基于区块链的起重设备监测方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及区块链技术领域，尤其是基于区块链的起重设备监测方法、系统及存储介质。

背景技术：

起重设备包括起重机和施工电梯。起重设备在施工现场容易出现安全事故，所以起重设备的安全监控引起了人们的重视。起重设备的安全要从平时的保养维护、检修方面做好。在起重设备使用前后要注意检测设备是否运转正常，相关零部件是否安装到位，还需要安装一些保护设施，如防碰装置，限位装置等，可以保护设备，减少设备的损坏。

起重设备的操作要正确，不能违反操作规则，不能超载使用。平时可能会遇到一些刮风下雨等不良天气，要采取保护措施。有一些电缆、电线容易产生老化，所以起重设备的作业环境的变化，要做好全方位的保护装置才能放心使用。因此对起重设备的监控十分必要。

在工程上，如若起重设备出现问题，需要追踪责任。目前，从起重设备生产出来到设备在工地使用完拆卸，每个环节由于涉及到很多人和设备，因此极易出现问题，那么如何正确的明晰责任、追踪问题根源就极为重要。

区块链技术以其透明可信、防篡改、可追溯、去中心化等特性，可以有效解决政府部门或企业间的信任问题，使信息更加公开透明；城市建筑废弃物处理数据可追溯，便于查找问题根源；根据区块链数据信息，可以防止非法倾倒；打破信息壁垒，各部门节点查询信息更便捷，从而提高政府部门或企业的工作效率。

但是，目前还没有提出将区块链技术应用到起重设备监管的相关报道。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种可追溯、防篡改以及安全可信的，基于区块链的起重设备监测方法、系统及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了基于区块链的起重设备监测方法，包括以下步骤：

建立起重设备监测区块链；

将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链；所述监测信息包括起重设备使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录、设备生产商出具的设备出厂合格证明、产权备案单位出具的备案通过证书、合同及发票、安拆单位安装完设备时出具的安装合格证明、检测单位出具的设备可安全使用证书；另外，对于具有维修历史的起重设备，所述监测信息还包括产权备案单位出具的维修合格记录单；

通过不同节点分布式访问所述区块链，对起重设备进行监测跟踪。

进一步，所述将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链，包括：

通过私钥加密方法对待上链的监测信息进行加密，将加密后得到的消息广播给其余区块链网络节点；

确定所述消息的消息指纹唯一后，用公钥对消息进行解密；

确定解密后的消息内容合理后，将消息发送给排序节点；

通过排序节点对消息进行排序；

通过排序节点进行区块打包；

由区块链中的其他节点将区块进行同步。

进一步，还包括对区块链中的监测信息进行查重的步骤，该步骤包括以下步骤：

获取每条监测信息的信息指纹；

在将监测信息进行上链之前，将信息指纹广播至区块链；

所有节点通过所述信息指纹在本地进行信息查重，确定该信息指纹未存储在任意节点上，则将该条监测信息上链。

进一步，还包括背书节点和排序节点的轮换步骤，该步骤包括以下步骤：

确定初始设定的背书节点、排序节点和普通节点；

在处理若干轮交易后，各个节点竞选背书节点身份和排序节点身份；

其余节点投票确定竞选结果；

根据竞选结果，确定背书节点和排序节点并运行区块链。

进一步，还包括背书节点和排序节点的轮换步骤，该步骤包括以下步骤：

确定初始设定的背书节点、排序节点和普通节点；

在处理若干轮交易后，通过可验证随机函数vrf确定新一轮的背书节点和排序节点；

根据新确定的背书节点和排序节点运行区块链。

进一步，还包括事故追溯的步骤，该步骤包括以下步骤：

判断区块链上是否有使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录，若是，则执行下一步骤；如果只有特种作业证书，无人脸识别考勤记录的，则在线下追责后根据实际情况确定进入下一步骤；若没有特种作业证书，只有人脸识别考勤记录的或者二者都没有的，使用人员承担事故责任；

判断区块链上是否有设备可安全使用证书，若是，则执行下一步骤；反之，则确认检测单位承担事故责任；

判断区块链上是否有安装合格证明，若是，则执行下一步骤；反之，则确认安拆单位承担事故责任；

判断区块链上是否有备案通过证书，以及，对于有维修历史的起重设备，判断是否有维修合格记录单，若是，则执行下一步骤；反之，则确认产权备案单位承担事故责任；

判断区块链上是否有设备出厂合格证明，若是，则确认没有事故责任方；反之，则确认设备生产商承担事故责任。

进一步，还包括数据写入步骤，该步骤包括以下步骤：

计算待写入的监测数据的元信息，所述元信息包括数据所有方、内容、哈希值和时间戳；

将待写入的监测数据存储至当前区块，得到监测数据的定位信息，所述定位信息包括区块编号、监测信息的编号和偏移量；

将监测信息所在的区块编号作为键，定位信息作为值，生成对应的键值对。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于区块链的起重设备监测系统，包括：

构建模块，用于建立起重设备监测区块链；

上链模块，用于将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链；所述监测信息包括起重设备使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录、设备生产商出具的设备出厂合格证明、产权备案单位出具的备案通过证书、合同及发票、安拆单位安装完设备时出具的安装合格证明、检测单位出具的设备可安全使用证书；另外，对于具有维修历史的起重设备，所述监测信息还包括产权备案单位出具的维修合格记录单；

监测模块，用于通过不同节点分布式访问所述区块链，对起重设备进行监测跟踪。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于区块链的起重设备监测系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的基于区块链的起重设备监测方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于区块链的起重设备监测方法。

上述本发明实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本发明通过建立起重设备监测区块链，然后将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链，最后通过不同节点分布式访问所述区块链，对起重设备进行监测跟踪；本发明能够将起重设备的各个环节产生的证明或者证书实时上传到区块链，当任意环节出现安全问题时，可以实时进行监测追踪。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的整体步骤流程图；

图2为本发明实施例的上链过程的步骤流程图；

图3为本发明实施例的第一种节点身份调整过程示意图；

图4为本发明实施例的第二种节点身份调整过程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本实施例提供了一种基于区块链的起重设备监测方法，包括以下步骤：

s1、建立起重设备监测区块链；

s2、将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链；所述监测信息包括起重设备使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录、设备生产商出具的设备出厂合格证明、产权备案单位出具的备案通过证书、合同及发票、安拆单位安装完设备时出具的安装合格证明、检测单位出具的设备可安全使用证书；另外，对于具有维修历史的起重设备，所述监测信息还包括产权备案单位出具的维修合格记录单；

具体的，如图2所示，本申请将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链，包括：

s21、通过私钥加密方法对待上链的监测信息进行加密，将加密后得到的消息广播给其余区块链网络节点；

s22、确定所述消息的消息指纹唯一后，用公钥对消息进行解密；

s23、确定解密后的消息内容合理后，将消息发送给排序节点；

s24、通过排序节点对消息进行排序；

s25、通过排序节点进行区块打包；

s26、由区块链中的其他节点将区块进行同步。

本实施例还执行了用户上链的步骤，该步骤包括以下步骤：发起上链请求；识别上链请求的存证类型；根据上链请求的存证类型，将上链请求存入消息池；根据消息池内的存储信息，通过记帐节点进行区块打包操作；在记帐节点上记录打包的区块；区块链中的其他节点通过相邻节点同步记录打包的区块。

s3、通过不同节点分布式访问所述区块链，对起重设备进行监测跟踪。

进一步作为优选的实施方式，还包括对区块链中的监测信息进行查重的步骤，该步骤包括以下步骤：

获取每条监测信息的信息指纹；其中，所述信息指纹通过加密算法对监测信息进行计算得到。

在将监测信息进行上链之前，将信息指纹广播至区块链；本实施例通过p2p广播的方法，将信息指纹广播至区块链。

所有节点通过所述信息指纹在本地进行信息查重，确定该信息指纹未存储在任意节点上，则将该条监测信息上链。

在另一实施例中，还包括对区块链中的监测信息进行查重的步骤，该步骤包括以下步骤：

获取每条监测信息的信息指纹；

在将监测信息进行上链之前，将信息指纹广播至区块链；

所有节点通过所述信息指纹在本地进行信息查重，确定该信息指纹未存储在任意节点上，则将该条监测信息上链。

如图3所示，在一个实施例中，本申请还包括背书节点和排序节点的轮换步骤，该步骤包括以下步骤：

确定初始设定的背书节点、排序节点和普通节点；

在处理若干轮交易后，各个节点竞选背书节点身份和排序节点身份；

其余节点投票确定竞选结果；

根据竞选结果，确定背书节点和排序节点并运行区块链。

具体的，本实施例在搭建区块链网络时，首先会确定节点的身份，将节点设置为背书节点、排序节点及普通节点。所有节点初始身份确定后，按照各节点角色运作区块链。其中，背书节点是为节点发出的交易背书，排序节点是为将区块链网络中的事务进行排序，普通节点只能发起交易，不能处理交易。区块链网络按照初始设定的节点机制运作n轮事务后，为防止作弊问题，开启轮换机制。开始竞选倒计时，由节点自由竞选成为背书节点和排序节点，并由其余节点投票是否同意该节点的竞选。待竞选时间结束后，按照新节点身份运作区块链。例如，节点发出type为0的消息(代表竞选背书节点。0：竞选背书节点，1：竞选排序节点)，网络上其余节点根据terdermint共识算法(tendermint属于拜占庭容错算法，它针对传统的pbft算法做了优化，只需要有两轮投票即可达成共识，目前tendermint算法主要应用在区块链系统中)做出应答，其余背书节点帮忙统计投票，如果该节点的赞成数大于等于总投票结果的2/3，则节点竞选成功，通知该节点成为背书节点。成功竞选的背书节点使用背书节点的身份运作。

在一个实施例中，所述消息的数据结构为：

{

type:0,

ip:'x.x.x.x',

timestamp:xxx,

identity:”

}

如图4所示，在另一个实施例中，本申请的背书节点和排序节点的轮换步骤，该步骤包括以下步骤：

确定初始设定的背书节点、排序节点和普通节点；

在处理若干轮交易后，通过可验证随机函数vrf确定新一轮的背书节点和排序节点；

根据新确定的背书节点和排序节点运行区块链。

具体的，在该实施例中，采用了可验证随机函数vrf来确定背书节点和排序节点的轮换机制。在搭建区块链网络时，会先确定节点的身份，将节点设置为背书节点、排序节点及普通节点。所有节点初始身份确定后，按照各节点角色运作区块链。背书节点是为节点发出的交易背书，排序节点是为将区块链网络中的事务进行排序，普通节点只能发起交易，不能处理交易。区块链网络按照初始设定的节点机制运作n轮事务后，为防止作弊问题，使用vrf轮换节点身份。

vrf的方式是，让各个节点自己抽签，如果抽中了之后，大家可以很容易地验证这个结果确实是你生成的。具体过程有可能是这样的：假设现在是round10(第10轮)，节点们可能会轮流抽签，以节点自己的私钥+一个全网都知道的随机数(比如是这轮的轮次10)作为输入，生成了一个随机数(0-100)；设置一个条件：100个节点轮流抽签，谁先抽出来的随机数大于10，就是这一轮的打包者。假设5号节点抽到了11，可是只有5号知道其他人不知道，因此他在广播这个随机的同时还需要广播一个零知识证明。通过零知识证明，全网只需要通过5号的公钥就可以验证，接受5号为这轮选中的节点。

通过vrf算法，自动确定新一轮的节点身份，确定好新的节点身份后，按照新身份运作区块链。

在一些实施例中，还包括事故追溯的步骤，该步骤包括以下步骤：

判断区块链上是否有使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录，若是，则执行下一步骤；如果只有特种作业证书，无人脸识别考勤记录的，则在线下追责后根据实际情况确定进入下一步骤；若没有特种作业证书，只有人脸识别考勤记录的或者二者都没有的，由使用人员承担事故责任；

判断区块链上是否有设备可安全使用证书，若是，则执行下一步骤；反之，则确认检测单位承担事故责任；

判断区块链上是否有安装合格证明，若是，则执行下一步骤；反之，则确认安拆单位承担事故责任；

判断区块链上是否有备案通过证书，以及，对于有维修历史的起重设备，判断是否有维修合格记录单，若是，则执行下一步骤；反之，则确认产权备案单位承担事故责任；

判断区块链上是否有设备出厂合格证明，若是，则确认没有事故责任方；反之，则确认设备生产商承担事故责任。

进一步作为优选的实施方式，还包括数据写入步骤，该步骤包括以下步骤：

计算待写入的监测数据的元信息，所述元信息包括数据所有方、内容、哈希值和时间戳；

将待写入的监测数据存储至当前区块，得到监测数据的定位信息，所述定位信息包括区块编号、监测信息的编号和偏移量；

将监测信息所在的区块编号作为键，定位信息作为值，生成对应的键值对。

另外，本发明实施例提供了一种基于区块链的起重设备监测系统，包括：

构建模块，用于建立起重设备监测区块链；

上链模块，用于将起重设备从生产到施工过程的监测信息上链；所述监测信息包括起重设备使用人员出具的特种作业证书和人脸识别考勤记录、设备生产商出具的设备出厂合格证明、产权备案单位出具的备案通过证书、合同及发票、安拆单位安装完设备时出具的安装合格证明、检测单位出具的设备可安全使用证书；另外，对于具有维修历史的起重设备，所述监测信息还包括产权备案单位出具的维修合格记录单；

监测模块，用于通过不同节点分布式访问所述区块链，对起重设备进行监测跟踪。

再有，本发明实施例提供了一种基于区块链的起重设备监测系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的基于区块链的起重设备监测方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于区块链的起重设备监测方法。

综上所述，本发明基于区块链的起重设备监测方法、系统及存储介质具有以下优点：

1、本发明能够将起重设备的各个环节产生的证明或者证书实时上传到区块链，当任意环节出现安全问题时，可以实时进行监测追踪。

2、本发明能够对区块链中存储的重复数据进行查重处理，避免相同数据存储在不同的节点中，能够节省各个节点的存储空间。

3、本发明通过信息指纹的定位信息来对监测数据进行实时查询，提高了查询速度，实时性高。

4、本发明通过键值对的存储方式对监测数据进行写入存储，有助于提高数据查询的效率，便于后续的监测追踪。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。