一種加密刷卡式公用充電樁及充電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加密刷卡式公用充電樁及充電方法，包括控制板，所述控制板與數(shù)字電表、CPU卡讀卡器、顯示屏、觸摸鍵盤、充電插口控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信裝置及電動汽車充電站系統(tǒng)通信；控制板通過密文方式與電動汽車充電站系統(tǒng)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，后臺監(jiān)控系統(tǒng)遠程召喚實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控充電樁的情況，根據(jù)顯示屏的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中控制板通過帶加密模塊的CPU卡讀卡器中的密鑰與支付卡中的密鑰進行核對，核對一致后繼續(xù)操作。充電樁對后臺傳送交易數(shù)據(jù)采用加密方式，保證了資金安全，避免了報文被截取盜用的風(fēng)險。
【專利說明】一種加密刷卡式公用充電粧及充電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公用充電樁及充電方法，具體涉及一種加密刷卡式公用充電樁及充電方法。

【背景技術(shù)】
[0002]原有充電樁一般為私人使用或單位內(nèi)部使用，統(tǒng)一結(jié)算電費，在公共停車場等公用車位充電無法針對個人進行合理收費?，F(xiàn)有的實現(xiàn)方案，使用卡片不具有加密功能，支付的安全性無法保證，后臺系統(tǒng)無法確保交易信息的真實性。沒有合理的收費方式，傳統(tǒng)的接觸式Ml卡(邏輯存儲卡)或RFID卡片(射頻儲存卡)沒有加密，后臺系統(tǒng)對交易數(shù)據(jù)沒有加密驗證。
[0003]ESAM(Embedded Secure Access Module)嵌入式安全控制模塊的實質(zhì)為DIP或者SOP芯片封裝的CPU卡芯片；
[0004]PSAM(Purchase Secure Access Module):銷售點終端安全存取模塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種加密式刷卡公用充電樁及充電方法，本發(fā)明采用CPU卡，ESAM密鑰，PSAM加密機的方式，CPU卡，ESAM芯片，PSAM芯片內(nèi)的密鑰均經(jīng)過同一張加密母卡根據(jù)加密因子算出，三部分同組密鑰不相同但又可以驗證對方，對每個人的交易都有CPU卡與充電樁ESAM密鑰交互的復(fù)雜驗證，使個人支付具有安全性，卡片無法仿制，上傳后臺信息經(jīng)過充電樁ESAM密鑰加密，后臺可通過PSAM加密機識別交易信息的真實性，避免利用數(shù)據(jù)盜刷他人卡片。本發(fā)明的加密式刷卡公用充電樁及充電方法。主要解決了公用充電樁支付用卡安全，充電控制準(zhǔn)確，后臺監(jiān)控數(shù)據(jù)真實有效。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0007]—種加密刷卡式公用充電樁，包括控制板，所述控制板與數(shù)字電表、CPU卡讀卡器、顯示屏、觸摸鍵盤、充電插口控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信裝置及電動汽車充電站系統(tǒng)通信；
[0008]控制板通過充電樁ESAM密鑰以密文方式與電動汽車充電站系統(tǒng)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，后臺監(jiān)控系統(tǒng)遠程召喚實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控充電樁的情況，根據(jù)顯示屏的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中控制板通過帶ESAM密鑰模塊的CPU卡讀卡器中的密鑰與支付卡中的密鑰進行核對，核對一致后繼續(xù)操作。
[0009]所述數(shù)字電表及網(wǎng)絡(luò)通信裝置通過RS485接口與控制板進行通信。
[0010]所述控制板還與指示燈相連，所述顯示屏、觸摸鍵盤、充電插口控制模塊及指示燈與控制板通過通用1接口相連。
[0011 ] 所述CPU卡讀卡器通過RS232接口與控制板進行通信.
[0012]所述控制板通過以太網(wǎng)或GPRS的通信方式與電動汽車充電系統(tǒng)通信。
[0013]所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置為GPRS/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE通信模塊。
[0014]一種加密刷卡式公用充電樁的充電方法，包括以下步驟:
[0015]步驟一:用戶根據(jù)顯示屏的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中輸入的支付密碼通過CPU卡讀卡器中的ESAM密鑰模塊加密后與CPU支付卡進行數(shù)據(jù)交互，CPU支付卡通過卡內(nèi)密鑰解密后核對支付密碼，核對一致能夠繼續(xù)操作；
[0016]步驟二:在顯示屏上選擇不同的充電方式進行充電，充電方式包括自動充滿、定時間、定金額、定電量，選定后刷卡開始充電，讀卡器對CPU支付卡進行充電金額預(yù)扣與灰鎖，控制板通過充電插口控制模塊上的鎖止機構(gòu)將用戶的充電線鎖住在充電接口上后啟動充電開關(guān)；避免充電過程中意外拔插充電槍造成意外事故，同時用戶未結(jié)賬也無法將電動汽車開走，保證了充電樁運營商的利益；灰鎖的目的在于灰鎖卡片無法在其他充電樁操作，避免了—多充造成金額透支。
[0017]步驟三:控制板通過數(shù)字電表實時讀出所用電量根據(jù)充電樁設(shè)置的尖、峰、平、谷電價計算出所用金額，當(dāng)符合所設(shè)定的條件時自動停止充電，未滿足條件想結(jié)束充電過程時，再次刷卡即可停止充電；
[0018]步驟四:刷卡結(jié)賬時，控制板將充電信息發(fā)送到CPU讀卡器并通過ESAM密鑰加密后與CPU支付卡進行結(jié)賬操作；
[0019]步驟五:充電樁將交易信息通過CPU讀卡器中的ESAM密鑰模塊再次加密后，通過網(wǎng)絡(luò)通信裝置傳送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過PSAM加密機進行解密，驗證GMAC信息通過后，保存該次充電詳細(xì)信息。避免了未加密信息被破解造成的盜刷問題。
[0020]步驟三中，設(shè)定條件為:自動充滿、定時間、定電量或定金額。
[0021]步驟四中，充電的信息包括:支付卡信息、充電電量、金額及充電樁信息。
[0022]步驟四中，刷卡結(jié)賬時的具體過程為:CPU卡對加密信息解密并驗證通過后在電子錢包中扣除消費金額，并從灰鎖狀態(tài)恢復(fù)，同時將交易加密信息GMAC即監(jiān)控后臺用來識別交易唯一性的加密報文傳給充電樁控制板，控制板先將充電開關(guān)斷開，然后通過充電插口控制模塊將用戶的充電線放開，操作界面提示用戶不要忘記支付卡及拔出充電線纜，充電人機交互過程完成。
[0023]步驟五中，交易信息包括充電信息及GMAC等加密信息。
[0024]控制板通過充電插口控制模塊放開用戶的充電線具體是:控制板CPU對充電插口控制模塊鎖止機構(gòu)下發(fā)命令打開卡在充電槍頭上的電磁鎖。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]CPU卡片密鑰，充電樁內(nèi)ESAM密鑰，后臺系統(tǒng)PSAM加密機密鑰三位一體?？苫ハ嘧R別對方的真實性，充電交易可通過刷卡進行安全支付，后臺系統(tǒng)能實時監(jiān)測充電樁狀態(tài)，對交易數(shù)據(jù)進行安全識別保證數(shù)據(jù)真實性，提高了卡片內(nèi)的資金安全。
[0027]刷卡方式采用CPU卡加ESAM存儲密鑰，充電樁通過內(nèi)部ESAM密鑰對CPU卡進行加密識別與驗證，增加卡內(nèi)資金安全，也保證公用充電樁不被仿制卡片盜用。
[0028]充電樁對后臺傳送交易數(shù)據(jù)采用ESAM加密，PSAM解密方式，保證了資金安全，避免了報文被截取盜用的風(fēng)險。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2本發(fā)明的充電流程圖；
[0031]圖中，1:控制板，2:數(shù)字電表，3:CPU卡讀卡器，4:顯示屏，5:觸摸鍵盤，6:充電插口控制模塊，7:指示燈，8:網(wǎng)絡(luò)通信裝置，9:電動汽車充電站系統(tǒng)。

【具體實施方式】
:
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)說明:
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種可靠性、安全性更高的電動汽車充電樁及充電方式，它包括:帶有采集模擬量、開關(guān)量和開出控制(帶繼電器的無源干接點輸出)的控制板1，精確計費的數(shù)字電表2，能夠提供GPRS/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE通信模塊，控制板I通過RS-485方式與數(shù)字電表2、網(wǎng)絡(luò)通信裝置8相連接，通過RS-232方式與CPU讀卡器3相連接，通過通用的1 口與顯示屏4、觸摸鍵盤5、充電插口控制模塊6、指示燈7相連接。
[0034]本發(fā)明可以通過無線組網(wǎng)方式，通過密文方式與后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，遠程召喚實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控充電樁的情況。用戶根據(jù)顯示屏4的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中控制板會將通過CPU卡讀卡器3中的ESAM密鑰模塊加密后與CPU支付卡進行數(shù)據(jù)交互，CPU卡通過卡內(nèi)密鑰解密后核對支付密碼，核對一致能夠繼續(xù)操作，設(shè)置充電方式(自動充滿、定時間、定金額、定電量)進行充電，開始充電后控制板I通過充電插口控制模塊6將用戶的充電線鎖在充電接口上，避免充電現(xiàn)場無人監(jiān)督的情況下發(fā)生意外情況，并且用戶在沒有結(jié)賬的情況下無法將充電線拔出?？刂瓢錓通過數(shù)字電表2實時讀出所用電量根據(jù)設(shè)置的尖、峰、平、谷電價計算出所用金額，當(dāng)符合所設(shè)定的條件時自動停止充電?？刂瓢錓通過顯示屏4顯示充電完成并且提醒用戶進行刷卡結(jié)賬，用戶刷卡并且密鑰驗證通過后顯示結(jié)賬完成，控制板I通過充電插口控制模塊6放開用戶的充電線，提示用戶可以拔出充電線。
[0035]如圖2所示，充電樁充電操作過程:
[0036]1.用戶將卡片放置充電樁讀卡區(qū)，進行刷卡，充電樁顯示輸入密碼界面，用戶輸入六位密碼，用戶再一次刷卡，充電樁進行密碼驗證，如果驗證失敗，用戶重新輸入密碼。密碼驗證通過，充電樁顯示用戶卡號，余額，有效期等充電信息，同時提示用戶插入充電槍。
[0037]2.用戶插入充電槍，充電樁檢查充電槍是否鏈接完好，如鏈接不好，充電樁顯示“充電鏈接故障，請重新連接插頭”用戶重新插入充電槍。充電槍鏈接完好用戶按“確定”鍵選擇充電方式。
[0038]3.用戶通過向上/向下按鍵選擇“自動充滿、定時間、定金額、定電量”等充電方式。
[0039]4.用戶刷卡啟動充電，充電樁接觸器吸合，充電樁顯示“啟動充電成功，請取走充值卡”。充電過程中，充電樁顯示充電電壓，充電電流充電時間等充電信息。并隨時保持與后臺監(jiān)控系統(tǒng)通訊。
[0040]5.用戶刷卡結(jié)賬，充電樁接觸器斷開，停止充電，充電樁顯示充電開始時間，充電用時，消費電量及金額等信息。充電完成后充電樁會將充電電量、消費金額等信息以密文方式上傳后臺監(jiān)控系統(tǒng)。
[0041]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，包括控制板，所述控制板與數(shù)字電表、CPU卡讀卡器、顯示屏、觸摸鍵盤、充電插口控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信裝置及電動汽車充電站系統(tǒng)通?目; 控制板通過充電樁ESAM密鑰以密文方式與電動汽車充電站系統(tǒng)的后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行通信，后臺監(jiān)控系統(tǒng)遠程召喚實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控充電樁的情況，根據(jù)顯示屏的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中控制板通過帶ESAM密鑰模塊的CPU卡讀卡器中的密鑰與支付卡中的密鑰進行核對，核對一致后繼續(xù)操作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，所述數(shù)字電表及網(wǎng)絡(luò)通信裝置通過RS485接口與控制板進行通信。
3.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，所述控制板還與指示燈相連，所述顯示屏、觸摸鍵盤、充電插口控制模塊及指示燈與控制板通過通用1接口相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，所述CPU卡讀卡器通過RS232接口與控制板進行通信。
5.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，所述控制板通過以太網(wǎng)或GPRS的通信方式與電動汽車充電系統(tǒng)通信。
6.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁，其特征是，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置為GPRS/WCDMA/TD-LTE/FDD-LTE 通信模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的一種加密刷卡式公用充電樁的充電方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:用戶根據(jù)顯示屏的顯示指示進行刷卡充電操作，刷卡過程中輸入的支付密碼通過CPU卡讀卡器中的ESAM密鑰模塊加密后與CPU支付卡進行數(shù)據(jù)交互，CPU支付卡通過卡內(nèi)密鑰解密后核對支付密碼，核對一致能夠繼續(xù)操作； 步驟二:在顯示屏上選擇不同的充電方式進行充電，充電方式包括自動充滿、定時間、定金額、定電量，選定后刷卡開始充電，讀卡器對CPU支付卡進行充電金額預(yù)扣與灰鎖，控制板通過充電插口控制模塊上的鎖止機構(gòu)將用戶的充電線鎖住在充電接口上后啟動充電開關(guān); 步驟三:控制板通過數(shù)字電表實時讀出所用電量根據(jù)充電樁設(shè)置的尖、峰、平、谷電價計算出所用金額，當(dāng)符合所設(shè)定的條件時自動停止充電，未滿足條件想結(jié)束充電過程時，再次刷卡即可停止充電； 步驟四:刷卡結(jié)賬時，控制板將充電信息發(fā)送到CPU讀卡器并通過ESAM密鑰加密后與CPU支付卡進行結(jié)賬操作； 步驟五:充電樁將交易信息通過CPU讀卡器中的ESAM密鑰模塊再次加密后，通過網(wǎng)絡(luò)通信裝置傳送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過PSAM加密機進行解密,驗證GMAC信息通過后，保存該次充電詳細(xì)信息。
8.如權(quán)利要求7所述的充電方法，其特征是，步驟三中，設(shè)定條件為:自動充滿、定時間、定電量或定金額；步驟四中，充電的信息包括:支付卡信息、充電電量、金額及充電樁信息； 刷卡結(jié)賬時的具體過程為=CPU卡對加密信息解密并驗證通過后在電子錢包中扣除消費金額，并從灰鎖狀態(tài)恢復(fù)，同時將交易加密信息GMAC即監(jiān)控后臺用來識別交易唯一性的加密報文傳給充電樁控制板，控制板先將充電開關(guān)斷開，然后通過充電插口控制模塊將用戶的充電線放開，操作界面提示用戶不要忘記支付卡及拔出充電線纜，充電人機交互過程完成。
9.如權(quán)利要求8所述的充電方法，其特征是，控制板通過充電插口控制模塊放開用戶的充電線具體是:控制板CPU對充電插口控制模塊鎖止機構(gòu)下發(fā)命令打開卡在充電槍頭上的電磁鎖。
10.如權(quán)利要求7所述的充電方法，其特征是，步驟五中，交易信息包括充電信息及GMAC加密信息。
【文檔編號】G07F15/06GK104408825SQ201410714319
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】楊勇, 王善蓬, 王運光, 梁兵, 胡勇 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司