CN112882445B - 用于智能制造的5g及区块链智能监控和管理系统 - Google Patents

用于智能制造的5g及区块链智能监控和管理系统 Download PDF

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CN112882445B CN202110030211.XA CN202110030211A CN112882445B CN 112882445 B CN112882445 B CN 112882445B CN 202110030211 A CN202110030211 A CN 202110030211A CN 112882445 B CN112882445 B CN 112882445B
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Abstract

用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统，包括多个环境监测模块、多个区块链节点和智能管理模块，每个区块链节点对应一个环境监测模块，所述环境监测模块用于对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集的环境数据传输至其对应的区块链节点进行存储，所述智能管理模块从区块链节点中调取所述环境数据，并将所述环境数据进行分析。本发明的有益效果：该系统能够通过传感器节点实时连续的采集检测区域内的环境数据，将采集的环境数据存储到区块链节点中，提高了数据存储的可靠性，采用5G通信方式实现智能管理系统和区块链节点之间的数据传输，提高了数据传输的速度，此外，该智能管理系统适应于多种环境监测系统，如环境污染、智能制造车间监控等。

Description

用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统
技术领域
本发明创造涉及环境监测领域，具体涉及一种用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统。
背景技术
随着我国经济的不断增长，工业化和城市化水平不断提高，环境污染问题日益严重。对于环境污染问题，人们越来越重视，相关部门也采取了很多的改善措施。但是我国环境监测工作比较落后，监测手段单一，监测数据不准确，应急监测能力差，监测数据的存储和管理无法实现。此外，智能制造也对环境监测提出了更高的要求。
针对上述问题，本发明将传感器技术、5G和区块链技术应用到环境监测的智能管理系统中，该系统能够通过传感器节点实时连续的采集检测区域内的环境数据，将采集的环境数据存储到区块链节点中，提高了数据存储的可靠性，采用5G通信方式实现智能管理系统和区块链节点之间的数据传输，提高了数据传输的速度。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统。
本发明创造的目的通过以下技术方案实现：
用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统，包括多个环境监测模块、多个区块链节点和智能管理模块，每个区块链节点对应一个环境监测模块，给定各环境监测模块的监测区域，所述环境监测模块用于对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集的环境数据传输至其对应的区块链节点，所述区块链节点将接收到的环境数据进行存储，所述智能管理模块从区块链节点中调取所述环境数据，并将所述环境数据和给定的安全阈值进行比较，当所述环境数据高于给定的安全阈值时进行预警。
本发明创造的有益效果：将传感器技术、5G和区块链技术应用到环境监测的智能管理系统中，该系统能够通过传感器节点实时连续的采集监测区域内的环境数据，将采集的环境数据存储到区块链节点中，提高了数据存储的可靠性，采用5G通信方式实现智能管理系统和区块链节点之间的数据传输，提高了数据传输的速度；此外，该智能管理系统适应于多种环境监测系统，如环境污染、智能制造车间监控。
附图说明
利用附图对发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的用于智能制造的5G及区块链智能监控和管理系统，包括多个环境监测模块、多个区块链节点和智能管理模块，每个区块链节点对应一个环境监测模块，给定各环境监测模块的监测区域，所述环境监测模块用于对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集的环境数据传输至其对应的区块链节点，所述区块链节点将接收到的环境数据进行存储，所述智能管理模块从区块链节点中调取所述环境数据，并将所述环境数据和给定的安全阈值进行比较，当所述环境数据高于给定的安全阈值时进行预警。
优选地，给定各环境监测模块的监测区域范围相等。
优选地，所述智能管理模块采用5G通信方式访问区块链节点中的环境数据。
本优选实施例将传感器技术、5G和区块链技术应用到环境监测的智能管理系统中，该系统能够通过传感器节点实时连续的采集监测区域内的环境数据，将采集的环境数据存储到区块链节点中，提高了数据存储的可靠性，采用5G通信方式实现智能管理系统和区块链节点之间的数据传输，提高了数据传输的速度，此外，本优选实施例的智能管理系统适应于多种环境监测系统，如环境污染、智能制造车间监控。
优选地，环境监测模块采用传感器节点对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集到的环境数据传输至汇聚节点，由汇聚节点发送至所述环境监测模块对应的区块链节点。
优选地，所述环境监测模块采用传感器节点对给定的监测区域内的环境数据进行采集，将环境监测模块对应的监测区域划分为m个同等大小的子区域，对各子区域的环境数据按照时间间隔为Δτ的采集周期进行采集，在每个采集周期内采用不同的传感器节点数对子区域gi的环境数据进行采集，设gi表示划分的第i个子区域，Gi表示子区域gi中的传感器节点集合，且Gi＝{cir，r＝1，2，...，Mi}，其中，cir表示集合Gi中的第r个传感器节点，Mi表示子区域gi中的传感器节点数；设Tj表示第j个采集周期，Mi(Tj)表示在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点数，当j＝1时，Mi(T1)＝Mi(0)，其中，Mi(0)为给定的子区域gi的初始传感器节点数，且Mi(0)＜Mi，当j≥2时，则Mi(Tj)的值采用下列方式确定：
设Tj-1表示第(j-1)个采集周期，Gi(Tj-1)表示在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj-1时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点集合，且Gi(Tj-1)＝{cik(Tj-1)，k＝1，2，...，Mi(Tj-1)}，其中，cik(Tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中的第k个传感器节点，Mi(Tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中的传感器节点数，设tj-1表示采集周期Tj-1中的时刻，即tj-1满足：(j-2)*Δτ＜tj-1≤(j-1)*Δτ，对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行检测，设xik(tj-1)表示传感器节点cik(Tj-1)在tj-1时刻采集到的环境数据，将传感器节点cik(Tj-1)在采集周期Tj-1的初始时刻到tj-1时刻采集的环境数据按采集时间先后顺序组成数据序列Xik(tj-1)，且Xik(tj-1)＝{xikl(tj-1)，l＝1，2，...，Mik(tj-1)}，其中，xikl(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中的第l个环境数据，Mik(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中的环境数据量，
Figure BDA0002891805980000031
表示数据序列Xik(tj-1)中的第Mik(tj-1)个环境数据，且
Figure BDA0002891805980000032
Figure BDA0002891805980000033
其中，数据序列Xik(tj-1)中除环境数据
Figure BDA0002891805980000034
外的环境数据都为修正后的环境数据；
定义子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数为f(tj-1，gi)，且f(tj-1，gi)的表达式为：
Figure BDA0002891805980000035
其中，σik(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中环境数据的方差，ρ(σik(tj-1))为方差σik(tj-1)对应的指示函数，当σik(tj-1)≤H(σ)时，则ρ(σik(tj-1))＝0，当σik(tj-1)＞H(σ)时，则ρ(σik(tj-1))＝1，其中，H(σ)为给定的方差阈值；
当子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数
Figure BDA0002891805980000036
时，则不对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行修正，当子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数
Figure BDA0002891805980000041
时，则对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行修正，设x′ik(tj-1)表示对环境数据xik(tj-1)修正后的值，当σik(tj-1)≤H(σ)时，则x′ik(tj-1)＝xik(tj-1)，当σik(tj-1)＞H(σ)时，则
Figure BDA0002891805980000042
其中，δ(xik(tj-1))为环境数据xik(tj-1)对应的比较函数，
Figure BDA0002891805980000043
表示数据序列Xik(tj-1)中的第(Mik(tj-1)-1)个环境数据，当
Figure BDA0002891805980000044
时，则δ(xik(tj-1))＝-1，当
Figure BDA0002891805980000045
时，则δ(xik(tj-1))＝1，
Figure BDA0002891805980000046
表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的均值，且
Figure BDA0002891805980000047
Figure BDA0002891805980000048
σimax(tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最大值，且
Figure BDA0002891805980000049
σimin(tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数的方差的最小值，且
Figure BDA00028918059800000410
优选地，所述H(σ)的值可以通过下列方式确定：
统计监测区域内的历史环境数据，由专家判断监测区域内环境较为稳定的阶段，计算各传感器节点在该阶段采集的环境数据序列中环境数据的方差，将计算所得的方差取均值即为H(σ)的值。
本优选实施例将环境监测模块对应的监测区域划分为多个同等大小的子区域，对各子区域的环境数据进行周期性采集，通过上一采集周期采集的环境数据对所述子区域的环境情况进行分析，并根据分析的结果确定在当前采集周期内对所述子区域的环境数据进行采集的传感器节点数，使得确定的传感器节点数能够适应当前子区域的环境情况，从而提高了该子区域环境监测结果的准确性，在确定传感器节点数时，由于是通过上一采集周期采集的环境数据对所述子区域的环境情况进行分析，为提高分析结果的准确性，对子区域中的传感器节点采集的环境数据进行修正，去除噪声数据的影响，在对采集的环境数据进行检测时，构建所述环境数据的数据序列并统计所述数据序列中环境数据的方差，当子区域中环境发生突变时，子区域中传感器节点采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差将较大，而当传感器节点采集的环境数据为噪声数据时，子区域中传感器节点采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差也将较大，因此，定义子区域在当前时刻对应的环境检测函数，所述环境检测函数通过统计子区域中传感器节点采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差大于给定的方差阈值的数量区分环境突变造成的方差较大还是噪声数据造成的方差较大的情况，当子区域中传感器节点采集的环境数据对应的数据序列中的环境数据的方差大于给定方差阈值的数量较多时，表明此时数据序列中环境数据的方差较大是因为子区域中的环境突变造成的，此时，不对子区域中传感器节点采集的环境数据进行修正，当子区域中数据序列中环境数据的方差大于给定方差阈值的数量较少时，表明此时数据序列中环境数据的方差较大是因为子区域中传感器节点采集的噪声数据造成的，此时，对子区域中传感器节点采集的环境数据进行修正，当所述环境数据对应的数据序列的方差较小时，表明该环境数据为正常数据，即在修正过程中不改变该环境数据的值，当所述环境数据对应的数据序列的方差较大时，表明该环境数据为噪声数据，即根据所述环境数据对应的数据序列的方差和子区域中其他环境数据对应的数据序列的方差之间的关系进行修正，使得修正后的环境数据更加的接近所述子区域的现实环境数据，从而为确定在下一采集周期中采用的传感器节点数奠定了基础。
优选地，设Xik((j-1)*Δτ)表示传感器节点cik在采集周期Tj-1的初始时刻到(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据经修正后按采集时间先后顺序组成的数据序列，且Xik((j-1)*Δτ)＝{xikp((j-1)*Δτ)，p＝1，2，...，Mik((j-1)*Δτ)}，其中，xikp((j-1)*Δτ)表示数据序列Xik((j-1)*Δτ)中的第p个环境数据，Mik((j-1)*Δτ)表示数据序列Xik((j-1)*Δτ)中的环境数据量，则Mi(Tj)的值为：
Figure BDA0002891805980000051
式中，
Figure BDA0002891805980000052
表示向上取整，设f((j-1)*Δτ，gi)为子区域gi在(j-1)*Δτ时刻对应的环境检测函数，η(Tj-1，gi)为判断函数，当
Figure BDA0002891805980000053
时，则η(Tj-1，gi)＝1，当
Figure BDA0002891805980000061
时，则η(Tj-1，gi)＝0，σik((j-1)*Δτ)为数据序列Xik((j-1)*Δτ)中环境数据的方差，σimax((j-1)*Δτ)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最大值，且
Figure BDA0002891805980000062
σimin((j-1)*Δτ)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最小值，且
Figure BDA0002891805980000063
本优选实施例通过上一采集周期采集的环境数据对所述子区域中的环境情况进行分析，从而确定用于在当前采集周期内对所述子区域的环境数据进行采集的传感器节点数，通过环境检测函数判断所述子区域中的环境情况，当所述环境检测函数的值较小时，表明此时该子区域中的环境较为稳定，因此，采用给定的传感器节点数对所述子区域中的环境数据进行采集，当所述环境检测函数的值较大时，则认为此时子区域中的环境情况较为复杂，因此，令判断函数η(Tj-1，gi)的值为1，即增加用于在当前采集周期中对所述子区域的环境数据进行采集的传感器节点数，指数函数部分根据上一采集周期中传感器节点采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差和给定的方差阈值之间的关系确定该子区域当前环境变化的复杂程度，并根据所述子区域中环境变化的复杂程度对增加的传感器节点数进行调节，当该子区域的环境变化越复杂，即在当前采集周期内增加越多的传感器节点数，从而使得传感器节点在当前采集周期中能够对所述子区域进行更加全面的环境监测。
优选地，在集合Gi中选取Mi(Tj)个用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点，所述Mi(Tj)个传感器节点包括一个区域监测节和(Mi(Tj)-1)个辅助监测节点，定义传感器节点cir在采集周期Tj时成为子区域gi的区域监测节点的权值为Q(cir)，且Q(cir)的表达式为：
Figure BDA0002891805980000064
式中，T(cir，j)表示传感器节点cir上一次被选取为用于对子区域gi的环境数据进行采集的采集周期，Eir(Tj)表示传感器节点cir在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值，Eimax(Tj)表示集合Gi中传感器节点在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值的最大值，s(cir)表示传感器节点cir的监测区域范围，s(gi)表示子区域gi的监测区域范围，s(cir)∩s(gi)表示传感器节点cir的监测区域范围和子区域gi的监测区域范围的交集；
选取集合Gi中具有最大权值的传感器节点为子区域gi的区域监测节点ci，将区域监测节点ci加入到集合Gi(Tj)，其中，Gi(Tj)表示当前在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点集合；在集合Gi中剩余的传感器节点中选取(Mi(Tj)-1)个传感器节点作为区域监测节点ci的辅助监测节点，设cie为集合Gi中的第e个传感器节点，且cie≠ci，定义传感器节点cie为区域监测节点ci的辅助监测节点的优先级为J(cie)，且J(cie)的表达式为：
Figure BDA0002891805980000071
式中，T(cie，j)表示传感器节点cie上一次被选取为用于对子区域gi中的环境数据进行采集的采集周期，Eie(Tj)表示传感器节点cie在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值，s(cie)表示传感器节点cie的监测区域范围，cid(Tj)表示此时集合Gi(Tj)中的第d个传感器节点，s(cid(Tj))表示传感器节点cid(Tj)的监测区域范围，mi(Tj)表示此时集合Gi(Tj)中的传感器节点数；
在集合Gi中剩余的传感器节点中选取具有最大优先级的传感器节点为区域监测节点ci的辅助监测节点，并将选取的辅助监测节点加入到集合Gi(Tj)中，继续按照上述方法在集合Gi中剩余的传感器节点中选取区域监测节点ci的辅助监测节点，直到集合Gi(Tj)中的传感器节点数为Mi(Tj)时停止选取；
设tj表示采集周期Tj中的时刻，即tj满足：(j-1)*Δτ＜tj≤j*Δτ，设f(tj，gi)表示子区域gi在tj时刻对应的环境检测函数，当
Figure BDA0002891805980000072
时，则集合Gi(Tj)中所有传感器节点将在tj时刻采集的环境数据发送至汇聚节点，当
Figure BDA0002891805980000073
时，则集合Gi(Tj)中区域监测节点ci将在tj时刻采集的环境数据传输至汇聚节点，集合Gi(Tj)中辅助监测节点在tj时刻采集的环境数据舍弃。
本优选实施例用于选取在当前采集周期内对所述子区域进行环境数据采集的传感器节点，首先，在子区域中选取区域监测节点，定义选取区域监测节点的权值，所述权值综合考虑了传感器节点的剩余能量值、传感器节点的监测区域范围和所述子区域之间的交集以及所述传感器节点上一次被选取为用于对所述子区域的环境数据进行采集的采集周期，选取具有最大权值的传感器节点为所述子区域的区域监测节点，使得选取的区域监测节点的当前剩余能量值较高，所述区域监测节点的监测区域范围和所述子区域的监测区域范围具有较大的交集，使得区域监测节点采集的环境数据能够代表所述子区域当前的环境，所述区域监测节点上一次被选取为用于对所述子区域的环境数据进行采集的采集周期和当前采集周期时差较大，使得在每个采集周期中能够令不同的传感器节点担任该子区域的区域监测节点，增加了所述子区域环境监测的全面性；根据选取的区域监测节点，在所述子区域的传感器节点集合中选取辅助监测节点，定义选取辅助监测节点的优先级，使得最终选取的辅助监测节点都具有较高的剩余能量值，距离上一次被选取为用于对所述子区域中的环境数据进行采集的采集周期时间较长，以及辅助监测节点之间的监测区域范围的交集较小、辅助监测节点的监测区域范围和所述子区域的监测区域范围交集较大的优点，从而增加了辅助监测节点对所述子区域的环境数据进行采集的全面性；通过环境检测函数对所述子区域当前的环境情况进行衡量，当判断所述子区域的当前环境较为稳定时，即只将区域监测节点采集的环境数据发送给汇聚节点，从而减少了数据传输量的同时也不影响对所述子区域环境监测的准确性，当判断所述子区域的当前环境较为复杂时，即将所述子区域中的区域监测节点和辅助监测节点采集的环境数据都传输至汇聚节点，增加了对所述子区域进行环境监测的准确性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.基于5G及区块链智能监控和管理系统用于环境污染、智能制造车间监控的方法，其特征是，所述基于5G及区块链智能监控和管理系统包括多个环境监测模块、多个区块链节点和智能管理模块，每个区块链节点对应一个环境监测模块，给定各环境监测模块的监测区域，所述环境监测模块用于对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集的环境数据传输至其对应的区块链节点，所述区块链节点将接收到的环境数据进行存储，所述智能管理模块从区块链节点中调取所述环境数据，并将所述环境数据和给定的安全阈值进行比较，当所述环境数据高于给定的安全阈值时进行预警；环境监测模块采用传感器节点对给定的监测区域内的环境数据进行采集，并将采集到的环境数据传输至汇聚节点，由汇聚节点发送至所述环境监测模块对应的区块链节点；所述环境监测模块采用传感器节点对给定的监测区域内的环境数据进行采集，将环境监测模块对应的监测区域划分为m个同等大小的子区域，对各子区域的环境数据按照时间间隔为Δτ的采集周期进行采集，设gi表示划分的第i个子区域，Gi表示子区域gi中的传感器节点集合，且Gi＝{cir，r＝1，2，...，Mi}，其中，cir表示集合Gi中的第r个传感器节点，Mi表示子区域gi中的传感器节点数；设Tj表示第j个采集周期，Mi(Tj)表示在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点数，当j＝1时，Mi(T1)＝Mi(0)，其中，Mi(0)为给定的子区域gi的初始传感器节点数，且Mi(0)＜Mi，当j≥2时，则Mi(Tj)的值采用下列方式确定：
设Tj-1表示第(j-1)个采集周期，Gi(Tj-1)表示在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj-1时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点集合，且Gi(Tj-1)＝{cik(Tj-1)，k＝1，2，...，Mi(Tj-1)}，其中，cik(Tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中的第k个传感器节点，Mi(Tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中的传感器节点数，设tj-1表示采集周期Tj-1中的时刻，即tj-1满足：(j-2)*Δτ＜tj-1≤(j-1)*Δτ，对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行检测，设xik(tj-1)表示传感器节点cik(Tj-1)在tj-1时刻采集到的环境数据，将传感器节点cik(Tj-1)在采集周期Tj-1的初始时刻到tj-1时刻采集的环境数据按采集时间先后顺序组成数据序列Xik(tj-1)，且Xik(tj-1)＝{xikl(tj-1)，l＝1，2，...，Mik(tj-1)}，其中，xikl(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中的第l个环境数据，Mik(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中的环境数据量，
Figure FDA0003340215480000021
表示数据序列Xik(tj-1)中的第Mik(tj-1)个环境数据，即
Figure FDA0003340215480000022
Figure FDA0003340215480000023
其中，数据序列Xik(tj-1)中除环境数据
Figure FDA0003340215480000024
外的环境数据都为修正后的环境数据；
定义子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数为f(tj-1，gi)，且f(tj-1，gi)的表达式为：
Figure FDA0003340215480000025
其中，σik(tj-1)表示数据序列Xik(tj-1)中环境数据的方差，ρ(σik(tj-1))为方差σik(tj-1)对应的指示函数，当σik(tj-1)≤H(σ)时，则ρ(σik(tj-1))＝0，当σik(tj-1)＞H(σ)时，则ρ(σik(tj-1))＝1，其中，H(σ)为给定的方差阈值；
当子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数
Figure FDA0003340215480000026
时，则不对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行修正，当子区域gi在tj-1时刻对应的环境检测函数
Figure FDA0003340215480000027
时，则对集合Gi(Tj-1)中的传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据进行修正，设x′ik(tj-1)表示对环境数据xik(tj-1)修正后的值，当σik(tj-1)≤H(σ)时，则x′ik(tj-1)＝xik(tj-1)，当σik(tj-1)＞H(σ)时，则
Figure FDA0003340215480000028
其中，δ(xik(tj-1))为环境数据xik(tj-1)对应的比较函数，
Figure FDA0003340215480000029
表示数据序列Xik(tj-1)中的第(Mik(tj-1)-1)个环境数据，当
Figure FDA00033402154800000210
时，则δ(xik(tj-1))＝-1，当
Figure FDA00033402154800000211
时，则δ(xik(tj-1))＝1，
Figure FDA00033402154800000212
表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的均值，且
Figure FDA00033402154800000213
Figure FDA00033402154800000214
σimax(tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最大值，且
Figure FDA00033402154800000215
σimin(tj-1)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在tj-1时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数的方差的最小值，且
Figure FDA0003340215480000031
设Xik((j-1)*Δτ)表示传感器节点cik在采集周期Tj-1的初始时刻到(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据经修正后按采集时间先后顺序组成的数据序列，且Xik((j-1)*Δτ)＝{xikp((j-1)*Δτ)，p＝1，2，...，Mik((j-1)*Δτ)}，其中，xikp((j-1)*Δτ)表示数据序列Xik((j-1)*Δτ)中的第p个环境数据，Mik((j-1)*Δτ)表示数据序列Xik((j-1)*Δτ)中的环境数据量，则Mi(Tj)的值为：
Figure FDA0003340215480000032
式中，
Figure FDA0003340215480000037
表示向上取整，设f((j-1)*Δτ，gi)为子区域gi在(j-1)*Δτ时刻对应的环境检测函数，η(Tj-1，gi)为判断函数，当
Figure FDA0003340215480000033
时，则η(Tj-1，gi)＝1，当
Figure FDA0003340215480000034
时，则η(Tj-1，gi)＝0，σik((j-1)*Δτ)为数据序列Xik((j-1)*Δτ)中环境数据的方差，σimax((j-1)*Δτ)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最大值，且
Figure FDA0003340215480000035
σimin((j-1)*Δτ)表示集合Gi(Tj-1)中传感器节点在(j-1)*Δτ时刻采集的环境数据对应的数据序列中环境数据的方差的最小值，且
Figure FDA0003340215480000036
所述智能管理模块采用5G通信方式访问区块链节点中的环境数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在集合Gi中选取Mi(Tj)个用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点，所述Mi(Tj)个传感器节点包括一个区域监测节点和(Mi(Tj)-1)个辅助监测节点，定义传感器节点cir在采集周期Tj时成为子区域gi的区域监测节点的权值为Q(cir)，且Q(cir)的表达式为：
Figure FDA0003340215480000041
式中，T(cir，j)表示传感器节点cir上一次被选取为用于对子区域gi的环境数据进行采集的采集周期，Eir(Tj)表示传感器节点cir在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值，Eimax(Tj)表示集合Gi中传感器节点在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值的最大值，s(cir)表示传感器节点cir的监测区域范围，s(gi)表示子区域gi的监测区域范围，s(cir)∩s(gi)表示传感器节点cir的监测区域范围和子区域gi的监测区域范围的交集；
选取集合Gi中具有最大权值的传感器节点为子区域gi的区域监测节点ci，将区域监测节点ci加入到集合Gi(Tj)，其中，Gi(Tj)表示当前在集合Gi中选取的用于在采集周期Tj时对子区域gi的环境数据进行采集的传感器节点集合；在集合Gi剩余的传感器节点中选取(Mi(Tj)-1)个传感器节点作为区域监测节点ci的辅助监测节点，设cie为集合Gi中的第e个传感器节点，且cie≠ci，定义传感器节点cie为区域监测节点ci的辅助监测节点的优先级为J(cie)，且J(cie)的表达式为：
Figure FDA0003340215480000042
式中，T(cie，j)表示传感器节点cie上一次被选取为用于对子区域gi中的环境数据进行采集的采集周期，Eie(Tj)表示传感器节点cie在采集周期Tj的初始时刻的剩余能量值，s(cie)表示传感器节点cie的监测区域范围，cid(Tj)表示此时集合Gi(Tj)中的第d个传感器节点，s(cid(Tj))表示传感器节点cid(Tj)的监测区域范围，mi(Tj)表示此时集合Gi(Tj)中的传感器节点数；
在集合Gi中剩余的传感器节点中选取具有最大优先级的传感器节点为区域监测节点ci的辅助监测节点，并将选取的辅助监测节点加入到集合Gi(Tj)中，继续按照上述方法在集合Gi中剩余的传感器节点中选取区域监测节点ci的辅助监测节点，直到集合Gi(Tj)中的传感器节点数为Mi(Tj)时停止选取；
设tj表示采集周期Tj中的时刻，即tj满足：(j-1)*Δτ＜tj≤j*Δτ，设f(tj，gi)表示子区域gi在tj时刻对应的环境检测函数，当
Figure FDA0003340215480000043
时，则集合Gi(Tj)中所有传感器节点将在tj时刻采集的环境数据发送至汇聚节点，当
Figure FDA0003340215480000051
时，则集合Gi(Tj)中区域监测节点ci将在tj时刻采集的环境数据传输至汇聚节点，集合Gi(Tj)中辅助监测节点在tj时刻采集的环境数据舍弃。
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