一种自动抚育的工作记录的方法和装置与流程

本发明涉及林业设备和区块链技术领域，尤其涉及一种自动抚育的工作记录的方法和装置。

背景技术：

在林业培育技术领域中，对林木的抚育能够提升林木的经济价值。

现有技术中，虽然存在一些自动抚育机器人，发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：

1、由于对林业的抚育工作的价值体现发生在未来，且需要长期的积累才能得到效果，而现有技术中各个自动抚育机器人无法生成并记录其抚育工作量，因而无法衡量每个自动抚育机器人的工作价值；

2、各个自动抚育机器人不能信息共享，无法大规模提升林业的抚育工作的作业覆盖率和作业质量。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种林木抚育装置，能够生成并记录对林木的工作量。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种自动抚育的工作记录方法，包括：根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案；获取所述林木抚育方案执行过程中的工作数据；在区块链中验证所述林木抚育方案和所述工作数据，生成验证后的抚育工作记录。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案包括：根据至少一个传感器的数据获取至少一棵树木的信息和至少一个抚育设备的状态信息；基于所述至少一棵树木的信息生成所述至少一棵树木的抚育计划；基于所述至少一个抚育设备的状态信息生成所述抚育计划的执行方案。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述在区块链中验证所述林木抚育方案和所述工作数据包括：将所述工作数据向网络中的邻居节点传播；接收获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据；接收各网络节点对所述候选块数据的有效性和哈希值的验证结果。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述生成验证后的抚育工作记录包括：在通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，按照预设策略在本地和所述获胜矿工节点之间分配本次自动抚育工作的收益。

根据本发明的另一个方面，提供了一种自动抚育的工作记录装置，包括：抚育方案生成模块，用于根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案；工作数据获取模块，获取所述林木抚育方案执行过程中的工作数据；区块链验证模块，在区块链中验证所述林木抚育方案和所述工作数据，生成验证后的抚育工作记录。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述抚育方案生成模块包括：树木信息获取单元，用于根据至少一个传感器的数据获取至少一棵树木的信息；设备状态信息获取单元，用于根据至少一个传感器的数据获取至少一个抚育设备的状态信息；抚育计划生成单元，用于基于所述至少一棵树木的信息生成所述至少一棵树木的抚育计划；执行方案生成单元，用于基于所述至少一个抚育设备的状态信息生成所述抚育计划的执行方案。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述区块链验证模块包括：工作数据广播单元，用于将所述工作数据向网络中的邻居节点传播；候选块数据接收单元，用于接收获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据；验证结果接收单元，用于接收各网络节点对所述候选块数据的有效性和哈希值的验证结果。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述区块链验证模块还包括：连接操作接收单元，用于在通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述区块链验证模块还包括：收益分配单元，用于按照预设策略在本地和所述获胜矿工节点之间分配本次自动抚育工作的收益。

根据本发明的另一个方面，提供了一种自动抚育的工作记录方法，包括：接收网络中的邻居节点传播来的林木抚育方案执行过程中的工作数据；验证所述工作数据的有效性，如果有效则向下一跳传播，否则丢弃；在有效的工作数据传播至整个网络时，根据网络共识机制对所述工作数据进行哈希值的竞争计算；接收竞争获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据，对所述候选块数据的有效性和哈希值的进行验证；在各网络节点通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：基于地理位置信息和/或树木图像确定与所述工作数据对应的树木的唯一标识；基于所述唯一标识在数据库中查找所述树木的预设抚育计划；若所述工作数据满足所述预设抚育计划，则判定所述工作数据合法。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：将所述林木抚育方案在执行前、后的树木图像进行比对；若比对结果满足预设差异范围，则判定所述工作数据合法。

进一步，所述的自动抚育的工作记录方法，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：将抚育设备在执行所述林木抚育方案过程中的状态信息和预设状态信息进行比对；若比对结果满足预设差异条件，则判定所述工作数据合法。

根据本发明的另一个方面，提供了一种自动抚育的工作记录装置，包括：工作数据接收模块，用于接收网络中的邻居节点传播来的林木抚育方案执行过程中的工作数据；工作数据验证模块，用于验证所述工作数据的有效性，如果有效则向下一跳传播，否则丢弃；竞争计算模块，用于在有效的工作数据传播至整个网络时，根据网络共识机制对所述工作数据进行哈希值的竞争计算；候选块数据验证模块，用于接收竞争获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据，对所述候选块数据的有效性和哈希值的进行验证；

连接操作接收模块，用于在各网络节点通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述工作数据验证模块包括：唯一标识确定单元，用于基于地理位置信息和/或树木图像确定与所述工作数据对应的树木的唯一标识；预设抚育计划查找单元，用于基于所述唯一标识在数据库中查找所述树木的预设抚育计划；第一判定单元，用于在所述工作数据满足所述预设抚育计划时，判定所述工作数据合法。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述工作数据验证模块包括：树木图像比对单元，用于将所述林木抚育方案在执行前、后的树木图像进行比对；第二判定单元，用于在比对结果满足预设差异范围时，判定所述工作数据合法。

进一步，所述的自动抚育的工作记录装置，其中，所述工作数据验证模块包括：状态信息比对单元，用于将抚育设备在执行所述林木抚育方案过程中的状态信息和预设状态信息进行比对；第三判定单元，用于在比对结果满足预设差异条件时，判定所述工作数据合法。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述自动抚育的工作记录方法的步骤。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、能够基于传感器采集的数据自动判断是否对林木进行抚育；

2、能够基于对判断是否对林木进行抚育的判断结果，生成控制指令以控制林木抚育设备自动对林木进行抚育；

3、能够基于传感器采集的数据和/或所述林木抚育设备在执行所述控制指令的过程中的工作数据生成工作记录，实现了对每个林木抚育设备的工作价值的量化评价；

4、各个林木抚育设备基于区块链技术实现信息共享，大规模提升林业的抚育工作的作业覆盖率和作业质量。

附图说明

图1是本发明提供的自动抚育的工作记录方法和装置所涉及的抚育设备的一实施例的硬件结构连接关系示意图；

图2是本发明提供的自动抚育的工作记录方法和装置所参与的区块链网络拓扑关系示意图；

图3是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录方法第一实施例的步骤流程图；

图4是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第一实施例的模块关系示意图；

图5是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第二实施例的模块关系示意图；

图6是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第三实施例的模块关系示意图；

图7是工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录方法的第一实施例的步骤流程图；

图8是工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录装置的第一实施例的模块关系示意图；

图9是图1中控制器的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明提供的自动抚育的工作记录方法和装置所涉及的抚育设备的一实施例的硬件结构连接关系示意图。

如图1所示，抚育设备包括抚育组件、移动组件、传感器和控制器。抚育组件、传感器、控制器均安装于移动组件以能跟随移动组件进行移动。移动组件和抚育组件均与控制器通信连接，以接收控制器发送的控制指令。传感器与控制器通信连接，以向控制器发送采集的数据。

进一步，抚育组件包括修剪组件、松土组件、浇水组件、施肥方案、药物喷射组件中的一种或多种。其中，每种抚育组件包括驱动装置。驱动装置与控制器通信连接，以基于控制器发送的控制指令而运行。以修剪组件为例，修剪组件包括：裁切工具和驱动裁切工具运行的裁切驱动电机，裁切驱动电机在接收到控制器发送的控制指令后开始运行，从而驱动裁切工具的运作，裁切工具可以是剪刀、刀片、锯等。

控制器包括一个或多个处理器以及存储器，图1中以一个处理器和存储器为例。

传感器包括：图像传感器、地理定位模块、惯性传感器、温度传感器、湿度传感器中的一个或多个。

图2是本发明提供的自动抚育的工作记录方法和装置所参与的区块链网络拓扑关系示意图。

如图2所示，本发明提供的自动抚育的工作记录方法和装置所参与的区块链网络包括多个以点对点方式连接的节点。图2中，n1表示普通的区块链节点，n2表示图1中抚育设备中的处理器所作为的区块链网络中的节点。

图3是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录方法第一实施例的步骤流程图。如图3所示，在本实施例中，自动抚育的工作记录方法包括以下步骤s1-s3：

s1，根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案。

例如，图像传感器采集树木图像；地理定位模块采集抚育设备的地理位置信息。惯性传感器采集抚育设备的角速度和加速度。温度传感器采集抚育设备周围的空气和/或土壤温度；湿度传感器采集抚育设备周围的空气和/或土壤的湿度。传感器将采集的数据发送至控制器，控制器对传感器采集的数据进行处理和分析，生成林木抚育方案。林木抚育方案包括修剪方案、松土方案、浇水方案、施肥方案、药物喷射方案中的一种或多种。

修剪方案为例，修剪方案具体包括：确定待修剪的树木、确定修剪组件的运转方案和确定移动组件的移动方案。

s2，获取所述林木抚育方案执行过程中的工作数据。

工作数据指的是；抚育设备在对林木抚育方案执行过程中的工作数据。

工作数据包括以下数据中的任一种或多种：抚育设备的运行状态数据，例如:切割传感器的感测数据、抚育设备的地理位置信息、抚育设备的惯性信息、抚育设备的时间信息、抚育设备的环境信息。环境信息包括：温度、湿度等信息。

s3，在区块链中验证所述林木抚育方案和所述工作数据，生成验证后的抚育工作记录。

在自动抚育的工作记录方法的第二实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，步骤s1根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案包括：

s11，根据至少一个传感器的数据获取至少一棵树木的信息。

s12，基于所述至少一棵树木的信息生成所述至少一棵树木的抚育计划。

s13，根据至少一个传感器的数据获取至少一个抚育设备的状态信息。

s14，基于所述至少一个抚育设备的状态信息生成抚育计划的执行方案。

执行方案包括：修剪组件控制指令、松土组件控制指令、浇水组件控制指令、施肥方案控制指令、药物喷射组件控制指令、移动组件控制指令中的一种或多种。移动组件控制指令用于控制抚育设备的移动组件的运行(运行包括：开启、关闭以及其他功能的调节)。

需要说明的是，步骤s11和步骤s12按先后顺序执行，步骤s13和步骤s14按先后顺序执行，而步骤s11-s12和步骤s13-s14的执行没有先后顺序，可以先执行步骤s11-s12再执行步骤s13-s14，也可以先执行步骤s13-s14，再执行步骤s11-s12，还可以同时执行或交叉执行。

在自动抚育的工作记录方法的第二实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，步骤s3在区块链中验证所述林木抚育方案和所述工作数据包括：

s31，将所述工作数据向网络中的邻居节点传播。

s32，接收获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据。

s33，接收各网络节点对所述候选块数据的有效性和哈希值的验证结果。

在自动抚育的工作记录方法的第三实施例中，在上述第二实施例的基础上，其中，步骤s3生成验证后的抚育工作记录包括：在通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

在自动抚育的工作记录方法的第四实施例中，在上述第三实施例的基础上，其中，在步骤s3之后，还包括步骤s4：按照预设策略在本地和所述获胜矿工节点之间分配本次自动抚育工作的收益。例如：一棵树木修枝抚育作业完成后可获益1万，将该收益按照9：1的比例分配，即进行修枝抚育作业方可获利9k，在对抚育工作记录进行存储和验证的过程中，获胜矿工节点(最快用算法对修枝抚育工作验证成功并计算出该区块的哈希值)获利1k，基于这种激励机制，能促使数据的分布式存储系统更加稳定。

在另一种实施方式中，如果进行抚育的树木过多，数据量过大，由于区块链的存储容量受限制，可以将抚育工作记录存放在区域链下的云存储中，区块链中只保留对该数据在云存储中的引用。

在另一种实施方式中，每个节点处的抚育工作完成后，都将其产生的工作数据存储到区块链中，该数据可以选择对某些机构公开，对某些机构不公开，没有查看权限的机构需要对查看该数据时，可以收取一定费用。进一步地，查看该工作数据时，可以通过对树木所处位置或时间的索引来查看，大大提高了准确度和效率，有利于大规模地提升作业覆盖率和作业质量。

图4是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第一实施例的模块关系示意图。

如图4所示，在本实施中，自动抚育的工作记录装置包括：抚育方案生成模块、工作数据获取模块和区块链验证模块。

抚育方案生成模块用于根据至少一个传感器的数据生成林木抚育方案。

工作数据获取模块用于获取所述林木抚育方案执行过程中的工作数据。

区块链验证模块用于在区块链中验证林木抚育方案和工作数据，生成验证后的抚育工作记录。

图5是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第二实施例的模块关系示意图。

如图5所示，在自动抚育的工作记录装置的第二实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，抚育方案生成模块包括：树木信息获取单元、设备状态信息获取单元、抚育计划生成单元和执行方案生成单元。

树木信息获取单元，用于根据至少一个传感器的数据获取至少一棵树木的信息。

设备状态信息获取单元，用于根据至少一个传感器的数据获取至少一个抚育设备的状态信息。

抚育计划生成单元，用于基于所述至少一棵树木的信息生成所述至少一棵树木的抚育计划。

执行方案生成单元，用于基于所述至少一个抚育设备的状态信息生成所述抚育计划的执行方案。

图6是工作在图2中n2节点的自动抚育的工作记录装置的第三实施例的模块关系示意图。

如图6所示，在自动抚育的工作记录装置的第三实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，区块链验证模块包括：工作数据广播单元、候选块数据接收单元和验证结果接收单元。

工作数据广播单元，用于将所述工作数据向网络中的邻居节点传播。

候选块数据接收单元，用于接收获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据。

验证结果接收单元，用于接收各网络节点对所述候选块数据的有效性和哈希值的验证结果。

在自动抚育的工作记录装置的第四实施例中，在上述第三实施例的基础上，其中，区块链验证模块还包括连接操作接收单元。连接操作接收单元用于在通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

在自动抚育的工作记录装置的第五实施例中，在上述第四实施例的基础上，其中，区块链验证模块还包括收益分配单元。收益分配单元用于按照预设策略在本地和所述获胜矿工节点之间分配本次自动抚育工作的收益。

图7是工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录方法的第一实施例的步骤流程图。

如图7所示，在本实施例中，自动抚育的工作记录方法包括以下步骤s10-s50：

s10，接收网络中的邻居节点传播来的林木抚育方案执行过程中的工作数据。

s20，验证所述工作数据的有效性，如果有效则向下一跳传播，否则丢弃。

s30，在有效的工作数据传播至整个网络时，根据网络共识机制对所述工作数据进行哈希值的竞争计算。

s40，接收竞争获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据，对所述候选块数据的有效性和哈希值的进行验证。

s50，在各网络节点通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

在工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录方法的第二实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：

s211，基于地理位置信息和/或树木图像确定与所述工作数据对应的树木的唯一标识。

s212，基于所述唯一标识在数据库中查找所述树木的预设抚育计划。

s213，若所述工作数据满足所述预设抚育计划，则判定所述工作数据合法。

在被实施例中，预设抚育计划是根据树木的生长和抚育规律预先制定的时间周期，例如短于预定周期的抚育工作被认为是不必要的，也就是一个伪需求。对需求的认证保证了抚育设备不被认为的滥用于反复执行一个不必要的抚育工作。

在工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录方法的第三实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：

s221，将所述林木抚育方案在执行前、后的树木图像进行比对。

s222，若比对结果满足预设差异范围，则判定所述工作数据合法。

本实施例通过通过对树木在被抚育前、后的图像的对比，确认树木是否被正确的修剪了枝条。

在工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录方法的第三实施例中，在上述第一实施例的基础上，其中，所述验证所述工作数据的有效性包括：

s231，将抚育设备在执行所述林木抚育方案过程中的状态信息和预设状态信息进行比对。

s232，若比对结果满足预设差异条件，则判定所述工作数据合法。

例如，通过对抚育设备的惯性传感器和刀具工作时间的验证，可以确认该抚育设备是否在预定的位置进行了一个常规的作业。例如，惯性传感器的数据显示抚育设备始终没有离开过地面，则证明该抚育设备没有执行一次常规的抚育作业。类似的，抚育设备最初记录的其他数据可以通过类似的方法用于抚育作业的真实性验证。

图8是工作在图2中n1节点的自动抚育的工作记录装置的第一实施例的模块关系示意图。如图8所示，在本实施例中，自动抚育的工作记录装置包括工作数据接收模块、工作数据验证模块、竞争计算模块、候选块数据验证模块和连接操作接收模块。

工作数据接收模块，用于接收网络中的邻居节点传播来的林木抚育方案执行过程中的工作数据。

工作数据验证模块，用于验证所述工作数据的有效性，如果有效则向下一跳传播，否则丢弃。

竞争计算模块，用于在有效的工作数据传播至整个网络时，根据网络共识机制对所述工作数据进行哈希值的竞争计算。

候选块数据验证模块，接收竞争获胜矿工节点广播的带有时间戳的候选块数据，对所述候选块数据的有效性和哈希值的进行验证。

连接操作接收模块，在各网络节点通过所述验证时，接收所述获胜矿工节点将所述候选块数据连到所述区块链主链上的操作。

进一步，工作数据验证模块包括唯一标识确定单元、预设抚育计划查找单元和第一判定单元。

唯一标识确定单元，用于基于地理位置信息和/或树木图像确定与所述工作数据对应的树木的唯一标识。

预设抚育计划查找单元，用于基于所述唯一标识在数据库中查找所述树木的预设抚育计划。

第一判定单元，用于在所述工作数据满足所述预设抚育计划时，判定所述工作数据合法。

进一步，工作数据验证模块包括：树木图像比对单元和第二判定单元。

树木图像比对单元，用于将所述林木抚育方案在执行前、后的树木图像进行比对。

第二判定单元，用于在比对结果满足预设差异范围时，判定所述工作数据合法。

进一步，工作数据验证模块包括状态信息比对单元和第三判定单元。

状态信息比对单元，用于将抚育设备在执行所述林木抚育方案过程中的状态信息和预设状态信息进行比对。

第三判定单元，用于在比对结果满足预设差异条件时，判定所述工作数据合法。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分描述对象的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图9是图1中控制器的硬件结构示意图。

如图9所示，控制器一个或多个处理器以及存储器，图9中以一个处理器为例。本领域技术人员可以理解，图9中示出的电子设备的结构并不构成对本发明实施例的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

处理器可以由集成电路(integratedcircuit，简称ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)，也可以是cpu、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、图形处理器(graphicprocessingunit，简称gpu)及各种控制芯片的组合。在本发明实施方式中，cpu可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机课执行程序以及模块，如本申请实施例中的对植物抚育设备的工作记录装置对应的程序模块(例如，附图4所示的抚育方案生成模块、工作数据获取模块和区块链验证模块)。处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现图3中自动抚育的工作记录方法实施例的处理方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；在本发明实施例中，操作系统可以是android系统、ios系统或windows操作系统等等。存储数据区可存储依据对植物抚育设备的工作记录装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或者其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器。

本发明相对于现有技术中的对林木抚育管理方法，抚育设备不仅能够根据各传感器采集的数据自动对树木进行修枝等抚育，而且还可以对抚育工作进行记录，并将抚育工作记录发送至处理器。处理器作为区块链网络中的节点，进一步地通过传送至网络中的其他各个节点，其他节点对抚育工作记录进行验证，在验证通过后将该抚育工作记录写入区块链的主链中。本发明提供的技术方案能够对抚育工作记录进行分布式存储，大大保证了抚育工作记录的可靠性(不可篡改)，进而大规模地提升作业覆盖率和作业质量。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。