一种区块链防疫手环综合管理系统的制作方法

本发明涉及一种采用区块链+和可穿戴设备结合的产品系统，具体地，涉及一种区块链防疫手环综合管理系统。

背景技术：

传统测温设备(额温枪等)实现温度监测时主要涉及到三个模块，参见图1所示。通过测温模块中的多个温度传感器获得原始温度数据，再将数据传输到数据处理模块进行综合处理，最后把结果数据传输到显示模块呈现在显示屏上。

如今测温技术虽已相对成熟，但如果将其运用于疫情等现实环境中时，会出现诸多困难。由于疫情中涉及到的体温数据量庞大，而且各个公共检测点各自为营，这就造成了实际执行过程中存在检测耗时长、速度慢、效率低、人工成本高、存在误差、交叉感染、无法实时监控记录等缺点，尤其是人流量较大的校园、车站、医院等公共场所，因人工体温检测容易造成人员积压拥堵、效率很低。

由于没有一个统一的终端来监控、管理数据，即使各个监测点通过出色的团队协作手段，成功的完成了监测任务，也会在后期数据管理及上报过程中出现各种纰漏。传统的数据管理技术也暴露出以下问题：中心化服务器维护成本高、效率低下、数据安全问题突出、用户隐私得不到保障等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于测温防疫的采用区块链+和可穿戴设备结合的产品系统，能够解决现有问题，为温度监测与数据管理提供一个高效率、高真实、高安全的防疫服务平台。

为了达到上述目的，本发明提供了一种区块链防疫手环综合管理系统，其中，该系统包含区块链浏览器、前端交互平台、webase管理平台；所述的区块链浏览器的浏览内容包含节点的概览数据、区块数据、交易数据；所述的前端交互平台用于将机构信息、设备信息、温度信息上链；所述的webase管理平台通过区块链通用组件webase，进行节点管理、智能合约管理、用户权限管理，以及系统监控。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的系统基于fiscobcos底层平台，搭建一条联盟链，以python-sdk作为区块链与中心化服务应用交互的桥梁，通过webase平台编写、编译，部署智能合约到链上，将机构信息、设备信息以及温度信息上链，机构证书上传到ipfs节点，对应hash存储到链上，中心化服务采用前后端分离开发模式，前端采用vue框架，后端采用python的tornado框架，支持高并发，中心化数据库mongodb也会存储相关数据。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的前端交互平台用于机构信息注册与更新、设备信息注册与更新、温度信息上链、异常温度信息短信告警、异常信息处理；不同角色根据权限查询链上温度数据，相关数据有可视化图表展示；不同角色包含手环用户、机构、政府；所述的前端交互平台包含机构信息模块、设备信息模块、温度信息登记模块、链上数据查询模块、数据图表展示模块。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的机构信息模块用于机构注册并上传更新机构信息，机构信息模块中显示机构列表，通过编写智能合约将机构信息上链，中心化数据库也存储一份机构信息；机构信息包含机构编号、机构名称、机构电话号码、邮箱、机构证书，以及备注和状态；机构证书包含营业执照；机构证书上传到ipfs，返回的hash值上链，机构编号唯一；机构信息中除了除了机构编号以外的相关信息均可进行更新。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的设备信息模块用于设备注册并进行信息更新，所述的设备信息模块中显示设备列表；通过编写智能合约将设备信息上链，设备信息包含设备编号、设备绑定的机构编号、用户身份证号码，以及备注和状态；设备编号唯一，设备信息上链后还需要验证设备绑定的机构编号链上是否有效；对应设备绑定的机构编号、用户身份证号码均可更新。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的温度信息登记模块通过智能合约将用户温度信息上链，用户温度信息包含设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码、定位信息、温度，以及备注和状态；用户温度信息上链后需要验证设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码是否有效以及是否匹配，温度超过37℃则产生告警。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的链上数据查询模块的查询权限分为手环用户、机构、政府3个不同角色，不依赖中心化数据库，直接通过智能合约链上查询，可选择查询温度是否正常或发热，还可选择特定时间段查询；普通手环用户的权限可查询自己的相关温度信息，设备编号必填；组织机构查询的权限可查询绑定在自己机构的所有设备的温度信息，组织机构编号必填，设备编号选填；政府查询的权限可查询所有组织机构的所有设备相关的温度信息，组织机构编号可选。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的数据图表展示模块用于显示用户温度信息和正常/发热人次信息统计；通过填写设备编号查询任意时间段的温度信息，以折线图展示；通过选择机构编号查询任意时间段的正常/发热人次统计，以柱状图显示。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的区块链浏览器，通过其可见当前块高、总量、正在处理的数量、最近15天的数量、节点编号；可见所有区块的详细信息，还可见所有数量的详细信息；最近15天的数量以折线图显示。

上述的区块链防疫手环综合管理系统，其中，所述的webase管理平台包含数据概览模块、节点管理模块、合约管理模块、私钥管理模块、系统管理模块、系统监控模块；通过数据概览模块可见节点数量、已部署的智能合约数量、区块数量、交易数量、关键监控指标折线图；可见所有区块的详细信息，还可见所有交易的详细信息；关键监控指标折线图显示最近7天的数量；节点管理模块用于添加节点、修改节点、删除节点；合约管理模块用于在其上直接编写合约、编译合约、部署合约、进行交易；私钥管理模块用于新增、修改私钥用户；系统管理模块包含权限管理、配置管理、证书管理，用于给不同用户分配不同权限来管理链；系统监控模块包含节点监控、主机监控、邮件告警配置、告警类型配置，用于监控节点的区块高度、交易数量，监控主机的cpu利用率、内存利用率、硬盘利用率、带宽使用情况，以及配置邮件告警。

本发明提供的区块链防疫手环综合管理系统具有以下优点：

该系统采集的数据具有可追溯、不可篡改等特点，健康监测数据实时上链，保证所有的数据真实、可信、公开、可查、不可篡改。一旦出现问题，便能够从区块链上面的数据里边快速追溯到问题的源头。

该系统能保障数据信息的公开透明性，实现数据安全共享，打破数据孤岛等问题，更好的满足疫情防控监管的需要。

该产品具有加密特性，既确保数据真实，又保护个人隐私。

该系统能够提高实时性，保障真实性。各个节点都能够在第一时间获取准确的上报信息，减少信息传播的时间和误传可能性，从根本上是解决了现有防控模式中的数据传达不及时、关键记录不真实等弊病，因此所带来的不能早发现、早上报、早隔离、早送医等问题。

附图说明

图1为现有的测温设备原理示意图。

图2为本发明的区块链防疫手环综合管理系统的示意图。

图3为本发明的区块链防疫手环综合管理系统的前端交互平台显示图。

图4为本发明的区块链防疫手环综合管理系统的区块链浏览器显示图。

图5为本发明的区块链防疫手环综合管理系统的webase后端管理平台显示图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图2～5所示，本发明提供了一种区块链防疫手环综合管理系统，包含区块链浏览器、前端交互平台、webase管理平台；区块链浏览器的浏览内容包含节点的概览数据、区块数据、交易数据；前端交互平台用于将机构信息、设备信息、温度信息上链；webase管理平台通过区块链通用组件webase，进行节点管理、智能合约管理、用户权限管理，以及系统监控。

该系统基于fiscobcos底层平台，搭建一条联盟链，以python-sdk作为区块链与中心化服务应用交互的桥梁，通过webase平台编写、编译，部署智能合约到链上，将机构信息、设备信息以及温度信息上链，机构证书上传到ipfs节点，对应hash存储到链上，中心化服务采用前后端分离开发模式，前端采用vue框架，后端采用python的tornado框架，支持高并发，中心化数据库mongodb也会存储相关数据。

该系统的开发环境为mac、linux，开发语言为python、vue，运行环境为：python：python3.6.*；

mongodb：mongodb4.0+；

redis：redis5.0+；

nginx：nginx1.8+；

java：jdk8或以上版本；

mysql：mysql-5.6或以上版本。

mac是苹果公司自1984年起以“macintosh”开始开发的个人消费型计算机，使用独立的macos系统，最新的macos系列基于next系统开发，不支持兼容。是一套完备而独立的操作系统。

linux全称gnu/linux，是一套免费使用和自由传播的类unix操作系统，主要受到minix和unix思想的启发，是一个基于posix和unix的多用户、多任务、支持多线程和多cpu的操作系统。它能运行主要的unix工具软件、应用程序和网络协议。

redis(remotedictionaryserver)，即远程字典服务，是一个开源的使用ansic语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、key-value数据库，并提供多种语言的api。

nginx(enginex)是一个高性能的http和反向代理web服务器，同时也提供了imap/pop3/smtp服务。其将源代码以类bsd许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。

java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了c++语言的各种优点，还摒弃了c++里难以理解的多继承、指针等概念，因此java语言具有功能强大和简单易用两个特征。java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。

mysql是一个关系型数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。mysql所使用的sql语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。mysql软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择mysql作为网站数据库。

区块链通用组件webase(webankblockchainapplicationsoftwareextension)是在区块链应用和fiscobcos节点之间搭建的一套通用组件。围绕交易、合约、密钥管理，数据，可视化管理来设计各个模块，开发者可以根据业务所需，选择子系统进行部署。webase屏蔽了区块链底层的复杂度，降低开发者的门槛，大幅提高区块链应用的开发效率，包含节点前置、节点管理、交易链路，数据导出，web管理平台等子系统。

mongodb是一个基于分布式文件存储的数据库，由c++语言编写。旨在为web应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。mongodb是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

ipfs一般指星际文件系统，是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。它是一种内容可寻址的对等超媒体分发协议。在ipfs网络中的节点将构成一个分布式文件系统。它是一个开放源代码项目，自2014年开始由protocollabs在开源社区的帮助下发展。

fiscobcos是bcos开源平台的分支，是基于bcos平台加以模块升级与功能重塑得到的一个稳定、高效、安全的区块链底层平台，经过多家机构、多个应用，长时间在生产环境运行的实际检验。

python是一种跨平台的计算机程序设计语言。是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越多被用于独立的、大型项目的开发。

sdk一般指软件开发工具包，都是一些软件工程师为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件时的开发工具的集合。

hash一般翻译做散列、杂凑，或音译为哈希，是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

tornado(python的web框架)是一种web服务器软件的开源版本。tornado和主流web服务器框架(包括大多数python的框架)有着明显的区别：它是非阻塞式服务器，而且速度相当快。得利于其非阻塞的方式和对epoll的运用，tornado每秒可以处理数以千计的连接，因此tornado是实时web服务的一个理想框架。

vue是一套用于构建用户界面的渐进式javascript框架。与其它大型框架不同的是，vue被设计为可以自底向上逐层应用。vue的核心库只关注视图层，方便与第三方库或既有项目整合。

前端交互平台用于机构信息注册与更新、设备信息注册与更新、温度信息上链、异常温度信息短信告警、异常信息处理；不同角色根据权限查询链上温度数据，相关数据有可视化图表展示；不同角色包含手环用户、机构、政府；前端交互平台包含机构信息模块、设备信息模块、温度信息登记模块、链上数据查询模块、数据图表展示模块。

机构信息模块用于机构注册并上传更新机构信息，机构信息模块中显示机构列表，通过编写智能合约将机构信息上链，中心化数据库也存储一份机构信息；机构信息包含机构编号、机构名称、机构电话号码、邮箱、机构证书，以及备注和状态；机构证书包含营业执照；机构证书上传到ipfs，返回的hash值上链，机构编号唯一；机构信息中除了除了机构编号以外的相关信息均可进行更新。

设备信息模块用于设备注册并进行信息更新，设备信息模块中显示设备列表；通过编写智能合约将设备信息上链，设备信息包含设备编号、设备绑定的机构编号、用户身份证号码，以及备注和状态；设备编号唯一，设备信息上链后还需要验证设备绑定的机构编号链上是否有效；对应设备绑定的机构编号、用户身份证号码均可更新。

温度信息登记模块通过智能合约将用户温度信息上链，用户温度信息包含设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码、定位信息、温度，以及备注和状态；用户温度信息上链后需要验证设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码是否有效以及是否匹配，温度超过37℃则产生告警。

链上数据查询模块的查询权限分为手环用户、机构、政府3个不同角色，不依赖中心化数据库，直接通过智能合约链上查询，可选择查询温度是否正常或发热，还可选择特定时间段查询；普通手环用户的权限可查询自己的相关温度信息，设备编号必填；组织机构查询的权限可查询绑定在自己机构的所有设备的温度信息，组织机构编号必填，设备编号选填；政府查询的权限可查询所有组织机构的所有设备相关的温度信息，组织机构编号可选。

数据图表展示模块用于显示用户温度信息和正常/发热人次信息统计；通过填写设备编号查询任意时间段的温度信息，以折线图展示；通过选择机构编号查询任意时间段的正常/发热人次统计，以柱状图显示。

区块链浏览器，通过其可见当前块高、总量、正在处理的数量、最近15天的数量、节点编号；可见所有区块的详细信息，还可见所有数量的详细信息；最近15天的数量以折线图显示。

webase管理平台包含数据概览模块、节点管理模块、合约管理模块、私钥管理模块、系统管理模块、系统监控模块；通过数据概览模块可见节点数量、已部署的智能合约数量、区块数量、交易数量、关键监控指标折线图；可见所有区块的详细信息，还可见所有交易的详细信息；关键监控指标折线图显示最近7天的数量；节点管理模块用于添加节点、修改节点、删除节点；合约管理模块用于在其上直接编写合约、编译合约、部署合约、进行交易；私钥管理模块用于新增、修改私钥用户；系统管理模块包含权限管理、配置管理、证书管理，用于给不同用户分配不同权限来管理链；系统监控模块包含节点监控、主机监控、邮件告警配置、告警类型配置，用于监控节点的区块高度、交易数量，监控主机的cpu利用率、内存利用率、硬盘利用率、带宽使用情况，以及配置邮件告警。

下面结合实施例对本发明提供的区块链防疫手环综合管理系统做更进一步描述。

实施例1

一种区块链防疫手环综合管理系统，包含区块链浏览器、前端交互平台、webase管理平台。即，该系统不仅包含前端交互服务，还包含区块链浏览器，以及webase的区块链后端管理平台。

该系统基于fiscobcos底层平台，搭建一条联盟链，以python-sdk作为区块链与中心化服务应用交互的桥梁，通过webase平台编写、编译，部署智能合约到链上，将机构信息、设备信息以及温度信息上链，机构证书上传到ipfs节点，对应hash存储到链上，中心化服务采用前后端分离开发模式，前端采用vue框架，后端采用python的tornado框架，支持高并发，中心化数据库mongodb也会存储相关数据。

该系统的开发环境为mac、linux，开发语言为python、vue，运行环境为：python：python3.6.*；

mongodb：mongodb4.0+；

redis：redis5.0+；

nginx：nginx1.8+；

java：jdk8或以上版本；

mysql：mysql-5.6或以上版本。

区块链浏览器的浏览内容主要包含一些节点的概览数据、区块数据、交易数据等。

通过区块链浏览器可以看到当前块高即区块高度、交易总量、正在处理的交易数量、最近15天的交易数量、节点编号；可以看到所有区块的详细信息，还可以看到所有交易数量的详细信息；最近15天的交易数量以折线图显示。

前端交互平台用于将机构信息、设备信息、温度信息上链。

前端交互平台的主要功能包含用于机构信息注册与更新、设备信息注册与更新、温度信息上链、异常温度信息短信告警、异常信息处理等；不同角色根据权限查询链上温度数据，相关数据有可视化图表展示；不同角色包含手环用户、机构、政府。

前端交互平台即防疫手环演示平台，主要包含机构信息模块、设备信息模块、温度信息登记模块、链上数据查询模块、数据图表展示模块。

机构信息模块用于机构注册并上传更新机构信息，机构信息模块中显示机构列表，通过编写智能合约将机构信息上链，中心化数据库也存储一份机构信息，方便快速查询；机构信息包含机构编号、机构名称、机构电话号码、邮箱、机构证书，以及备注和状态；机构证书包含营业执照；机构证书上传到ipfs，返回的hash值上链，机构编号唯一；机构信息中除了除了机构编号以外的相关信息均可进行更新。

设备信息模块用于设备注册并进行信息更新，设备信息模块中显示设备列表；通过编写智能合约将设备信息上链，设备信息包含设备编号、设备绑定的机构编号、用户身份证号码，以及备注和状态；设备编号唯一，设备信息上链后还需要验证设备绑定的机构编号链上是否有效；对应设备绑定的机构编号、用户身份证号码均可更新。

温度信息登记模块通过智能合约将用户温度信息上链，用户温度信息包含设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码、定位信息、温度，以及备注和状态；用户温度信息上链后需要验证设备编号、所属组织机构编号、用户身份证号码是否有效以及是否匹配，温度超过37℃则产生告警。异常温度信息可以通过短信告警通知相关机构，进行异常信息情况处理。

链上数据查询模块的查询权限分为手环用户、机构、政府3个不同角色，不依赖中心化数据库，直接通过智能合约链上查询，可选择查询温度是否正常或发热，还可选择特定时间段查询；普通手环用户的权限可查询自己的相关温度信息，设备编号必填；组织机构查询的权限可查询绑定在自己机构的所有设备的温度信息，组织机构编号必填，设备编号选填；政府查询的权限可查询所有组织机构的所有设备相关的温度信息，组织机构编号可选。

数据图表展示模块用于显示用户温度信息和正常/发热人次信息统计；通过填写设备编号查询任意时间段的温度信息，以折线图展示；通过选择机构编号查询任意时间段的正常/发热人次统计，以柱状图显示。

webase管理平台通过区块链通用组件webase，进行节点管理、智能合约管理、用户权限管理，以及系统监控等。

webase管理平台包含数据概览模块、节点管理模块、合约管理模块、私钥管理模块、系统管理模块、系统监控模块等。

数据概览模块相当于区块链浏览器，通过数据概览模块可以看到节点数量、已部署的智能合约数量、区块数量、交易数量、关键监控指标折线图；可以看到所有区块的详细信息，还可以看到所有交易的详细信息；关键监控指标折线图显示最近7天的数量。

节点管理模块用于添加节点、修改节点、删除节点。

合约管理模块用于在其上直接编写合约、编译合约、部署合约、进行交易。

私钥管理模块用于新增、修改私钥用户。

系统管理模块包含权限管理、配置管理、证书管理，用于给不同用户分配不同权限来管理链。

系统监控模块包含节点监控、主机监控、邮件告警配置、告警类型配置，用于监控节点的区块高度、交易数量，监控主机的cpu利用率、内存利用率、硬盘利用率、带宽使用情况，以及配置邮件告警。

本发明提供的区块链防疫手环综合管理系统，利用物联网具有实时感知、信息实时传输以及智能边缘处理等特点，以及区块链技术具有可追溯、不可篡改、数据真实、隐私保护等特性，打造而成的系统。结合物联网和区块链技术的特点，为温度监测与数据管理提供一个高效率、高真实、高安全的防疫服务平台。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。