CN112085434A - 一种基于区块链的运输安全监控方法及装置 - Google Patents

一种基于区块链的运输安全监控方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链的运输安全监控方法，包括以下步骤：步骤S1：创建起始的运输物流区块，公示至区块链服务平台上，判断是否收到确认信息，若收到转至步骤S2，若否转至步骤S4；步骤S2：获取车辆物联网信息，周期性创建运输物流区块，通过区块协议进行通信，公示至区块链服务平台上，判断是否收到确认信息，若是转至步骤S3，若否转至步骤S4；步骤S3：运输完成后，更新区块数据，公示至区块链服务平台上，判断是否收到确认信息，若是创建下次运输的运输物流区块，若否转至步骤S4；步骤S4：保存区块数据至本地服务器，与区块链服务平台建立连接，上传区块数据。与现有技术相比，本发明具有提高监控效率、提高数据的可信性和可追溯性等优点。

Description

一种基于区块链的运输安全监控方法及装置
技术领域
本发明涉及交通物流领域，尤其是涉及一种基于区块链的运输安全监控方法及装置。
背景技术
物流业是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业，交通运输是物流的基础环节和依托载体，二者对支撑经济社会发展具有基础性、战略性作用。
区块链是由一系列区块组成的一条链，每个区块记录本块的数据及上一块的哈希值，所有区块通过这种方式以链式进行块式数据组织。区块链网络的核心是一个分布式帐本，记录所有在网络上发生的交易，具有“不可篡改、可追踪、去中心”的特点。
交通运输过程中涉及政企等多个环节，溯源与跟踪需要大量的实时数据，包括位置信息、车辆信息、货物信息、货物的源及目的地信息，这些数据如果使用人工操作，不仅带来极大的工作量，影响运行管理的效率，而且有很大的滞后性，影响运监管的准确性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于区块链的运输安全监控方法及装置，实时采集物联网信息，以区块的格式入链，由通信网络实时交换数据，全程记录运输车辆的安全状态数据，提高监控效率，在保证安全的基础上，进一步提高了可信性和可追溯性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于区块链的运输安全监控方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：创建本次运输的起始的运输物流区块，将所述运输物流区块公示至可信区块链服务平台上，判断是否收到所述可信区块链服务平台的确认信息，若收到则转至步骤S2，若否则转至步骤S4；
步骤S2：获取车辆的物联网信息，周期性创建用于安全监控的运输物流区块，通过区块协议与所述可信区块链服务平台进行通信，将运输物流区块公示至所述可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则转至步骤S3，若否则转至步骤S4；
步骤S3：物流运输完成后，更新相应的运输物流区块的区块数据，并公示至可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则创建下次运输的运输物流区块，若否则转至步骤S4；
步骤S4：保存区块数据至本地服务器，在与可信区块链服务平台建立连接后，将本地服务器中的区块数据集中上传至可信区块链服务平台。
所述区块协议具体为基于Http的WebSocket的协议。
进一步地，所述运输物流区块包括发送节点侧和接收节点侧。
进一步地，所述发送节点侧区块以序列化方式对区块数据进行封装，形成区块数据包，所述接收节点侧对区块数据包通过反序列化方式进行解析，获取对应的区块数据。
所述运输物流区块之间设有通信通道，通过心跳机制维护运输物流区块的上下线状态。
进一步地，所述通信通道具体为基于5G或4G移动网络构建的通道。
所述运输物流区块和运输物流区块支持的公示机制包括实时公示机制与离线公示机制。
一种基于区块链的运输安全监控装置，执行所述基于区块链的运输安全监控方法，包括数据采集单元、外置输入单元、车辆电控单元、数据采集模块、定位模块、存储模块、电池模块、通信模块及主控模块，所述主控模块根据运输物流区块的区块协议进行区块链码、车辆基础信息、运输物流信息、路由信息以及车辆物联网信息的封装与解析。
所述数据采集单元通过电缆与外置输入单元单向连接；
所述数据采集模块通过CAN总线与车辆电控单元单向连接，实时获取车辆的信息，包括胎压、手刹、行车速度和方向；
所述电池模块与主控模块单向连接，在车辆熄火之后提供辅助能源，使主控模块在断电之后进行数据保存和数据发送的操作。
所述定位模块、存储模块、通信模块与主控模块双向连接，其中：
所述定位模块实时采集运输车辆的位置信息；
所述存储模块保存行车过程中产生的区块数据；
所述通信模块完成车辆侧区块节点与可信区块链服务平台的数据交互。
进一步地，所述通信模块通过移动网络与可信区块链服务平台双向连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过设置区块链，将运输车辆数据以区块的形式进行存储与管控，并提供在线多次实时与离线一次入链工作机制，由通信网络实时交换数据，全程记录运输车辆的安全状态数据，提高了监控效率以及数据的可信性和可追溯性。
2.本发明具有高效的数据采集能力，便于实时连续采集运输车辆的数据包括胎压、速度和位置，为评估运输车辆安全运行提供了依据。
3.本发明对车辆、路由、物流的车辆物联网信息进行多元数据区块设计，实现运输状态多维度的安全监控；同时将车辆运输开始、过程及结束点多个周期数据区块入链，可实现运输状态全周期的安全监控。
4.本发明采用模块化设计，多模块的设计使装置具有较高的灵活性；同时采用自适应的本地存储阈值评估算法，易于实施，无须手动调整或者干预。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为本发明运输物流区块的结构示意图；
图3为本发明装置的结构示意图。
附图标记：
A1-外置输入单元；A2-车辆电控单元；B1-数据采集单元；B2-数据采集模块；C-定位模块；D-存储模块；E-电池模块；F-通信模块；G-主控模块；0-可信区块链服务平台；H-运输安全监控装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种基于区块链的运输安全监控方法，提高了监控效率以及数据的可信性和可追溯性，具体包括以下步骤：
步骤S1：创建本次运输的起始的运输物流区块，将运输物流区块公示至可信区块链服务平台上，判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若收到则转至步骤S2，若否则转至步骤S4；
步骤S2：获取，周期性创建用于安全监控的运输物流区块，通过区块协议与可信区块链服务平台进行通信，将运输物流区块公示至可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则转至步骤S3，若否则转至步骤S4；
步骤S3：物流运输完成后，更新相应的运输物流区块的区块数据，并公示至可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则创建下次运输的运输物流区块，若否则转至步骤S4；
步骤S4：保存区块数据至本地服务器，在与可信区块链服务平台建立连接后，将本地服务器中的区块数据集中上传至可信区块链服务平台。
区块协议具体为基于Http的WebSocket的协议。
运输物流区块的数据格式如图2所示，包括区块头部信息与区块体信息，其中区块头部信息包括当前区块地址与前链区块地址，区块体部分包括车辆基础信息、物流基础信息、运输路由信息及车辆物联网信息。
步骤S1中公示的过程具体为将当前区块地址、前链区块地址、车辆基础信息、物流基础信息、运输路由信息以区块方式通过WebSocket连接发送至可信区块链服务平台上。
车辆的物联网信息包括车速信息、胎压信息、GPS定位信息和手动报警输入信息，按照设定的周期进行保存。
运输物流区块包括发送节点侧和接收节点侧。
发送节点侧区块以序列化方式对区块数据进行封装，形成区块数据包，接收节点侧对区块数据包通过反序列化方式进行解析，获取对应的区块数据。
运输物流区块之间设有通信通道，通过心跳机制维护运输物流区块的上下线状态。
通信通道具体为基于5G或4G移动网络构建的通道。
运输物流区块和运输物流区块支持的公示机制包括实时公示机制与离线公示机制。
本发明基于区块链节点之间进行通信、数据采集、生成区块与入链，生成的区块不仅包括车辆与物流的基础信息，还包括运输路由及车辆物联网实时信息；并提供两种工作方式：以在线工作方式为主，同时预留离线更新为辅的数据上传方式；从而保证了基于区块链安全监控方法的完整性、持续性与可靠性。
如图3所示，一种基于区块链的运输安全监控装置，执行基于区块链的运输安全监控方法，包括数据采集单元B1、外置输入单元A1、车辆电控单元A2、数据采集模块B2、定位模块C、存储模块D、电池模块E、通信模块F及主控模块G，主控模块G为微型控制单元(MCU)，采用ARM芯片，根据运输物流区块的区块协议进行区块链码、车辆基础信息、运输物流信息、路由信息以及车辆物联网信息的封装与解析。
数据采集单元B1通过电缆与外置输入单元A1单向连接；
数据采集模块B2通过CAN总线与车辆电控单元A2单向连接，实时获取车辆的信息，包括胎压、手刹、行车速度和方向；
电池模块E与主控模块G单向连接，在车辆熄火之后提供辅助能源，使主控模块G在断电之后进行数据保存和数据发送的操作。
外置输入单元A1，包括三个输入功能按钮，分别是启动、手动报警输入及结束，通过“启动”按钮激活一次运输物流基础请求服务，并对应生成区块数据；通过“结束”按钮，完成一次运输，并生成区块数据；在运输过程中遇到异常，通过“手动报警输入”按钮生成异常区块数据。
数据采集单元B1通过串行总线与主控模块G相连，由主控模块G进行信号解析及分析计算操作。
定位模块C、存储模块D、通信模块F与主控模块G双向连接，其中：
定位模块C为GPS模组，实时获取车辆位置信息，通过串行总线与主控模块G相连，由主控模块G解析出所需经纬度信息；
存储模块D提供运行过程的所产生区块数据的存储空间，保存行车过程中产生的区块数据；
通信模块F将主控模块G发送数据通过通信信道发送至远端的可信区块链服务平台0，同时接收来自可信区块链服务平台0的命令与数据。
通信模块F通过移动网络与可信区块链服务平台0双向连接。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例子，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1：创建本次运输起始的运输物流区块，将所述运输物流区块公示至可信区块链服务平台上，判断是否收到所述可信区块链服务平台的确认信息，若收到则转至步骤S2，若否则转至步骤S4；
步骤S2：获取车辆的物联网信息，周期性创建用于安全监控的运输物流区块，通过区块协议与所述可信区块链服务平台进行通信，将运输物流区块公示至所述可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则转至步骤S3，若否则转至步骤S4；
步骤S3：物流运输完成后，更新相应的运输物流区块的区块数据，并公示至可信区块链服务平台上，并判断是否收到可信区块链服务平台的确认信息，若是则创建下次运输的运输物流区块，若否则转至步骤S4；
步骤S4：保存区块数据至本地服务器，在与可信区块链服务平台建立连接后，将本地服务器中的区块数据集中上传至可信区块链服务平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述区块协议具体为基于Http的WebSocket的协议。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述运输物流区块包括发送节点侧和接收节点侧。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述发送节点侧区块以序列化方式对区块数据进行封装，形成区块数据包，所述接收节点侧对区块数据包通过反序列化方式进行解析，获取对应的区块数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述运输物流区块之间设有通信通道，通过心跳机制维护运输物流区块的上下线状态。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述通信通道具体为基于5G或4G移动网络构建的通道。
7.一种基于区块链的运输安全监控装置，其特征在于，执行权利要求1-6任一所述的基于区块链的运输安全监控方法，包括数据采集单元、外置输入单元、车辆电控单元、数据采集模块、定位模块、存储模块、电池模块、通信模块及主控模块，所述主控模块根据运输物流区块的区块协议进行区块链码、车辆基础信息、运输物流信息、路由信息以及车辆物联网信息的封装与解析。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的运输安全监控装置，其特征在于，所述数据采集单元通过电缆与外置输入单元单向连接；
所述数据采集模块通过CAN总线与车辆电控单元单向连接，实时获取车辆的信息，包括胎压、手刹、行车速度和方向；
所述电池模块与主控模块单向连接，在车辆熄火之后提供辅助能源，使主控模块在断电之后进行数据保存和数据发送的操作。
9.根据权利要求7所述的一种基于区块链的运输安全监控装置，其特征在于，所述定位模块、存储模块、通信模块与主控模块双向连接，其中：
所述定位模块实时采集运输车辆的位置信息；
所述存储模块保存行车过程中产生的区块数据；
所述通信模块完成车辆侧区块节点与可信区块链服务平台的数据交互。
10.根据权利要求8所述的一种基于区块链的运输安全监控方法，其特征在于，所述通信模块通过移动网络与可信区块链服务平台双向连接。
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