预设顺序提取出第二随机数，即可获取第二原始数据。

继续说明，电动工具接收到第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，根据第一原始数据进行充电。

请参阅图7，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第一数据解密为加入了第一随机数的第一原始数据；按照预设顺序，将第一随机数和第一原始数据分离，得到第一原始数据；按照预设顺序，从加入了第一随机数的第一原始数据中将第一随机数的每个字节提取出来，得到第一原始数据。应理解，此处的第一数据为电池包传输的放电参数，该放电参数经过上述电动工具中的充电参数类似的加密方式，再传输至电动工具。为方便操作，本实施例中电动工具和电池包进行加密时所采用的预设顺序和预设加密算法均相同，实际使用时，可在实现约定下，采用不同的顺序和加密算法。

电动工具在通信过程中，还接收到电池包传输的第一握手信息，电动工具根据预设密钥解密第一握手信息，得到第一随机数，并按照时间顺序将第一随机数保存到预设的第三验证表格中；当第三验证表格中的数据数量大于预设第三数量时，采用此次接收的第一随机数替换第三验证表格中时间最早的第一随机数。为了降低内存，可在满足需要的情况下限定第三验证表格中的数据数量，例如本实施例中设定的数据数量为1000个，即第三验证表格中可保存1000个第一随机数，并且各第一随机数按照时间顺序排列，当数据数量大于1000时，采用此次产生的第一随机数替换第三验证表格中时间最早的第一随机数，从而保证第三验证表格中保存的所有数据都是最新的。

应理解，每个电池包和电动工具在出厂时均携带有唯一的识别码，电动工具和电池包在连接且握手成功后的握手信息交互中，可以交互各自的识别码，例如一个电动工具与100个电池包连接后，会存储这100个电池包的识别码，以及每个电池包对应的1000个第一随机数，当第101个电池包与电动工具连接时，电动工具会采用第101个电池包的信息替换第一个电池包的信息，从而保证保存的电池包为最新。

进一步说明，本实施方式还提供一种失效判断机制，包括：

请参阅图8，在接收到某一个电池包的第一握手信息后，电动工具将解析出的第一随机数与第三验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为该第一随机数不符合失效机制，接入的该电池包为非法接入，电动工具断开与该电池包的通信连接，停止输出第二数据和接收第一数据。若不存在相同数据，则认为该第一随机数符合失效机制，保存第一随机数到第三验证表格中，同时电动工具与电池包进行正常的数据交互，输出第二数据、接收第一数据，再根据接收的第一数据通过电池包进行充电。

可见，本实施方式分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据；此外，还对接收的随机数进行验证，若不符合失效机制，则认为接入的电池包为非法接入，断开通信连接，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。

请请参阅图9，本发明的第三实施方式涉及一种通信系统，包括可拆卸连接的电池包和电动工具。该电池包和电动工具均具有通信功能，当两者相连接时，可通过相匹配的通信接口进行通信连接，通信成功后进行数据交互，并基于交互的数据进行充放电。

具体的说，电池包上电后，检测到有接入的电动工具，与电动工具进行通信握手，握手成功后产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息，并输出至电动工具。相应的，电动工具上电后，检测到有接入的电池包，与电池包进行通信握手，握手成功后产生一个第二随机数，并根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息，并输出至电池包。

电池包根据预设密钥，将第二握手信息解密后得到第二随机数，并按照时间顺序将第二随机数保存至预设的第一验证表格中，当第一验证表格中的数据数量大于预设第一数量时，采用此次接收的第二随机数替换所述第一验证表格中时间最早的第二随机数。

电动工具根据预设密钥，将第一握手信息解密后得到第一随机数，并按照时间顺序将第一随机数保存至预设的第三验证表格中，当第三验证表格中的数据数量大于预设第三数量时，采用此次接收的第一随机数替换所述第三验证表格中时间最早的第一随机数。

此外，电池包在保存第二随机数前，还将第二随机数与第一验证表格相比较，若存在相同数据，则认为接入的电动工具为非法接入，电池包断开与电动工具的通信连接。相应的，电动工具在保存第一随机数前，还将第一随机数与第三验证表格相比较，若存在相同数据，则认为接入的电池包为非法接入，电动工具断开与电池包的通信连接。

进一步说明，电池包还将产生的第一随机数与预设的第二验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第一随机数；否则，按照时间顺序将此次产生的第一随机数保存到第二验证表格中，当第二验证表格中的数据数量大于预设第二数量时，采用此次产生的第一随机数替换第二验证表格中时间最早的第一随机数。

相应的，电动工具还将产生的第二随机数与预设的第四验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第二随机数；否则，按照时间顺序将此次产生的第二随机数保存到第四验证表格中，当第四验证表格中的数据数量大于预设第四数量时，采用此次产生的第二随机数替换第四验证表格中时间最早的第二随机数。

继续说明，若电池包根据接收的第二随机数判断接入的电动工具合法，则与电动工具进行正常的数据交互，输出第一数据、接收第二数据，并根据第二数据对电动工具进行放电，具体的说：

电池包根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据，其中，生成第一数据具体的步骤包括：按照预设顺序，将第一随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第一原始数据中，从而在第一原始数据中加入第一随机数；再通过预设加密算法，对加入第一随机数的第一原始数据进行加密，得到第一数据。

同时，电池包接收到第二数据，根据预设第二规则，将第二数据解析成第二原始数据，其中，获取第二原始数据具体的步骤包括：通过预设解密算法，将第二数据解密为加入了第二随机数的第二原始数据；按照预设顺序，将第二随机数和第二原始数据分离，得到第二原始数据；按照预设顺序，从加入了第二随机数的第二原始数据中将第二随机数的每个字节提取出来，得到第二原始数据。

电池包根据第二原始数据，对电动工具进行放电。

相应的，若电动工具根据接收的第一随机数判断接入的电池包合法，则与电池包进行正常的数据交互，输出第二数据、接收第一数据，并根据第一数据通过电池包进行充电，具体的说：

电动工具根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据，其中，生成第二数据具体的步骤包括：按照预设顺序，将第二随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第二原始数据中，从而在第二原始数据中加入第二随机数；再通过预设加密算法，对加入第二随机数的第二原始数据进行加密，得到第二数据。

同时，电动工具接收到第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，其中，获取第一原始数据具体的步骤包括：通过预设解密算法，将第一数据解密为加入了第一随机数的第一原始数据；按照预设顺序，将第一随机数和第一原始数据分离，得到第一原始数据；按照预设顺序，从加入了第一随机数的第一原始数据中将第一随机数的每个字节提取出来，得到第一原始数据。

电动工具根据第一原始数据，通过电池包进行充电。

可见，本实施方式分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据；此外，还对接收的随机数进行验证，若不符合失效机制，则认为接入的电池包或电动工具为非法接入，断开通信连接，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。

综上所述，本发明的一种通信方法及系统，分别在握手阶段和通信阶段对数据进行两层加密，保证了交互数据的安全性，即使交互数据被第三方抓取，也无法获得真实的有效数据；此外，还对接收的随机数进行验证，若不符合失效机制，则认为接入的电池包或电动工具为非法接入，断开通信连接，避免了被仿制的可能性，极大地保障了用户的安全。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种通信方法，其特征在于，应用于电池包，包括：

检测到接入的电动工具，产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息，输出第一握手信息到电动工具；

接收电动工具反馈的第二握手信息，根据预设密钥，解密第二握手信息，得到电动工具数据和第二随机数；

根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据，输出第一数据到电动工具；

接收电动工具反馈的第二数据，根据预设第二规则，将第二数据解析成第二原始数据，根据第二原始数据和电动工具数据进行放电。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据的步骤包括：

按照预设顺序，在第一原始数据中加入第一随机数；

通过预设加密算法，对加入第一随机数的第一原始数据进行加密，得到第一数据。

3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，按照预设顺序，在第一原始数据中加入第一随机数的步骤包括：

将第一随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第一原始数据中。

4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，根据预设第二规则，将所述第二数据解析成第二原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第二数据解密为加入了第二随机数的第二原始数据；

按照预设顺序，将第二随机数和第二原始数据分离，得到第二原始数据。

5.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，输出第一数据之前的步骤包括：

按照时间顺序将第二随机数保存到预设的第一验证表格中；

当第一验证表格中的数据数量大于预设第一数量时，采用此次接收的第二随机数替换第一验证表格中时间最早的第二随机数。

6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，保存第二随机数到预设的第一验证表格之前的步骤包括：

将第二随机数与第一验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为接入的电动工具为非法接入，电池包断开与电动工具的通信连接。

7.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括：

将产生的第一随机数与预设的第二验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第一随机数；

否则，按照时间顺序将此次产生的第一随机数保存到第二验证表格中，当第二验证表格中的数据数量大于预设第二数量时，采用此次产生的第一随机数替换第二验证表格中时间最早的第一随机数。

8.一种通信方法，其特征在于，应用于电动工具，包括：

检测到接入的电池包，产生一个第二随机数，根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息，输出第二握手信息到电池包；

接收电池包反馈的第一握手信息，根据预设密钥，解密第一握手信息，得到电池包数据和第一随机数；

根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据，输出第二数据到电池包；

接收电池包反馈的第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，根据第一原始数据和电池包数据进行充电。

9.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据的步骤包括：

按照预设顺序，在第二原始数据中加入第二随机数；

通过预设加密算法，对加入第二随机数的第二原始数据进行加密，得到第二数据。

10.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，按照预设顺序，在第二原始数据加入第二随机数的步骤包括：

将第二随机数分成单个字节，将每个字节按照预设顺序，分别插入第二原始数据中。

11.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据的步骤包括：

通过预设解密算法，将第一数据解密为加入了第一随机数的第一原始数据；

按照预设顺序，将第一随机数和第一原始数据分离，得到第一原始数据。

12.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，输出所述第二数据之前的步骤包括：

按照时间顺序将第一随机数保存到预设的第三验证表格中；

当第三验证表格中的数据数量大于预设第三数量时，采用此次接收的第一随机数替换所述第三验证表格中时间最早的第一随机数。

13.根据权利要求12所述的通信方法，其特征在于，保存第一随机数到预设的第三验证表格之前的步骤包括：

将第一随机数与第三验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则认为接入的电池包为非法接入，电动工具断开与电池包的通信连接。

14.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，还包括：

将产生的第二随机数与预设的第四验证表格中的数据相比较，若存在相同数据，则重新生成一个第二随机数；

否则，按照时间顺序将此次产生的第二随机数保存到第四验证表格中，当第四验证表格中的数据数量大于预设第四数量时，采用此次产生的第二随机数替换第四验证表格中时间最早的第二随机数。

15.一种通信系统，其特征在于，包括：可拆卸连接的电池包和电动工具；

所述电池包，用于：

检测到接入的电动工具，产生一个第一随机数，根据预设密钥，将电池包数据和第一随机数加密为第一握手信息，输出第一握手信息到电动工具；

接收电动工具反馈的第二握手信息，根据预设密钥，解密第二握手信息，得到电动工具数据和第二随机数；根据预设第一规则，将第一原始数据和第一随机数组合后加密成第一数据，输出第一数据到电动工具；

接收电动工具反馈的第二数据，根据预设第二规则，将所述第二数据解析成第二原始数据，根据第二原始数据和电动工具数据进行放电；

所述电动工具，用于：

检测到接入的电池包，产生一个第二随机数，根据预设密钥，将电动工具数据和第二随机数加密为第二握手信息，输出第二握手信息到电池包；

接收电池包反馈的第一握手信息，根据预设密钥，解密第一握手信息，得到电池包数据和第一随机数；

根据预设第一规则，将第二原始数据和第二随机数组合后加密成第二数据，输出第二数据到电池包；

接收电池包反馈的第一数据，根据预设第二规则，将第一数据解析成第一原始数据，根据第一原始数据和电池包数据进行充电。