CN112421768A - 一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其包括节能设备、数据采集装置、节点服务器和终端设备；节能设备安装于用户负载进线侧；数据采集装置安装于节能设备进线端与出线端；节点服务器采用云端服务器或物理服务器的实现方式；终端设备为用户提供人机交互服务；节能设备通过Modbus协议与数据采集装置通信连接；数据采集装置通过MQTT协议和HTTP协议与节点服务器通信连接；节点服务器间通过HTTP协议通信连接形成区块链；节点服务器通过HTTP协议与所述终端设备通信连接。通过本发明的区块链***架构，可实现对用户节能数据的计量认证及节能贡献奖励，进行节能证书发行分配与交易结算等功能的应用，鼓励用户节能减排，应用前景良好。
Description
技术领域
本发明涉及节能和区块链技术领域，具体涉及一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构。
背景技术
随着经济社会的快速发展和能源消耗的日益加剧，节能减排已经成为实现可持续发展不可忽视的重要问题。配用电***是我国节能减排的重点和关键环节，其节能降耗空间巨大，前景广阔。因此如何对配用电***大量的节能数据进行记录、管理、衡量其价值并进行量化奖励，促进用户节能减排是亟待解决的技术问题。
随着区块链技术的出现，为解决上述问题提供了方向。区块链技术作为一种去中心化的分布式共享数据库，首先，区块链中的数据具有可追溯、不可篡改的特性，其次区块链中的数据都对应着价值的产生或转移，使得节能数据的价值量化奖励成为可能。
然而目前在配用电***节能领域，区块链技术鲜少被应用。因此，本发明提出一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，有效保证物理数据真实可靠，实现对用户节能数据的计量认证及节能贡献奖励，进行节能证书发行分配与交易结算等功能的应用，鼓励用户节能减排。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种适用于配用电***节能领域的区块链架构，实现对用户节能数据的计量认证及节能贡献奖励，进行节能证书发行分配与交易结算等功能的应用，鼓励用户节能减排，应用前景良好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其包括节能设备、数据采集装置、节点服务器和终端设备；节能设备安装于用户负载进线侧；数据采集装置安装于节能设备进线端与出线端；节点服务器为多个，节点服务器采用云端服务器或物理服务器的实现方式，节点服务器与数据采集装置通信连接，各个节点服务器作为区块链节点相互连接形成区块链；终端设备与区块链通信连接，为用户提供人机交互服务。
进一步地，所述节能设备通过Modbus协议与所述数据采集装置通信连接；所述数据采集装置通过MQTT协议和HTTP协议与所述节点服务器通信连接；所述各个节点服务器间通过HTTP协议通信连接；所述节点服务器通过HTTP协议与所述终端设备通信连接。
进一步地，所述节能设备具备用户负载的定电压控制功能，以实施负荷的降压节能建模；所述数据采集装置采集所述节能设备一定时间段的节能数据，并打包上传至设备节点服务器。
进一步地，所述的降压节能建模为利用节能设备的定电压控制功能，调节负载电压于负载额定电压至用户端配电变压器输出电压间变动，通过电压调节测试识别负载类型占比参数以建立用户的静态负荷模型，所述的负载类型包括恒阻抗负载、恒电流负载和恒功率负载。
进一步地，所述节点服务器按照是否与所述数据采集装置通信连接，分为设备节点服务器和非设备节点服务器；按照是否参与设备节点节能数据认证，分为验证节点服务器和非验证节点服务器；部分节点服务器兼任设备节点服务器和验证节点服务器。
更进一步地，所述设备节点服务器根据所述数据采集装置上传的节能设备的节能数据计算节能计量结果并提取数据特征，向所有验证节点服务器发出数据验证申请。
更进一步地，所述验证节点服务器从符合计量标准的节能数据中提取数据特征进行比对验证节能计量结果的真伪。
更进一步地，所述设备节点服务器收集打包本节点服务器及所有验证节点服务器的节能计量结果及数据特征上传存储至链上进行链上认证，并调用节能贡献奖励智能合约，对链上认证通过的节能计量结果，执行节能贡献奖励策略，完成节能证书的发行分配。
更进一步地，所述节点服务器间进行节能证书交易结算，完成交易结算验证；根据区块链共识机制选择记账节点服务器，完成节能证书发行分配及交易结算等结果信息的打包进新区块后存储上链。
进一步地，所述终端设备为手机或电脑，终端设备为用户提供注册、登录、创建管理账户及节能设备对象，进行节能证书交易操作，查看实时交易信息等服务。
本发明的有益效果：本发明可将区块链技术应用于配用电***节能领域，有效保证了物理数据的真实可靠，实现了对用户节能数据的计量认证及节能贡献奖励，进行节能证书发行分配与交易结算等功能的应用，鼓励用户节能减排，应用前景良好。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的***架构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
请参阅图1，本发明公开了一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其包括节能设备、数据采集装置、节点服务器和终端设备；节能设备安装与用户负载进线侧；数据采集装置安装于节能设备进线端与出线端；节点服务器为多个，采用云端服务器或物理服务器的实现方式；终端设备为用户提供人机交互服务，相应的物理设备为手机或电脑，电脑可为平板电脑或笔记本电脑或台式电脑；节能设备通过Modbus协议与数据采集装置通信连接；数据采集装置通过MQTT协议和HTTP协议与节点服务器通信连接；节点服务器间通过HTTP协议通信连接，各个节点服务器作为区块链节点相互连接形成区块链；节点服务器通过HTTP协议与所述终端设备通信连接。
本发明所提的适用于配用电***节能领域的***架构具有三层结构，分别是位于底层的数据采集装置和节能设备，位于中间层的节点服务器和位于顶层的终端设备。
在上述***架构中，各组成部分的功能如下：
（1）节能设备具备用户负载的定电压控制功能，以实施负荷的降压节能建模；具体的，所述的降压节能建模具体为利用节能设备的定电压控制功能，调节负载电压于负载额定电压至用户端配电变压器输出电压间变动，通过电压调节测试识别负载类型占比参数以建立用户的静态负荷模型，所述的负载类型包括恒阻抗负载、恒电流负载和恒功率负载。所述数据采集装置采集所述节能设备一定时间段的节能数据，并打包上传至对应的节点服务器。
（2）数据采集装置采集节能设备一定时间段的节能数据，并打包上传至设备节点服务器。本实施例中，数据采集装置采集节能设备的节能数据的时间尺度为15分钟，采集的节能数据包括节能设备安装点前后的电压、电流、有功功率、功率因数等电气量数据和电压电流录波数据；
（3）节点服务器按照是否与数据采集装置通信连接，分为设备节点服务器和非设备节点服务器；按照是否参与设备节点节能数据认证，分为验证节点服务器和非验证节点服务器，其中，部分节点服务器兼任设备节点服务器和验证节点服务器。本实例中，将节点服务器分为验证节点服务器和非验证节点服务器，有利于提高节能数据认证的效率。
（3.1）设备节点服务器根据数据采集装置上传的节能设备的节能数据计算节能计量结果并提取数据特征，向所有验证节点服务器发出数据验证申请。
（3.2）验证节点服务器从符合计量标准的节能数据中提取数据特征进行比对验证，并计算节能计量结果。
（3.3）设备节点服务器收集打包本节点服务器及所有验证节点服务器的节能计量结果及数据特征上传存储至链上，并调用节能贡献奖励智能合约，当链上认证通过节点个数不小于总链上认证节点数的2/3时，节能计量结果经链上认证通过，执行节能贡献奖励策略，完成节能证书的发行分配。
所有节点服务器间均可进行节能证书交易结算，完成交易结算验证；根据区块链共识机制选择记账节点服务器，完成节能证书发行分配及交易结算等结果信息的打包进新区块后存储上链。
（4）终端设备为用户提供注册、登录、创建管理账户及节能设备对象，进行节能证书交易操作，查看实时交易信息等服务。
本发明实施例提出的适用于配用电***节能领域的区块链***架构，可将区块链技术应用于配用电***节能领域，有效保证了物理数据真实可靠，实现了对用户节能数据的计量认证及节能贡献奖励，进行节能证书发行分配与交易结算等功能的应用，鼓励用户节能减排，应用前景良好。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限与上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种适用于配用电***节能领域的区块链架构，其特征在于，包括：
节能设备、数据采集装置、节点服务器和终端设备；所述节能设备安装于用户负载的进线侧；所述数据采集装置安装于节能设备的进线端与出线端；所述节点服务器为多个，节点服务器与数据采集装置通信连接，各个节点服务器作为区块链节点相互连接形成区块链；终端设备与区块链通信连接，为用户提供人机交互服务。
2.根据权利要求1所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述节能设备通过Modbus协议与所述数据采集装置通信连接；所述数据采集装置通过MQTT协议和HTTP协议与所述节点服务器通信连接；所述各个节点服务器间通过HTTP协议通信连接；所述节点服务器通过HTTP协议与所述终端设备通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述节能设备具备用户负载的定电压控制功能，以实施负荷的降压节能建模；所述数据采集装置采集所述节能设备一定时间段的节能数据，并打包上传至对应的节点服务器。
4.根据权利要求3所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述的降压节能建模为利用节能设备的定电压控制功能，调节负载电压于负载额定电压至用户端配电变压器输出电压间变动，通过电压调节测试识别负载类型占比参数以建立用户的静态负荷模型，所述的负载类型包括恒阻抗负载、恒电流负载和恒功率负载。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述节点服务器按照是否与所述数据采集装置通信连接，分为设备节点服务器和非设备节点服务器；按照是否参与设备节点节能数据认证，分为验证节点服务器和非验证节点服务器；部分节点服务器兼任设备节点服务器和验证节点服务器。
6.根据权利要求5所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述设备节点服务器根据所述数据采集装置上传的节能设备的节能数据计算节能计量结果并提取数据特征，向所有验证节点服务器发出数据验证申请。
7.根据权利要求6所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述验证节点服务器从符合计量标准的节能数据中提取数据特征进行比对验证节能计量结果的真伪。
8.根据权利要求7所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述设备节点服务器收集打包本节点服务器及所有验证节点服务器验证为真的节能计量结果及数据特征上传存储至链上进行链上认证，并调用节能贡献奖励智能合约，对链上认证通过的节能计量结果，执行节能贡献奖励策略，完成节能证书的发行分配。
9.根据权利要求8所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述节点服务器间进行节能证书交易结算，完成交易结算验证；根据区块链共识机制选择记账节点服务器，完成节能证书发行分配及交易结算结果信息的打包进新区块后存储上链。
10.根据权利要求9所述的一种适用于配用电***节能领域的区块链***架构，其特征在于，所述终端设备为手机或电脑，终端设备为用户提供注册、登录、创建管理账户及节能设备对象，进行节能证书交易操作，查看实时交易信息服务。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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