基于区块链的充电桩交易管理系统的制作方法

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（ram），只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、近年来，新能源汽车发展态势迅猛，而新能源汽车充电桩是支撑新能源汽车产业健康发展，推动交通电气化的基础设施，被“新基建”工程列为七大重点建设领域之一。新能源汽车与传统燃油车相比续航里程偏短，充电时间较长，导致新能源汽车用户易产生“里程焦虑”，如果充电桩建设跟不上充电需求快速增长，将严重阻碍交通电气化进程。

2、面对巨量的充电桩缺口，新能源汽车充电产业将迎来广阔的应用市场和发展前景，如何满足用户不同的充电需求成为亟待解决的问题。

3、例如在授权公告号为cn112735038b的中国专利中公开了一种基于区块链的能源汽车充电交易系统，涉及区块链以及能源汽车技术领域，该系统包括：信息采集模块、智能控制模块、指令执行模块和交易信息传输模块，所述交易系统传输模块用于将一次能源汽车充电交易的信息传输至所有充电桩以及能源汽车进行存储和记录，充电用户通过人机互动，确认充电时长，开始计时，充电时间结束后自动断电保护，并检测充电头是否回归充电桩，如若未回归，时间记录单元确认时间段并开始计时，根据算法，用户需要支付额外的滞留费用。

4、而在授权公告号为cn112606722b的中国专利中公开了一种充电桩系统，需要充电的电动车与所述充电桩通过蓝牙通信连接后，所述电动车根据与充电桩之间基于区块链的充电押金智能合约，向所述充电桩发送的押金合约地址预付押金；当押金支付成功后，所述充电桩放开阻拦，使得所述电动车得以进入充电停车位完成充电。与所述充电桩通过蓝牙通信连接后，电动车用户app触发电动车车载装置创建区块链钱包，同时为该钱包账户充值。

5、以上专利均存在本背景技术提出的问题：现有的充电桩交易管理系统通常未考虑特殊情况下用户的充电需求将发生变化，例如在急需充电时用户愿意支付更高的价格，进而无法更加有针对性地推荐充电桩信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供基于区块链的充电桩交易管理系统，通过构建动态定价单元和需求分析单元实时调整充电桩的充电电价并更有针对性的向用户推荐充电桩信息。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供基于区块链的充电桩交易管理系统，包括数据采集模块、区块链构建模块、用户操作模块和智能处理模块；

4、所述数据采集模块包括用于采集充电桩信息的充电桩信息采集单元、用于采集充电车辆信息的充电车辆信息采集单元和用于采集充电交易信息的充电交易信息采集单元；

5、所述区块链构建模块用于以区块链技术为基础，将每个充电桩作为一个节点，并将充电交易信息以区块的形式链接，形成分布式账本；

6、所述用户操作模块包括用于设置用户偏好的偏好设置单元；

7、所述智能处理模块包括用于动态调整充电电价的动态定价单元，用于向用户推送充电桩信息和紧急充电请求信息的信息推送单元，用于分析用户需求的需求分析单元，用于验证用户身份信息的身份验证单元，用于充电费用扣除的智能合约单元。

8、作为优选的技术方案，所述偏好设置单元用于设置用户的偏好信息，偏好信息包括日常充电可接受价格、日常充电可接受距离、紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离。

9、作为优选的技术方案，所述动态定价单元用于动态调整充电电价，充电电价动态调整的具体步骤包括：

10、对充电电价、充电时段、充电桩位置、竞争充电桩价格、竞争充电桩位置和燃油价格进行主成分分析；

11、假设有个充电桩，每个充电桩含有个特征变量，构成的原始矩阵为：

12、；

13、式中表示第1个充电桩的第1个特征变量，表示第1个充电桩的第2个特征变量，表示第1个充电桩的第个特征变量，表示第2个充电桩的第1个特征变量，表示第2个充电桩的第2个特征变量，表示第2个充电桩的第个特征变量，表示第个充电桩的第1个特征变量，表示第个充电桩的第2个特征变量，表示第个充电桩的第个特征变量；

14、原始矩阵中的特征变量和特征变量的相关系数和相关系数矩阵用下式表示：

15、；

16、；

17、式中表示第个充电桩的第个特征变量，表示特征变量的均值，表示特征变量的均值；

18、通过相关系数矩阵的特征方程计算出个特征值，其中，设定贡献率阈值，若前个主成分的特征值累计贡献率大于贡献率阈值，则用这个主成分代表个特征变量；

19、；

20、建立充电电价与各主成分的回归函数，回归函数用下式表示：

21、；

22、式中表示第个回归系数，表示第个主成分值，表示截距项，表示充电电价；

23、将主成分值代入回归函数，利用逐步回归法进行参数估计，去除小于5%显著性检验的参数并进行二次回归，得到5%显著性检验的参数估计，完成动态定价模型构建。

24、作为优选的技术方案，所述身份验证单元用于验证用户身份，用户需注册并获取一个数字身份，数字身份将与充电车辆信息关联，用于充电交易授权，用户身份信息存储在区块链上。

25、作为优选的技术方案，所述智能合约单元用于自动扣除充电费用，用户将电动汽车连接至充电桩时，通过身份验证单元完成用户身份验证后将启动充电，充电结束后智能合约单元自动从用户账户扣除对应的充电费用，充电费用将通过系统内置的数字货币进行支付。

26、作为优选的技术方案，所述需求分析单元用于根据用户需求类别通过信息推送单元向用户推送不同的充电桩信息，具体步骤包括：

27、当用户需求为日常充电需求时，通过信息推送单元向该用户推送低于日常充电可接受价格和日常充电可接受距离的充电桩信息；

28、当用户需求为紧急充电需求时，分析该紧急充电用户设置的紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离，推送低于紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离的充电桩信息；

29、若没有低于紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离的充电桩，向正在充电的用户推送紧急充电请求，若正在充电的用户同意暂停充电，向正在充电的用户发放补偿费用，并将充电桩信息推送至紧急充电用户；

30、若正在充电的用户拒绝或未响应紧急充电请求，增加紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离，重复上述步骤。

31、作为优选的技术方案，所述补偿费用的计算过程用下式表示：

32、；

33、式中表示正在充电用户已经花费的充电时间，表示充电时间权重，表示正在充电用户的充电电价，表示充电电价权重，表示正在充电用户的车辆电量，表示车辆电量权重，表示紧急充电用户的紧急程度，表示紧急程度权重，表示补偿费用。

34、本发明还提供基于区块链的充电桩交易管理方法，包括下述步骤：

35、通过数据采集模块采集充电桩信息、充电车辆信息和充电交易信息，充电交易信息包括充电开始时间、充电结束时间、充电电量和充电电价；

36、通过区块链构建模块将每个充电桩作为一个节点，并将充电交易信息以区块的形式链接，形成分布式账本；

37、构建用户操作模块，通过偏好设置单元获取用户偏好的偏好信息，偏好信息包括日常充电可接受价格、日常充电可接受距离、紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离；

38、构建智能处理模块，通过动态定价单元对充电电价进行动态调整，信息推送单元向用户推送充电桩信息和紧急充电请求信息，需求分析单元分析用户需求，身份验证单元对用户身份信息进行验证，智能合约单元进行充电费用扣除。

39、本发明的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现基于区块链的充电桩交易管理方法。

40、本发明的一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现基于区块链的充电桩交易管理方法。

41、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

42、（1）本发明通过对充电电价、充电时段、充电桩位置、竞争充电桩价格、竞争充电桩位置和燃油价格进行主成分分析进而构建动态定价单元，实现充电桩充电电价的动态调整。

43、（2）本发明通过分析用户的日常充电可接受价格、日常充电可接受距离、紧急充电可接受价格和紧急充电可接受距离，针对用户不同的充电需求，更有针对性的向用户推荐充电桩信息。