CN113014655A - 基于区块链的物联网网络系统 - Google Patents

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刘晔
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陆庭辉
张金波
张小陆
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Abstract

本发明公开了基于区块链的物联网网络系统，属于物联网网络领域，包括区块链服务平台总体架构，所述区块链服务平台总体架构包括支撑架构、区块链服务架构和业务系统架构，所述区块链服务架构包括区块链基础技术平台、区块链服务管控模块、区块链服务平台和API接口管理模块，所述业务系统框架以区块链服务平台的业务系统，所述区块链服务架构采用基础设施架构作为支撑架构，所述支撑架构包括云主机并采用云服务存储，通过在云端建建设支撑架构，并用于区块链服务平台服务，区块链服务平台是一种帮助用户创建、管理和维护企业级区块链网络以及为上层业务应用提供通用区块链服务能力的技术平台。

Description

基于区块链的物联网网络系统
技术领域
本发明属于物联网网络技术领域，更具体地说，尤其涉及基于区块链的物联网网络系统。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段。物联网作为信息采集、传输和处理的一种基础网络架构, 目前在世界范围内已经有数十亿个传感器和智能控制器投入使用，面对数据时代的来临，以“数据及资产”作为指导思想来管理当前电网数据，和管理物理设备相比有其共同性。同时数据也具有其独特性，可轻易复制，可轻易篡改，可被多方同时使用，可被多方同时修改，可瞬间转移，可轻易销毁，这一些都直接影响到数据的信用，因为缺乏“数据资产化管理”的手段，在当前电网数据管理方面已经暴露出一些问题。
当前在南方6+1系统当中部分数据通过传统的点对点形式共享，部分数据通过数据资产管理平台进行主数据管理，这些数据在经过多次多系统长时间的的共享，修改之后，应用系统需要用到数据时，无法确定数据的可信性，应用系统在使用数据过程中，无法判断可信性，严重阻碍了电网企业的数据使用效率，人工整改之后，部分问题依然可能反复出现，治标不治本，在付出了具体人力物力后，无法彻底解决数据的一致性，可信性，权威性问题
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，通过在云端建建设支撑架构，并用于区块链服务平台服务，区块链服务平台是一种帮助用户创建、管理和维护企业级区块链网络以及为上层业务应用提供通用区块链服务能力的技术平台，以此解决上现有的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于区块链的物联网网络系统，包括区块链服务平台总体架构，所述区块链服务平台总体架构包括支撑架构、区块链服务架构和业务系统架构，所述区块链服务架构包括区块链基础技术平台、区块链服务管控模块、区块链服务平台和API接口管理模块，所述业务系统框架以区块链服务平台的业务系统，所述区块链服务架构采用基础设施架构作为支撑架构，所述支撑架构包括云主机并采用云服务存储。
优选的，所述业务系统架构采用物联网网络系统作用资产化管理系统，所述物联网网络系统包括位物联网应用层、物联网数据中心和物联网平台，所述物联网应用层采用物联网业务系统，所述物联网数据中心采用物联网数据资源化管理系统作为操作系统，所述物联网平台包括物联网能力开放中心、物流网管理中心、通讯层和设备感知层。
优选的，所述物联网数据资源化管理系统包括API接口层、Bass 服务层、区块链共识层、区块链网络层和区块链数据层，所述API接口层设置有数据管理接口、数据录入接口和数据查询接口，所述Bass 服务层设置有账户管理服务、分布式账本服务、身份认证服务、加解密服务和智能合约服务。
优选的，所述区块链共识层设置有PBFT、Pos、DPoS和Pool验证池，所述区块链网络层设置有权限控制、隐私保护和验证机制，所述区块链数据层设置有数据区块、链式结构、时间戳、数据加密、Hash 函数和Merkle树和海量存储。
优选的，所述区块链数据层为分布式节点与与物联网数据中心信息共享，所述区块链数据层通过Merkle树和海量存储对物联网数据中心的数据进行分类存储。
优选的，所述物联网平台的物联网能力开放中心包括API、应用服务和运行监控，所述物联网管理中心设置有连接管理、用户管理和设备管理，所述通讯层设置有物联网通讯专网、物联网通讯公共网络和物联网其他通讯网络，所述设置感知层设置有物联网物理终端和所述物联网物理终端。
优选的，所述Bass服务层通过互联网网络对登录进行身份认证服务，并通过区块链网络层的隐私保护对登陆者信息进行信息加密处理。
优选的，所述API接口层通过数据录入接口与可编程接口相对接处理，并通过数据查询接口对物联网数据资产化管理系统进行查询处理。
本发明的技术效果和优点：
1.区块链的物联网网络系统是一种帮助用户创建、管理和维护企业级区块链网络以及为上层业务应用提供通用区块链服务能力的技术平台。它具有降低开发及使用成本，兼顾快速部署、方便易用、高安全可靠等特性，是为区块链应用开发者提供区块链服务能力的平台。通过把计算资源、通讯资源、存储资源，以及上层的区块链可信数据存储能力、区块链配套设施能力、区块链智能合约能力、区块链应用开发能力转化为可编程接口，让应用开发过程和应用部署过程简单而高效，同时通过标准化的能力建设，保障区块链应用的安全可靠，对区块链业务的运营提供支撑，解决弹性、安全性、性能等运营难题，让上层业务系统开发者完全不必理会令人难以理解的区块链概念、复杂的区块链系统平台安装部署、恼人的底层平台宕机以及优化等各种难题，只需要专注业务系统本身。
2.设计与研究基于“有线(SDH，超长距离有线)+无线(公网、专网、卫星)、骨干+接入、地面+卫星(通信卫星、北斗)”的“空天地”协同一体化电力泛在通信网，并根据业务需求调配整合资源，利用网络资源定制化技术实现端到端网络切片管理，构建物联网基础通信网络，研究低功耗广域网络组网关键技术，实现NB-IoT/eMTC/5G 等电力泛在物联应用，研究网络资源端到端切片与虚拟化机制，提高网络根据业务需求的可定制化能力，通过边缘计算架构实现网络边缘智能,基于北斗卫星或GPS相关通信及服务的研究，实现“精准位置、精确时频、短报文通信”等服务网络。
附图说明
图1为本发明的区块链服务平台总体架构框图；
图2为本发明的区块链服务架构框图；
图3为本发明的业务系统架构框图；
图4为本发明的物联网部分系统流程示意图；
图5为本发明的室内围栏活动系统流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-5所示的一种基于区块链的物联网网络系统，包括区块链服务平台总体架构，区块链服务平台总体架构包括支撑架构、区块链服务架构和业务系统架构，区块链服务架构包括区块链基础技术平台、区块链服务管控模块、区块链服务平台和API 接口管理模块，业务系统框架以区块链服务平台的业务系统，区块链服务架构采用基础设施架构作为支撑架构，支撑架构包括云主机并采用云服务存储，支撑架构，该层为架构基础，提供保障业务应用系统正常运行的基础服务。
业务系统架构采用物联网网络系统作用资产化管理系统，物联网网络系统包括位物联网应用层、物联网数据中心和物联网平台，物联网应用层采用物联网业务系统，物联网数据中心采用物联网数据资源化管理系统作为操作系统，物联网平台包括物联网能力开放中心、物流网管理中心、通讯层和设备感知层。
物联网数据资源化管理系统包括API接口层、Bass服务层、区块链共识层、区块链网络层和区块链数据层，API接口层设置有数据管理接口、数据录入接口和数据查询接口，Bass服务层设置有账户管理服务、分布式账本服务、身份认证服务、加解密服务和智能合约服务。区块链共识层设置有PBFT、Pos、DPoS和Pool验证池，区块链网络层设置有权限控制、隐私保护和验证机制，区块链数据层设置有数据区块、链式结构、时间戳、数据加密、Hash函数和Merkle树和海量存储。
区块链数据层为分布式节点与与物联网数据中心信息共享，区块链数据层通过Merkle树和海量存储对物联网数据中心的数据进行分类存储，Bass服务层通过互联网网络对登录进行身份认证服务，并通过区块链网络层的隐私保护对登陆者信息进行信息加密处理，API 接口层通过数据录入接口与可编程接口相对接处理，并通过数据查询接口对物联网数据资产化管理系统进行查询处理。
物联网平台的物联网能力开放中心包括API、应用服务和运行监控，物联网管理中心设置有连接管理、用户管理和设备管理，通讯层设置有物联网通讯专网、物联网通讯公共网络和物联网其他通讯网络，设置感知层设置有物联网物理终端和物联网物理终端。
实施例1
如图4所示，现场智能设备(智能头盔/执法仪)拍摄原始视频，区块链中间接件主动获取原始视频，并通过智能合约与区块链共识机制进行分布式存证，智能穿戴系统将原始是视频以流媒体形式，传输到算法服务器，算法服务器根据机器学习方法，判断是否产生风险行为；如产生风险行为，则通过调用区块链系统智能合约的形式，将风险行为结果记录在区块链系统中，区块链平台通过区块链共识机制进行分布式保存风险行为结果，如原有作业风险管控系统遭遇数据风险或评判争议，可通过区块链系统保存的原始数据和风险行为结果进行进一步比对，利用区块链的不可篡改这一特性，确保数据从数据产生源头到数据过程落地的全生命周期可信。
实施例2
如图5所示，现场智能设备(智能头盔/执法仪)发送原始定位信息，区块链中间接件实时获取原始定位信息，并通过智能合约与区块链共识机制进行分布式存证，应用服务器负责生成和修改危险区域信息，发生变更或生成时，区块链中间件将同步其变更，区块链平台通过智能合约实现；判断智能头盔穿戴者是否涉足危险区域，如涉足危险区域则记录为一个危险行为，作业风险管控系统与区块链平台各位独立计算出危险行为，独立输出结果，如作业风险管控系统遭遇数据风险或评判争议，可与区块链平台输出输出结果作为比对，利用区块链的不可篡改这一特性，电子围栏行为真实可信。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于区块链的物联网网络系统，包括区块链服务平台总体架构，其特征在于：所述区块链服务平台总体架构包括支撑架构、区块链服务架构和业务系统架构，所述区块链服务架构包括区块链基础技术平台、区块链服务管控模块、区块链服务平台和API接口管理模块，所述业务系统框架以区块链服务平台的业务系统，所述区块链服务架构采用基础设施架构作为支撑架构，所述支撑架构包括云主机并采用云服务存储。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述业务系统架构采用物联网网络系统作用资产化管理系统，所述物联网网络系统包括位物联网应用层、物联网数据中心和物联网平台，所述物联网应用层采用物联网业务系统，所述物联网数据中心采用物联网数据资源化管理系统作为操作系统，所述物联网平台包括物联网能力开放中心、物流网管理中心、通讯层和设备感知层。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述物联网数据资源化管理系统包括API接口层、Bass服务层、区块链共识层、区块链网络层和区块链数据层，所述API接口层设置有数据管理接口、数据录入接口和数据查询接口，所述Bass服务层设置有账户管理服务、分布式账本服务、身份认证服务、加解密服务和智能合约服务。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述区块链共识层设置有PBFT、Pos、DPoS和Pool验证池，所述区块链网络层设置有权限控制、隐私保护和验证机制，所述区块链数据层设置有数据区块、链式结构、时间戳、数据加密、Hash函数和Merkle树和海量存储。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述区块链数据层为分布式节点与与物联网数据中心信息共享，所述区块链数据层通过Merkle树和海量存储对物联网数据中心的数据进行分类存储。
6.根据权利要求2所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述物联网平台的物联网能力开放中心包括API、应用服务和运行监控，所述物联网管理中心设置有连接管理、用户管理和设备管理，所述通讯层设置有物联网通讯专网、物联网通讯公共网络和物联网其他通讯网络，所述设置感知层设置有物联网物理终端和所述物联网物理终端。
7.根据权利要求3所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述Bass服务层通过互联网网络对登录进行身份认证服务，并通过区块链网络层的隐私保护对登陆者信息进行信息加密处理。
8.根据权利要求3所述的基于区块链的物联网网络系统，其特征在于：所述API接口层通过数据录入接口与可编程接口相对接处理，并通过数据查询接口对物联网数据资产化管理系统进行查询处理。
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