一种实现数据上链的区块链一体机的制作方法

本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种实现数据上链的区块链一体机。

背景技术：

目前，区块链技术受到了行业的广泛关注，其分布式共识与数据存储的模式保障了数据在上链后不可篡改，提升了数据的可信度。但区块链技术本身并无法保障数据在上链前、在它产生时的真实性。所以现在越来越多的区块链实践强调与物联网技术的结合，希望借助物联网自动化采集、传输数据的特质降低数据在上链前被篡改的风险。然而如何确保物联网设备与其产生的数据是真实对应的就成为了一个新的问题。此外，越来越多的数据造假问题被曝光出来，比如在环保监测领域，监测数据造假问题层出不穷，迫切需要一种能够保障上链数据真实性的设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实现数据上链的区块链一体机，能够保障上链数据的真实性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种实现数据上链的区块链一体机，包括：

闪存，存储有获取工作站数据的数据获取程序、区块链应用程序以及区块链一体机的私钥和公钥；

微控制单元，执行所述闪存存储的程序以获取所述工作站的数据并控制所述数据的上链；

基板，设置有用于所述微控制单元与所述闪存通信的系统总线和用于所述微控制单元与外部设备通信的外部设备总线；

通用串行总线连接模块，与所述工作站连接，还通过所述外部设备总线与所述微控制单元连接；和

无线通信模块，通过所述外部设备总线与所述微控制单元连接，所述无线通信模块用于将所述数据传输至区块链网络。

可选的，所述数据获取程序包括数据爬虫程序或操作系统监控程序。

可选的，所述区块链应用程序包括以下步骤：

对获取的所述数据进行数字签名；

构建区块链交易；

将所述交易广播至区块链网络，接收区块链网络中的交易；

更新区块链账本数据，并将所述区块链账本数据存储至所述闪存。

可选的，所述通用串行总线连接模块包括外接usb插头，所述usb插头与所述工作站的usb插槽连接。

可选的，所述无线通信模块包括蓝牙模块、wifi模块和移动通信网络终端模块中的一种或多种。

可选的，所述区块链一体机还包括电源模块，所述电源模块通过所述外部设备总线与所述微控制单元连接。

可选的，所述基板上还设置有通用串行总线连接模块、无线通信模块以及电源模块的连接引脚接口。

可选的，所述电源模块与所述通用串行总线连接模块连接，所述电源模块通过所述通用串行总线连接模块获取工作站的电源。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的实现数据上链的区块链一体机包括闪存、微控制单元、基板、通用串行总线连接模块和无线通信模块；闪存中存储有获取工作站数据的数据获取程序以及区块链应用程序；微控制单元执行闪存存储中的程序以获取工作站数据并控制数据的上链；基板设置有用于微控制单元与闪存通信的系统总线和用于微控制单元与外部设备通信的外部设备总线；通用串行总线连接模块用于与工作站连接，而且通用串行总线连接模块还通过外部设备总线与微控制单元连接；无线通信模块通过外部设备总线与微控制单元连接，并将数据传输至区块链网络。本发明的区块链一体机通过数据获取程序实现了对工作站数据的主动获取，以区块链一体机对数据主动获取的方式代替了人为上传数据的方式，避免了人为因素的介入，保障了上链数据的真实可信性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明实施例区块链一体机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种实现数据上链的区块链一体机，能够保障上链数据的真实性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的区块链一体机包括：闪存103、微控制单元102、基板101、通用串行总线连接模块104、无线通信模块105和电源模块106。

其中，闪存103存储有获取工作站数据的数据获取程序以及区块链应用程序，闪存103通过数据总线和微控制单元(mcu)102连接，受其控制执行数据读写任务和应用程序，为了保障区块链数据尽可能长时间的存储，可以采用大容量(如512gb)trans-flashcard(tf卡)或更大容量定制化闪存103实现。闪存103上面将存储一体机的私钥、公钥证书并部署3类程序：(1)工作站数据获取程序；(2)区块链应用程序(负责将获取的数据进行数字签名并打包成交易，而后广播至区块链网络)；(3)设备控制逻辑指令。

微控制单元102执行闪存103存储的程序以获取工作站数据并控制数据的上链。微控制单元102是设备的重要控制模块，又称单片机，可以类比为集成了中央处理器、内存、计数器、数模转换等模块的芯片级计算机。微控制单元(mcu)102通过基板101上的数据总线和外部设备总线和其他模块连接。

基板101设置有用于微控制单元102与闪存103通信的系统总线和用于微控制单元102与外部设备通信的外部设备总线以及各模块的连接引脚接口。

通用串行总线连接模块104与工作站连接，通用串行总线连接模块104还通过外部设备总线与微控制单元102连接；

无线通信模块105通过外部设备总线与微控制单元102连接，无线通信模块105用于将数据传输至区块链网络。

电源模块106通过外部设备总线与微控制单元102连接。电源模块106与通用串行总线连接模块104，电源模块106还通过通用串行总线连接模块104获取工作站的电源，为设备持续供电。

在上述实施例的基础上，作为本发明的一个实施例，通用串行总线连接模块104包括外接usb插头，usb插头与工作站的usb插槽连接。

在上述实施例的基础上，作为本发明的一个实施例，数据获取程序可以包括数据爬虫程序、操作系统监控程序等，但不限于以上两种数据获取程序。

上述实施例中的区块链应用程序包括：

对获取的数据进行数字签名；

构建区块链交易；

将交易广播至区块链网络，接收区块链网络中的交易；

更新区块链账本数据，并将区块链账本数据存储至闪存103。

在上述实施例的基础上，作为本发明的一个实施例，无线通信模块105包括蓝牙模块、wifi模块和移动通信网络终端模块中的一种或多种。无线通信模块105可以采取蓝牙、wifi等标准化局域网通讯频率和协议，通过蓝牙或wifi(或者双模)片上系统(soc)实现，或选取5.8ghz或28ghz等更高频段采用定制化方式设计片上系统(soc)实现。无线射频模块也可以采用公众移动通信网(如4g、3g、gprs等)终端模块如sim卡和读卡器配套实现。

本发明提供的区块链一体机的工作过程如下：

步骤a：将区块链一体机通过通用串行总线连接模块104连接至外部工作站(如电脑、服务器、工控机等)。

步骤b：接收外部工作站电源，通过电源模块106启动区块链一体机，并按照微控制单元(mcu)102的设备控制逻辑指令自动运行系统数据获取程序。此步骤具体描述如下：

b1：串行总线连接模块104中的usb接口接入外部工作站usb插槽，使工作站上的电源接口接入电源模块106；

b2：电源模块106启动，输出相应的电源电平到微控制单元102；

b3：微控制单元102启动，将程序指针指向闪存103，根据闪存103的预存内容开始应用程序的执行；

步骤c：微控制单元102运行区块链应用程序，使用设备自身的私钥对获取的数据进行数字签名，并据此构建符合区块链格式要求的区块链交易。

步骤d：微控制单元102通过无线通信模块105实时广播构建的交易至区块链网络，并接受区块链网络中按固定频率和区块大小打包好的区块，区块中包含所有节点在上一时间间隔内构建提交的所有符合格式的交易。

步骤e：微控制单元102控制将更新后的区块链账本数据写入闪存103。

本发明提供的实现数据上链的区块链一体机具有即插即用的特点，利用它可以实现工作站(如公司电脑、服务器、环境监测站内工控机等)数据的自动化采集、系统监控以及数据上链，并且该设备本身可以作为区块链网络中的一个节点机存储数据，真正实现了数据产生、传输、存储的全程分布式处理。不同于工作站的是，由于不存在用户操作界面，对区块链一体机的干预只能从硬件层面进行，加大了数据源头造假的难度。此外，其普适性、易用性将使其可以应用在任何需要采用区块链技术对工作站数据进行可信采集、对工作站系统操作进行可信监控的场景下，如环境质量监测系统监控、数据防造假等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。