CN110796847A - 一种基于区块链的环境监测站点运维系统及其方法 - Google Patents

一种基于区块链的环境监测站点运维系统及其方法 Download PDF

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Abstract

一种基于区块链的环境监测站点运维系统和运维方法，该系统包括采集模块、传输模块、响应模块、监管模块和远程服务器。采集模块含有人脸识别系统，其负责采集官方气象数据和环境监测数据，传输模块，将上述采集到的官方气象数据和环境监测数据广播到网络中的各个环境监测站点，分布式保存，响应模块，接收各个环境监测站点在网络中广播的官方气象数据和环境监测数据，并给出判断结果，监管模块，统计各个响应模块的判断结果，根据统计数据对各个环境监测站点是否存在监测数据造假进行判断。本发明有效的解决了环境监测站点中人为修改监测数据的情况。

Description

一种基于区块链的环境监测站点运维系统及其方法
技术领域
本发明属于大气污染监测技术领域，具体的涉及一种基于区块链的环境监测站点运维系统及运维方法。
背景技术
随着大气污染防治工作的不断推进和深入，大气环境管理的精细化水平不断提高，对环境空气质量监测数据的质量要求也日益提升。热点网格技术就是精细化管理的有效模式，通过高密度布置环境监测站点，获取精准监测数据。但当前环境空气质量监测数据质量形势仍不容乐观，干扰监测的行为尚无法根本杜绝，存在一定的数据质量风险。在这样的形势下，需要采取多种措施，规范监测运维管理，加强空气质量监测全过程的监管，做到数据质量闭环管理。
随着智能区块链技术的发展和成熟，将其应用于对环境空气质量监测数据的保障和监管，成为一种可能。本方法旨在基于智能区块链技术评价并监控监测设备运维操作过程，保障环境监测数据的质量，规范监测运维管理。
目前环境监测站点运维是第三方机构安排人员对监测站房和监测设备进行周期性日常维护和故障检修。监测设备的监测数据和设备运行参数，通过数采系统和传输系统直传总站，形成有效监管。但是，运维人员对监测设备和工控机的具体操作内容，目前没有方法去实现有效记录和溯源，无法判断运维人员操作过程是否合规合法，是否有造假现象。
发明内容
为了解决在现有监测站数据造假的问题，本发明目的在于提供一种基于区块链技术实现的防造假的环境监测站点系统和应用方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，该系统包括采集模块、传输模块、响应模块、监管模块和远程服务器，
采集模块含有人脸识别系统，其负责采集相应环境监测站点的运维人员的身份信息、运维人员的面部特征、官方气象数据和环境监测数据，
传输模块，将上述采集到的官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，并通过哈希上链，广播到网络中的各个环境监测站点，分布式保存，
响应模块，接收各个环境监测站点在网络中广播的官方气象数据和环境监测数据，并对接收到的官方气象数据和环境监测数据进行判断，给出判断结果，
监管模块，统计各个响应模块的判断结果，根据统计数据对各个环境监测站点是否存在监测数据造假进行判断，
远程服务器，记录各个环境监测站点运维人员的身份信息和面部特征，同时实时获取各个环境监测站点所在地的官方气象数据。
进一步，所述运维人员的身份信息包括身份证号和工号。
进一步，所述的官方气象数据包括风速、风向、湿度、PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
进一步，所述的环境监测数据由环境监测站点的相应环境监测设备监测获取，所述的环境监测数据包括PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
进一步，一种基于区块链的环境监测站点运维方法，其特征在于，
a)将区块链设备安装于各个环境监测站点上，
b)本地环境监测站点区块链设备的采集模块对运维人员进行识别，运维人员需要进行身份证号和工号的输入，同时需要扫描运维人员的面部特征，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息均一致，则授权该运维人员进行本地环境监测站点操作，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息不完全一致，则拒绝该运维人员操作，
c)在运维人员被授权可以进行操作的前提下，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地官方公布的官方气象数据，同时，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地环境监测站点的环境监测数据，最后加盖时间戳，
d)本地环境监测站点区块链设备的传输模块将上述采集到官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，通过哈希上链，广播到网络中的其他各个环境监测站点，分布式存储，
e)其他各个环境监测站点区块链设备的响应模块对上述本地环境监测站点所广播的官方气象数据和环境监测数据做出具体判断，判断上述本地环境监测站点所采集的环境监测数据是否存在造假，
f)本地环境监测站点区块链设备的监管模块统计其他各个环境监测站点区块链设备响应模块的判断结果，如判断结果为不存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则将上述本地环境监测站点采集的官方气象数据和环境监测数据集合为数据包，并盖上时间戳，上链保存，该数据包不可修改，如判断结果为存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则通知监管部门溯源。
本发明的有益效果为：本发明创造提供了一种基于区块链的环境监测站点运维系统及运维方法，能够在大气环境监测领域防止人为造假，即通过区块链 技术有效地规避了环境监测数据传输过程中数据被篡改的隐患，同时节省了人力成本。
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，下面将对实施例或现有技术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基于区块链的环境监测站点运维系统整体架构示意图。
图2 基于区块链的环境监测站点运维流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
目前环境监测站点均安装有环境监测设备，用来监测当地的环境数据，下面结合附图，来具体说明区块链技术在其中的应用。
结合图1，本发明中的
一种基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，该系统包括采集模块、传输模块、响应模块、监管模块和远程服务器，
采集模块含有人脸识别系统，其负责采集相应环境监测站点的运维人员的身份信息、运维人员的面部特征、官方气象数据和环境监测数据，
传输模块，将上述采集到的官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，并通过哈希上链，广播到网络中的各个环境监测站点，分布式保存，
响应模块，接收各个环境监测站点在网络中广播的官方气象数据和环境监测数据，并对接收到的官方气象数据和环境监测数据进行判断，给出判断结果，
监管模块，统计各个响应模块的判断结果，根据统计数据对各个环境监测站点是否存在监测数据造假进行判断，
远程服务器，记录各个环境监测站点运维人员的身份信息和面部特征，同时实时获取各个环境监测站点所在地的官方气象数据。
采集模块，传输模块，响应模块、监管模块分别与远程服务器双向通信，数据可以实时共享。
结合图2，具体说明本发明基于区块链的环境监测站点运维方法，其具体步骤：
a)将区块链设备安装于各个环境监测站点上，
b)本地环境监测站点区块链设备的采集模块对运维人员进行识别，运维人员需要进行身份证号和工号的输入，同时需要扫描运维人员的面部特征，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息均一致，则授权该运维人员进行本地环境监测站点操作，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息不完全一致，则拒绝该运维人员操作，
c)在运维人员被授权可以进行操作的前提下，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地官方公布的官方气象数据，同时，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地环境监测站点的环境监测数据，最后加盖时间戳，
d)本地环境监测站点区块链设备的传输模块将上述采集到官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，通过哈希上链，广播到网络中的其他各个环境监测站点，分布式存储，
e)其他各个环境监测站点区块链设备的响应模块对上述本地环境监测站点所广播的官方气象数据和环境监测数据做出具体判断，判断上述本地环境监测站点所采集的环境监测数据是否存在造假，
判断环境监测数是否存在造假主要基于以下原则：
1、环境监测数据在时间上是否存在跳变或陡变，若环境监测数据存在跳变或陡变，则该环境监测数据存在造假；
2、该点位环境监测数据与同时刻其邻近点位环境监测数据相比是否出现较大变化，若出现较大变化，则该环境监测数据存在造假；
3、该设备环境监测数据本身是否出现明显的异常，如负值，不可能的过大值。若该该设备环境监测数据本身出现明显的异常，则该环境监测数据存在造假；
4、PM2.5与PM10是否倒挂，同一时刻PM10一定应当高于PM2.5，若出现倒挂情况，则该环境监测数据存在造假；
5、判断运维时刻设备监测数据与运维时刻官方数据的差值是否超过阈值。若超过阀值，则该环境监测数据存在造假；
f)本地环境监测站点区块链设备的监管模块统计其他各个环境监测站点区块链设备响应模块的判断结果，如判断结果为不存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则将上述本地环境监测站点采集的官方气象数据和环境监测数据集合为数据包，并盖上时间戳，上链保存，该数据包不可修改，如判断结果为存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则通知监管部门溯源。
所述的官方气象数据包括风速、风向、湿度、PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
所述的环境监测数据由环境监测站点的相应环境监测设备监测获取，所述的环境监测数据包括PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
本发明的有益效果为：本发明创造提供了一种基于区块链的环境监测站点运维系统及运维方法，能够在大气环境监测领域防止人为造假，即通过区块链 技术有效地规避了环境监测数据传输过程中数据被篡改的隐患，同时节省了人力成本。
以上对本发明所提供的基于区块链的环境监测站点运维系统和方法进行了详细介绍。本文 中应用了具体实施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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。

Claims (7)

1.一种基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，该系统包括采集模块、传输模块、响应模块、监管模块和远程服务器，
采集模块含有人脸识别系统，其负责采集相应环境监测站点的运维人员的身份信息、运维人员的面部特征、官方气象数据和环境监测数据，
传输模块，将上述采集到的官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，并通过哈希上链，广播到网络中的各个环境监测站点，分布式保存，
响应模块，接收各个环境监测站点在网络中广播的官方气象数据和环境监测数据，并对接收到的官方气象数据和环境监测数据进行判断，给出判断结果，
监管模块，统计各个响应模块的判断结果，根据统计数据对各个环境监测站点是否存在监测数据造假进行判断，
远程服务器，记录各个环境监测站点运维人员的身份信息和面部特征，同时实时获取各个环境监测站点所在地的官方气象数据。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，所述运维人员的身份信息包括身份证号和工号。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，所述的官方气象数据包括风速、风向、湿度、PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的环境监测站点运维系统，其特征在于，所述的环境监测数据由环境监测站点的相应环境监测设备监测获取，所述的环境监测数据包括PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
5.一种基于区块链的环境监测站点运维方法，其特征在于，
a)将区块链设备安装于各个环境监测站点上，
b)本地环境监测站点区块链设备的采集模块对运维人员进行识别，运维人员需要进行身份证号和工号的输入，同时需要扫描运维人员的面部特征，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息均一致，则授权该运维人员进行本地环境监测站点操作，如运维人员的身份证号、工号、面部特征与远程服务器相应记载的信息不完全一致，则拒绝该运维人员操作，
c)在运维人员被授权可以进行操作的前提下，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地官方公布的官方气象数据，同时，本地环境监测站点区块链设备的采集模块采集本地环境监测站点的环境监测数据，最后加盖时间戳，
d)本地环境监测站点区块链设备的传输模块将上述采集到官方气象数据和环境监测数据，通过智能合约，自动进行数字加密，通过哈希上链，广播到网络中的其他各个环境监测站点，分布式存储，
e)其他各个环境监测站点区块链设备的响应模块对上述本地环境监测站点所广播的官方气象数据和环境监测数据做出具体判断，判断上述本地环境监测站点所采集的环境监测数据是否存在造假，
f)本地环境监测站点区块链设备的监管模块统计其他各个环境监测站点区块链设备响应模块的判断结果，如判断结果为不存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则将上述本地环境监测站点采集的官方气象数据和环境监测数据集合为数据包，并盖上时间戳，上链保存，该数据包不可修改，如判断结果为存在造假的环境监测站点的数量超过50%，则通知监管部门溯源。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的环境监测站点运维方法，其特征在于，所述的官方气象数据包括风速、风向、湿度、PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的环境监测站点运维方法，其特征在于，所述的环境监测数据由环境监测站点的相应环境监测设备监测获取，所述的环境监测数据包括PM2.5的浓度、PM10的浓度、CO的浓度、CO2的浓度和SO2的浓度。
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