CN111813857A - 一种基于区块链技术的检测数据管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链技术的检测数据管理系统及方法，检测数据管理系统包括硬件装置、移动应用终端、检测系统以及区块链。所述区块链包括第一节点、第二节点和分布节点。检测数据管理方法包括通过硬件装置采集目标对象的检测数据，通过无线网络同步到检测系统，并由检测系统记录到所述区块链中。区块链网络的第一节点接收系统传递的数据后传输，第二节点根据第一节点的封装数据创建新区块并广播到区块链中的分布节点中。本系统及方法利用区块链技术记录了产品的各种检测状态，形成产品全生命周期工作状态的防篡改防丢失、全程可溯源的完整数据，为产品的研发、生产、制造和使用提供了数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链技术的检测数据管理系统及方法。
背景技术
以汽车产业为例，不可篡改、真实、完整的车辆全生命周期数据链条是汽车产业所梦寐以求的。但目前市场上汽车数据主要是来自于后装市场及车主，而且普遍存在难以充分获取、数据真实性和完整性难以保证、数据产权模糊等问题，主要体现为：
1、由于市场分工中各方利益割裂导致真实数据链条无法形成，利益熏心导致恶意篡改
2、汽车数据产权归属问题由来已久，产权的模糊导致这个领域中仍存在大量灰色交易，汽车制造、金融、保险、零售等领域对数据有巨大需求，然而数据拥有方则对数据产权有所顾虑。
大部分静态数据，包括车辆VIN码、车型参配公告数据、新车车辆销售及物流数据、车主驾驶习惯数据等，在商业领域较为分散；而动态数据如车联网数据、贷款数据、位置轨迹数据等更加分散在多中心化平台、个人手中。这些数据是构成车辆全生命周期数据的主要组成部分，但车辆在激活并开始工作时的数据的缺失，使得车辆出厂后的数据真实性得不到很好的保证，也使得车辆电子设备在出现故障或事故时，缺少了初始状态数据源的支持。这使得现有车辆数据管理技术中所述的全生命周期数据的不完整。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于区块链技术的检测数据管理系统及方法。该系统与方法具有形成完整的产品生命周期、形成全程可溯源的完整数据信息、数据信息防篡改防丢失等优点。
本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其结构特点是：包括硬件装置、移动应用终端、检测系统以及区块链。
所述区块链包括第一节点、第二节点和分布节点。
所述硬件装置与被检产品之间可通讯连接，获取被检产品的检测信息，并将被检产品的检测数据通过无线网络传输至检测系统。
所述移动应用终端发出查询或增加检测数据记录的请求，向检测系统发出请求，移动应用终端包括手机、电脑、平板等。
所述检测系统响应硬件装置和移动应用终端的操作请求，进行身份验证，实现检测数据的运算和存储，并通过接口与第一节点实现交互。
所述区块链的第一节点与检测系统进行交互，然后根据提案类型分别做出响应，向第二节点进行传输。
所述区块链的第二节点与第一节点进行交互，接收网络中发出的请求，并按各个信息的接收时间顺序进行排序并生成区块，生成区块后会广播给区块链上的分布节点，最终实现检测数据的分布式存储。
优选地，所述硬件装置内集成总线协议，根据总线协议规范，采集被测产品唯一识别码以及相关软硬件版本信息，并执行相关的检测指令，得到检测数据，硬件装置记录所有信息后，按唯一识别码和时间戳生成数据文件后，通过哈希算法进行加密后存储在硬件装置FLASH中，检测完成后，硬件装置将检测数据通过WIFI或4G/5G无线网络传输给检测系统。
优选地，所述检测系统利用智能合约技术，实现检测数据的运算和存储，智能合约执行环境与第一节点环境隔离。
优选地，所述第一节点为背书节点，对接收到检测系统发来的请求进行权限验证，包括数据格式正确性验证和是否重复提交验证，根据当前检测数据模拟执行链码中的业务逻辑并生成包含响应值、数字签名信息的运算结果，返回给检测系统，检测系统收到背书节点返回的结果后进行签名验证， 然后根据请求类型分别做出响应。
优选地，所述第二节点为提供排序服务和创建区块服务的节点。
一种基于区块链技术的检测数据管理方法，包括如上述的系统，包括如下步骤：
S1：生产环境下，硬件装置与被检产品之间通过总线协议实现通讯，硬件装置将报文信息发送到被检产品，并根据返回的报文，得到检测数据，硬件装置将检测结果加上时间戳后加密成哈希值，存储在FLASH中，并向检测系统发出请求；
应用终端环境下，移动应用终端向检测系统发出查询检测数据或增加记录的请求；
S2：检测系统对所有请求进行身份验证；对于硬件装置的请求，身份验证通过后，将检测数据进行解析后保存到检测系统数据库，然后向区块链第一节点提交提案；对于移动应用终端的查询请求，身份验证通过后，向第一节点提交查询提案；对于移动应用终端的增加记录的请求，身份验证通过后，将数据解析后保存到数据库，然后向区块链的第一节点提交提案；
S3: 第一节点收到提案后，对提案进行权限验证和模拟运算，对于硬件装置的提案和移动应用终端增加记录的提案，加上数字签名后，检测数据加上验证信息传输给第二节点；对于移动应用终端的查询提案，通过验证后返回带签名的查询结果；
S4:第二节点接收到包含数字签名的检测数据后进行排序并生成区块，广播到区块链各分布节点。
本发明的有益效果是：本发明利用区块链技术记录了电子科技类产品在正式激活时的各种检测状态，形成产品工作状态的初始区块，初始区块在产品生产制造企业、供应链上下游企业以及消费者之间共享，形成产品全生命周期工作状态的防篡改防丢失、全程可溯源的完整数据，为智能工业领域电子产品的研发、生产、制造和使用提供了数据支持。
附图说明
图1是本发明一种基于区块链技术的检测数据管理系统示意图。
图2是本发明一种基于区块链技术的检测数据管理系统流程示意图。
图3是本发明一种基于区块链技术的检测数据管理系统的硬件装置电路图。
图4是本发明一种基于区块链技术的检测数据管理方法的流程示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1和图2，如图所示，一种基于区块链技术的检测数据管理系统，包括硬件装置、移动应用终端、检测系统以及区块链。
区块链包括第一节点、第二节点和分布节点。
硬件装置与被检产品之间可通讯连接，获取被检产品的检测信息，得到检测数据，并将被检产品的检测数据通过无线网络传输至检测系统，同时硬件装置将记录得到检测数据的地址。具体地，在被检产品生产完成以及每次进行保养、维修、升级等操作时，硬件装置会获取相应的检测信息，得到每次的检测数据，将每次的检测数据传输至检测系统，同时硬件装置记录了得到检测数据的地址，获得了每次执行更新检测数据的用户或单位，从而使产品的整体生命周期达到透明和可追溯。
移动应用终端发出查询或增加检测数据记录的请求，增加检测数据记录包括对硬件装置的检测数据更新进行评价，向检测系统发出请求，用以查看被检产品完整的生命周期工作状态以及完整的相关数据；增加检测数据记录的请求可手动增加保养记录、保险记录、对硬件装置的检测数据更新进行评价等，形成完整的产品生命周期，同时对硬件装置的检测数据更新可作出评价，促进产品服务的升级。
检测系统响应硬件装置和移动应用终端的操作请求，进行身份验证，实现检测数据的运算和存储，并通过接口与第一节点实现交互。
区块链的第一节点与检测系统进行交互，然后根据提案类型分别做出响应，向第二节点进行传输。
区块链的第二节点与第一节点进行交互，接收网络中发出的请求，并按各个信息的接收时间顺序进行排序并生成区块，生成区块后会广播给区块链上的分布节点，最终实现检测数据的分布式存储。
硬件装置是指用于生产环境下的一种智能检测设备，该设备集成了各种总线协议，能实现与被测产品的通讯会话及报文交互，两者在成功建立通讯后，硬件装置会根据总线协议规范，采集被测产品唯一识别码以及相关软硬件版本等基本信息，并执行相关的检测指令，被测产品在接收到检测指令报文后，会按照上述规范返回结果报文。硬件装置记录所有信息后，按唯一识别码和时间戳生成数据文件后，通过哈希算法进行加密后存储在硬件装置FLASH中。检测完成后，硬件装置将检测数据通过WIFI或4G/5G等无线网络传输给检测系统，硬件装置的电路图具体参阅图3。
检测系统通过响应硬件装置和移动应用终端的操作请求，利用智能合约技术，实现数据的运算和存储，将检测数据以及相关记录保存至数据坤，并通过接口与第一节点实现交互。智能合约执行环境与第一节点环境隔离，以保证智能合约执行时不会影响到第一节点。
第一节点通常是指背书节点，该节点也承担将区块分发同步到区块链的作用，一般部署在工厂所在组织的中心服务器环境下。该节点对接收到检测系统发来的请求进行权限验证，包括数据格式正确性验证和是否重复提交等验证。然后根据当前账本上的数据模拟执行链码中的业务逻辑并生成包含响应值、数字签名等信息的运算结果。然后根据请求类型分别做出响应：如果是记录更新请求，包括硬件装置的的检测数据更新请求以及移动应用终端的增加记录请求，则提交到第二节点；如果是查询请求则不提交到第二节点，将查询记录增加签名返回给检测系统，再由检测系统返回至移动应用终端。
第二节点通常是指提供排序服务和创建区块服务的节点。该节点接收网络中所有发出的请求信息，并按各个信息的接收时间顺序进行排序并生成区块。该节点生成区块后会广播给区块链上不同组织的分布节点上，最终实现数据的分布式存储。
参阅图4，如图所示，一种基于区块链技术的检测数据管理方法，包括如上述的系统，包括如下步骤：
S1：生产环境下，硬件装置与被检产品之间通过总线协议实现通讯，硬件装置将报文信息发送到被检产品，并根据返回的报文，得到检测数据，硬件装置将检测结果加上时间戳后加密成哈希值，存储在FLASH中，并向检测系统发出请求；
应用终端环境下，移动应用终端向检测系统发出查询检测数据或增加记录的请求；
S2：检测系统对所有请求进行身份验证；对于硬件装置的请求，身份验证通过后，将检测数据进行解析后保存到检测系统数据库，然后向区块链第一节点提交提案；对于移动应用终端的查询请求，身份验证通过后，向第一节点提交查询提案；对于移动应用终端的增加记录的请求，身份验证通过后，将数据解析后保存到数据库，然后向区块链的第一节点提交提案；
S3:第一节点收到提案后，对提案进行权限验证和模拟运算，对于硬件装置的提案和移动应用终端增加记录的提案，加上数字签名后，检测数据加上验证信息传输给第二节点；对于移动应用终端的查询提案，通过验证后返回带签名的查询结果；
S4:第二节点接收到包含数字签名的检测数据后进行排序并生成区块，广播到区块链各分布节点，最终实现数据的分布式存储。最终各阶段的检测数据被储存于检测系统以及区块链中。形成了产品的全生命周期工作状态、全程可溯源的完整数据，
上述的检测数据管理方法在市场需求及应用拓展方面，主要体现为：
（1）区块链技术在汽车行业，针对整车装配企业，以联盟链形式完成初步数据化构建。汽车主机厂在汽车设计、制造过程中，可以结合完整的数据优化用户需求和生产制造过剩问题，区块链作为连接车主和主机厂两者的桥梁，将真实完整的车辆状态数直接与主机厂共享，使得主机厂可以更好的优化设计研发、把控生产节奏和库存。
（2）汽车零部件生产企业区块链建立的需求；零部件企业间尽管存在着竞争，但满足不同需求的技术及工艺水平，更需要通过区块链技术达到透明与可追溯。而基于透明、真实、完整的区块链数据，使得零部件能不断改善产品质量的同时，能更好的匹配模块化设计及平台设计。
（3）汽车销售（经销）体系区块链需求；区块链强调去中心化概念，在汽车销售过程，不仅仅在金融、保险方面能得到充分应用体现，同时，对汽车经销商体系透明化，打破区域垄断。区块链涉及所有计量、支付、追溯场景，使得交易安全和多平台信用问题得到解决。
（4）汽车售后服务体系区块链需求。汽车后市场价格不透明，小病大修等现象普遍存在。通过区块链将记录汽车后市场所有交易并进行大数据分析， 使广大车主享有透明且持续优化的汽车后市场服务。利用区块链的记录模式，采用车载数据记录装置，记录良好的驾驶习惯设置奖励机制。同步车辆行驶数据、汽车制造商数据以及保险公司的数据，为保险公司可以制定保险政策、为零部件供应商提供生产计划、为汽车保养及急救维修企业提供车辆信息。
（5）由于汽车产品与其他智能工业产品在研发、设计、生产、流通和售后方面具有一定的共通性，使得本发明不仅可以应用于汽车产业，采用同样的方法、系统和装置可以实现一样的数据管理效果。随着区块链技术的普及，通过链上数据与链下资源的共识机制建立，为智能工业行业全产业链提供更安全、透明服务的体验下，通过全生命周期内的不同角色加入区块链参与数据的贡献和交互，将达到提升智能工业整体产业效率的作用。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其特征在于：包括硬件装置、移动应用终端、检测系统以及区块链；
所述区块链包括第一节点、第二节点和分布节点；
所述硬件装置与被检产品之间可通讯连接，获取被检产品的检测信息，并将被检产品的检测数据通过无线网络传输至检测系统；
所述移动应用终端发出查询或增加检测数据记录的请求，向检测系统发出请求；
所述检测系统响应硬件装置和移动应用终端的操作请求，进行身份验证，实现检测数据的运算和存储，并通过接口与第一节点实现交互；
所述区块链的第一节点与检测系统进行交互，然后根据提案类型分别做出响应，向第二节点进行传输；
所述区块链的第二节点与第一节点进行交互，接收网络中发出的请求，并按各个信息的接收时间顺序进行排序并生成区块，生成区块后会广播给区块链上的分布节点，最终实现检测数据的分布式存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其特征在于：
所述硬件装置内集成总线协议，根据总线协议规范，采集被测产品唯一识别码以及相关软硬件版本信息，并执行相关的检测指令，得到检测数据，硬件装置记录所有信息后，按唯一识别码和时间戳生成数据文件后，通过哈希算法进行加密后存储在硬件装置FLASH中，检测完成后，硬件装置将检测数据通过WIFI或4G/5G无线网络传输给检测系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其特征在于：
所述检测系统利用智能合约技术，实现检测数据的运算和存储，智能合约执行环境与第一节点环境隔离。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其特征在于：
所述第一节点为背书节点，对接收到检测系统发来的请求进行权限验证，包括数据格式正确性验证和是否重复提交验证，根据当前检测数据模拟执行链码中的业务逻辑并生成包含响应值、数字签名信息的运算结果，返回给检测系统，检测系统收到背书节点返回的结果后进行签名验证， 然后根据请求类型分别做出响应。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的检测数据管理系统，其特征在于：
所述第二节点为提供排序服务和创建区块服务的节点。
6.一种基于区块链技术的检测数据管理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：生产环境下，硬件装置与被检产品之间通过总线协议实现通讯，硬件装置将报文信息发送到被检产品，并根据返回的报文，得到检测数据，硬件装置将检测结果加上时间戳后加密成哈希值，存储在FLASH中，并向检测系统发出请求；
应用终端环境下，移动应用终端向检测系统发出查询检测数据或增加记录的请求；
S2：检测系统对所有请求进行身份验证；对于硬件装置的请求，身份验证通过后，将检测数据进行解析后保存到检测系统数据库，然后向区块链第一节点提交提案；对于移动应用终端的查询请求，身份验证通过后，向第一节点提交查询提案；对于移动应用终端的增加记录的请求，身份验证通过后，将数据解析后保存到数据库，然后向区块链的第一节点提交提案；
S3: 第一节点收到提案后，对提案进行权限验证和模拟运算，对于硬件装置的提案和移动应用终端增加记录的提案，加上数字签名后，检测数据加上验证信息传输给第二节点；对于移动应用终端的查询提案，通过验证后返回带签名的查询结果；
S4:第二节点接收到包含数字签名的检测数据后进行排序并生成区块，广播到区块链各节点。
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