CN108243258A - 一种基于卫星传输的区块链数据同步系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，包括安装有区块链模块和开源软件无线电模块的计算机、含Ku波段的卫星天线、高频头、与高频头匹配的高频头电源、软体无线电和同轴电缆，所述高频头电源的供电输出端与高频头相连，高频头电源信号输出端通过同轴电缆与软体无线电相连，软体无线电通过USB接口与计算机相连。高频头电源为高频头供电，高频头通过卫星天线接收到高频信号，传输到软体无线电，再由软体无线电转换为数字信号输入计算机，最后由开源软件无线电模块软件解码交给相应的区块链模块。本发明使得在任何无互联网覆盖的地理位置都能方便快捷的进行区块链数据同步。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，属于信息技术领域。
背景技术
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。以区块链技术为核心的金融创新、分布式能源、版权保护、物联网、智能合约等技术正快速发展。区块链技术被公认为继互联网之后又一个改变世界的伟大技术，最重要和最有价值的业务系统将由区块链技术来驱动，因此，区块链也被称为“价值互联网”。
狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
目前区块链数据同步是建立在互联网之上的，区块数据同步依赖TCP/IP协议，主要存在以下几个缺点：
1. 因战争、地缘政治或自然灾害而导致某一地区或国家的互联网中断，而迫使区块链数据同步中断。曾经就发生过由于捕鱼船割断了大西洋的光缆而导致整个国家断网几个小时的事件。
2. 一些偏远山区的互联网接入成本非常高，而一些无人区由于恶劣环境的限制无法接入互联网，使得区块链技术无法应用。全球约有40亿人无法接入互联网，在这些互联网基础设施不完善的偏远地区，无法进行区块链数据同步。比如中国西藏、拉美、非州的一些地区。
3. 通过互联网进行数据同步将在区块链网络中留下IP地址等个人隐私信息，增大被黑客攻击的概率。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，适合于所有区块链应用的区块数据同步，可广泛应用于金融区块链、分布式能源区块链、物联网区块链等行业；能够有效的解决现有技术中通过互联网进行区块链数据同步而存在的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，包括安装有区块链模块和开源软件无线电模块的计算机、含Ku波段的卫星天线、卫星天线内的高频头、与高频头匹配的高频头电源、软体无线电和同轴电缆，所述卫星天线接收信号后反射给高频头，高频头电源的供电输出端与高频头相连，高频头电源信号输出端通过同轴电缆与软体无线电相连，软体无线电通过USB接口与计算机相连。高频头电源为高频头供电，高频头通过卫星天线接收到高频信号，传输到软体无线电，再由软体无线电转换为数字信号输入计算机，最后由开源软件无线电模块软件解码交给相应的区块链模块。
作为一种优选方式，所述卫星天线为60厘米、90厘米或者120厘米。
作为一种优选方式，所述软体无线电为支持开源软件无线的R820T2模块。
作为一种优选方式，所述高频头电源为与相应高频头匹配，且通过同轴电缆端口供电的电源。
本发明的有益效果：本发明基于卫星传输的区块链数据同步系统，具备如下优点：
1. 本发明专利基于卫星传输的区块链数据同步系统使得在地球任何位置都能方便快捷的进行区块链数据同步；
2. 解决因战争、地缘政治或自然灾害而导致某一地区或国家的互联网中断，而迫使区块链数据同步中断的情况；
3. 解决隐私泄漏问题，通过卫星信号同步区块链数据，有效解决IP地址等隐私信息泄露问题。
附图说明
图1是本发明区块链数据同步系统的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
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案例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，包括安装有区块链模块和开源软件无线电模块的计算机1、含Ku波段的卫星天线3、卫星天线内的高频头4、与高频头4匹配的高频头电源5、软体无线电2和同轴电缆。其中：所述卫星天线为直径大于45厘米的天线；可以选用卫星天线为60厘米、90厘米或者120厘米，含有Ku波段的卫星天线。所述软体无线电为支持开源软件无线电的R820T2模块。所述高频头电源为与相应高频头匹配，且通过同轴电缆端口供电的电源。所述高频头电源的供电端与220V交流电源相连。所述高频头选用Ku波段的线性极化PLL LNB，其 LO稳定性小于200kHz。高频头电源为高频头供电，高频头通过卫星天线接收到高频信号，经同轴电缆传输到软体无线电（SDR），再由软体无线电（SDR）转换为数字信号输入计算机，最后由软体无线电软件解码交给相应的区块链模块，这一解码过程为现有软件无线电的功能之一。
这些部件之间的连接方式如图1所示，所述卫星天线接收信号后反射给高频头，所述高频头电源的供电输出端与高频头相连，高频头电源信号输出端通过同轴电缆与软体无线电相连，软体无线电通过USB接口与计算机相连。高频头电源为高频头供电，高频头通过卫星天线接收到高频信号，传输到软体无线电，再由软体无线电转换为数字信号输入计算机，最后由开源软件无线电模块软件解码交给相应的区块链模块。
本发明适合于所有区块链应用的区块数据同步，可广泛应用于金融区块链、分布式能源区块链、物联网区块链等行业。
使用实施例1：
以金融区块链技术领域的加密货币——比特币（Bitcoin）为例，讲述具体的实施方式。
一、实施前准备：
1．安装了Linux的电脑并确保有一个i5或类似性能的处理器，硬盘空间大于200GB，本例使用的Linux系统为Fedora 26。
2．口径46厘米的卫星天线与安装支架。
3．KU波段线性偏振高频头PPLLNB与LNB安装支架，LO稳定性小于200kHz。
4．高频头（LNB）电源。
5．同轴电缆与SMA连接器。
6．软体无线电（SDR）R820T2。
7．用于调节安装卫星天线的螺丝刀和钳子等工具。
8．智能手机卫星对准应用程序（SatelitePointer）或指南针。
9．四个软件： GNUradio（http ://gnuradio.org （3.7.10或更高版本））、gr-osmosdr（https：//github.com/osmocom/gr-osmosdr）、Blockstream Satellite Receiver（https：//github.com/Blockstream/satellite）、Bitcoin Fibre（http : //bitcoinfibre.org）
以上所需的硬件模块均可通过淘宝、亚马逊或ebay购买到，非本发明所保护的重点。
二、硬件安装
1.将软体无线电（SDR）连接到高频头（LNB）电源，然后电源的供电输出连接到高频头（LNB），这需要确保有必要的同轴电缆和连接器来制作这些接口。注意：并非每个软体无线电（SDR）都具有相同的接口。有些使用SMA接口，有些使用MCX。应确保正确的电缆和适配器进行正确的连接。许多卫星天线将附带安装硬件，根据安装环境可能需要额外或不同的硬件，确保正确的安装天线。
2. 在安装卫星天线之前，确保找到理想的安装位置。要找到放置天线的理想位置，首先找到正确的方位角和仰角。通过卫星信号提供商的工具输入地址或纬度/经度后，得到三个参数：
方位：方位角用于是天线的水平角度调整。
仰角：仰角是天线的垂直角度调整。天线瞄准工具提供天线必须指向的地平线以上的度数。0度表示指向地平线，90度指向直立。
极化：极化参数是您的LNB需要旋转多少度。许多LNB将提供一定的度数以帮助设置LNB偏移。
有了方位，仰角和极化，便可以确定天线必须指向的方向。使用指南针或智能手机，目视检查天线必须指向的方向。确保在天线指向方向没有障碍物，例如树木或建筑物。
开始安装卫星天线，检查天线安装底盘是否完全水平。将天线的仰角设置为天线瞄准工具提供的参数。许多天线将在背面有一个刻度，用来设置近似仰角。旋转LNB，将极化设置为天线瞄准工具提供的参数，在LNB或LNB安装支架上通常有极化方向旋转刻度。
三、系统调试
1. 构建和安装GNUradio和gr-osmosdr之后，进行以下操作。
安装gr-framer gnuradio模块：
./install_gr_framers.sh
安装Blockstream GNUradio模块：
./install_mods.sh
2．将各硬件模块按附图1所示连接，对LNB供电，然后在计算机上运行：
python rx_gui.py --freq 1276150000 --gain 40
3. 确定对应卫星的频率，首先去http://blockstream.com/satellite/satellite找到所在地对应的卫星，然后调整LNB LO频率。例如，LNB的LO频率为10750 MHz，并且连接到12026.15 MHz的Eutelsat 113，频率为12026.15 - 10750 = 1276.15 MHz。
运行时，频率参数以Hz为单位。所以1276.15 MHz将被指定为1276150000 Hz。
增益参数为0到50之间的值。长电缆运行或输出弱的LNB可能需要较高的增益值。在实施信噪比测量之前，可能需要进行一些实验来确定应用的最佳值。
4. 搜索卫星信号，运行rx_gui.py后，单击FLL In选项卡。非常缓慢地将天线移动到一侧（方位角），直到开始看到图案。
找到信号后，调整LNB的方位角，高程和旋转角度，直到峰值达到最大值。通过查看Abs PMF Out标签和Costas Sym Out标签来确认收到良好的信号。Abs PMF Out标签应该有一个非常强峰，它可以在任何位置，但它必须保持在相同的位置，以使系统可靠。
最后，查看Costas Sym Out标签，可以看到4个星点云。星点云越紧密，信号质量越好。
5. 卫星天线调整完成后执行以下命令：
./grc/rx.py --freq 1276150000 --gain 40
Bitcoin Fiber使用与Bitcoind客户端使用相同的配置文件，运行Bitcoind后设置为以下参数：
/bitcoind -fecreaddevice=/tmp/async_rx
6. 运行Blockstream Satellite Receiver与Bitcoin Fiber，完成调试。Bitcoind客户端将通过卫星接收区块同步数据，而无需任何互联网连接。
本发明基于卫星传输的区块链数据同步系统，高频头通过卫星天线接收到高频信号，经同轴电缆传输到软体无线电（SDR），再由软体无线电（SDR）转换为数字信号输入计算机，最后由软体无线电软件解码交给相应的区块链模块。从而实现无需互联网连接进行区块链数据同步。使得在地球任何位置都能方便快捷地进行区块链数据同步。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于卫星传输的区块链数据同步系统，包括安装有区块链模块和开源软件无线电模块的计算机，其特征在于：还包括含Ku波段的卫星天线、卫星天线内的高频头、与高频头匹配的高频头电源、软体无线电和同轴电缆，所述卫星天线接收信号后反射给高频头，高频头电源的供电输出端与高频头相连，高频头电源信号输出端通过同轴电缆与软体无线电相连，软体无线电通过USB接口与计算机相连；高频头电源为高频头供电，高频头通过卫星天线接收到高频信号，并传输到软体无线电，再由软体无线电转换为数字信号输入计算机，最后由开源软件无线电模块软件解码交给相应的区块链模块。
2.根据权利要求1所述的基于卫星传输的区块链数据同步系统，其特征在于：所述卫星天线为直径大于45厘米的KU波段天线。
3.根据权利要求1所述的基于卫星传输的区块链数据同步系统，其特征在于：所述高频头为Ku波段线性极化高频头。
4.根据权利要求1所述的基于卫星传输的区块链数据同步系统，其特征在于：所述软体无线电为支持开源软件无线电的R820T2模块。
5.根据权利要求1所述的基于卫星传输的区块链数据同步系统，其特征在于：所述高频头电源为与相应高频头匹配，且通过同轴电缆端口供电的电源。
6.根据权利要求5所述的基于卫星传输的区块链数据同步系统，其特征在于：所述高频头电源的供电端与220V交流电源相连。
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