一种基于区块链的大气污染监测系统的制作方法

1.本发明涉及大气监测系统技术领域，具体为一种基于区块链的大气污染监测系统。


背景技术：

2.区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。区块链在金融领域、物联网和物流领域、公共服务领域、数字版权领域等方面均有应用。
3.得益于区块链的技术优势，利用区块链构建大气污染监测系统。使得所采集的数据能够点对点进行传输，提高数据的共享效率。同时避免在数据传输中恶意篡改，保证数据的安全性。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于区块链的大气污染监测系统，解决了大气污染监测的数据安全性的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于区块链的大气污染监测系统，包括密匙中心、网络节点和监测站，所述监测站通过网络节点进行点对点通信，且每个一个监测站对应一个网络节点，所述密匙中心为数据解密提供密匙，所述监测站包括计算机、传感器和存储模块，所述传感器和存储模块均和计算机保持通信连接，所述传感器用于大气数据的获取，所述存储模块用于保存数据；
8.所述大气污染监测系统的具体内容如下：
9.一、数据加密：监测站运行时，计算机接收传感器所采集的数据，并将数据按照时间段以及检测站编号进行加密，并保存至存储模块中；
10.二、数据传输：若监测站之间需要进行通信，在具有通信权限的情况下，发送端的监测站通过网络节点向接收端的监测站发送已经加密的数据，数据从发送端监测站的网络节点到达接收端监测站网络节点的可选择的路径有多种，首先统计发送端监测站到接收端监测站的路径数量，以十条路径为一组，并以经过的网络节点数量进行排序，并以网络节点数量少的路径开始进行逐一检测，判断当前路径的最大的通信能力、通信延迟，若当前路径组中存在满足需求的路径，则选择进行数据的传输，若当前路径组中不存在满足需求的路径，则另外寻找另一组，进行判断，若不存满足需求的路径，继续寻找路径组，若遍历所有的路径后，未寻找到满足需求，则对数据进行分包处理，选择在已经遍历的路径中通信质量好的若干条路径，进行数据的传输，最终在接收端监测站处将分包的数据进行汇总；
11.三、数据解密：接收端监测站接收到数据后，向密匙中心申请密匙，接收端监测站将数据的基本信息发送至密匙中心，如数据的加密时间、数据的记录时间段和采集数据监
测站的编号，然后密匙中心向发送端监测站确认信息，经过发送端监测站确认后，密匙中心通过数据的基本信息生产密匙，并发送至收端监测站用于数据的解密。
12.优选的，所述监测站采集的数据以24h为单位进行加密操作，若当前监测站需要进行实时共享数据，则该共享的数据在使用结束后销毁，且不影响当前监测站的正常数据的加密保存操作。
13.优选的，所述监测站在实现共享后，判断被共享的数据是否由采集的监测站发送，若不是，则当前下载的监测站不保存，若是，则进行保存备份，且发送端监测站记录备份地址，同样当另一个监测站从数据采集的监测站进行下载，若数据采集的监测站存在备份地址，则无需再次保存备份。
14.优选的，所述加密的方式为以数据采集的时间段和采集数据的监测站的编号，进行数字处理，并对应acsⅱ转换成相应的字符，实现密匙获得。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种基于区块链的大气污染监测系统。具备以下有益效果：
17.1、本发明，通过设置密匙中心，方便数据的共享，避免数据在传输的过程中被篡改，保证数据的真实完整性。
18.2、本发明，优化数据的传输方式，保证了数据能够及时发送。
19.3、本发明，设置有备份，避免数据丢失的风险，同时也避免过多次进行备份，浪费存储空间。
附图说明
20.图1为本发明的监测站连接示意图；
21.图2为本发明的网络节点通信示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例：
24.如图1
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2所示，本发明实施例提供一种基于区块链的大气污染监测系统，包括密匙中心、网络节点和监测站，监测站通过网络节点进行点对点通信，利用区块链技术可实现监测站之间的数据快速共享，且每个一个监测站对应一个网络节点，密匙中心为数据解密提供密匙，而设置密匙中心的目的是为了更好的保护数据安全以及数据共享更方便，不像利用区块链进行交易一样，每个交易的对象将密匙掌握在自己手里，而本发明中监测站的数据交换，并能向交易一样，若在每个监测站产生一个加密数据，并对应一个密匙，无疑使得数据共享更复杂化，由密匙中心保管密匙，则在数据共享上更方便，也避免监测站的密匙泄露，造成数据的不安全，监测站包括计算机、传感器和存储模块，传感器和存储模块均和计算机保持通信连接，传感器用于大气数据的获取，如气温、湿度、风速风向、pm2.5等，存储模块用于保存数据。
25.大气污染监测系统的具体内容如下：
26.一、数据加密：监测站运行时，计算机接收传感器所采集的数据，并将数据按照时间段以及检测站编号进行加密，且加密过程中不会产生密匙，并保存至存储模块中，监测站采集的数据以24h为单位进行加密操作，如该数据的记录时间段为2020
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08～2020
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09，以一天作为数据加密间隔，若当前监测站需要进行实时共享数据，则该共享的数据在使用结束后销毁，且不影响当前监测站的正常数据的加密保存操作；
27.二、数据传输：若监测站之间需要进行通信，在具有通信权限的情况下，发送端的监测站通过网络节点向接收端的监测站发送已经加密的数据，数据从发送端监测站的网络节点到达接收端监测站网络节点的可选择的路径有多种，首先统计发送端监测站到接收端监测站的路径数量，以十条路径为一组，并以经过的网络节点数量进行排序，并以网络节点数量少的路径开始进行逐一检测，经过的网络节点少，即数据的中转次数少，可以降低通信成本，判断当前路径的最大的通信能力、通信延迟，可以在寻找的过程中对网络节点进行标记，通过标记当前网络节点的繁忙情况，方便快速选择路线，若当前路径组中存在满足需求的路径，则选择进行数据的传输，若当前路径组中不存在满足需求的路径，则另外寻找另一组，进行判断，若不存满足需求的路径，继续寻找路径组，若遍历所有的路径后，上述中可以优化数据的传输，使得数据能够快速实现共享。
28.未寻找到满足需求，则对数据进行分包处理，选择在已经遍历的路径中通信质量好的若干条路径，进行数据的传输，最终在接收端监测站处将分包的数据进行汇总，若无法直接将数据进行单条路径传输，采用分包处理，则可以将数据化整为零，用于保存数据共享的及时性。
29.三、数据解密：接收端监测站接收到数据后，向密匙中心申请密匙，接收端监测站将数据的基本信息发送至密匙中心，如数据的加密时间、数据的记录时间段和采集数据监测站的编号，然后密匙中心向发送端监测站确认信息，经过发送端监测站确认后，密匙中心通过数据的基本信息生产密匙，并发送至收端监测站用于数据的解密，由密匙中心管理密匙，可以降低数据的共享难度，同时避免了单个监测站出现密匙泄露的情况。
30.监测站在实现共享后，判断被共享的数据是否由采集的监测站发送，若不是，则当前下载的监测站不保存，若是，则进行保存备份，且发送端监测站记录备份地址，同样当另一个监测站从数据采集的监测站进行下载，若数据采集的监测站存在备份地址，则无需再次保存备份，上述方案中，为数据进行备份处理，保证数据的安全性，同时进行备份时需要检查，是否已经存在备份，避免可存储模块存储空间的浪费。
31.加密的方式为以数据采集的时间段和采集数据的监测站的编号，进行数字处理，并对应acsⅱ转换成相应的字符，实现密匙获得，如监测站的编号为：008，而该加密的数据时间段为：2020
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08～2020
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09，而可以进行综合处为：0082020110820201109，并将其转化为二进制的形式：1 0010 0011 0110 0100 1101 1011 0011 0001 1110 0000 0101 0010 1001 0101，然后通过位运算的方式进行处理，如移位、位反等方式，然后选择特定位置的二进制数字，以八位为一组，组成若干组，并根据acsⅱ转换成相应的字符，若出现控制字符，则可以通过加权的方式，如在原有的字符上增加指定数字，反复加权，直至出现的字符为可显示字符。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。