一种基于区块链的称重检测数据记录系统及数据记录方法与流程

本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种基于区块链的称重检测数据记录系统及数据记录方法。

背景技术：

车辆超载是指车辆运载的货物重量或人数超过行驶证的核定在质量或人数。一直以来，超载车辆都是交通安全和桥梁维护的严重威胁，由于超载车辆碾压，路面极易出现龟裂、坑槽、沉陷、翻浆、车辙、桥梁铺装破碎、板体断裂等病害，每年都要投入巨额资金进行维修，不仅是路政建设的极大负担，还造成了极大的交通安全隐患。称重检测系统在控制车辆超载的过程中发挥了极其重要的作用。

然而，在现有称重检测数据记录系统中，称重检测数据容易被篡改，不利于增强称重检测数据记录系统的安全性。其原因在于，现有称重检测数据记录系统采用的是集中存储方式，而这种集中存储方式容易被攻破，只需要攻破中心数据库，就能篡改称重检测数据。特别是对于内部人员，可以直接接触到中心数据库，通过篡改数据库内容很容易实现造假称重检测数据。在这种情况下，如何有效的利用区块链技术解决称重检测数据追溯认证成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种基于区块链的称重检测数据记录系统，旨在解决在现有称重检测数据记录系统中，称重检测数据容易被篡改，不利于增强称重检测数据记录系统的安全性的问题。本发明实施例是这样实现的，一种基于区块链的称重检测数据记录系统，所述称重检测数据记录系统包括管理服务器、多个称重检测数据记录节点以及设在收费车道的称重检测装置；所述多个称重检测数据记录节点包括当前称重检测数据记录节点和称重检测数据剩余记录节点；所述称重检测装置包括图像采集模块、车牌识别模块、定位模块、称重模块、微处理器和无线通信模块，所述图像采集模块、所述车牌识别模块、所述称重模块和所述无线通信模块分别与所述微处理器连接；所述管理服务器和称重检测数据优选记录节点采用联盟链方式建链，构成区块链网络；所述管理服务器用于建立创世区块，并为每个称重检测数据优选记录节点分配账号和密钥，并在区块链网络上发布智能合约，所述智能合约中设有允许访问区块链账本信息的节点标识；

所述称重检测装置通过所述图像采集模块和所述车牌识别模块识别出货运车辆的车牌号，通过所述无线通信模块，在交警系统的车牌车型数据库获得所述车牌号的最大载重量，通过所述称重模块检测出所述货运车辆的实际载重量，通过所述微处理器将所述实际载重量与所述最大载重量进行比对，如果所述实际载重量大于所述最大载重量，通过所述定位模块获取位置信息，所述微处理器将当前时间、所述位置信息、所述车牌号以及所述实际载重量打包成称重检测数据，通过所述无线通信模块将所述称重检测数据发送至称重检测数据优选记录节点；

所述称重检测数据优选记录节点用于采用对应的账号和密钥加入所述区块链网络，并接收所述称重检测数据，在记录所述称重检测数据时，发起称重检测数据记录请求，得到交易唯一标识号，将所述称重检测数据以及交易唯一标识号打包形成交易数据，向所述称重检测数据剩余记录节点广播所述交易数据，通过权益证明机制验证自己是否被选为记账节点，如果自己被选为记账节点，就根据区块数据结构，将所述交易数据打包，生成区块，向称重检测数据剩余记录节点广播所述生成的区块，在已有区块链的链尾添加所述生成的区块，如果自己不被选为记账节点，就接收称重检测数据剩余记录节点广播的区块，在已有区块链的链尾添加所述广播的区块；

称重检测数据优选记录节点获取所述智能合约，通过所述智能合约验证自己的节点标识是否为所述允许访问区块链账本信息的节点标识，如果自己节点的标识为允许访问区块链账本信息的节点标识，就利用所述智能合约提供的查询接口，根据所述车牌号在所述区块链账本信息进行查询，获取查询结果，以实现所述称重检测数据的追溯。

进一步地，所述称重检测数据记录系统还包括道闸机，所述道闸机与所述称重检测装置相连接；所述称重检测装置在所述实际载重量不大于所述最大载重量时，向所述道闸机输出高电平信号；所述道闸机接收所述高电平信号后，抬起设在所述收费车道出口的道闸，以放行所述货运车辆。

进一步地，所述称重检测数据记录系统还包括发卡机，所述发卡机与所述称重检测装置相连接；所述称重检测装置在所述实际载重量不大于所述最大载重量时，向所述发卡机输出低电平信号；所述发卡机接收所述低电平信号后，自动发卡。

进一步地，在所述称重检测数据记录系统中，所述图像采集模块为摄像头，所述摄像头设在行车主干道侧面，所述称重模块设在所述收费道路上，所述称重模块前方设有减速带，使得所述货运车辆以低速通过所述收费道路。

进一步地，所述称重检测数据记录系统还包括led显示屏，所述led显示屏与所述称重检测装置相连接；所述称重检测装置在所述实际载重量大于所述最大载重量时，向所述led显示屏输出提醒信息；所述led显示屏接收并显示提醒信息，所述提醒信息为：已超载，请超载车辆右转行驶至超限检测站。

进一步地，在所述称重检测数据记录系统中，所述无线通信模块为4g模块。

进一步地，在所述称重检测数据记录系统中，所述无线通信模块为wifi模块。

进一步地，在所述称重检测数据记录系统中，所述定位模块为北斗定位模块。

进一步地，在所述称重检测数据记录系统中，所述定位模块为gps定位模块。

本发明的另一实施例在于提供一种基于上述称重检测数据记录系统的数据记录方法，包括：

所述管理服务器建立创世区块，并为每个称重检测数据优选记录节点分配账号和密钥，授权称重检测数据优选记录节点加入所述区块链网络，并在区块链网络上发布智能合约，所述智能合约中设有允许访问区块链账本信息的节点标识；

所述称重检测装置通过所述图像采集模块和所述车牌识别模块识别出货运车辆的车牌号，通过所述无线通信模块，在交警系统的车牌车型数据库获得所述车牌号的最大载重量，通过所述称重模块检测出所述货运车辆的实际载重量，通过所述微处理器将所述实际载重量与所述最大载重量进行比对，如果所述实际载重量大于所述最大载重量，通过所述定位模块获取位置信息，所述微处理器将当前时间、所述位置信息、所述车牌号以及所述实际载重量打包成称重检测数据，通过所述无线通信模块将所述称重检测数据发送至称重检测数据优选记录节点；

称重检测数据优选记录节点采用对应的账号和密钥加入所述区块链网络，并接收所述称重检测数据，在记录所述称重检测数据时，发起称重检测数据记录请求，得到交易唯一标识号，将所述称重检测数据以及交易唯一标识号打包形成交易数据，向所述称重检测数据剩余记录节点广播所述交易数据，通过权益证明机制验证自己是否被选为记账节点，如果自己被选为记账节点，就根据区块数据结构，将所述交易数据打包，生成区块，向称重检测数据剩余记录节点广播所述生成的区块，在已有区块链的链尾添加所述生成的区块，如果自己不被选为记账节点，就接收称重检测数据剩余记录节点广播的区块，在已有区块链的链尾添加所述广播的区块；

称重检测数据优选记录节点获取所述智能合约，通过所述智能合约验证自己的节点标识是否为所述允许访问区块链账本信息的节点标识，如果自己节点的标识为允许访问区块链账本信息的节点标识，就利用所述智能合约提供的查询接口，根据所述车牌号在所述区块链账本信息进行查询，获取查询结果，以实现所述称重检测数据的追溯。

在本发明实施例中，通过建立区块链将管理服务器、称重检测数据记录节点结合起来，由于区块链中的数据都是多备份存储的，因此无论是系统使用人员，还是系统攻击者都很难篡改称重检测数据，因此有利于增强称重检测数据记录系统的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的称重检测数据记录系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的数据记录方法的实施流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1是本发明实施例提供的称重检测数据记录系统的结构框图，详述如下：所述称重检测数据记录系统包括管理服务器、多个称重检测数据记录节点以及设在收费车道的称重检测装置；所述多个称重检测数据记录节点包括当前称重检测数据记录节点和称重检测数据剩余记录节点；所述称重检测装置包括图像采集模块、车牌识别模块、定位模块、称重模块、微处理器和无线通信模块，所述图像采集模块、所述车牌识别模块、所述称重模块和所述无线通信模块分别与所述微处理器连接；所述管理服务器和称重检测数据优选记录节点采用联盟链方式建链，构成区块链网络；所述管理服务器用于建立创世区块，并为每个称重检测数据优选记录节点分配账号和密钥，并在区块链网络上发布智能合约，所述智能合约中设有允许访问区块链账本信息的节点标识；

所述称重检测装置通过所述图像采集模块和所述车牌识别模块识别出货运车辆的车牌号，通过所述无线通信模块，在交警系统的车牌车型数据库获得所述车牌号的最大载重量，通过所述称重模块检测出所述货运车辆的实际载重量，通过所述微处理器将所述实际载重量与所述最大载重量进行比对，如果所述实际载重量大于所述最大载重量，通过所述定位模块获取位置信息，所述微处理器将当前时间、所述位置信息、所述车牌号以及所述实际载重量打包成称重检测数据，通过所述无线通信模块将所述称重检测数据发送至称重检测数据优选记录节点；

所述称重检测数据优选记录节点用于采用对应的账号和密钥加入所述区块链网络，并接收所述称重检测数据，在记录所述称重检测数据时，发起称重检测数据记录请求，得到交易唯一标识号，将所述称重检测数据以及交易唯一标识号打包形成交易数据，向所述称重检测数据剩余记录节点广播所述交易数据，通过权益证明机制验证自己是否被选为记账节点，如果自己被选为记账节点，就根据区块数据结构，将所述交易数据打包，生成区块，向称重检测数据剩余记录节点广播所述生成的区块，在已有区块链的链尾添加所述生成的区块，如果自己不被选为记账节点，就接收称重检测数据剩余记录节点广播的区块，在已有区块链的链尾添加所述广播的区块；

称重检测数据优选记录节点获取所述智能合约，通过所述智能合约验证自己的节点标识是否为所述允许访问区块链账本信息的节点标识，如果自己节点的标识为允许访问区块链账本信息的节点标识，就利用所述智能合约提供的查询接口，根据所述车牌号在所述区块链账本信息进行查询，获取查询结果，以实现所述称重检测数据的追溯。

其中，所述称重检测数据优选记录节点为所述称重检测装置所在超限检测站的服务器。这样的好处是，能够减少称重检测数据的传输时延，称重检测数据优选记录节点能够快速接收到称重检测数据。

所述称重检测数据剩余记录节点为所述多个称重检测数据记录节点中除所述称重检测数据优选记录节点以外的称重检测数据记录节点，称重检测数据剩余记录节点分布在其它的超限检测站。

例如，对称重检测数据记录节点和超限检测站进行简单编号，多个称重检测数据记录节点分别为称重检测数据记录节点1至10，分别放在超限检测站1至10，多个称重检测装置分别为称重检测数据记录节点1至10，如果称重检测数据记录节点1所在超限检测站为超限检测站1，那么，称重检测数据记录节点1就为称重检测数据优选记录节点，如果称重检测数据记录节点1所在超限检测站为超限检测站2，那么，称重检测数据记录节点2就为称重检测数据优选记录节点。

其中，所述称重检测装置预先存储称重检测数据优选记录节点的ip地址，根据所述ip地址，通过所述无线通信模块与称重检测数据优选记录节点建立tcp连接后，再通过所述无线通信模块将所述称重检测数据发送至称重检测数据优选记录节点。

其中，所述高电平信号为+2.5v，所述低电平信号为－2.5v。

为便于说明，所述管理服务器和称重检测数据优选记录节点采用联盟链方式建链，构成区块链网络，具体为：

所述管理服务器向称重检测数据记录节点颁发根证书；

称重检测数据优选记录节点配置所述根证书，并申请本称重检测数据记录节点对应的节点证书；

称重检测数据优选记录节点启动后，将自动连接称重检测数据剩余记录节点，并向称重检测数据剩余记录节点发送称重检测数据优选记录节点的节点证书；

所述称重检测数据剩余记录节点采用根证书校验称重检测数据优选记录节点发送的节点证书，如果校验通过，则建立连接，否则断开连接。

其中，权益证明机制为现有技术，具体的实施过程，在此不做赘述。

在本发明实施例中，通过建立区块链将管理服务器、称重检测数据记录节点结合起来，由于区块链中的数据都是多备份存储的，因此无论是系统使用人员，还是系统攻击者都很难篡改称重检测数据，因此有利于增强称重检测数据记录系统的安全性。

实施例二

图2是本发明实施例提供的数据记录方法的实施流程图，详述如下：

s201，所述管理服务器建立创世区块，并为每个称重检测数据优选记录节点分配账号和密钥，授权称重检测数据优选记录节点加入所述区块链网络，并在区块链网络上发布智能合约，所述智能合约中设有允许访问区块链账本信息的节点标识；

s202，所述称重检测装置通过所述图像采集模块和所述车牌识别模块识别出货运车辆的车牌号，通过所述无线通信模块，在交警系统的车牌车型数据库获得所述车牌号的最大载重量，通过所述称重模块检测出所述货运车辆的实际载重量，通过所述微处理器将所述实际载重量与所述最大载重量进行比对，如果所述实际载重量大于所述最大载重量，通过所述定位模块获取位置信息，所述微处理器将当前时间、所述位置信息、所述车牌号以及所述实际载重量打包成称重检测数据，通过所述无线通信模块将所述称重检测数据发送至称重检测数据优选记录节点；

s203，称重检测数据优选记录节点采用对应的账号和密钥加入所述区块链网络，并接收所述称重检测数据，在记录所述称重检测数据时，发起称重检测数据记录请求，得到交易唯一标识号，将所述称重检测数据以及交易唯一标识号打包形成交易数据，向所述称重检测数据剩余记录节点广播所述交易数据，通过权益证明机制验证自己是否被选为记账节点，如果自己被选为记账节点，就根据区块数据结构，将所述交易数据打包，生成区块，向称重检测数据剩余记录节点广播所述生成的区块，在已有区块链的链尾添加所述生成的区块，如果自己不被选为记账节点，就接收称重检测数据剩余记录节点广播的区块，在已有区块链的链尾添加所述广播的区块；

s204，称重检测数据优选记录节点获取所述智能合约，通过所述智能合约验证自己的节点标识是否为所述允许访问区块链账本信息的节点标识，如果自己节点的标识为允许访问区块链账本信息的节点标识，就利用所述智能合约提供的查询接口，根据所述车牌号在所述区块链账本信息进行查询，获取查询结果，以实现所述称重检测数据的追溯。

在本发明实施例中，通过建立区块链将管理服务器、称重检测数据记录节点结合起来，由于区块链中的数据都是多备份存储的，无论是系统使用人员，还是系统攻击者都很难篡改称重检测数据，因此有利于增强称重检测数据记录系统的安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。