一种应用于汽车加氢或加油的智能物联网设备及方法与流程

背景技术：

在国内及国际范围内，汽车加氢或加油往往采取以下方式：完全由人工执行加油或加氢，付费采用预付卡模式或支付现金方式，车主对自己的加油或加氢记录完全不了解，这种传统的方式往往缺乏信息的互通，同时交易结算也存在很大的不方便，严重影响加油或加氢效率，延长加油或加氢服务时间，给车主和加氢或加油站带来很大的不便。另外自主加油存在车主失误导致安全较大的问题，目前加油站或加氢站还需要很多的人工来做这些工作，人工费用也比较高。如何实现自主便利的加油或加氢，实现无人智能加油站或加氢站则成为目前大家都在考虑的问题。要实现这一点，必须要加入智能物联网设备及智能区块链交易方法，简化加油或加氢过程、交易结算过程的自动化及安全性、双方交易记录的透明化和实时化显示。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种应用于汽车加氢或加油的智能物联网设备，该设备包含给动力为燃料电池汽车加氢或动力为柴油或汽油的汽车加油智能枪头和汽车侧的智能受氢口或受油口；在加氢或加油时，智能枪头通过软管一头连着加氢或加油装置，枪头连接至汽车的受氢或受油口实现根据设定需求来加氢或加油，加氢或加油完毕后枪头与汽车自动完成交易结算而允许脱开连接。

优选的，所述的智能枪头和智能受氢口或受油口两部分的物联网处理器mcu中以区块链技术为核心，通过区块链自动交易结算网络自动交易结算，为每个加油或加氢枪头、每台汽车建立专有id并作为区块链的节点，实现加油或加氢交易的自动结算和支付。

优选的，该区块链自动交易结算网络包含网络数据层、智能合约交易层以及应用层，网络数据层主要包括数据区块、时间戳、哈希散列、加密机制及密钥管理、验证机制等，智能合约交易包括共识机制、智能合约、交易系统、账户中心、交易结算及登记等，应用层包括用户账户登记、实名认证、账户管理、交易价格调整、人机交互界面。

优选的，所述的设置在加氢或加油装置侧的智能枪头，包括加氢或加油口及计量装置、枪头连接检测电路、物联网芯片处理器、无线通信电路、红外或光学通信电路。

优选的，智能受氢口或受油口包括油位或氢气压力检测电路、枪头连接检测电路、物联网芯片处理器、无线通信电路、红外或光学通信电路。

优选的，所述的枪头和智能受氢口或受油口的内部电子电路中的物联网芯片处理器mcu是设备的核心控制单元。主要处理计量数据处理、加氢或加油流程控制、区块链交易结算、交易结算结果无线上传等。

优选的，所述的枪头和智能受氢口或受油口两部分的内部电子电路中的枪头连接检测电路包括接近式非接触传感器开关或光开关、枪头与汽车连接的状态检测信号电路，状态检测信号电路与物联网芯片处理器(mcu)相连接。枪头与受油口或受氢口连接后，枪头与受油口或受氢口的传感器开关或光开关分别检测到连接状态信号有效后即判断枪头已经与汽车连接，随后进入加油或加氢流程；加油或加氢完毕拔枪后两部分的传感器开关或光开关检测不到连接状态信号，即判断枪头与汽车断开。

优选的，所述的设备枪头和智能受氢口或受油口各自的无线通信电路为wifi、4g或5g等无线通信模块，该通信模块信号电路与物联网芯片处理器(mcu)相连接。物联网芯片处理器(mcu)通过无线通信模块信号电路将计量数据、交易结算情况、加油加氢过程状态等结果上传到后台服务器系统中，其中枪头内部的无线通信电路负责将枪头一侧的信息传递到加油站或加氢站的后台服务器系统，汽车受氢口或受油口内部的无线通信电路负责将汽车一侧的信息传递到汽车用户的app系统或人机界面hmi上。

为解决上述问题，本发明提供一种应用于汽车加氢或加油的智能物联网设备的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)智能枪头与受油口或受氢口连接后，两部分的传感器开关或光开关分别检测到连接状态信号有效后即判断枪头已经与汽车连接，随后进入加油或加氢流程；

(2)当加油或加氢达到给定量后，加油或加氢完毕，拔枪，两部分的传感器开关或光开关检测不到连接状态信号，即判断枪头与汽车断开，随后枪头及汽车侧的两部分进入交易量确认、交易结算、交易完成确认过程。

优选的，所述方法还具体包括如下步骤：

智能枪头的物联网芯片处理器(mcu)通过无线通信模块信号电路将计量数据、交易结算情况、加油加氢过程状态等结果上传到加油站或加氢站的后台服务器系统中；

汽车侧受油口或受氢口的物联网芯片处理器(mcu)通过无线通信模块信号电路将计量数据、交易结算情况、加油加氢过程状态等结果上传到用户的app或者汽车内部的人机hmi界面上，用户从app或汽车hmi上可以看到加油或加氢过程、交易结算情况，实现整体工程的透明化；

智能枪头及汽车侧受油口或受氢口内部的物联网芯片处理器(mcu)的物联网处理单元通过红外或光信号发送接收通信模块实现与汽车之间的计量数据、安全数据、交易结算情况、加油加氢状态等结果的相互互传和确认，保证交易数据和安全状态的准确性和可靠性。

本发明具有如下优点：

(1)本发明提供了一种实现汽车加油或加氢等过程的自动安全控制、交易的自由结算，为实现无人加油站或加氢站提供了一体化解决方案；

(2)本发明采用物联网来进行传统的加油或加氢枪的智能化设计，实现了汽车燃料供给交易领域的万物互联；实现了加油站或加氢站的商品交易模式革新，为智能化加油或加氢提供了全新的创新模式。

(3)本发明通过枪头和汽车侧的互联及区块链交易结算技术，保证了双方交易的透明化、便利化和安全性。

附图说明

图1示出了本发明的一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的加油或加氢枪头的实施方式外部结构示意图；

图2示出了本发明的一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的汽车侧受油口或受氢口的实施方式结构示意图；

图3示出了本发明的一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的交易过程控制示意图；

图4示出了本发明的一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的区块链交易结算网络示意图。

具体实施方式

图1示出了一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的加油或加氢枪头的实施方式外部结构示意图，图2示出了一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的汽车侧受油口或受氢口的实施方式外部结构示意图。该实施方式的外部结构包括加油口或加氢口1，连接状态传感器2，红外或光通信口3，内部电子电路4，其中枪头的加油口或加氢口1直接插入到汽车侧的受油或受氢口实现加油或加氢，连接状态传感器2一般是接近式开关或光学传感器，实现枪头和汽车连接状态的判断，主要是通过枪头和汽车两边的各自传感器采用非直接接触方式的来进行各自对连接状态的判断。红外或光通信3主要是通过汽车侧的红外或光通信口对接，利用红外、光、无线电波等通信媒介来实现枪头与汽车的信息互联互通，实现双方加油或加氢流程的相互确认和控制、交易自由结算及确认、安全监控信息确认与及报警等。内部电子电路4为智联物联网单元，为了保证电子电路与油气或氢气之间接触可能造成的安全性，内部电子电路与油管、加氢管之间是完全密封隔离的。

该实施方式的汽车侧受油口或受氢口的外部结构包括红外或光通信口5、连接状态传感器7、加油口或加氢口6、内部电子电路8，其中加油口或加氢口6是用来接收油气或氢气的，连接状态传感器7一般也是接近式开关或光学传感器，来实现枪头和汽车连接状态的判断，主要是通过非直接接触方式的来进行各自对连接状态的判断。红外或光通信5主要也是通过红外、光、无线电波等通信媒介来实现与枪头的红外或光通信口对接，实现枪头与汽车的信息互联互通，实现双方加油或加氢流程的相互确认和控制、交易自由结算及确认、安全监控信息确认与及报警等。内部电子电路为智联物联网单元，为了保证电子电路与油气或氢气之间接触可能造成的安全性，内部电子电路与油管、加氢管之间是完全密封隔离的。

图3给出了智能枪头与汽车侧之间的加油或加氢过程控制示意图，智能枪头与受油口或受氢口连接后，两部分的传感器开关或光开关分别检测到连接状态信号有效后即判断枪头已经与汽车连接，随后进入加油或加氢流程。当加油或加氢达到给定量后，加油或加氢完毕拔枪，两部分的传感器开关或光开关检测不到连接状态信号，即判断枪头与汽车断开，随后枪头及汽车侧的两部分进入交易量确认、交易结算、交易完成确认等过程。最后智能枪头的mcu通过无线通信模块信号电路将计量数据、交易结算情况、加油加氢过程状态等结果上传到加油站或加氢站的后台服务器系统中；汽车侧的mcu通过无线通信模块信号电路将计量数据、交易结算情况、加油加氢过程状态等结果上传到用户的app或者汽车内部的人机hmi界面上，用户从app或汽车hmi上可以看到加油或加氢过程、交易结算情况，实现整体工程的透明化；枪头及汽车侧内部的mcu物联网处理单元通过红外或光信号发送接收通信模块实现与汽车之间的计量数据、安全数据、交易结算情况、加油加氢状态等结果的相互互传和确认，保证交易数据和安全状态的准确性和可靠性。

图4示出了一种汽车加氢或加油的智能物联网设备的区块链交易结算网络示意图，该网络包含三层：网路数据层、智能合约层、应用层。其中网路数据层包含区块链的基本要素：数据区块、时间戳、哈希散列、加密机制及密钥管理、验证机制等，智能合约交易包括共识机制、智能合约、交易系统、账户中心、交易结算及登记等，应用层包括用户账户登记、实名认证、账户管理、交易价格调整、人机交互界面等。区块链交易结算网络将为每个加油或加氢枪头、每台汽车建立专有id并作为区块链的节点，节点数据层包括加密后的加油或加氢量、交易时间、支付价格，双方通过验证机制确认这些交易数据的正确性后即进入支付结算阶段，该阶段按照智能合约来实现支付的完成及确认，支付完成后即实现在各自的后台或人机界面上交易数据的透明化显示等。

加油或加氢的自动交易结算流程如下：

(1)当智能枪头和汽车侧都检测到枪头连接状态并通过红外或光通信等方式确认后立即开始身份id在区块链网络中的识别验证及确认，无误后开始加氢或加油；id识别采用区块链的分布式分类账，使用区块链上的分散标识符相关联的密钥来签署防篡改的声明，通过可信任的声明来识别并确认彼此id身份；

(2)加油或加氢过程中，枪头和汽车侧的计量电路处于工作状态，一直对加油量或加氢量进行计量，当达到设定需量时，枪头通过红外或光学等通信电路发出计量数据发送及结果确认需求，汽车侧根据自身的计量数据和枪头发送过来的计量数据进行比对，如果在允许误差范围内则发出计量数据确认信息至枪头并记录在各自的区块链记账账本信息上；

(3)计量数据相互确认后即进入区块链的记账交易结算支付阶段，智能枪头根据确认的计量信息及约定的价格计算出交易总价，通过红外或光学等无线通信电路发送至汽车，汽车根据区块链的智能合约机制来确认交易总价，确认无误后进入支付阶段；

(4)当交易总价确认后即触发智能合约进入支付阶段，汽车侧通过在区块链的智能钱包向枪头在区块链网络的智能钱包实现资金结算，结算信息通过加密验证及互认后进入各自的账本上；

(5)智能枪头将本身区块链账本上的本次交易结算信息通过无线通信电路上传至加油站的后台系统，汽车侧将本次交易结算信息上传至人机界面上或手机app上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，尤其是将基于本发明装置结构及方法的其他方式与本发明本质上是一致的，特别是对于汽车燃料或动力提供领域来讲任何类似的方式都对于本发明本质上是一致的。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。