[发明专利]一种采用区块链技术的高可信度用户用电计量装置

权利要求书

1.一种采用区块链技术的高可信度用户用电计量装置，包括主站和若干个用户计量表计，其特征在于，

还包括若干个智能交互终端，所述智能交互终端连接若干个用户计量表计，所述智能交互终端包括加密通信单元、存储器和控制器，加密通信单元以及存储器均与控制器连接，所述加密通信单元与主站通信连接，若干个加密通信单元之间加密通信连接，所述控制器内运行有采集模块、区块链模块、加密存储模块、备份模块和上报模块，所述采集模块周期性读取相应的用户计量表计的计量数据，全部智能交互终端的区块链模块构成区块链，区块链向主站提供数据下载服务，所述加密存储模块基于区块链技术将采集模块获取的计量数据加密存储，并周期性生成计量数据的数字指纹上传到区块链，所述备份模块周期性将用户表计的计量数据进行备份，所述上报模块周期性将所存储的计量数据上传到主站；

智能交互终端之间建立通信环，由主站将全部智能交互终端划分为若干个通信环，每个智能交互终端仅记录所在通信环的上一个以及下一个节点的通信地址，通信环以令牌方式进行数据发送权的分配，采集模块读取计量数据的周期为T，采集模块在一个周期读取的计量数据构成一个计量数据帧，加密存储模块将计量数据帧加密存储并将计量数据帧的数字指纹上传到区块链，备份模块将计量数据帧备份加密存储，上报模块在累计k个加密的计量数据帧时，将k个加密的计量数据帧上报主站，存储器存储一定时间内的计量数据并滚动清除过期的计量数据。

2.根据权利要求1所述的一种采用区块链技术的高可信度用户用电计量装置，其特征在于，

主站在通信环内插入虚拟节点，所述虚拟节点记录其上一个节点以及下一个节点的通信地址，虚拟节点收到数据时，检查数据格式是否符合预设的格式，若不符合预设的格式则丢弃，若符合预设的格式，则将数据以本虚拟节点的名义发送，若虚拟节点收到的是上一个节点发送的数据，则将数据发送到虚拟节点的下一个节点，若虚拟节点收到的是下一个节点发送的数据，则将数据发送到虚拟节点的上一个节点；

每个通信环内插入至少两个虚拟节点，所述虚拟节点为具有通信和数据检查功能的实体节点或运行在主站内的虚拟机。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用区块链技术的高可信度用户用电计量装置，其特征在于，

所述加密存储模块执行以下步骤实现加密存储：

A11）在存储器内开辟第一缓冲区、第二缓冲区、第三缓冲区和离埠标志位；

A12）周期T结束，采集模块采集到计量数据时，加密存储模块将该计量数据帧读取到第一缓冲区，离埠标志位置0；

A13）令牌所在处的加密存储模块以概率p决定是否将该数据帧离埠存储，若决定不进行离埠存储则将令牌传送给通信环的下一个节点并重复本步骤，若决定进行离埠存储则进入步骤A14）；

A14）加密存储模块将第一缓冲区内的数据复制到第二缓冲区，将离埠标志位置1，将第一缓冲区清空；

A15）令牌当前所在处的加密存储模块，将第二缓冲区内的数据发送到通信环的下一个节点的第二缓冲区内，并通过验证及重发机制确保数据被正确完整接收，而后清空第二缓冲区数据，将令牌传送给下一个节点；

A16）下一个节点在收到令牌后，首先判断本节点的第一缓冲区内的数据是否为空，若为空则进入步骤A18），若不为空则进入步骤A17）；

A17）以概率p决定是否将第一缓冲区和第二缓冲区内的数据对调，第三缓冲区用于实现数据对调，若决定对调，则在对调完成后将离埠标志位置1，若决定不对调，则离埠标志位保持0，将第一缓冲区内的数据关联离埠标志位后加密存储，清空第一缓冲区，而后返回步骤A15）执行；

A18）将第二缓冲区内的数据关联离埠标志位后加密存储，并保有令牌，直到下一个周期T结束时由步骤A12）开始执行；

主站收到通信环内全部节点上传的数据后，根据离埠标志位还原计量数据。