本發(fā)明屬于售水機領(lǐng)域，尤其涉及一種按流量計費的售水系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的售水機支付多為兩種方式：一種是刷卡支付，需額外辦理一對一的ic卡才能在特定裝置上實現(xiàn)準確支付；一種是投幣支付，需另外攜帶硬幣或紙幣才能實現(xiàn)在特定設(shè)備上的準確支付，且一次需取對應(yīng)金額的水，無法找零。現(xiàn)有支付方式是在形成單筆訂單信息后再進行數(shù)據(jù)處理，只能按單筆訂單支付，可能出現(xiàn)支付金額多于使用金額的情況。

對于自動售水機等設(shè)備，按流量收費更加適用于使用者。而能實現(xiàn)按流量支付的只有刷卡支付方式，就需要額外的申請ic卡。雖然，目前的支付按單筆訂單只需要每次處理一組數(shù)據(jù)流就可以完成，但是當使用者無法確定每次的用水量時，就需要預(yù)先分成若干份定單來支付，導(dǎo)致不能準確的實現(xiàn)用量多少支付多少，造成資源和資金的浪費；此外，目前的售水系統(tǒng)由于缺乏信息真實性的驗證，而且在支付信息交互的過程中缺乏安全機制，而導(dǎo)致整個售水系統(tǒng)的安全性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的第一目的是提供一種按流量計費的售水系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠準確計量售水費用，而且保證支付的安全性。

本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)，包括售水機，所述售水機包括售水機控制器，所述售水機控制器分別與移動終端、支付服務(wù)器以及安裝在售水機出水口處的流量檢測模塊相連；

所述售水機控制器，其被配置為接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后加密生成第一信息串并反饋至移動終端；

所述移動終端，其被配置為接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，直接發(fā)送至支付服務(wù)器；

所述支付服務(wù)器，其被配置為對接收到第二信息串進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端；

所述移動終端，其還被配置為將出水密鑰發(fā)送至售水機控制器，并與其接收的支付服務(wù)器傳送來的出水密鑰相比較，若兩者一致，則售水機工作，同時流量檢測模塊被配置為實時采集出水量并依次經(jīng)售水機控制器和移動終端傳送至支付服務(wù)器進行支付；否則，售水機不工作。

其中，售水機控制器被配置為接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后用公鑰加密(例如：使用rsa非對稱加密)生成第一信息串并反饋至移動終端。

移動終端被配置為接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，用公鑰加密(例如：使用rsa非對稱加密)后直接發(fā)送至支付服務(wù)器；

支付服務(wù)器被配置為對接收到第二信息串利用私鑰進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端。

進一步的，所述售水機控制器還被配置為：實時判斷剩余水量是否少于預(yù)設(shè)最低水量，若是，則售水機停止工作，交易結(jié)束；否則，交易繼續(xù)。本發(fā)明通過售水機內(nèi)的剩余水量與預(yù)設(shè)最低水量相比較，保障了售水機的正常工作。

進一步的，所述售水機控制器通過超聲波無線通信模塊與移動終端相互通信。其中，超聲波無線通信模塊的通訊距離為30cm左右，超出次范圍無法收到信號，這樣能夠通過移動終端與售水機控制器之間的近距離通信，保證信息傳輸?shù)陌踩砸约靶畔⒔邮盏募皶r性。

進一步的，第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳不同，且采用不同的密鑰進行加密。

其中，第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳使用不同密鑰，能夠保證移動終端無法偽造售水機信息。如果支付服務(wù)器順利解密證明售水機->移動終端->支付服務(wù)器的信息沒有經(jīng)過篡改，信息安全有效。

進一步的，所述支付服務(wù)器，還被配置為根據(jù)解密出第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳的差值來判斷接收到的信息的真實性。

其中，時間戳用來防止支付過程遭到“監(jiān)聽攻擊”。例如：當|第一信息串中的時間戳-第二信息串中的時間戳|<預(yù)設(shè)時間(比如：10秒)，證明移動終端沒有采用一個過期的售水機信息來欺騙支付服務(wù)器，“售水機信息”有效。此外，當|第二信息串中的時間戳-當前時間|<預(yù)設(shè)時間(比如：10秒)，證明移動終端的信息不是一個過期信息，“移動終端信息”有效。通過時間戳證明信息是真實的，不是監(jiān)聽重放。

本發(fā)明的第二目的是提供一種按流量計費的售水系統(tǒng)的工作方法。

本發(fā)明的按流量計費的售水系統(tǒng)的工作方法，包括：

售水機控制器接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后加密生成第一信息串并反饋至移動終端；

移動終端接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，直接發(fā)送至支付服務(wù)器；

支付服務(wù)器對接收到第二信息串進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端；

移動終端將出水密鑰發(fā)送至售水機控制器，并與其接收的支付服務(wù)器傳送來的出水密鑰相比較，若兩者一致，則售水機工作，同時流量檢測模塊實時采集出水量并依次經(jīng)售水機控制器和移動終端傳送至支付服務(wù)器進行支付；否則，售水機不工作。

進一步的，該方法還包括售水機控制器實時判斷剩余水量是否少于預(yù)設(shè)最低水量，若是，則售水機停止工作，交易結(jié)束；否則，交易繼續(xù)。

進一步的，第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳不同，且采用不同的密鑰進行加密。

進一步的，該方法還包括支付服務(wù)器根據(jù)解密出一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳的差值來判斷接收到的信息的真實性，若信息為真，則交易繼續(xù)；否則，停止交易。

進一步的，該方法還包括：支付服務(wù)器還實時比較當前水量總價與預(yù)存的用戶余額，若前者不大于后者，則售水機繼續(xù)工作；否則，售水機停止工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明通過支付服務(wù)器對接收到第二信息串進行兩次解密，驗證了移動終端發(fā)送來的信息的真實性，提高了整個售水系統(tǒng)的安全性；同時本發(fā)明還利用支付服務(wù)器隨機生成出水密鑰分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端，并且在售水機控制器內(nèi)驗證：移動終端發(fā)送給售水機控制器的出水密鑰，與支付服務(wù)器直接發(fā)送來的出水密鑰是否一致，進而來控制售水機是否工作，這樣不僅能夠保證售水機的正常工作，還能夠提高售水系統(tǒng)在信息交互過程中的安全。

(2)本發(fā)明還能夠?qū)崿F(xiàn)使用者即用即支付，按準確的使用量多少來支付，還能夠與支付服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換與處理，最終實現(xiàn)準確支付，同時不需依賴于額外的ic卡或兌換零錢。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。

圖1是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的工作方法流程圖。

圖4是售水機控制器實時判斷剩余水量流程圖。

圖5是支付服務(wù)器實時比較當前水量總價與預(yù)存的用戶余額的流程圖。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

圖1是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)，包括售水機，所述售水機包括售水機控制器，所述售水機控制器分別與移動終端、支付服務(wù)器以及安裝在售水機出水口處的流量檢測模塊相連；

所述售水機控制器，其被配置為接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后加密生成第一信息串并反饋至移動終端；

所述移動終端，其被配置為接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，直接發(fā)送至支付服務(wù)器；

所述支付服務(wù)器，其被配置為對接收到第二信息串進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端；

所述移動終端，其還被配置為將出水密鑰發(fā)送至售水機控制器，并與其接收的支付服務(wù)器傳送來的出水密鑰相比較，若兩者一致，則售水機工作，同時流量檢測模塊被配置為實時采集出水量并依次經(jīng)售水機控制器和移動終端傳送至支付服務(wù)器進行支付；否則，售水機不工作。

其中，售水機控制器被配置為接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后用公鑰加密(例如：使用rsa非對稱加密)生成第一信息串并反饋至移動終端。

移動終端被配置為接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，用公鑰加密(例如：使用rsa非對稱加密)后直接發(fā)送至支付服務(wù)器；

支付服務(wù)器被配置為對接收到第二信息串利用私鑰進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端。

在圖1中，流量檢測模塊采用流量傳感器來實現(xiàn)。其中，流量傳感器可以根據(jù)具體實際需求來進行選擇相應(yīng)的型號。

其中，售水機控制器還被配置為：實時判斷剩余水量是否少于預(yù)設(shè)最低水量，若是，則售水機停止工作，交易結(jié)束；否則，交易繼續(xù)。本發(fā)明通過售水機內(nèi)的剩余水量與預(yù)設(shè)最低水量相比較，保障了售水機的正常工作。

第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳不同，且采用不同的密鑰進行加密。

其中，第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳使用不同密鑰，能夠保證移動終端無法偽造售水機信息。如果支付服務(wù)器順利解密證明售水機->移動終端->支付服務(wù)器的信息沒有經(jīng)過篡改，信息安全有效。

在具體實施過程中，所述支付服務(wù)器，還被配置為根據(jù)解密出第一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳的差值來判斷接收到的信息的真實性。

其中，時間戳用來防止支付過程遭到“監(jiān)聽攻擊”。例如：當|第一信息串中的時間戳-第二信息串中的時間戳|<預(yù)設(shè)時間(比如：10秒)，證明移動終端沒有采用一個過期的售水機信息來欺騙支付服務(wù)器，“售水機信息”有效。此外，當|第二信息串中的時間戳-當前時間|<預(yù)設(shè)時間(比如：10秒)，證明移動終端的信息不是一個過期信息，“移動終端信息”有效。通過時間戳證明信息是真實的，不是監(jiān)聽重放。

其中，按流量計費的售水系統(tǒng)還包括水量監(jiān)控服務(wù)器，所述水量監(jiān)控服務(wù)器通過云端服務(wù)器與售水機控制器相連，所述水量監(jiān)控服務(wù)器還分別與監(jiān)控終端以及水量預(yù)警器相連；所述售水機還包括水箱，所述水箱內(nèi)還設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測傳感器，所述水質(zhì)傳感器與售水機控制器相連。

其中，云端服務(wù)器用于存儲售水機控制器輸出的售水機內(nèi)剩余水量信息，并轉(zhuǎn)發(fā)至水量監(jiān)控服務(wù)器進行實時監(jiān)控。當水量監(jiān)控服務(wù)器檢測到售水機內(nèi)剩余水量信息小于預(yù)設(shè)水量值時，則在監(jiān)控終端上進行顯示預(yù)警信息，還通過水量預(yù)警器進行報警。

水質(zhì)監(jiān)測傳感器包括ph檢測傳感器、溫度傳感器、氧氣檢測傳感器和二氧化碳檢測傳感器。

其中，售水機控制器還與顯示屏相連。

其中，水量預(yù)警器可以為擴音器或喇叭。

在本實施例中，售水機控制器可采用微處理器或單片機來實現(xiàn)，其具體型號，可根據(jù)售水機的具體性能來選定。

在具體實施過程中，流量檢測模塊還與濾波模塊相連，所述濾波模塊與a/d轉(zhuǎn)換模塊相連，所述a/d轉(zhuǎn)換模塊與售水機控制器相連。

其中，售水機控制器還與指示燈相連，所述指示燈用于顯示售水機的工作狀態(tài)。

指示燈還可以采用帶有顏色的led燈來實現(xiàn)。

為了節(jié)省能源，售水機控制器還與電源模塊相連，電源模塊為太陽能電池板或鋰電池。

本實施例通過支付服務(wù)器對接收到第二信息串進行兩次解密，驗證了移動終端發(fā)送來的信息的真實性，提高了整個售水系統(tǒng)的安全性；同時本發(fā)明還利用支付服務(wù)器隨機生成出水密鑰分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端，并且在售水機控制器內(nèi)驗證：移動終端發(fā)送給售水機控制器的出水密鑰，與支付服務(wù)器直接發(fā)送來的出水密鑰是否一致，進而來控制售水機是否工作，這樣不僅能夠保證售水機的正常工作，還能夠提高售水系統(tǒng)在信息交互過程中的安全。

本實施例還能夠?qū)崿F(xiàn)使用者即用即支付，按準確的使用量多少來支付，還能夠與支付服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換與處理，最終實現(xiàn)準確支付，同時不需依賴于額外的ic卡或兌換零錢。

圖2是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，本實施例在實施例一的基礎(chǔ)上，售水機控制器通過超聲波無線通信模塊與移動終端相互通信。

其中，超聲波無線通信模塊的通訊距離為30cm左右，超出次范圍無法收到信號，這樣能夠通過移動終端與售水機控制器之間的近距離通信，保證信息傳輸?shù)陌踩砸约靶畔⒔邮盏募皶r性。其他結(jié)構(gòu)均與實施一結(jié)構(gòu)相同。

本實施例通過支付服務(wù)器對接收到第二信息串進行兩次解密，驗證了移動終端發(fā)送來的信息的真實性，提高了整個售水系統(tǒng)的安全性；同時本發(fā)明還利用支付服務(wù)器隨機生成出水密鑰分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端，并且在售水機控制器內(nèi)驗證：移動終端發(fā)送給售水機控制器的出水密鑰，與支付服務(wù)器直接發(fā)送來的出水密鑰是否一致，進而來控制售水機是否工作，這樣不僅能夠保證售水機的正常工作，還能夠提高售水系統(tǒng)在信息交互過程中的安全。

圖3是本發(fā)明的一種按流量計費的售水系統(tǒng)的工作方法流程圖。

如圖3所示，本發(fā)明的按流量計費的售水系統(tǒng)的工作方法，包括：

步驟1：售水機控制器接收移動終端發(fā)送來的購水請求之后，將售水機自身屬性信息添加時間戳后加密生成第一信息串并反饋至移動終端。

在具體實施過程中，當用戶進行購水的時候，將啟動移動終端并靠近售水機的超聲波無線通信模塊(其中，超聲波的通訊距離30cm左右，超出此范圍無法收到信號)。移動終端發(fā)送聲波信號請求購買。

需要說明的是，移動終端與售水機控制器之間除了聲波通訊以外，還可以通過wifi通信模塊或zigbee無線通信模塊進行信息交互。

售水機控制器將接收到請求購買的超聲波信號后，將自身的信息添加時間戳后加密生成信息串v(v＝(售水機信息+時間戳1)加密1)，發(fā)送給移動終端。

步驟2：移動終端接收第一信息串并與移動終端自身屬性信息添加時間戳后生成第二信息串，直接發(fā)送至支付服務(wù)器。

移動終端接收到v后，將v與自身信息在添加時間戳后加密生成信息串b(b＝(v+移動終端信息+時間戳2)加密2)。并將b發(fā)送給支付服務(wù)器。

其中，第一信息串中的時間戳1和第二信息串中的時間戳2不同，且采用不同的密鑰進行加密。

步驟3：支付服務(wù)器對接收到第二信息串進行兩次解密并隨機生成出水密鑰，分別直接發(fā)送至售水機控制器和移動終端。

支付服務(wù)器收到的b包含了售水機和移動終端的信息。b＝((售水機信息+時間戳1)加密1+移動終端信息+時間戳2)加密2。其中時間戳1和時間戳2不相等，分別代表生成售水機和移動終端信息的時間。其中加密1和加密2也不相等，分別使用不用的秘鑰加密。

(a)加密1和加密2使用不同密鑰保證移動終端無法偽造售水機信息。當支付服務(wù)器收到信息b，先解密“加密2”得到“(售水機信息+時間戳1)加密1+移動終端信息+時間戳2”。再解密“加密1”得到“售水機信息+時間戳1”。最終將會得到“售水機信息”，“時間戳1”，“移動終端信息”，“時間戳2”。如果順利解密證明售水機->移動終端->支付服務(wù)器的信息沒有經(jīng)過篡改，信息安全有效。

(b)時間戳用來防止支付過程遭到“監(jiān)聽攻擊”。當|時間戳1-時間戳2|<10秒，|服務(wù)器時間-時間戳1<10秒，|服務(wù)器時間-時間戳2|<10秒，證明移動終端沒有采用一個過期的售水機信息b來欺騙支付服務(wù)器，“售水機信息”有效。|時間戳2-當前時間|<10秒，證明移動終端的信息不是一個過期信息，“移動終端信息”有效。通過時間戳證明信息是真實的，不是監(jiān)聽重放。

通過上一步驗證了“售水機信息”和“移動終端”信息真實有效后，支付服務(wù)器隨機生成“出水密鑰”。然后分別直接發(fā)送給售水機和移動終端。

支付服務(wù)器根據(jù)解密出一信息串中的時間戳和第二信息串中的時間戳的差值來判斷接收到的信息的真實性，若信息為真，則交易繼續(xù)；否則，停止交易。

步驟4：移動終端將出水密鑰發(fā)送至售水機控制器，并與其接收的支付服務(wù)器傳送來的出水密鑰相比較，若兩者一致，則售水機工作，同時流量檢測模塊實時采集出水量并依次經(jīng)售水機控制器和移動終端傳送至支付服務(wù)器進行支付；否則，售水機不工作。

具體地，移動終端收到“出水密鑰”后就通過麥克風(fēng)廣播“出水密鑰”。

例如：如果移動終端距離售水機的超聲波無線通信模塊足夠近(小于30cm)，超聲波無線通信模塊將收到信息并將它與自己從支付服務(wù)器那里得到的“出水密鑰”進行對比，如果相同則進行出水作業(yè)。

如圖4所示為售水機控制器實時判斷剩余水量流程圖。

在該流程圖中，售水機控制器實時判斷剩余水量是否少于預(yù)設(shè)最低水量，若是，則售水機停止工作，交易結(jié)束；否則，交易繼續(xù)。

其中，售水機狀態(tài)w(w為剩余的水量)，t為設(shè)置的允許售水機售水的最低水量。w與t相比較有兩種狀態(tài)：如果剩余水量少于最低水量(即w的值小于t的值)，則售水機為不可用狀態(tài)，交易結(jié)束；如果剩余水量大于最低水量(即w的值不小于t的值)，則交易繼續(xù)進行：出水的同時，流量傳感器將出水量實時發(fā)送給售水機控制器。售水機控制器計算水價p后將此次出水的“出水密鑰”和水價p發(fā)送給支付服務(wù)器。

如圖5所示為支付服務(wù)器實時比較當前水量總價與預(yù)存的用戶余額的流程圖。

在該流程圖中，支付服務(wù)器還實時比較當前水量總價與預(yù)存的用戶余額，若前者不大于后者，則售水機繼續(xù)工作；否則，售水機停止工作。

具體地，支付服務(wù)器比較用戶余額k和水價p。如果k>p,不做任何動作，售水機可以繼續(xù)出水。如果k<＝p，通知售水機停止出水，作廢“出水密鑰”，發(fā)送此次售水的賬單給移動終端。

當用戶取水完畢，只需要將移動設(shè)備移動到超聲波單元作用范圍(30cm)之外。售水機接收不到“出水密鑰”隨即停止出水。當超過限定時間(10秒)之后“出水密鑰”自動作廢，并進行扣款，同時發(fā)送此次售水的賬單給移動終端。

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)。