基于区块链的GPS定位识别的车辆追踪系统的制作方法

本发明涉及车辆追踪领域，更具体的说，它涉及基于区块链的gps定位识别的车辆追踪系统。

背景技术：

随着经济的高速发展，汽车的社会拥有量急剧上升，各单位的车辆管理调配问题比较突出，与此同时，劫车、盗车等危害社会治安、影响社会稳定的各种现象也逐年上升，对车辆的监控成为急需解决的问题。其中不仅要对车辆进行监控，不仅是单位需要，个人对其拥有的车辆实施动态控制和监控也是需要的，而如何提高调度管理能力，追回被劫被盗车辆，如何识别验证信息，都成为厄待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供了高安全系数的追踪系统，准确定位车辆，实时动态了解车辆动态位置的基于区块链的gps定位识别的车辆追踪系统。

本发明的技术方案如下：

基于区块链的gps定位识别的车辆追踪系统，包括车辆定位模块、车辆追踪装置、服务装置和区块链服务平台；车辆定位模块、车辆追踪装置、服务装置、区块链服务平台之间通过gprs连接通讯；车辆定位模块设置在汽车控制盘内；车辆追踪装置通过数据线连接于汽车控制盘上；在一定距离范围内，车辆追踪装置通过认证授权后，能直接接收车辆定位模块发射的信息，进行直连追踪。

进一步的，车辆定位模块包括gps定位仪、第一信息存储模块和信息发送模块，信息发送模块与第一信息存储模块、gps定位仪电性连接；第一信息存储模块记录车牌号、车辆现在所有人名称、车身颜色、燃料剩余量和行驶路径；信息发送模块发送实时gps定位和第一信息存储模块存储的信息；

车辆追踪装置包括电源模块、信息识别模块、第二信息存储模块、第一信息收发模块、显示器；电源模块与信息识别模块、第二信息存储模块、第一信息收发模块、显示器电性连接，并提供电力；信息识别模块包括人脸识别模块、指纹识别模块和声纹识别模块，人脸识别模块设置在显示屏上方，指纹识别设置在车辆追踪装置左侧面，声纹识别模块设置在车辆追踪装置两侧；第二信息存储模块通过第一信息收发模块接收认证信息，通过认证后进行信息存储；第一信息收发模块与第二信息存储模块连接；显示器包括中央处理器和显示屏，中央处理器与第二信息存储模块电性连接，中央处理器将第二信息存储模块的内容处理后显示在显示屏上；

服务装置包括显示模块、处理模块、存储模块、认证模块和第二信息收发模块；显示模块、存储模块、认证模块、第二信息收发模块和处理模块电性连接；显示模块采用触摸屏，进行相关信息输入和信息显示；认证模块将显示模块输入的需要认证的信息与区块链服务平台内存储的加密信息进行比对；存储模块将认证通过后的部分认证信息进行分类存储，并将服务装置与车辆定位模块、车辆追踪装置之间收发的信息进行存储；处理模块将认证通过后的存储模块内的信息显示给显示模块；

区块链服务平台与服务装置通讯；区块链中记录车牌号、车辆现在所有人名称、车身颜色、车辆登记日期、原有车辆所有人名称、经销企业名称、企业营业执照号、车辆所有人身份证号或营业执照号、所有人联系地址、维修记录、交通事故记录、保险单信息、登记证信息、行驶证信息；区块链服务平台将根据服务装置发送过来的信息调取对应其权限内容的信息传输给服务装置。

进一步的，车辆追踪装置还包括外接电源接口，其通过恒流恒压电路将外接的汽车电源的转换为稳定设备运行的电源；具体的恒流恒压电路包括信号处理器、二极管、电阻、电容、极性电容和光敏元器件；

信号处理器有两个，分别为信号处理器u1和信号处理器u3；信号处理器u1的第一引脚和第二引脚作作为输入的负极，信号处理器u1的第三引脚与电容c5的一端连接，电容c5的另一端与极性电容c3的阴极、电容c4的一端连接，并且与输入的负极连接；极性电容c3的阳极与电阻r8的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端、信号处理器u1的第四引脚、电容c4的另一端连接；

电阻r8、电阻r7、电阻r6串联，电阻r6的另一端与电阻r1的一端、电阻r2的一端、电容c1的一端一起作为输入的正极；电阻r1的另一端、电阻r3的一端、电容c1的另一端与二极管d1的阴极连接；电阻r2与电阻r3串联；二极管d1的阳极与信号处理器u1的第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚连接；电容c1的一端与二极管d1的阳极连接电感t1的两端；

电阻r5的另一端与二极管d3的阴极连接，二极管d3的阳极与电阻r4的一端、二极管d2的阴极连接，电阻r4的另一端与极性电容c2的阳极、电容c11的一端连接；极性电容c2的阴极、电容c11的另一端接地；二极管d2的阳极与电容c11的另一端连接电感t2的两端；

电阻r9与电阻r10串联，电阻r10的另一端与光敏元器件u2的第四引脚连接，光敏元器件u2的第三引脚为反馈引脚；光敏元器件的第一引脚与第二引脚之间连接电阻r12，电阻r12的一端连接电阻r11，电阻r11的另一端接vcc高电位，电阻r2的另一端与二极管d4的阳极、二极管d5的阳极连接；

二极管d4的阴极与电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端与电阻r15的一端、信号处理器u3的第一引脚连接；电阻r15的另一端与电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电阻r19的一端、电阻r20的一端、信号处理器u3的第二引脚连接，电阻r19的另一端接vcc高电位，电阻r20的另一端与信号处理器u3的第四引脚一起接地；信号处理器u3的第三引脚与电阻r16的一端连接，电阻r16的另一端接vcc高电位；

二极管d5的阴极与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端与电阻r17的一端、信号处理器u3的第七引脚连接，电阻r17的另一端与电容c10的一端连接，电容c10的另一端与信号处理器u3的第六引脚、电阻r21的一端、电容c9的一端连接，电阻r21的另一端、电容c9的另一端一起接地；信号处理器u3的第五引脚与电阻r18的一端、电容c8的一端连接，电容c8的另一端接地，电阻r18的另一端接vcc高电位；信号处理器u3的第八引脚接电容c6的一端和vcc高电位，电容c6的另一端接地。

进一步的，服务装置存储模块中的分类存储，通过建立精准区分样本模型进行；具体建立精准区分样本模型如下：

精准区分样本模型采用多个连续相同处理模型单元进行处理，模型单元包括输入层、隐蔽层和输出层，即模型单元形成输入和输出的对应，以隐蔽层进行建立映射模型；输入层包括上一层样本模型的全部节点的输出值、所在层节点与上一层的全部节点的权值和当前节点的阀值，以及激活函数，具体判断公式如下：

xj＝f(sj)

其中f为激活函数，选取s型函数，i和j为样本模型各层节点即第几个输入值，第几层处理，wij为节点i和节点j之间的权值，bj为节点j的阀值，xj每个节点的输出值；第一次样本模型输入层节点没有阀值；

激活函数具体如下：

其中x为输入，e为常量，a、b为常量。

进一步的，精准区分样本模型还包括验证机制即反向传递过程，其通过输入和最终的输出的对比，来反复修正权值和阀值，进而来修正正向建模处理中的权值、阀值，使得误差识别降到最小，从而得到精准区分样本模型，具体处理如下：

反向传递过程具体处理函数e如下：

其中dj为输出层的所有结果，yj为正向建模处理后的结果，w为权值，b为阀值，n为层数；

e(w,b)的梯度正比于权值矢量修正量，故对于第j个输出节点有:

η为变量；根据激活函数，可知对激活函数求导，得到

从而针对wij就有

其中有

同样对于bj有

从而得到隐蔽层与输出层连接间的权值还有输出层阀值的调整量的方法；还需要得到输入层和隐蔽层的节点间的权值，以及隐蔽层间节点的阀值的调整量，具体公式如下：

其中wki是输入层k节点与隐层i节点之间的权重，那么还有

根据上述公式，基于梯度下降法，得到隐蔽层与输出层之间连接节点的权值和阀值，由下面的公式完成：

其中η1、η2为变量，由上式子可得输入层与隐蔽层连接的权值和阈值，具体公式如下：

构建中根据实际情况来确定输入层的节点个数和输出层的节点个数，但是隐蔽层节点个数是不确定的，但隐蔽层节点的个数会影响网络的拟合程度，因此采用如下公式确定隐蔽层节点数：

隐蔽层节点数用h表示，输入层节点数用m表示，输出层节点数用n表示，得到更加准确的隐蔽层节点数和更加精确的模型添加调节常数用a表示。

本发明相比现有技术优点在于：本发明利用区块链服务平台，对数据安全进行保障，并通过车辆追踪装置直接接收车辆相应信息来提高追踪效率。因为区块链的数据安全性，从而为追踪过程进行了实时数据保留，为警方抓捕采集证据变的更加公正合法。本发明通过利用区块链的共识机制，进行设备授权，增加了整个系统的安全性，且提高互相之间信息共享的可靠性。

本发明的车辆追踪装置因为外接电源一般为汽车，而汽车的电压电流不稳，因此为了提高车辆追踪装置的整体使用寿命和新能，设计了恒流恒压电路，以提高保障整体的运行的稳定，其它模块电路采用常规设计。

本发明为了提高信息搜索的高效，建立了精准区分样本模型，通过建立该模型，将信息进行精确区分，为后续警方在进行追踪过程中，只需要输入部分特征信息，就能快速精确找到对应的车辆信息，并通过服务装置进行快速的信息共享，以大大提升处理效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的车辆定位模块的示意图。

图3为本发明的车辆追踪装置的示意图。

图4为本发明的服务装置的示意图。

图5为本发明的恒流恒压电路图。

图6为本发明的精准区分样本模型的处理模型单元图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图6所示，基于区块链的gps定位识别的车辆追踪系统，包括车辆定位模块、车辆追踪装置、服务装置和区块链服务平台。车辆定位模块、车辆追踪装置、服务装置、区块链服务平台之间通过gprs连接通讯。车辆定位模块设置在汽车控制盘内。车辆追踪装置通过数据线连接于汽车控制盘上。在一定距离范围内，车辆追踪装置通过认证授权后，能直接接收车辆定位模块发射的信息，进行直连追踪。其中各个模块设备之间发送的信息都是通过加密，所以不持有相应密钥是无法解开里面信息内容的。

车辆定位模块包括gps定位仪、第一信息存储模块和信息发送模块，信息发送模块与第一信息存储模块、gps定位仪电性连接。第一信息存储模块记录车牌号、车辆现在所有人名称、车身颜色、燃料剩余量和行驶路径。信息发送模块发送实时gps定位和第一信息存储模块存储的信息。其中其发送的信息都是通过加密，所以不持有相应密钥是无法解开里面信息内容的。因为其设置比较简单成本很低，所以每台车上都可以安装，而市场上新出的汽车都是自带的。

车辆追踪装置包括电源模块、信息识别模块、第二信息存储模块、第一信息收发模块、显示器。电源模块与信息识别模块、第二信息存储模块、第一信息收发模块、显示器电性连接，并提供电力。信息识别模块包括人脸识别模块、指纹识别模块和声纹识别模块，人脸识别模块设置在显示屏上方，指纹识别设置在车辆追踪装置左侧面，声纹识别模块设置在车辆追踪装置两侧。第二信息存储模块通过第一信息收发模块接收认证信息，通过认证后进行信息存储。第一信息收发模块与第二信息存储模块连接。显示器包括中央处理器和显示屏，中央处理器与第二信息存储模块电性连接，中央处理器将第二信息存储模块的内容处理后显示在显示屏上。

其工作原理主要通过服务装置将授权验证信息发送给车辆追踪装置，车辆追踪装置将该信息存储在第二信息存储模块。只有当授权人通过指纹识别模块、人脸识别模块、声纹识别模块三者的验证，才会正式授权成功，启动设备。从而获取的授权人对应能看到的信息，从区块链服务平台将数据信息显示在显示器上。而实际运作中，比如警方进行追捕，其会授权多台设备，且授权人不同，但授权信息相同，此时只要总指挥人确认授权，多台设备对应的使用人通过信息验证，则会通过共识机制将需要追踪的车辆的其它隐秘信息直接发送到车辆追踪装置，不需要过多的数据反复操作处理，大大降低了冗余操作，提升信息的共享。车辆追踪装置的本身使用信息也会被存储发送到区块链服务平台，因为其是通过时间作为存储链，且其修改困难，需要达到一半以上的节点存储信息修改，才会修改成功，因此其从客观上保障了记录数据的准确性，确保警方在执行过程中一旦出现违规行为，将被完整记录，保障证据的合法性。

其中，经过授权后，可以在一定距离范围内，车辆追踪装置直接接收车辆定位模块发射的信息，进行直连追踪。这样便于信息的高效联通，大大提高追踪效果。

车辆追踪装置还包括外接电源接口，确保车辆追踪装置能长时间运作。外接电源接口其通过恒流恒压电路将外接的汽车电源的转换为稳定设备运行的电源。具体的恒流恒压电路包括信号处理器、二极管、电阻、电容、极性电容和光敏元器件。具体电路如图5所示。

信号处理器有两个，分别为信号处理器u1和信号处理器u3。信号处理器u1的第一引脚和第二引脚作作为输入的负极，信号处理器u1的第三引脚与电容c5的一端连接，电容c5的另一端与极性电容c3的阴极、电容c4的一端连接，并且与输入的负极连接。极性电容c3的阳极与电阻r8的一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端、信号处理器u1的第四引脚、电容c4的另一端连接。

电阻r8、电阻r7、电阻r6串联，电阻r6的另一端与电阻r1的一端、电阻r2的一端、电容c1的一端一起作为输入的正极。电阻r1的另一端、电阻r3的一端、电容c1的另一端与二极管d1的阴极连接。电阻r2与电阻r3串联。二极管d1的阳极与信号处理器u1的第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚连接。电容c1的一端与二极管d1的阳极连接电感t1的两端。

电阻r5的另一端与二极管d3的阴极连接，二极管d3的阳极与电阻r4的一端、二极管d2的阴极连接，电阻r4的另一端与极性电容c2的阳极、电容c11的一端连接。极性电容c2的阴极、电容c11的另一端接地。二极管d2的阳极与电容c11的另一端连接电感t2的两端。

电阻r9与电阻r10串联，电阻r10的另一端与光敏元器件u2的第四引脚连接，光敏元器件u2的第三引脚为反馈引脚。光敏元器件的第一引脚与第二引脚之间连接电阻r12，电阻r12的一端连接电阻r11，电阻r11的另一端接vcc高电位，电阻r2的另一端与二极管d4的阳极、二极管d5的阳极连接。

二极管d4的阴极与电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端与电阻r15的一端、信号处理器u3的第一引脚连接。电阻r15的另一端与电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电阻r19的一端、电阻r20的一端、信号处理器u3的第二引脚连接，电阻r19的另一端接vcc高电位，电阻r20的另一端与信号处理器u3的第四引脚一起接地。信号处理器u3的第三引脚与电阻r16的一端连接，电阻r16的另一端接vcc高电位。

二极管d5的阴极与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端与电阻r17的一端、信号处理器u3的第七引脚连接，电阻r17的另一端与电容c10的一端连接，电容c10的另一端与信号处理器u3的第六引脚、电阻r21的一端、电容c9的一端连接，电阻r21的另一端、电容c9的另一端一起接地。信号处理器u3的第五引脚与电阻r18的一端、电容c8的一端连接，电容c8的另一端接地，电阻r18的另一端接vcc高电位。信号处理器u3的第八引脚接电容c6的一端和vcc高电位，电容c6的另一端接地。

市面上车载的输入电压基本上在12v至24v，而最大输出电流可以达到15安培甚至达到20安培。一般的市面上常用的一般的输出电压为5v，而输出电流则在1a—4a左右，仍然很不稳定，难以实现对车辆追踪装置的长期稳定使用。而采用本恒流恒压电路后，输出电压仍为5v，而输出电流会控制在1.7a至2.2a。有助于设备的长期此环境下使用。

服务装置包括显示模块、处理模块、存储模块、认证模块和第二信息收发模块。显示模块、存储模块、认证模块、第二信息收发模块和处理模块电性连接。显示模块采用触摸屏，进行相关信息输入和信息显示。认证模块将显示模块输入的需要认证的信息与区块链服务平台内存储的加密信息进行比对。存储模块将认证通过后的部分认证信息进行分类存储，并将服务装置与车辆定位模块、车辆追踪装置之间收发的信息进行存储。处理模块将认证通过后的存储模块内的信息显示给显示模块。

服务装置通过认证模块，由实际权利人输入准确的信息，来通过认证启动追踪，第一次认证的传输数据会很多，但是认证后，实际权利人可以通过共识机制直接授权，不再需要重复提供很多的信息，来减少冗余，提高并发量，提升处理效率和信息的共享。服务装置会接收车辆定位模块、车辆追踪装置的信息，并显示出来，供实际权利人进行实时监控，便于如警方总指挥进行全局指挥，决定是否增加人手等。

区块链服务平台与服务装置通讯。区块链中记录车牌号、车辆现在所有人名称、车身颜色、车辆登记日期、原有车辆所有人名称、经销企业名称、企业营业执照号、车辆所有人身份证号或营业执照号、所有人联系地址、维修记录、交通事故记录、保险单信息、登记证信息、行驶证信息。区块链服务平台将根据服务装置发送过来的信息调取对应其权限内容的信息传输给服务装置。

作为优选，服务装置存储模块中的分类存储，是通过建立精准区分样本模型进行。如对数据中的马自达a6车辆信息和照片作为样本模型的输入，首先第一次进入样本模型时输出为汽车，再接着进行二次样本模型处理输出为马自达，第三次为红色马自达，第四次为受损程度，第五次为车胎状态……以最后得到分类存储的具体细节，马自达a6的实际颜色、车辆状况、形式路径等等，以建立精准信息的细化存储。以此达到，如警方授权后通过输入部分车辆特征信息，就能高效得到唯一对应的实际车辆的所有信息。

具体建立此精准区分样本模型如下：

精准区分样本模型采用多个连续相同处理模型单元进行处理，模型单元包括输入层、隐蔽层和输出层，即模型单元形成输入和输出的对应，以隐蔽层进行建立映射模型。输入层包括上一层样本模型的全部节点的输出值、所在层节点与上一层的全部节点的权值和当前节点的阀值，以及激活函数，具体判断公式如下：

xj＝f(sj)

其中f为激活函数，选取s型函数，i和j为样本模型各层节点即第几个输入值，第几层处理，wij为节点i和节点j之间的权值，bj为节点j的阀值，xj每个节点的输出值。第一次样本模型输入层节点没有阀值。

激活函数具体如下：

其中x为输入，e为常量，a、b为常量。

建立精准区分样本模型还包括验证机制即反向传递过程，为了验证最后的准确性。其通过输入和最终的输出的对比，来反复修正权值和阀值，进而来修正正向建模处理中的权值、阀值，使得误差识别降到最小，从而得到精准区分样本模型，具体处理如下：

反向传递过程具体处理函数e如下：

其中dj为输出层的所有结果，yj为正向建模处理后的结果，w为权值，b为阀值，n为层数。通过不断对比调整样本模型的权值和阈值，使其相对误差梯度下降，从而根据梯度下降法进行修正。

e(w,b)的梯度正比于权值矢量修正量，故对于第j个输出节点有:

η为变量。根据激活函数，可知对激活函数求导，得到

从而针对wij就有

其中有

同样对于bj有

从而得到隐蔽层与输出层连接间的权值还有输出层阀值的调整量的方法。但还需要得到输入层和隐蔽层的节点间的权值，以及隐蔽层间节点的阀值的调整量，具体公式如下：

其中wki是输入层k节点与隐层i节点之间的权重，那么还有

根据上述公式，基于梯度下降法，得到隐蔽层与输出层之间连接节点的权值和阀值，由下面的公式来完成：

其中η1、η2为变量，由上式子可得输入层与隐蔽层连接的权值和阈值，具体公式如下：

构建中根据实际情况来确定输入层的节点个数和输出层的节点个数，但是隐蔽层节点个数是不确定的，但隐蔽层节点的个数会影响网络的拟合程度，因此采用如下公式确定隐蔽层节点数：

隐蔽层节点数用h表示，输入层节点数用m表示，输出层节点数用n表示，得到更加准确的隐蔽层节点数和更加精确的模型添加调节常数用a表示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。