CN112098718A - 一种基于物联网与区块链的电力管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网与区块链的电力管理***，包括,电能表，用于采集用户用电信息；集线器，对接收到的电能表采集的用电信息进行信号放大并传输；PLC控制器，用于对接收的电能表采集的用电信息进行汇总、归纳并发送；区块链平台，用于对PLC控制器发送的数据进行再次处理得到最终数据，并供用户访问、调用；gprs无线传输模块，将区块链平台处理的最终数据传输到交换机；交换机，将最终数据信号分流给多个终端，实现多个终端连接共享。数据不会被随意篡改和丢失，通过去中心化的共识机制提高***的安全私密性，摆脱安全性等信任问题束缚。物联网服务提供商们可以资源共享，用户可以在全网范围内各个运营商之间直接结算，实现价值互联。
Description
技术领域
本发明涉及电力管理领域，具体涉及一种基于物联网与区块链的电力管理***。
背景技术
作为新兴高技术产业的重要组成部分，物联网已被世界各国当作应对经济危机、振兴经济的重点技术之一。
物联网是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。是通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。其具有：智能、先进、互联的三个重要特征。区块链，简单来说就是按时间顺序将数据区块通过哈希指针的方式连接起来的一个链表。哈希指针是区块链里最常用的数据结构，本质是一串数据的哈希值，而一串数据的哈希值就是这串数据的摘要。
但是现有的物联网在使用的时候仍然存在一定的问题，对于物联网的终端而言(通常为传感器)，大多数物联网设备还在依赖纯文本格式的密码。而更糟糕的是，在网络上为设备建立身份和权限时，制造商往往选取默认密码，或者重复使用常见密码；物联网的中心化管理架构无法自证清白，个人隐私数据被泄露的相关事件时有发生；物联网数据流都汇总到单一的中心控制***，随着低功耗广域技术(LPWA)的持续演进，将来物联网设备将呈几何级数增长，中心化服务成本难以负担。越来越多地存在于接入数量庞大的设备群中，这些接入的设备之间可能会存在潜在的相互阻抗，而且这些设备还经常需要在不同结构的基建设施和设计标准中运行；全球物联网平台缺少统一的语言，这很容易造成多个物联网设备彼此之间通信受到阻碍，并产生多个竞争性的标准和平台；目前，很多物联网都是运营商、企业内部的自组织网络。涉及到跨多个运营商、多个对等主体之间的协作时，建立信用的成本很高。在大多数网络之中，即使两个物联网设备终端仅仅相隔几米，它们之间也不能直接进行交互，而必须要依赖中央服务器来协调相互沟通。而此中央服务器，即使它是由几台分布式的计算机构成的，但也仍然是中心化的管理模式，因而会很有可能成为一个单点故障的部件。因此，我们有必要针对现有技术的不足而设计一种基于物联网与区块链的电力管理***。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提出一种基于物联网与区块链的电力管理***，将物联网和区块链结合起来，提高了数据的安全性。
为了实现上述目的，本发明提出一种基于物联网与区块链的电力管理***，包括,电能表，用于采集用户用电信息；
集线器，对接收到的电能表采集的用电信息进行信号放大并传输；
PLC控制器，用于对接收的电能表采集的用电信息进行汇总、归纳并发送；
区块链平台，用于对PLC控制器发送的数据进行再次处理得到最终数据，并供用户访问、调用；
gprs无线传输模块，将区块链平台处理的最终数据传输到交换机；
交换机，将最终数据信号分流给多个终端，实现多个终端连接共享。
优选的，区块链平台包括用户模块、处理器模块、存储模块、支付模块和供电管理模块；其中，
用户模块，用户初次登陆通过用户模块进行注册登记，再次登陆时用户模块内的身份认证单元对用于进行身份验证；
处理器模块，接收PLC控制器发送的数据进行计算处理；
支付模块，用于接收用户模块发送的查询请求信息或查询请求信息，同时从存储模块中调取与该用户请求信息相对应的支付数据；
供电管理模块，用于接收支付模块发送的请求，将该请求与供电管理模块的请求池中的请求进行配对，配对成功后，供电管理模块根据请求得到供电、用电双方的实际地址，然后对电网进行调度，通过智能网关对用户的电能表进行断开或闭合操作；
存储模块，用于存储处理器模块处理的数据、支付模块接收的请求信息和供电管理模块调度信息。
优选的，区块链平台还包括通信模块，通信模块采用区块链网关，存储模块通过区域链网关转换通信协议，将存储模块存储的数据发送至gprs模块。
优选的，电能表通过RS485通信接口连接集线器。
优选的，gprs无线传输模块采用无线模块及嵌入式处理器，以实时操作***作为软件支撑平台，通过TCP/IP协议连接区块链平台的通信模块。
优选的，终端包括监控主机和客户端，其中监控主机在接收到通信模块发来的数据后，对数据进行监控，客户端接收并查看通信模块发来的数据。
优选的，监控主机包括计算分析模块、实时监控模块、数据挖掘模块和数据库模块，监控主机通过计算分析模块对接收到的数据进行计算，并根据实时监控模块对用电单元的用电情况和电力运行状况实时监管，并且数据挖掘模块采用神经网络算法，以历史用电数据为训练样本进行机器学习，通过不断迭代优化，为计算分析模块提供最优的计算分析模型。
有益效果
本发明提出的一种基于物联网与区块链的电力管理***,相对于现有技术，具有以下优点：
1)数据不会被随意篡改和丢失，通过去中心化的共识机制提高***的安全私密性，摆脱安全性等信任问题束缚。
2)物联网服务提供商们可以资源共享，用户可以在全网范围内各个运营商之间直接结算，实现价值互联。
3)物联网设备的交易全部采用区块链自动化，不受任何人干扰。
4)使用支持区块链+物联网的数据加密和分布式存储使企业数据更容易被参与流程的各方信任。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1是本发明优选实施方式的一种基于物联网与区块链的电力管理***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
实施例
如图1所示，本发明提出的一种基于物联网与区块链的电力管理***，包括,
电能表，用于采集用户用电信息。本实施例中采用型号为DDZY-A的单向费控智能有线电能表，其布置在每个用户的进户线上。
集线器，对接收到的电能表采集的用电信息进行信号放大并传输。本实施例采用型号为西门子的SCALANCE XB005集线器，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有电能表节点集中在以它为中心的节点上。
PLC控制器，用于对接收的电能表采集的用电信息进行汇总、归纳并发送。PLC控制器将从集线器接收到的信号进行归纳，每个电能表对应一个编号，并且该编号对应相应的区域，PLC控制器将相同区域的电能表信号进行汇总。
区块链平台，用于对PLC控制器发送的数据进行再次处理得到最终数据，并供用户访问、调用。
区块链平台包括用户模块、处理器模块、存储模块、支付模块和供电管理模块；其中，
用户模块，用户初次登陆通过用户模块进行注册登记，再次登陆时用户模块内的身份认证单元对用于进行身份验证。本实施例中注册信息包括，姓名、地址、联系方式、绑定的电能表编号和用于支付的网银账号。
处理器模块，接收PLC控制器发送的数据进行计算处理。处理器模块主要用于对PLC控制器发送的数据进行计算预处理，其处理内容包括，计算用户单元累计用电量、当月用电量和当月电费。
支付模块，用于接收用户模块发送的查询请求信息或查询请求信息，同时从存储模块中调取与该用户请求信息相对应的支付数据。本实施例中，用于通过支付模块查询用电信息和电费信息，并可与缴纳电费。
供电管理模块，用于接收支付模块发送的请求，将该请求与供电管理模块的请求池中的请求进行配对，配对成功后，供电管理模块根据请求得到供电、用电双方的实际地址，然后对电网进行调度，通过智能网关对用户的电能表进行断开或闭合操作。
存储模块，用于存储处理器模块处理的数据、支付模块接收的请求信息和供电管理模块调度信息。
gprs无线传输模块，将区块链平台处理的最终数据传输到交换机。
交换机，将最终数据信号分流给多个终端，实现多个终端连接共享。
作为本发明的一种技术优化方案，区块链平台还包括通信模块，通信模块采用区块链网关，存储模块通过区域链网关转换通信协议，将存储模块存储的数据发送至gprs模块。
通过采用上述技术方案，从而可以通过区块链网关实现PLC控制器与区块链平台的通信互联，保证区块链平台能够接收PLC控制器的信息
作为本发明的一种技术优化方案，电能表通过RS485通信接口连接集线器。
通过采用上述技术方案，
作为本发明的一种技术优化方案，gprs无线传输模块采用无线模块及嵌入式处理器，以实时操作***作为软件支撑平台，通过TCP/IP协议连接区块链平台的通信模块。
通过采用上述技术方案，
作为本发明的一种技术优化方案，终端包括监控主机和客户端，其中监控主机在接收到通信模块发来的数据后，对数据进行监控，客户端接收并查看通信模块发来的数据。
通过采用上述技术方案，从而可以利用监控主机对用户的用电情况进行监控，用于可以利用客户端可以查看自己的用电情况。
作为本发明的一种技术优化方案，监控主机包括计算分析模块、实时监控模块、数据挖掘模块和数据库模块，监控主机通过计算分析模块对接收到的数据进行计算，并根据实时监控模块对用电单元的用电情况和电力运行状况实时监管，并且数据挖掘模块采用神经网络算法，以历史用电数据为训练样本进行机器学习，通过不断迭代优化，为计算分析模块提供最优的计算分析模型。
通过采用上述技术方案，利用监控主机上的计算分析模型调用数据库模块中存储的用电数据处理进行计算，并且主机监控可以调用实时监控模块发送命令经区块链平台接入电能表，控制电能表的通断，数据挖掘模块以历史用电数据为训练样本进行机器学习，通过不断迭代优化，为计算分析模块提供最优的计算分析模型。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。
Claims (7)
1.一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于：包括,
电能表，用于采集用户用电信息；
集线器，对接收到的电能表采集的用电信息进行信号放大并传输；
PLC控制器，用于对接收的电能表采集的用电信息进行汇总、归纳并发送；
区块链平台，用于对PLC控制器发送的数据进行再次处理得到最终数据，并供用户访问、调用；
gprs无线传输模块，将区块链平台处理的最终数据传输到交换机；
交换机，将最终数据信号分流给多个终端，实现多个终端连接共享。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述区块链平台包括用户模块、处理器模块、存储模块、支付模块和供电管理模块；其中，
所述用户模块，用户初次登陆通过用户模块进行注册登记，再次登陆时用户模块内的身份认证单元对用于进行身份验证；
所述处理器模块，接收PLC控制器发送的数据进行计算处理；
所述支付模块，用于接收用户模块发送的查询请求信息或查询请求信息，同时从存储模块中调取与该用户请求信息相对应的支付数据；
所述供电管理模块，用于接收支付模块发送的请求，将该请求与供电管理模块的请求池中的请求进行配对，配对成功后，供电管理模块根据请求得到供电、用电双方的实际地址，然后对电网进行调度，通过智能网关对用户的电能表进行断开或闭合操作；
所述存储模块，用于存储处理器模块处理的数据、支付模块接收的请求信息和供电管理模块调度信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述区块链平台还包括通信模块，所述通信模块采用区块链网关，所述存储模块通过区域链网关转换通信协议，将所述存储模块存储的数据发送至gprs模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述电能表通过RS485通信接口连接集线器。
5.根据权利要求3所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述gprs无线传输模块采用无线模块及嵌入式处理器，以实时操作***作为软件支撑平台，通过TCP/IP协议连接区块链平台的通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述终端包括监控主机和客户端，其中所述监控主机在接收到通信模块发来的数据后，对数据进行监控，所述客户端接收并查看通信模块发来的数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网与区块链的电力管理***，其特征在于，所述监控主机包括计算分析模块、实时监控模块、数据挖掘模块和数据库模块，所述监控主机通过计算分析模块对接收到的数据进行计算，并根据实时监控模块对用电单元的用电情况和电力运行状况实时监管，并且所述数据挖掘模块采用神经网络算法，以历史用电数据为训练样本进行机器学习，通过不断迭代优化，为计算分析模块提供最优的计算分析模型。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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