CN111125094A - 基于区块链的电力数据存储系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的电力数据存储系统，包括：监测模块、发送模块、收集模块和存储模块，其中，监测模块，用于监测电力数据；发送模块，用于将电力数据发送至收集模块；收集模块，用于收集电力数据，并定时将接收到的电力数据存储至存储模块；存储模块，用于利用基于区块链技术构建的去中心化基础架构，将从收集模块接收到的电力数据进行分发存储。该基于区块链的电力数据存储系统，通过利用区块链技术对电力数据的分发存储，可支持在任何地点写入电力数据，便于电力数据的查看，并且由于区块链自身具备的安全性和不可篡改性，该存储系统能有效保护电力数据。

Description

基于区块链的电力数据存储系统
技术领域
本发明涉及电力数据存储技术领域，尤其涉及一种基于区块链的电力数据存储系统。
背景技术
电力是以电能作为动力的能源，是人类工程科学史上最重要的成就之一，是现代社会能够正常运作的基础。
电力数据主要是指在发电、输电、变电、配电、用电和调度等各个环节中所产生的数据，对电力数据进行分析，就可以知道一个地区的用电和发电能力，并以此推断这个地区的发展水平。因此，电力数据在保障电网正常运行、促进社会经济发展等方面都具有重要意义。
目前，每个地区用来存储电力数据的设备之间缺乏关联性，每个地区根据自己的电力数据，进行电网改造和升级，缺乏整体的发展观；而且保存在传统数据库中的电力数据存在被盗、遗失的风险，对保障用电安全造成了隐患。
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，本质上是一个去中心化的数据库，被广泛应用于证券交易、电子商务、智能合约、物联网、社交通讯以及文件存储等众多领域。借助于密码学，区块链串接并保护记录在其中的串连文字记录(又称区块)。每一个区块包含了前一个区块的加密散列、相应时间戳记以及交易数据，这样的设计使得区块内容具有难以篡改的特性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于区块链的电力数据存储系统，以实现所存储电力数据的互联和存储安全性。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于区块链的电力数据存储系统，包括：监测模块、发送模块、收集模块和存储模块，其中，所述监测模块，用于监测电力数据；所述发送模块，用于将所述电力数据发送至所述收集模块；所述收集模块，用于收集所述电力数据，并定时将接收到的电力数据存储至所述存储模块；所述存储模块，用于利用基于区块链技术构建的去中心化基础架构，将从所述收集模块接收到的电力数据进行分发存储。
根据本发明实施例的基于区块链的电力数据存储系统，通过利用区块链技术对电力数据的分发存储，可支持在任何地点写入电力数据，便于电力数据的查看，并且由于区块链自身具备的安全性和不可篡改性，该存储系统能有效保护电力数据。
根据本发明的一个示例，所述存储模块具体用于：对接收到的电力数据进行分片处理，得到多个分片；对每个分片进行加密处理，得到相应的加密分片；复制每个加密分片；将复制的加密分片分发存储至所述基础架构的各分布式存储节点。
进一步地，所述存储模块具体还用于：对应每个加密分片生成相应的哈希值。
根据本发明的一个示例，所述存储系统还包括：查看模块，用于通过任一分布式存储节点提供的查询接口查看电力数据。
根据本发明的一个示例，所述电力数据包括用户的用电数据、发电设备的发电数据、电力设备状态数据。
其中，所述用户的用电数据包括用户的身份编号、当前时间和当前用电量，所述发电设备的发电数据包括发电机的编号、当前时间和当前发电量，所述电力设备状态数据包括电力设备的编号、当前时间和当前电力设备状态。
其中，所述发电设备包括发电机，所述电力设备包括发电机、变电器。
根据本发明的一个示例，所述发送模块通过无线网络将所述电力数据发送至所述收集模块。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的基于区块链的电力数据存储系统的结构框图；
图2是本发明一个示例的基于区块链的电力数据存储系统的工作流程示意图；
图3是本发明一个示例的存储模块的工作流程示例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的基于区块链的电力数据存储系统。
实施例1
图1是本发明实施例的基于区块链的电力数据存储系统的结构框图。
如图1所示，基于区块链的电力数据存储系统包括：监测模块10、发送模块20、收集模块30和存储模块40。
其中，监测模块10用于监测电力数据；发送模块20用于将电力数据发送至收集模块；收集模块30用于收集电力数据，并定时将接收到的电力数据存储至存储模块；存储模块40用于利用基于区块链技术构建的去中心化基础架构，将从收集模块接收到的电力数据进行分发存储。
作为一个示例，基于区块链的电力数据存储系统还包括：查看模块，该查看模块用于通过任一分布式存储节点提供的查询接口查看电力数据。
具体地，如图2所示，通过监测模块10可每隔一定时间(如1分钟)采集不同种类的电力数据；发送模块20中可装有运营商的物联卡，进而可通过3G/4G/5G等无线网络，将接收到的电力数据发送给到收集模块30；收集模块30可为运行在通用计算机上的程序，该程序持续接收电力数据，并定时(如每隔1小时)将电力数据发送至存储模块40，通过存储模块40利用基于区块链技术构建的去中心化基础架构，将接收到的电力数据进行分发存储，进而可通过任意区块链的分布式存储节点提供的查询接口查看电力数据。
由此，该基于区块链的电力数据存储系统，通过利用区块链技术对电力数据的分发存储，可支持在任何地点写入电力数据，便于电力数据的查看，并且由于区块链自身具备的安全性和不可篡改性，该存储系统能有效保护电力数据。
作为一个示例，电力数据包括用户的用电数据、发电设备的发电数据、电力设备状态数据，发电设备包括发电机，电力设备包括发电机、变电器等。
其中，用户的用电数据包括用户的身份编号、当前时间和当前用电量，发电设备的发电数据包括发电机的编号、当前时间和当前发电量，电力设备状态数据包括电力设备的编号、当前时间和当前电力设备状态。
具体地，监测模块10可包括用电监测子模块、发电监测子模块、设备状态监测子模块，各监测子模块可每隔1分钟就将采集到的电力数据记录下来，并可将电力数据以“type-ID-time-value”的格式传输给发送模块20。当然，监测模块10还可包括其他种类的监测子模块，具体可根据实际情况进行增加。
具体而言，用电监测子模块可集成在用户家的电表中，用于监测每个用户的用电量，每个用电监测子模块和一个用户对应，该子模块中带有用以区分不同用户的用户ID(即身份编号)，此时传输格式中的“type”为“用电量”，“ID”为用户的身份编号，“time”统一可按北京时间记录，“value”为当前的用电量；发电监测子模块可与发电机连接，用于监测每个发电机的发电量，每个发电监测子模块和一个发电机对应，该子模块中带有用以区分不同发电机的发电机ID，此时传输格式中的“type”为“发电量”，“ID”为发电机的编号，“time”统一可按北京时间记录，“value”为当前的发电量；设备状态监测子模块与相关电力设备连接，用于监测各种电力设备(如，发电机、变电器等)的状态，设备状态分为正常和异常两种，该子模块中带有用以区分不同电力设备的电力设备ID，此时传输格式中的“type”为“设备状态”，“ID”为电力设备的编号，“time”统一按北京时间记录，“value”值不是0就是1(0表示设备异常，1表示设备正常)。
可选地，设备状态监测子模块带有温度传感器、电流传感器等部件，当某项指标超过预设的阈值时，即判定设备状态异常，如设置在发电机上的温度传感器，采集到的发电机的温度大于温度阈值时，可判定发电机异常，又如设置在变电器回路中的电流传感器，采集到的电流大于电流阈值时，可判定变电器异常。
作为一个示例，存储模块40具体用于：对接收到的电力数据进行分片处理，得到多个分片；对每个分片进行加密处理，得到相应的加密分片；复制每个加密分片；将复制的加密分片分发存储至基础架构的各分布式存储节点。
具体地，如图3所示，存储模块40在存储电力数据时，存储步骤如下：
第一，创建数据分片。将接收到的电力数据分成更小的片段，这个过程称为分片，这一步可将电力数据分解为可管理的块，这些块可以分布在多个节点上。
第二，加密每个分片。分片之后，需要加密本地节点存储的每个数据分片，系统管理员可以完全控制此过程，目标是确保系统管理员以外的任何人在任何情况下都无法查看、访问分片中的数据。
第三，复制每个分片。复制每个分片，以保证有足够的冗余副本，可确保可用性和性能，并防止性能下降和数据丢失。由系统管理员来决定每个分片的副本数量以及这些分片所在的位置。此过程中，系统管理员可为需要维护的最小副本数建立阈值，以确保不会丢失数据。
第四，分发复制的分片。将复制的分片分发到地理上分散的分布式存储节点。没有一个人能够拥有所有存储资源，或者控制存储基础架构，只有系统管理员才对所有数据有完整的访问权限，无论这些分布式存储节点位于何处。当然，图3中示出的4个分布式存储节点，只是用来说明原理，并不代表实际中真正的节点数量。
作为一个示例，存储模块40具体还用于：对应每个加密分片生成相应的哈希值。
具体地，如图3所示，在加密每个分片后，还可根据分片的数据或加密密钥生成唯一的哈希值，即固定长度的加密输出字符串，该哈希值可以确保电力数据在传输过程中不被篡改。
需要说明的是，图3中列出的五个基本步骤，在具体的数据存储过程中，不是一成不变的，可以根据具体的存储系统，做相应的增删。通过以上步骤，收集到的电力数据，会通过区块链技术存储到地理上分散的分布式存储节点，即使某个节点中的数据被人为恶意修改、或是其中某个存储节点由于硬件故障丢失了一些数据，整个存储系统仍能正确运行，确保了安全性。
此时，在任何一个分布式存储节点，都保存了完整的电力数据，通过区块链分布式存储节点提供的查询接口，可以从任一分布式存储节点查看电力数据，通过区块链保存的数据是真实可靠的，并且可追溯。利用这些数据，可以有效分析出用户的用电偏好、一个地区的发电能力以及配套电力设备的可靠程度，并可以根据这些电力大数据对状态异常的电力设备做更换，确保电网正常运作；还可以从全局的角度，对电网未来的改造升级做全盘考虑，而不仅仅考虑局部的优化。
综上，本发明提出的基于区块链的电力数据存储系统，相比于现有的电力数据存储系统，具有以下优势：(1)不可篡改和不可伪造，能有效保护电力大数据安全、保障电力系统不受恶意入侵；(2)能将现阶段每个城市独立的电力数据有效整合到一起，能从更宏观的角度分析当前电力系统中可能存在的问题。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，包括：监测模块、发送模块、收集模块和存储模块，其中，
所述监测模块，用于监测电力数据；
所述发送模块，用于将所述电力数据发送至所述收集模块；
所述收集模块，用于收集所述电力数据，并定时将接收到的电力数据存储至所述存储模块；
所述存储模块，用于利用基于区块链技术构建的去中心化基础架构，将从所述收集模块接收到的电力数据进行分发存储。
2.如权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述存储模块具体用于：
对接收到的电力数据进行分片处理，得到多个分片；
对每个分片进行加密处理，得到相应的加密分片；
复制每个加密分片；
将复制的加密分片分发存储至所述基础架构的各分布式存储节点。
3.如权利要求2所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述存储模块具体还用于：
对应每个加密分片生成相应的哈希值。
4.如权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述存储系统还包括：
查看模块，用于通过任一分布式存储节点提供的查询接口查看电力数据。
5.如权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述电力数据包括用户的用电数据、发电设备的发电数据、电力设备状态数据。
6.如权利要求5所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于所述用户的用电数据包括用户的身份编号、当前时间和当前用电量，所述发电设备的发电数据包括发电机的编号、当前时间和当前发电量，所述电力设备状态数据包括电力设备的编号、当前时间和当前电力设备状态。
7.如权利要求5或6所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述发电设备包括发电机，所述电力设备包括发电机、变电器。
8.如权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储系统，其特征在于，所述发送模块通过无线网络将所述电力数据发送至所述收集模块。
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