[发明专利]具有区块链功能支持的智能电能表

说明书

具有区块链功能支持的智能电能表，属用电信息管理技术领域，智能电能表中包括基于嵌入式系统的区块链支持模块，区块链支持模块完成的功能包括：记账节点的产生、信息的产生、区块信息的记录、区块信息的验证、争议处理机制、记账节点的更换。一个台区下的智能电能表组成一个系统，使用区块链技术完成用电信息的管理。本发明采用轻量化设计，在嵌入式系统的支持下实现区块链的应用。

技术领域

本发明属用电信息管理技术领域，尤其涉及具有区块链功能支持的智能电能表以及其组成的系统。

背景技术

能源互联网的发展，推动了分布式能源、储能和电动汽车等快速应用，能源生产将变为集中化生产模式和分布式生产模式相互和谐存在，改变了传统电网结构。传统的结算体系已经满足不了或者阻碍了智慧能源的发展。

目前已经有基于区块链技术的交易管理方法，但在实际使用中出现了节点成本高、资源消耗多的问题。

在智慧能源系统中，参与交易的节点是智能电表。智能电表一般基于嵌入式系统实现，软、硬件性能都有限。一个台区下的智能电表，可以组成相对独立的交易网络。不像一般的区块链应用，智慧能源系统，节点的数量可以预期，且都同时在线。

区块链作为技术热点，现在有很多基于区块链技术的专利申请，如CN201611238337-基于DPOS的区块链共识方法和节点，CN201910280329-一种基于区块链的新能源结算系统，CN201811179430-一种基于区块链技术的智能电表。上述申请，基本上时定义了基于区块链技术各项功能的实现方法，但没有考虑智能电表本身硬件系统的局限性及特殊的实现环境。

CN 2018112735045-嵌入式设备接入到区块链的装置及方法披露了一种方法，是将区块链功能“外挂”到区块链网络终端，将嵌入式系统完全脱离了区块链系统，需增加额外的设备完成区块链功能。

发明内容

为了在当前智能电能表硬件基础上实现区块链技术的应用，提出了本发明。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于嵌入式系统的区块链支持模块，多个模块组成区块链应用系统，区块链支持模块作为系统中的节点，记录系统中所有节点的标识。

区块链支持模块完成的功能包括：

记账节点的产生：记账节点根据选举机制产生，所述选举机制包括以下步骤：

在某一时刻，各节点随机选择一个节点标识并广播。

所有节点接收广播信息，并统计节点标识，被选择节点标识最多的节点作为记账节点。

信息的产生：

需要两个节点协商产生的信息，由第三个节点作为仲裁，并上传协商的结果。

不需要协商产生的信息，由产生信息的节点，将需要记录的信息和与该信息相关的区块信息一同上传。

区块信息的记录：

记账节点收到需记录的信息后，生成区块信息后进行广播，所有节点接收区块信息并进行验证，如果验证正确则存储区块信息。

区块信息的验证：

验证包括根据相关区块信息验证新产生的区块信息。

争议处理机制：

收到区块信息后，如果某节点验证错误，则临时选举一个节点再次生成区块信息并广播，所有节点舍弃上一个区块信息，对新的区块信息进行验证和存储。

记账节点的更换。

记账节点工作一定时间后，重新选举；有节点对记账节点生成的区块信息产生争议后，重新选举；重新选举时，当前记账节点及产生争议的节点不能作为新的记账节点。