一种具有防数据篡改性能的污水监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及环境领域，尤其设及一种具有防数据篡改性能的污水监控系统。
【背景技术】
[0002] 人类生产活动造成的水体污染中，工业引起的水体污染最严重。如工业废水，它含 污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。工业废水，是工业污染引 起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因 工厂种类不同而千差万别，即使是同类工厂，生产过程不同，其所含污染物的质和量也不一 样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外，固体废物和废气也会污染水体。农业污 染首先是由于耕作或开荒使±地表面疏松，在±壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入 水中，增加水中的悬浮物。还有一个重要原因是农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农 药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在±壤和漂浮在大气中，通过降雨，经 过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。城市污染源是因城市人口集中，城 市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水， 它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涂房、浴室和厕所排出的 污水。
[0003] 近年来，国家对污水指标的控制越来越严格，但是由于污水的处理需要投入大量 的人力和物力，且短期内不容易收回成本，所W很多企业的污水处理只是表面工程，经常通 过篡改污水监控设备的数据来使污水"达标"，而现有的污水监控设备不能有效防止篡改污 水监控设备的数据
【发明内容】
[0004] 为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种具有防数据篡改性能的污水监控 系统。
[0005] 在本申请的实施例中，提供了一种具有防数据篡改性能的污水监控系统，其无钥 匙启动系统具有监控设备端和钥匙端，特征在于，监控设备包括验证装置、解密装置和监控 设备无线装置，钥匙端包括加密装置和钥匙端无线装置；
[000引加密装置包括：
[0007] 微流控忍片检测模块，用于获取原始数据串A"= (a。}，其中，a是原始数据串A。中 的字符，η是a的位数；
[0008] 微流控忍片检测模块是一种DNA检测模块，包括：传感信号检测区、传感信号混合 区和传感信号输出区。
[0009] 传感信号检测区主要用来获取使用者的原始样品，传感信号混合区主要用于纳米 传感器检测与样品的充分混合，混合完全后进入到传感信号检测区；传感信号检测区主要 用于纳米传感器检测到目标基因后产生的巧光信号的检测；检测完毕的数据得到原始数据 串A〇，
[0010] 所述微流控忍片，整体尺寸为：宽30mm、高20mm、深90μηι，结构核屯、区宽24mm、高 16mm;微流控忍片由4层组成，第一层基片：玻璃，第二、Ξ层：紫外固化胶，第四层：掩膜， 各层间粘合剂：N0A81光胶，采用等离子氧化键合法使基片与第一层结构封接，各层的忍片 结构由光刻法制成；
[0011] 矩阵化模块，用于将原始数据串A。矩阵化得到矩阵A= {a,,}址Xaw，具体包括：对 {a。}从队首依次取i-1个字符，在第奇数次取字符时，在取得的字符串的串首补1个0,补足 为一行曰1，在第偶数次取字符时，在取得的字符串的串尾补1个1，补足为一行曰1，对于最后 一次取得的字符串，则从串首开始每隔一个字符补1个0,直至补足为一行曰1，将所有得到 的a浪照预设的伪随机顺序排列得到矩阵A={a1,}址Xaw，其中，址是矩阵A的高度，aw 是矩阵A的局度；
[0012] 第一噪声模块，实时地记录钥匙端无线装置监控预设频率的短波得到的幅值的最 末位按奇数取位构成第一噪声数据序列CT1;
[0013] 第一加扰模块，用于从矩阵A的第一个元素开始，从第一噪声数据序列CT1中依次 取第一随机函数R(l)个元素插入到矩阵A中得到矩阵B=化J化Xbw，
[0014] 其中，化是矩阵B的高度，bw是矩阵B的高度，第一随机函数R(l)=CTls% 64， CTls为从第一噪声数据序列CTl中依次取得的数；
[0015] 噪声数据的位数使得S为i的32倍，t为j的32倍；
[0016] 第Ξ噪声模块，实时地记录钥匙端无线装置监控预设频率的短波得到的幅值的最 末位按偶数取位构成第Ξ噪声数据序列CT3;
[0017] 第Ξ加扰模块，用于将矩阵B与第Ξ噪声数据序列CT3进行异或运算，得到加密数 据：矩阵C={cJchXCW，ch是矩阵C的高度，CW是矩阵C的高度；
[0018] 监控设备无线装置和钥匙端无线装置均用于监测相同预设频率的无线短波，W得 到第一噪声序列CT1和第Ξ噪声序列CT3;
[0019] 解密装置用于W来自监控设备无线装置的噪声数据和来自监控设备预存的第二 噪声序列CT2,对来自加密装置的加密数据执行上述加密装置的加密运算的逆运算；
[0020] 验证装置用于将解密装置对来自加密装置的加密数据进行逆运算得到的数据与 监控设备的原始数据进行比对，如果比对符合率超过预设值，则确认为验证通过。
[0021] 本申请的实施例提供的技术方案采用了微流控忍片来校验身份信息，采用硬件机 制来获取随机数，采用了图像机制来进行加密，从而既有非常高的安全性，又有很快的运算 速度，而且还能容许一定的误码。
[0022] 本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，W上的一般描述和后文的细节描述仅 是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
【附图说明】
[0023] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0024] 图1是根据一示例性实施例示出的一种具有防数据篡改性能的污水监控系统的 装置框图；
[0025] 图2是根据一示例性实施例示出的加密装置的装置框图；
[0026] 图3是根据另一示例性实施例示出的加密装置的装置框图；
[0027] 图4为基于氧化石墨締的纳米生物传感器对基因的特异检测的基因原理：当修饰 有巧光基团FAM的单链DNA分子探针与氧化石墨締接触后，氧化石墨締吸附单链DNA，并造 成FAM巧光的巧灭；当加入目标基因后，由于碱基互补配对原则，形成双链DNA，并从氧化石 墨締表面脱落，恢复巧光，从而达到检测目标基因的目的；
[0028] 图5为本发明自动化微流控忍片的工作过程示意图；
[0029] 图6为本发明自动化微流控忍片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 运里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述设及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。W下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0031] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简 化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本申请。此外，本申请可W在不同例子中重复参考数字和/或字母。运种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 夕F，本申请提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可W意识到其 他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，W下描述的第一特征在第二特征值"上" 的结构可W包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可W包括另外的特征形成在 第一和第二特征之间的实施例，运样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0032] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解，例如，可W是机械连接或电连接，也可W是两个元件内部的连通，可 W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可W根据 具体情况理解上述术语的具体含义。
[0033] 图1是根据一示例性实施例示出的一种具有防数据篡改性能的污水监控系统的 装置框图，无钥匙启动系统具有监控设备100和钥匙端200,特征在于，监控设备100包括验 证装置130、解密装置120和监控设备无线装置110,钥匙端200包括加密装置220和钥匙 端无线装置210。
[0034] 图2是根据一示例性实施例示出的加密装置220的装置框图，加密装置220包括：
[0035] 微流控忍片检测模块12,用于获取原始数据串A"= (a。}，其中，a是原始数据串A。 中的字符，η是a的位数；
[0036] 微流控忍片检测模块是一种DNA检测模块，包括：传感信号检测区、传感信号混合 区和传感信号输出区。
[0037] 传感信号检测区主要用来获取使用者的原始样品，传感信号混合区主要用于纳米 传感器检测与样品的充分混合，混合完全后进入到传感信号检测区；传感信号检测区主要 用于纳米传感器检测到目标基因后产生的巧光信号的检测；检测完毕的数据得到原始数据 串A〇，
[0038] 所述微流控忍片，整体尺寸为：宽30mm、高20mm、深90μηι，结构核屯、区宽2