一种基于区块链的生态环境监测管理系统及方法与流程

文档序号:31050857发布日期:2022-08-06 07:08阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于区块链的生态环境监测管理系统,其特征在于:所述系统包括:生态环境感知模块、数据管理中心、监测数据采集模块、监测数据分析模块和环境监测优化模块;通过所述生态环境感知模块设置环境监测点,利用监测点对监测范围内的土壤进行实时监测;通过所述数据管理中心将所有监测点监测到的土壤数据存储到区块链节点中;通过所述监测数据采集模块采集各区块链节点中存储的土壤数据、监测点的位置和有效监测范围数据;通过所述监测数据分析模块调取土壤数据,判断各节点存储的土壤数据分析参照度,并预测土壤数据收集效率;通过所述环境监测优化模块调整土壤监测点位置,并比对监测点调整前后的土壤数据收集效率,选择最优监测点。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的生态环境监测管理系统,其特征在于:所述生态环境感知模块包括土壤温度感知单元、土壤湿度感知单元和ph值检测单元,所述土壤温度感知单元利用温度传感器实时监测土壤温度;所述土壤湿度感知单元利用湿度传感器实时监测土壤湿度;所述ph值检测单元利用ph值传感探头监测土壤的ph值,将实时监测数据传输到所述数据管理中心中;所述监测数据采集模块包括节点数据采集单元和监测点信息采集单元,通过所述节点数据采集单元采集所述数据管理中心存储的所有设置的监测点监测到的土壤数据,将不同监测点监测到的数据存储到不同的区块链节点上,每个监测点都设置有温度传感器、湿度传感器和ph值传感探头;通过所述监测点信息采集单元采集监测点位置信息和监测区域范围数据。3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的生态环境监测管理系统,其特征在于:所述监测数据分析模块包括数据关联分析单元、信息有效预测单元和数据异常分析单元,通过所述数据关联分析单元调取所述监测数据采集模块采集到的土壤数据,分析监测点监测到的土壤数据的分析参照度;通过所述信息有效预测单元预测当前设置的区块链节点的数据收集效率;通过所述数据异常分析单元分析土壤数据,查询导致监测点监测到的土壤异常原因是否相同,得到信息有效预测误差参数,调整数据收集效率。4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的生态环境监测管理系统,其特征在于:所述环境监测优化模块包括节点选择调整单元和处理效率测试单元,通过所述节点选择调整单元调整并选择监测点位置,利用重新选择的监测点对土壤的温度、湿度和ph值进行监测,将监测到的数据传输到所述处理效率测试单元中;通过所述处理效率测试单元比对测试监测点调整前后的数据收集效率,选择最优监测点对土壤进行监测。5.一种基于区块链的生态环境监测管理方法,其特征在于:包括以下步骤:s1:设置环境监测点,利用监测点对土壤进行实时监测,将当前设置的监测点监测到的数据存储到不同的区块链节点上;s2:采集区块链节点中存储的土壤数据,判断各节点存储的土壤数据分析参照度;s3:预测当前设置的区块链节点的土壤数据收集效率;s4:获取土壤异常数据,查询土壤数据异常原因,得到预测结果偏差参数,调整预测结果;
s5:调整监测点位置,测试监测点调整前后的数据收集效率。6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的生态环境监测管理方法,其特征在于:在步骤s1-s2中:随机设置n个土壤监测点,利用温度传感器、湿度传感器和ph值传感探头对监测点监测范围内的土壤数据进行监测,将监测到的数据存储到区块链节点中,采集区块链节点中存储的土壤数据:在t1到t2时间段内:采集到两个相邻监测点监测到的土壤数据完全相同的次数集合为m={m1,m2,

,m
n-1
},n≥2,随机两个相邻监测点监测到相同土壤数据时,两个相同数据对应的土壤区域面积之差集合为s={s1,s2,

,sk},其中,k=m
i
,k表示随机两个相邻监测点监测到的土壤数据完全相同的次数,根据下列公式计算随机两个相邻监测点监测到的数据重合度f
i
:;其中,m
i
表示随机两个相邻监测点监测到的土壤数据完全相同的次数,si表示随机两个相邻监测点随机一次监测到相同土壤数据时,两个相同数据对应的土壤区域面积之差。7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的生态环境监测管理方法,其特征在于:在t1到t2时间段内:采集到两个相邻监测点监测到的土壤数据完全不同的次数集合为a={a1,a2,

,a
n-1
},对应两个相邻监测点监测到完全不同的土壤数据时,两个完全不同的数据对应的土壤区域面积之差集合为s={s1,s2,

,si},其中,i=a
i
,i表示对应两个相邻监测点监测到的土壤数据完全不同的次数,根据下列公式计算随机两个相邻监测点监测到的数据差异度e
i
:;a
i
表示随机两个相邻监测点监测到的土壤数据完全不同的次数,si表示对应相邻监测点随机一次监测到完全不同的土壤数据时,两个完全不同的数据对应的土壤区域面积之差,得到对应两个相邻监测点的土壤数据分析参照度为:w
i
=e
i-f
i
,得到相邻监测点的土壤数据分析参照度集合为w={w1,w2,

,w
n-1
}。8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的生态环境监测管理方法,其特征在于:在步骤s3-s4中:采集到在t1到t2时间段内,随机两个相邻监测点监测到的数据量分别为b1和b2,根据公式预测得到存储随机两个相邻监测点监测到的数据的区块链节点的土壤数据收集效率q
i
,获取到t1到t2时间段内,对应相邻监测点监测到相同的土壤异常数据次数为n,查询数据异常原因:查询到对应相邻监测点监测土壤异常且异常数据相同时,异常原因不同的次数为l,得到预测结果偏差参数:l/n,调整预测结果:得到在调整后,存储随机两个相邻监测点监测到的数据的区块链节点的土壤数据收集效率q
i’:,得到调整后的土壤数据收集效率集合为q’={ q1’
, q2’


, q
n-1’},筛选出小于的数据收集效率对应的相邻监测点,调整筛选出的监测点位置。
9.根据权利要求5所述的一种基于区块链的生态环境监测管理方法,其特征在于:在步骤s5中:当筛选出的相邻监测点监测到相同数据时,确认相同数据对应的土壤区域,调整监测点位置:选择两个相邻监测点中的随机一个监测点,移动监测点位置,直至监测到的相同数据对应的土壤区域不在监测点监测范围内为止,调整后对土壤进行监测,得到调整后对应相邻监测点的数据收集效率为q
i
,测试数据收集效率:比较q
i
和q
i
’’
,其中,q
i
’’
表示存储随机两个筛选出的相邻监测点监测到的数据的区块链节点的土壤数据收集效率:若,说明调整后的数据收集效率高于调整前的数据收集效率,选择调整后的监测点作为最优监测点;若,说明调整后的数据收集效率未高出调整前的数据收集效率,选择调整前的监测点作为最优监测点,对土壤进行监测。

技术总结
本发明公开了一种基于区块链的生态环境监测管理系统及方法,包括:生态环境感知模块、数据管理中心、监测数据采集模块、监测数据分析模块和环境监测优化模块,通过生态环境感知模块设置环境监测点,利用监测点对监测范围内的土壤进行实时监测,通过数据管理中心将监测到的土壤数据存储到区块链节点中,通过监测数据采集模块采集节点中存储的土壤数据和监测点数据,通过监测数据分析模块调取土壤数据,判断各节点存储的土壤数据分析参照度,并预测土壤数据收集效率,通过环境监测优化模块调整土壤监测点位置,比对监测点调整前后的数据收集效率,选择最优监测点,实现了区块链效用最大化,在减少无效重复数据的同时扩大了整体的监测范围。监测范围。监测范围。


技术研发人员:薛磊磊
受保护的技术使用者:南通领跑信息技术有限公司
技术研发日:2022.07.08
技术公布日:2022/8/5
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