一种安全的电动汽车无线充电系统及方法与流程

技术特征：
1.一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，包括：云端服务器、充电端和车端；所述云端服务器与所述充电端通信连接；所述云端服务器包括云端数字水印模块、云端检测模块、数字证书模块、云端安全模块和许可号牌存储模块；所述云端数字水印模块用于生成数字水印并将所述数字水印嵌入到普通车辆号牌图像内形成安全车辆号牌图像；还用于对车辆号牌图像中内嵌的数字水印进行识别和/或提取；所述数字水印包括普通车辆号牌图像的第一云端数字摘要、所述车辆号牌在车辆管理部门注册时所对应的车辆识别码及上述数字摘要和车辆识别码的第一云端数字签名；所述云端检测模块用于从所述充电端获取的车辆号牌图像中识别提取出车辆号牌信息，然后与预置存储于所述许可号牌存储模块内的车辆号牌信息进行查询比对，如果所述许可号牌存储模块内不存在相应的车辆号牌信息，则生成并向所述充电端返回车辆号牌对应车辆禁止充电消息；如果所述许可号牌存储模块内存在相应的车辆号牌信息，则继续基于所述车辆号牌图像及从充电端获取的车辆识别码验证所述车辆号牌是否为合法的安全车辆号牌、以及所述车辆号牌是否是套牌；所述数字证书模块用于分别为所述云端服务器、充电端及车端生成公钥证书并保存，将为所述云端服务器及充电端生成的公钥证书写入所述充电端，并将为所述云端服务器及车端生成的公钥证书写入所述车端；所述云端安全模块用于为所述云端服务器提供密码服务功能和安全存储功能；所述云端安全模块内设置第一安全存储区，所述第一安全存储区用于存储数字证书模块为云端服务器生成的公钥证书中的公钥相对应的私钥；所述密码服务包括生成随机数、数字签名运算、数字签名验签运算、加解密运算、生成会话密钥和生成数字摘要；所述许可号牌存储模块用于预置和存储允许使用所述充电端进行无线充电的车辆号牌信息；所述充电端用于存储所述数字证书模块为所述云端服务器及充电端生成的公钥证书，及所述充电端的公钥证书中公钥相对应的私钥；还用于采集车辆号牌图像，并从所述车端获取所述车辆识别码，当满足车辆号牌信息在所述许可号牌存储模块内能被查到、所述车辆号牌是安全车辆号牌且不是套牌的条件后，为所述车端进行无线充电；所述车端用于存储所述数字证书模块为所述云端服务器及车端生成的公钥证书，及所述车端的公钥证书中公钥相对应的私钥，还用于存储车辆识别码；当满足车辆号牌信息在所述许可号牌存储模块内能被查到、所述车辆号牌是安全车辆号牌且不是套牌的条件后，在所述充电端进行无线充电。2.根据权利要求1所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述充电端包括摄像头模块、充电端短距离直接通信模块、无线充电发射模块、位置测量线圈、充电端处理模块和充电端安全模块；所述摄像头模块用于实时拍摄所述车端的车辆号牌、获得车辆号牌图像；所述充电端短距离直接通信模块用于在短距离内与充电端进行直接通信，获取车端的车辆识别码信息；所述无线充电发射模块包括供电控制单元和发射线圈；供电控制单元用于控制所述发射线圈的通电或断电，以启动或停止无线充电；所述发射线圈设置于充电车位所占区域的
表面或地下,用于将电能转换为磁能并发射磁能；所述位置测量线圈用于探测所述车端在充电车位内相对于所述发射线圈的位置，接收待充电的车端产生的感应磁场并激发感应电压，并将感应电压信号传输至充电端处理模块；所述充电端处理模块收集所述车辆号牌信息和所述车辆识别码信息，并与所述云端服务器进行通信，收发相应信息，以便于云端服务器对车辆号牌的真伪进行检测验证处理，以及核对车辆识别码；还用于根据感应电压信号计算判断所述充电端与所述车端的位置关系，通过所述充电端短距离直接通信模块将所述位置关系发送到所述车端；所述充电端安全模块用于为所述充电端提供密码服务功能和安全存储功能；所述充电端安全模块内设置第二安全存储区，所述第二安全存储区用于存储所述数字证书模块为所述云端服务器及充电端生成的公钥证书，及所述充电端的公钥证书中公钥相对应的私钥。3.根据权利要求2所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述车端包括电池模块、车辆号牌模块、车端短距离直接通信模块、无线充电接收模块、车端控制模块、车端安全模块和车端存储模块；所述车端与所述充电端通过所述车端短距离直接通信模块和所述充电端短距离直接通信模块通信连接；所述电池模块用于为所述车端提供电能；所述车辆号牌模块用于存储车辆号牌；所述车辆号牌由普通车辆号牌和安全车辆号牌组成；所述车端短距离直接通信模块用于短距离与车端进行直接通信；所述无线充电接收模块包括接收控制单元和接收线圈；所述接收控制单元用于将所述接收线圈传来的电能传输给所述电池模块，还用于监控所述电池模块的电池电量；所述接收线圈用于接收磁能并转换为电能；所述车端控制模块用于根据所述充电端处理模块发送来的所述位置关系移动和/或调整所述车端的位置，以便于使所述无线充电发射模块的发射线圈与所述无线充电接收模块的接收线圈对齐，以获得最佳的电磁感应充电效率；所述车端安全模块用于为所述车端提供密码服务功能和安全存储功能；所述车端安全模块内设置第三安全存储区，所述第三安全存储区用于存储所述数字证书模块为所述云端服务器及车端生成的公钥证书，及所述车端的公钥证书中公钥相对应的私钥；还用于存储车辆识别码信息；所述车端存储模块用于存储所述接收线圈在车端的安装位置信息。4.根据权利要求2所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述云端检测模块具体用于：从所述充电端获取车辆号牌图像，并识别提取出车辆号牌信息，然后与预置存储于所述许可号牌存储模块内的车辆号牌信息进行查询比对，如果所述许可号牌存储模块内不存在相应的车辆号牌信息，则生成并向所述充电端返回车辆号牌禁止充电消息；如果所述许可号牌存储模块内存在相应的车辆号牌信息，则继续识别所述充电端发送来的车辆号牌图像内所含的数字水印；如果数字水印识别失败，则判定该车辆号牌图像所对应的车辆号牌为非法的安全车辆号牌，然后生成并向所述充电端返回车辆号牌数字水印识别失败消息；如果数字水印识别
成功，则所述云端检测模块提取所述车辆号牌图像内所含的数字水印信息，获得第一云端数字摘要、所述车辆识别码和第一云端数字签名；然后根据所述第一云端数字摘要和所述车辆识别码，对所述第一云端数字签名进行验签；如果验签失败，则判定所述车辆号牌图像所对应的车辆号牌为非法的安全车辆号牌，生成并向所述充电端返回第一云端数字签名验签失败消息；如果验签成功，则判定所述车辆号牌图像是完整的未被篡改的、并且是由所述云端服务器签发的合法的安全车辆号牌；然后，从所述数字水印中提取出车辆识别码信息，并与充电端发送过来的车辆识别码进行比对，若比对成功，生成并向所述充电端返回车辆号牌识别验证成功且未套牌消息；如果所述车辆识别码的比对未成功，则生成并向所述充电端返回车辆号牌为套牌消息。5.根据权利要求2所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述充电端还包括充电端定位模块；所述充电端定位模块用于获取所述充电端的地理位置信息。6.根据权利要求5所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述充电端处理模块在收集所述车辆号牌信息和所述车辆识别码信息的同时，还收集从所述充电端定位模块获取的所述充电端的地理位置信息以及所述充电端在采集上述信息时的时间信息，并将所述车辆号牌信息、所述车辆识别码信息、所述充电端的地理位置信息和所述时间信息发送给所述云端服务器；所述云端服务器根据上述信息描绘当前所拍车端对应的车辆在所述时间所处的地理位置及历史行驶轨迹。7.根据权利要求2所述的一种安全的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述摄像头模块包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、车辆号牌识别模块、车辆号牌合成模块、光感应模块和补光模块；所述第一摄像头用于采集所述车端的实时视频信息；所述第二摄像头和所述第三摄像头用于对所述车端的车辆号牌进行拍照；所述车辆号牌识别模块用于对所述第一摄像头采集的所述实时视频信息进行实时识别，如果识别到车辆号牌图像信息，则调用所述第二摄像头和第三摄像头对所述安全车辆号牌进行拍照；所述车辆号牌合成模块用于对所述第二摄像头、第三摄像头各自所拍摄的车辆号牌图像进行计算和合成，以得到所需车辆号牌图像；所述光感应模块用于在所述第二摄像头、第三摄像头拍照时感应光线的强弱，并根据需要调用所述补光模块进行补光；所述补光模块用于在所述第二摄像头、第三摄像头拍照时进行补光。8.基于权利要求1
‑
7任一所述一种安全的电动汽车无线充电系统的一种安全的电动汽车无线充电方法，其特征在于，包括：步骤1，认证所述车端身份，如果身份认证未通过，则将所述车端对应车辆驱离，然后流程终止；包括：所述云端检测模块从所述充电端获取的车辆号牌图像中识别提取出车辆号牌信息，然后与预置存储于所述许可号牌存储模块内的车辆号牌信息进行查询比对，如果所述许可号牌存储模块内不存在相应的车辆号牌信息，则生成并向所述充电端返回车辆号牌对应车辆禁止充电消息；如果所述许可号牌存储模块内存在相应的车辆号牌信息，则继续基于所述车辆号牌图像及从充电端获取的车辆识别码验证所述车辆号牌是否为合法的安全车辆号牌、以及所述车辆号牌是否是套牌；步骤2，所述充电端从所述车端获取车辆识别码，当满足车辆号牌信息在所述许可号牌存储模块内能被查到、所述车辆号牌是安全车辆号牌且不是套牌的条件后，为所述车端进行无线充电。
9.根据权利要求8所述的一种安全的电动汽车无线充电方法，其特征在于，所述步骤1包括：在所述车端与所述充电端之间的距离进入所述摄像头模块的摄像范围后，所述充电端通过所述摄像头模块实时拍摄所述车端的车辆号牌、获得车辆号牌图像；所述充电端通过所述充电端短距离直接通信模块从所述车端获得车辆识别码，通过所述充电端处理模块将所述车辆号牌图像和所述车辆识别码发送到所述云端服务器；所述云端服务器的云端检测模块接收到所述车辆号牌图像和所述车辆识别码后，从所述车辆号牌图像识别提取出车辆号牌信息，然后与预置存储于所述许可号牌存储模块内的车辆号牌信息进行查询比对，如果所述许可号牌存储模块内不存在相应的车辆号牌信息，则生成并向所述充电端返回车辆号牌禁止充电消息；如果所述许可号牌存储模块内存在相应的车辆号牌信息，则继续尝试识别所述车辆号牌图像内所含的数字水印；如果数字水印识别失败，则判定所述车辆号牌图像所对应的车辆号牌为非法的安全车辆号牌，所述云端服务器生成并向所述充电端返回车辆号牌数字水印识别失败消息；如果数字水印识别成功，则所述云端检测模块提取所述车辆号牌图像内所含的数字水印信息，获得第一云端数字摘要、所述车辆识别码和第一云端数字签名；所述云端服务器根据所述第一云端数字摘要和所述车辆识别码，对所述第一云端数字签名进行验签；如果验签失败，则判定所述车辆号牌图像所对应的车辆号牌为非法的安全车辆号牌，生成并向所述充电端返回第一云端数字签名验签失败消息；如果验签成功，则判定所述车辆号牌图像是完整的未被篡改的、并且是由所述云端服务器签发的合法的安全车辆号牌；然后，将所述云端检测模块从所述数字水印中提取出的车辆识别码信息，与充电端发送过来的车辆识别码进行比对；如果比对结果为相同，则确定所述车端的车辆号牌是真实的并且没有套牌，生成并向所述充电端返回车辆号牌识别验证成功且未套牌消息，如果比对结果为不相同，则生成并向所述充电端返回车辆号牌为套牌消息；当所述充电端在收到所述云端服务器发来的所述车辆号牌禁止充电消息、车辆号牌数字水印识别失败消息、第一云端数字签名验签失败消息或车辆号牌为套牌消息时，所述充电端通知车端控制模块将所述车端驶离所述充电端。10.根据权利要求8所述的一种安全的电动汽车无线充电方法，其特征在于，所述安全车辆号牌的生成方法为：步骤11，由车辆管理部门提前规划、设计普通车辆号牌图像样式；车辆用户向车辆管理部门提交待上牌的车端的车辆信息，并选择车辆号牌的具体号码，进行注册；所述车辆信息包括车辆识别码；步骤12，所述云端服务器根据上述信息，先生成普通车辆号牌图像；然后，基于所述普通车辆号牌图像生成第一云端数字摘要，并基于所述第一云端数字摘要和所述车辆号牌在车辆管理部门注册时所对应的车辆识别码信息生成第一云端数字签名；步骤13，所述云端服务器将所述第一云端数字摘要、所述车辆识别码和所述第一云端数字签名作为参数，生成第一数字水印，并将所述第一数字水印嵌入到普通车辆号牌图像内，生成所述安全车辆号牌图像；步骤14，由车辆管理部门按照车辆号牌的印刷和制作规范将所述安全车辆号牌图像生
成安全车辆号牌；然后，在车端安装安全车辆号牌。

技术总结
本发明公开一种安全的电动汽车无线充电系统及方法，该系统包括云端服务器、充电端和车端；所述云端服务器与所述充电端通信连接；所述云端服务器包括云端数字水印模块、云端检测模块、数字证书模块、云端安全模块和许可号牌存储模块；所述充电端包括摄像头模块、充电端短距离直接通信模块、无线充电发射模块、位置测量线圈、充电端处理模块和充电端安全模块；所述车端包括电池模块、车辆号牌模块、车端短距离直接通信模块、无线充电接收模块、车端控制模块、车端安全模块和车端存储模块。本发明通过将数字水印技术应用于车辆号牌，并结合车联网技术对待充电车辆进行的身份识别和认证，使得进行电动汽车无线充电既安全可靠、又简单高效。简单高效。简单高效。


技术研发人员：李平 李鑫 李顶占 武宗品
受保护的技术使用者：郑州信大捷安信息技术股份有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/11/21