CN110470334A - 一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法，主要解决现有技术中存在的环境监测工作量大，存在漏检现象，以及人们无法掌握全面、实时的环境数据等问题。该城市环境监测系统包括区块链后台网络平台，与区块链后台网络平台连接的数据处理服务器，均设置若干个并且分别与数据处理服务器连接的噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置，以及通过互联网访问区块链后台网络平台并查看区块链信息的若干个居民终端。本发明具有减轻环境监管执法工作量、自动收集环境指标数据、提供公开透明可视化的数据等优点，在环境监测测量技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

Description

一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法

技术领域

本发明涉及环境监测测量技术领域，尤其是一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法。

背景技术

在社会经济、工业技术发展的同时，人类栖息的环境中也产生了各类环境污染物，环境主要问题包括生活污水、工业废水、工业烟尘废气、交通工具尾气、噪声污染、重金属污染、水土流失、土壤破坏、能源过渡开采等等，上述环境问题已经严重影响到人类的生产、生活和健康，为此，国家也出台了关于环境监管的相关规定。目前，环境监管依然依靠执法部门主动检查发觉或者群众监督举报的方式，这给不法排放污染物的单位或个人提供了可乘之机，如在夜间排放未经处理的废气、倾倒白色垃圾或重金属污染物等等，上述行为导致解决环境问题的政策规定大打折扣。与此同时，居民也只能通过互联网查看行政执法部门公示的环境报告，无法掌握生活环境中实时的环境质量。

因此，急需提出一种公开透明的城市环境监测的系统，实现自动采集环境指标，并能减轻环境监管行政执法部门检查工作量，避免排放漏检的现象，为人们提供实时的环境指标数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法，主要解决现有技术中存在的环境监测工作量大，存在漏检现象，以及人们无法掌握全面、实时的环境数据等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法，所述城市环境监测系统包括区块链后台网络平台，与区块链后台网络平台连接的数据处理服务器，均设置若干个并且分别与数据处理服务器连接的噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置，以及通过互联网访问区块链后台网络平台并查看区块链信息的若干个居民终端；所述数据处理服务器实时处理所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置采集的环境指标数据，并将处理后的数据上传至对应的区块链，其中，所述环境指标数据包括噪声分贝、空气颗粒度、重金属含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、二氧化硫含量、氮氧化合物含量、一类污染物浓度和二类污染物浓度。

所述实现方法包括以下步骤：

步骤S01，对若干个所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置逐一编号，建立一一对应的城市地图组态关系，并采用非对称算法生成一对私钥和公钥；所述私钥用于加密经数据处理服务器处理后的数据，并且所述公钥用于居民终端访问并查看区块链信息使用。

步骤S02，利用编号分别构建所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的区块链起始点，并加盖时间戳。

步骤S03，分别设定噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的下限启动值，并设定均匀间隔采集时间，判定采集的环境指标数据与下限启动值大小：

当任一所述噪声采集装置采集的噪音分贝大于下限启动值，则将该噪声采集装置采集的噪声分贝信息传输至数据处理服务器，经数据处理服务器处理后上传至该噪声采集装置对应的区块链中，并加盖时间戳；否则，间隔均匀时间继续采集并判定。任一所述空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的采集判定、数据处理方式与噪声采集装置的采集判定、数据处理方式均相同。

步骤S04，任一所述居民终端利用公钥访问区块链后台网络平台并查询区块链信息，并以组态方式显示每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的数据信息。

进一步地，所述步骤S01中，城市地图组态关系包括每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的编号和安装位置。

进一步地，所述步骤S03中，数据处理服务器接收每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置传输的数据信息，进行数据信息处理，上传至对应的区块链并利用统一的私钥进行加密。

优选地，所述步骤S04中，以组态方式显示数据信息包括编号、安装位置、历史数据表和数据历史曲线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过搭建公开透明的城市环境监测系统，剪切环境执法部门检查工作量，并且实时掌握环境数据，为居民提供了便捷的查询的方式。本发明将采集环境指标数据的数个噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置安装在环境监测重点部分或执法监督薄弱地段，通过采集环境指标数据以判断环境质量。由于区块链具有去中心化、集体维护安全、公开透明化、信息无法更改的特点，执法部门、居民查找到的区块链信息真实可靠，可有效地避免环境监督弄虚作假的问题，提高环境监管力度，改善环境质量。

(2)本发明巧妙地利用组态原理，形成可视化的环境监测数据界面，在公开透明的数据基础上，采集环境指标数据的装置安装位置采用城市地图组态关系，在居民客户端上直观显示环境指标数据采集装置的位置和数据信息，省去对整个城市的环境指标数据筛选。居民通过居民客户端查看任一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的编号、安装位置、历史数据表和数据历史曲线。

(3)本发明巧妙地利用统一的私钥加密环境指标数据，由于该私钥和公钥采用非对称算法生成，具有安全可靠的优点，本方法通过私钥加密环境指标数据，有效地解决非法篡改的问题，并将与私钥验证的公钥公布，为居民访问区块链提供保障。综上所述，本发明具有减轻环境监管执法工作量、自动收集环境指标数据、提供公开透明可视化的数据等优点，在环境监测测量技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

图1为本发明的城市环境监测系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本实施例的一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法，其中，该城市环境监测系统包括区块链后台网络平台，与区块链后台网络平台连接的数据处理服务器，均设置若干个并且分别与数据处理服务器连接的噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置，以及通过互联网访问区块链后台网络平台并查看区块链信息的若干个居民终端，在本实施例中，噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置均为现有技术，本方法并未对其结构、构造进行改进，在此不再赘述其结构构造。本方法巧妙地设置数据处理服务器实时处理所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置采集的环境指标数据，并将处理后的数据上传至对应的区块链，在区块链中，采用私钥加密环境指标数据，有效地解决环境指标数据非法篡改的问题。在本实施例中，环境指标数据包括噪声分贝、空气颗粒度、重金属含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、二氧化硫含量、氮氧化合物含量、一类污染物浓度、二类污染物浓度等，其标准参考国家法规条文，在此不予赘述。

该城市环境监测系统的实现方法包括以下步骤：

第一步，对若干个所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置逐一编号，使每一装置具有独一无二的编号，使区块链的信息一一对应。另外，建立噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测一一对应的城市地图组态关系，即在城市地图对应的位置标注装置符号，并显示该装置的编号和位置，如此设计，便能提供直观的分布位置图。与此同时，采用非对称算法生成一对私钥和公钥，该私钥用于加密经数据处理服务器处理后的数据，有效地防止数据篡改，并且与私钥对应的公钥用于居民终端访问并查看区块链信息使用，在本实施例中，将公钥的字符串生成二维码，居民客户端扫描二维码获得公钥，实现区块链信息访问。

第二步，利用编号分别构建所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的区块链起始点，并加盖时间戳。在此，装置唯一的编号是区分上传区块链的标识，每一装置采集的数据经数据处理服务器后上传至对应的区块链上，有效地防止数据混杂。

第三步，分别设定噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的下限启动值，在此，各装置的下限启动值设置标准参照国家排放的标准，例如废水排放中一类污染物浓度的总汞不得超过0.05mg/L，其标准均有据可查，在此不予赘述。设置下限启动值的目的在于，既能检测环境中超标排放情况，也能降低数据处理服务器计算工作量，另外，设定各装置采集的时间，也能降低数据处理服务器计算工作量。

在居民区，某一噪声采集装置白天采集的噪音分贝大于60分贝时，则将该噪声采集装置采集的噪声分贝信息传输至数据处理服务器，经数据处理服务器处理后上传至该噪声采集装置对应的区块链中，并加盖时间戳。再如，空气颗粒度采集装置每间隔30分钟采集一次颗粒度，当某一空气颗粒度采集装置(编号为74116583)采集的颗粒度大于2.5微米时，将该空气颗粒度采集装置采集的颗粒度信息传输至数据处理服务器，经过数据处理服务器处理后上传至编号为74116583的空气颗粒度采集装置对应的区块链中。同样地，重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的数据处理方式与噪声采集装置的数据处理方式均相同，最后分别上传至对应编号的区块链中，如此，便能形成多条并联的区块链。另外，数据处理服务器接收每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置传输的数据信息，进行数据信息处理，上传至对应的区块链并利用统一的私钥进行加密。

最后，任一所述居民终端利用公钥访问区块链后台网络平台并查询区块链信息，并以组态方式显示每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的数据信息。其中，数据信息包括编号、安装位置、历史数据表和数据历史曲线。另外，组态方式显示的好处在于，直观、清晰的显示各装置的安装确切位置，在查询时，更为简便。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于区块链公开透明的城市环境监测系统的实现方法，其特征在于，所述城市环境监测系统包括区块链后台网络平台，与区块链后台网络平台连接的数据处理服务器，均设置若干个并且分别与数据处理服务器连接的噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置，以及通过互联网访问区块链后台网络平台并查看区块链信息的若干个居民终端；所述数据处理服务器实时处理所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置采集的环境指标数据，并将处理后的数据上传至对应的区块链；所述环境指标数据包括噪声分贝、空气颗粒度、重金属含量、一氧化碳含量、二氧化碳含量、二氧化硫含量、氮氧化合物含量、一类污染物浓度和二类污染物浓度；

所述实现方法包括以下步骤：

步骤S01，对若干个所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置逐一编号，建立一一对应的城市地图组态关系，并采用非对称算法生成一对私钥和公钥；所述私钥用于加密经数据处理服务器处理后的数据，并且所述公钥用于居民终端访问并查看区块链信息使用；

步骤S02，利用编号分别构建所述噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的区块链起始点，并加盖时间戳；

步骤S03，分别设定噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的下限启动值，并设定均匀间隔采集时间，判定采集的环境指标数据与下限启动值大小；

当任一所述噪声采集装置采集的噪音分贝大于下限启动值，则将该噪声采集装置采集的噪声分贝信息传输至数据处理服务器，经数据处理服务器处理后上传至该噪声采集装置对应的区块链中，并加盖时间戳；否则，间隔均匀时间继续采集并判定；任一所述空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的采集判定、数据处理方式与噪声采集装置的采集判定、数据处理方式均相同；

步骤S04，任一所述居民终端利用公钥访问区块链后台网络平台并查询区块链信息，并以组态方式显示每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的数据信息。

2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述步骤S01中，城市地图组态关系包括每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置的编号和安装位置。

3.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述步骤S03中，数据处理服务器接收每一噪声采集装置、空气颗粒度采集装置、重金属检测装置、气体排放检测装置和废水排放检测装置传输的数据信息，进行数据信息处理，上传至对应的区块链并利用统一的私钥进行加密。

4.根据权利要求1～4任一项所述的实现方法，其特征在于，所述步骤S04中，以组态方式显示数据信息包括编号、安装位置、历史数据表和数据历史曲线。