基于区块链的充电桩预约充电调度方法及装置

本发明涉及充电调度，尤其是基于区块链的充电桩预约充电调度方法及装置。

背景技术：

1、本技术中所述的充电桩为公共快速充电设备。目前，传统的燃油汽车加油只需几分钟，而电动汽车快充需要几十分钟甚至几个小时才能充满。即使近年来在大力推进充电桩（站）基础设施的建设，但是充电桩前大量排队的情况屡见不鲜，尤其是充电高峰期。虽然，各类充电设置自家有相应的app，其可以观察到附近或预到达的充电站的空余充电桩和在使用充电桩的情况。但是，当车主到达充电桩后，其他车主也可能排在其前面。

2、例如“专利公开号为：cn117291757a、名称为：一种充电桩调度系统及充电桩调度方法”的中国发明专利，其包括：移动端用于向充电调度云平台发送请求信息；充电调度云平台用于基于请求信息和移动端预先绑定的车辆信息，更新充电桩时段信息并同步给充电桩管理系统，所述充电桩时段信息包括时段类型和对应的时段车辆信息；充电桩管理系统用于获取车端系统对应的目标车辆信息，并根据目标车辆信息和充电桩时段信息控制目标充电桩对应充电权限的开启或关闭。该技术仅仅通过简单的预约充电，以提前占据充电桩，但是，对于在预约时刻至充电开始时间内即将结束的充电桩无法进行动态评估。并且对充电时间开始前其他自主中断充电也无法进行更新。该技术只能对预约时刻空余充电桩进行预约，其调度效率依然较低。例如，在预约的充电开始前，若有其他车辆开始充电，且在预约的充电开始时依然处于充电状态，其又无法解决预约充电与他人正处于充电的占用的冲突。

3、再如“专利公开号为：cn110322120a、名称为：一种基于效益最大化的电动车充电调度方法和系统”的中国发明专利，其包括：根据收集的路况信息、当前车辆信息和附近充电站的信息以及效益最大化原则，得到为用户推荐的充电站位置；根据车辆的历史行驶信息和效益最大化原则，得到为用户推荐的充电电量；根据所述充电站位置和所述充电电量进行充电。该技术只站在充电桩的角度进行利益最大化，但是，对于电动汽车车主依然存在拥堵排队充电，其并非是无人充电，而是需要解决充电拥堵排队的问题。

4、因此，急需要提出一种逻辑简单、安全可靠的基于区块链的充电桩预约充电调度方法及装置。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供基于区块链的充电桩预约充电调度方法及装置，本发明采用的技术方案如下：

2、第一部分，本技术提供了基于区块链的充电桩预约充电调度方法，用于数个充电站和数个移动终端，任一所述充电站内设置有数根充电桩，包括以下步骤：

3、分别获取充电站和移动终端的接入身份验证，并搭建区块链模型；

4、在任一充电站内搭建hopfield网络，采集任一充电桩的充电信息，将所述充电信息输入至hopfield网络，输出任一充电桩的充电剩余时间；

5、利用移动终端发起充电预约请求，采用随机数验证，并对充电预约请求进行哈希算法加密；

6、获取空余的充电桩的位置信息、充电桩的充电剩余时间和充电预约请求，预设优先级，并根据优先级算法匹配充电桩；

7、对匹配的充电桩和充电桩的充电剩余时间进行哈希算法加密，并分布储存在充电站和移动终端内。

8、进一步地，所述充电信息包括充电功率、电池容量、充电电流和充电电压。

9、进一步地，所述充电预约请求包括充电站的位置和充电预约时间段。

10、进一步地，采集任一充电桩的充电信息，将所述充电信息输入至hopfield网络，输出任一充电桩的充电剩余时间，包括以下步骤：

11、在同一充电站内，对任一充电桩的充电信息进行归一化处理；

12、以充电桩为数据单位，建立该充电桩的一维数据矩阵；

13、选取其中之一的充电桩的一维数据矩阵，并将一维数据矩阵输入至hopfield网络，在hopfield网络的任一节点输出一维数据矩阵对应的充电桩的充电剩余时间；

14、遍历同一充电站内剩余的充电桩的一维数据矩阵，并分别求得同一充电站内任一充电桩的充电剩余时间。

15、进一步地，基于区块链的充电桩预约充电调度方法，还包括：对同一充电站内任一充电桩的充电剩余时间进行哈希算法加密，并分布储存在充电站和移动终端内。

16、进一步地，利用移动终端发起充电预约请求，采用随机数验证，并对充电预约请求进行哈希算法加密，包括以下步骤：

17、在移动终端发起充电预约请求之前，利用移动终端发起身份认证请求；所述身份认证请求包括移动终端的唯一身份标识和所需预约充电的充电站的唯一身份标识；

18、在发起充电预约请求的移动终端内采用随机数生成器生成第一随机数；

19、任一充电站获取身份认证请求，并根据充电站的唯一身份标识进行验证，利用随机数生成器生成第一验证随机数；

20、将第一随机数与第一验证随机数进行对比验证，若验证成功，则将充电预约请求进行哈希算法加密，并存储在所需预约充电的充电站内。

21、进一步地，预设优先级，并根据优先级算法匹配充电桩，包括以下步骤：

22、获取空余的充电桩的位置信息、充电桩的充电剩余时间和充电预约请求，若充电站在充电预约请求的充电预约时间段内存在至少一根空余的充电桩，则随机分配其中之一的空余的充电桩；否则，对同一充电站内的所有充电桩的充电剩余时间进行排序，匹配充电剩余时间最小的充电桩。

23、进一步地，基于区块链的充电桩预约充电调度方法，还包括：

24、获取同一充电站内未到充电时间的预约充电信息；

25、若充电预约请求对应的充电预约时间段内存在未匹配的空闲充电桩，则随机分配其中之一的空余的充电桩；否则，判断未到充电时间的预约充电信息与充电预约时间段的重叠时间段，对重叠时间段进行排序，并匹配重叠时间段最小的充电桩。

26、第二部分，本技术提供了一种采用基于区块链的充电桩预约充电调度方法的装置，其包括：

27、区块链模型搭建模块，分别与数个充电站和数个移动终端连接，接收充电站和移动终端的接入身份验证请求，并搭建区块链模型；

28、hopfield网络搭建模块，在任一充电站内搭建hopfield网络，采集任一充电桩的充电信息，将所述充电信息输入至hopfield网络，输出任一充电桩的充电剩余时间；

29、充电预约请求模块，内置于移动终端内；所述充电预约请求模块与区块链模型搭建模块连接，并利用移动终端发起充电预约请求，采用随机数验证，并对充电预约请求进行哈希算法加密；

30、充电桩匹配模块，与区块链模型搭建模块、hopfield网络搭建模块和充电预约请求模块连接，获取空余的充电桩的位置信息、充电桩的充电剩余时间和充电预约请求，预设优先级，并根据优先级算法匹配充电桩；

31、预约共享模块，与充电桩匹配模块、hopfield网络搭建模块和区块链模型搭建模块连接，对匹配的充电桩和充电桩的充电剩余时间进行哈希算法加密，并分布储存在充电站和移动终端内。

32、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

33、本发明通过搭建区块链模型实现充电站和移动终端的数据共享，保证其公开透明化。另外，本发明通过在每一个充电站内搭建hopfield网络，该hopfield网络的任一节点（即每一个充电桩）既作为输入又作为输出，其便于进行反馈计算。同时，在同一充电站内搭建hopfield网络，保证其计算效率，便于数据调度传输。

34、本发明利用移动终端发起充电预约请求，并采用随机数验证。在验证时，通过充电站的唯一身份标识、随机数进行双重验证，保证充电预约请求的可靠性，与此同时，借助区块链的防止非法节点篡改的特性，进一步保证了充电预约请求的安全可靠性。

35、本发明通过预设充电匹配的优先级，并根据空余充电桩、充电剩余时间、重叠预约时间段进行优先级匹配，提高充电利用率，缓解充电排队现象。

36、综上所述，本发明具有逻辑简单、安全可靠等优点，在充电调度技术领域具有很高的实用价值和推广价值。