CN113111427B - 一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置，包括如下步骤：首先，确定地下结构需要监测部位，适当布置区块链节点；在各需要监测的部位安装监测设备，并将监测设备分别连接区块链的节点，形成私有链；实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活设备获取结构信息，将获取的数据信息传入区块链节点，进而传入区块链；对获取的结构信息做数据分析处理，将分析后的信息与区块链保存的原有结构信息做比较，如果信息不一致，则激活报警系统，根据该节点所对应的设备信息，确定故障位置，进行维修和加固；本发明将地下结构信息保存到区块链，便于数据的追溯；同时本发明建立了针对地下结构的数据分析模型。

Description

一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置

技术领域

本发明涉及BIM地下建筑自动化技术，尤其涉及一种基于区块链技术监测地下结构的方法和装置。

背景技术

目前监测地下结构的传统方法主要存在以下问题：(1)实效性差：很难保证数据稳定，尤其在恶劣天气下；(2)连续性弱：有些项目一年或两年进行一次；(3)准确性低：系统误差和随机误差比较大；(4)数据可靠性差：数据存储和传输过程安全性保障低。

区块链技术是一种分布式存储技术，由于区块链区块的独特的存储方式和算法结构，使得存储在区块链中的数据很难被修改，以及可以达到追溯数据的目的。

近年来，因区块链技术的突出优越性，越来越受到业界的广泛重视，纷纷开展相关研究并付诸工程应用，但作为大型地下结构项目结构安全监控的区块链技术应用，还没有成熟的经验。可见，创新性的在大型地下空间安全项目中应用区块链技术进行深化、优化设计，对施工过程进行动态调控，实现信息化项目管控和远程、超远程管理，以达到按时、保质、保量、安全完成生产任务的研究工作势在必行，也是引领了学术前沿，具有重要的学术和应用价值；因此将区块链技术运用到BIM地下建筑自动化技术中去，将会将会使得地下结构建筑技术更加灵活、安全和统一。

发明内容

为克服以上技术中存在的一个或几个问题，本发明提供一种基于区块链技术监测地下结构的方法，该方法包括：

首先，确定地下结构需要监测的部位，适当布置区块链节点；

在各需要监测的部位安装设备，并将设备分别连接区块链的节点，形成私有链；

实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活设备获取结构信息，并将获取的数据信息传入区块链节点；

对获取的结构信息做数据分析处理，将分析后的信息与区块链保存的原有设备信息做比较，如果信息不一致，则激活报警系统，根据该节点所对应的设备信息，确定故障结构位置，进行维修和加固；

所述适当布置区块链节点的方法为：选择任何合适的方式建立区块链节点和设备之间的联系；

所述在各需要监测的部位安装设备的方法为：根据地下结构的结构模型，确定该结构模型比较容易出现工程问题的结构位置，并在该结构位置安装设备，安装设备以后将该设备与预先规划的对应节点相连接；

所述智能合约包括：按照地下结构的特征，规定适当的时间间隔激活一次区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活的过程为：区块链通过各节点，向各自连接的设备发送获取结构部位信息的请求，各设备获取结构部位信息以后，把该信息反馈到各设备所属的节点，节点将该信息反馈给区块链；

所述智能合约还包括：将新一轮获得的结构信息按数据分析处理后的形式保存到区块链的新区块中，将新区块的默克尔根值和首区块的默克尔根值做比较，看二者是否相同，进而判断结构信息是否在安全信息范围内；

所述获取的结构信息做数据分析处理的方法为：判断各个部位该轮的状态信息值是否在该部位的安全信息范围内，如果该轮状态信息值在该部位的安全信息范围内，则规定该信息为设备号+1，如果该轮状态信息值在该部位的安全信息范围外，则规定该信息为设备号+0；

所述区块链保存的安全信息范围为：节点首次连接设备后，通过设备获取结构的安全信息范围，将结构的安全信息范围保存到区块链的节点上，并规定符合安全信息范围的数据转化为设备号+1，然后将所有转化后的数据按照一定设备顺序保存到首区块；

所述适当布置区块链节点的方法还包括：根据地下建筑需要监测的部位数，在固定厂房、机房选择不同服务器作为节点，使得节点选择以后，节点可以和设备很好的连接起来，进行数据的搜集、；

所述将设备分别连接区块链的节点，形成私有链，包括：各设备和预先设定好的节点相连接，并向它们连接的节点发送结构部位安全信息数据范围，各节点以设备号和安全信息数据范围对应的形式保存该数据，并将每个安全信息数据范围转化为1，然后以设备号+1的形式发送到区块链，区块链将会对数据进行打包，当最后一个节点发送完毕，则形成首区块，将会把打包的数据一起写入首区块；

所述将设备分别连接区块链的节点，形成私有链，还包括：形成首区块以后，不断获取设备中的最新结构状态信息，对信息进行分析处理，按照首区块形成的步骤，不断形成新的区块，组成私有链；

所述智能合约还包括：各节点对获得的最新的结构状态信息进行分析处理，按照设备号找到设备号对应的结构部位安全信息范围，判断对应设备的结构状态信息是否在该结构部位安全信息范围内，若在范围内，则规定以设备号+1形成一个新的数据，若不在范围内，则规定以设备号+0形成一个新的数据，节点把新形成的数据发送到区块链；

所述报警系统还包括：新区块的默克尔根值和首区块的默克尔根值不同时，则会通过区块中默克尔树的特性，追溯到导致默克尔根值不同的设备号，并向对应的设备发送预警信息，使连接在设备上的警报系统进行预警。

一种基于区块链技术监测地下结构的装置，该装置包括：

信息采集单元：用于区块链激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约后，通过设备获取地下结构部位的最新状态信息。

信息传输单元：用于将获得的地下结构部位的最新状态信息发送给该设备连接的节点。

信息分析单元：用于节点对接收到的状态信息，通过获得的结构部位安全信息范围为依据，对状态信息进行数据分析处理，把状态数据信息处理成以设备号+1和设备号+0的形式。

信息录入单元：用于将分析以后的状态数据信息传输、并保存到区块链的区块中。

该装置还包括：

网络单元：用于不同设备之间的信息交流，作为设备和节点，节点和区块链之间的媒介，是信息传递的主要动力。

报警单元：用于接收区块链发送的结构状态不合格的信息，并对结构状态不合格信息对应的故障部位进行报警。

本发明的有益效果是：

本发明a)大大增强了地下结构监测的连续性；b)过程，包括数据采集、数据的录入和报警全部是自动化，达到完全数据量化；c)在数据的存储和报警有区块链的参与，增加了数据的可靠性。

附图说明

图1：基于区块链技术监测地下结构的方法流程图；

图2：基于区块链技术监测地下结构的另一方法流程图；

图3：基于区块链技术监测地下结构的装置构成图；

图4：一种地下设备与区块链节点连接图；

图5：另一种地下设备与区块链节点连接图；

图6：结构状态信息分析图；

图7：首区块默克尔树的结构图；

图8：首区块以外的区块默克尔树的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应该理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。

如图1所示：为本发明的基于区块链技术监测地下结构的方法流程图；该流程图包括如下步骤：步骤S100，首先，确定地下结构需要监测部位，适当布置区块链节点；步骤S101，在各需要监测的部位安装设备，并将设备分别连接区块链的节点，形成私有链；步骤S102，实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活设备获取结构状态信息，并将获取的数据信息传入区块链节点，进而传入区块链；步骤S103，对获取的结构信息做数据分析处理；步骤S104，将分析后的信息与区块链保存的安全信息范围做比较，如果信息不一致，则激活报警系统，根据该节点所对应的设备信息，确定故障位置，进行维修和加固。

该方法通过对建筑整体结构进行分析，确定结构容易出现事故的点，如连接处、与地下水接触部位，以及其他受温度、风力和地震影响容易受到破坏的部位；在各个需要监测的部位安装各种传感器，区块链的节点可以设置在城市的各个地方，用于向对应的传感器发送信息和接收传感器所传输的数据；智能合约为写入区块链的一段代码，用于实时激活区块链获取监控部位状态信息和激活监控设备报警；通过该方法，可以同时向多个出现状态信息异常的设备发出预警信息，达到实时监控和预警的效果。

在上述实施例中，步骤S100，所述确定地下结构需要监测部位，适当布置区块链节点；具体地，根据该地下结构模型，以及具体建造情况，通过物理和化学分析，确定需要进行监测的部位数；根据需要监测的部位数和区块链节点的数量关系，适当布置区块链节点的数量；所述需要监测的部位数和区块链节点的数量关系是根据需要监测的部位数和区块链节点的对应关系确定的。

优选地，使得需要监测的部位数和区块链节点的数量相等，即一个区块链节点对应一个需要监测的部位，以便使得设备获取状态信息，将状态信息直接传递到区块链的节点，以及使得区块链节点可以向对应的设备发送指令信息。

步骤S101，所述在各需要监测的部位安装监测设备，并将监测设备分别连接区块链的节点，形成私有链；具体地，在确定了需要监测的部位数和区块链节点数量的关系后，在需要监测的部位，正确安装设备，并将设备与布置好的节点进行连接，使得一个设备与一个对应的节点相连接。

在上述实施例中，所述形成区块链的方法可以是在满足需要监测的部位和布置好的节点的连接方式前提下，可以选择任何一种合适的生成私有链的方法；区块链按照规模和安全级别一种分为三种：私有链、联盟链和公有链，其中私有链既是私有区块链。

优选地，生成私有区块链的方法为：当需要监测的部位和布置好的节点全部连接完毕以后，各节点会获得各结构部位的安全信息范围，并将该结构部位的安全信息范围保存到该节点；其中，安全信息范围的数据信息组成结构为：该结构部位对应设备的设备号+该部位的安全信息范围组成，经过数据分析，将该安全信息范围的数据信息更改为：该设备的设备号+1，然后将更改后的安全信息数据信息进行统一打包，当所有节点更改后的安全信息数据均打包完毕后，则系统会生成私有区块链的第一个区块，即首区块；首区块生成完毕，则系统会将打包好的数据写入首区块，首区块形成以后，区块链通过不断形成新的区块，进而形成私有区块链。

写入区块链区块中的数据以默克尔树结构的形式存在，所述默克尔树结构是一种存储数据的树状数据结构；假如说最底层结构为第一层树枝，默克尔树的结构可以描述为：以需要保存的数据的哈希值构成默克尔树结构的第一层结构的树枝，然后将第一层的树枝哈希值按照从左到右的顺序两两不重复的相结合形成新的哈希值，构成默克尔树第二层结构，再将第二层哈希值按照从左到右的顺序两两不重复的相结合形成新的哈希值，构成默克尔树第三层结构；依照这种规则不断形成默克尔树结构的新的层数，而每形成一个新的层级，则该层哈希值数量相当于前面一层的哈希值数减半，直到最后合成只剩下一个哈希值，该哈希值为默克尔树的默克尔根值。

优选地，将更改后的安全信息数据转化的哈希值写入区块链时需按照一定的规则，该规则为：每个区块中默克尔树的最底层哈希值对应的数据设备号顺序一致，即不同区块最底层哈希值，相同位置哈希值对应的数据设备号要求一致，这样便于数据的追溯，以及设备号的追踪。

步骤S102，所述实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活设备获取结构状态信息，并将获取的数据信息传入区块链节点，进而传入区块链；具体地，该智能合约为写入区块链的一段代码，系统正常工作以后，设置适当的时间，通过不断激活该智能合约，该智能合约被激活后，区块链系统将向各节点发送获取各部位状态信息，节点将会向对应的设备发送获取结构部位状态信息的请求，各设备将会把获取的结构状态信息传输给对应的节点，进而传入区块链。

所述不断激活该智能合约的方式为：根据被监测结构实际情况的需要，设置适当的时间段，作为两次激活上述智能合约的时间间隔，通过每隔一段相同的时间不断激活上述智能合约，不断获取不同部位的状态信息，以达到对整个地下建筑设施的长期有效的；优选地，一般以每十分钟为该智能合约的一个时间间隔。

步骤S103，所述对获取的结构信息做数据分析处理的方法为：按照设备号找到对应节点中保存的该设备号对应的结构部位安全信息范围，判断对应设备的结构状态信息是否在该结构部位安全信息范围内，若在范围内，则规定以设备号+1形成一个新的数据，若不在范围内，则规定以设备号+0形成一个新的数据；

具体地，若某地下结构的标准模型与地面夹角为90°，该结构发生2°以上倾斜、不包括2°，就会慢慢发生变形，引发事故；设备的数据为该结构与地面的夹角，设夹角为&，该地下结构的安全信息范围为：&∈[88°，90°]；在某一轮的中，若某设备的设备号为：T87739766a，到该结构与地面的夹角为88.5°，则设备传递的该地下结构的状态信息为：T87739766a+88.5°，该夹角在&∈[88°，90°]范围内，则证明该轮中，该结构部位不存在风险性，则将原状态信息T87739766a+88.5°转化为：T87739766a+1；若在该轮中，到该结构与地面的夹角为87.8°，则设备传递到节点的状态信息为：T87739766a+87.8°，该夹角不在&∈[88°，90°]范围内，则证明该轮中，该结构部位开始向风险区靠近了，将原状态信息T87739766a+87.8°转化为：T87739766a+0。

步骤S104，所述将分析后的信息与区块链保存的安全信息范围做比较，如果信息不一致，则激活报警系统，根据该节点所对应的设备信息，确定故障位置，进行维修和加固；具体地，将所有结构状态信息分析后的信息一起写入区块链的新区块，写入新区块梅克尔树的方式，与前面区块中默克尔树保存状态信息的设备号顺序保持一致，这样可以通过判断首区块与其他区块默克尔根的值是否相同，来判断该区块中保存的所有状态信息是否正常；若某个区块的默克尔根值和首区块的默克尔根值不同，则证明该区块保存的结构部位状态信息有存在不正常的情况，则根据默克尔树的独特结构，锁定与首区块中不同的数据信息，提取出该数据信息所对应的设备号，该设备号对应的设备所采集的结构部位就是出现异常数据的部位，则证明该结构部位出现安全隐患，需及时维修和加固。

如图2所示：为基于区块链技术监测地下结构的另一方法流程图；该流程图包括如下步骤：步骤S200，在各需要监测的部位安装设备，配置合适数目的节点，使得每个设备和若干节点相连接；步骤S201，实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，使得节点获取与它相连接的设备对应的部位状态信息；步骤S202，各节点对获得的结构状态信息进行分析处理，并将处理后的数据广播到区块链网络；步骤S203，区块链对处理后的数据进行打包处理，待形成新区块，则将打包的数据写入新区块中；步骤S204，对比新区块的默克尔树与首区块的默克尔树结构是否相同，如果不同则证明有结构信息出现异常，找到出现异常的对应设备，发送报警信息。

该方法通过一个建筑的设备连接多个私有区块链节点，使得即使连接某个设备的个别节点出现问题时，连接该设备的其他节点照样可以正常获得该设备所收集的地下结构的状态信息；使得区块链系统个别节点非工作状态的情况下，区块链系统能正常获得所有地下结构部位的状态信息，避免了单线连接，个别节点出现故障，导致区块链系统不能正常获取全部地下结构部位状态信息的情况。

步骤S200，所述在各需要监测的部位安装设备，配置合适数目的节点，使得每个设备和若干节点相连接，具体地，根据地下建筑的模型，以及建造情况，对地下建筑进行分析，判断出地下建筑需要进行的部位；根据需要进行的部位总数，在每个需要监测的部位安装一个设备，然后将设备连接到区块链的节点上，要求一个设备和若干个区块链节点相连接。

在上述技术方案中，将一个设备和若干个区块链节点相连接的方式可以是任何一种相连接的方式；优选地，将设备按照设备号排成一列，将节点也和设备号尽量对照的排成一列，然后按照先后顺序，将一个设备号连接若干个节点，该设备可以同时向与它相连的所有节点发送该设备的结构部位状态信息。

步骤S201，所述实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，使得节点获取与它相连接的设备对应的结构部位状态信息，具体地，所述智能合约为写入区块链系统的一段代码，当设备和节点连接成功正常工作，则激活该智能合约；该智能合约包括：区块链系统每隔一段相同的时间，激活区块链获取结构部位的状态信息；区块链将通过节点向所有设备发送获取结构部位状态信息的请求；设备接收到信号以后，该设备将会将到的结构部位状态信息发送到区块链的节点。

步骤S202，所述各节点对获得的结构状态信息进行分析处理，并将处理后的数据广播到区块链网络；具体地，当各节点获得各对应设备发送的结构状态信息时，将根据设备号找到该部位对应的安全信息范围，根据图1中的步骤S103判断本轮该部位的状态信息是否在安全信息范围内，如果在安全信息范围内，则将该部位的状态信息转化为：设备号+1，如果不在安全信息范围内，则将该部位的状态信息转化为：设备号+0，最后将转化成功后的数据发送到区块链网络。

步骤S203，所述区块链对处理后的数据进行打包处理，待形成新区块，则将打包的数据写入新区块中；具体地，节点将处理后、即转化成功后的数据发送到区块链网络后，区块链不会将该数据立刻写入区块链，而是先把所有节点发送来的数据进行合并打包，其中，相同设备号的数据合成一个。

在上述实施例中，所述形成新区块的方法为：区块链系统计算所有在线节点的数量，通过节点发送给区块链网络数据的次数，来判断是否全部在线节点发送数据到区块链网络；当确定全部在线节点已经发送数据到区块链网络，则激活区块链生成新的区块；新区块形成以后，区块链系统将打包的数据写入新形成的区块。

步骤S204，所述对比新区块的默克尔树与首区块的默克尔树结构是否相同，如果不同则证明有结构信息出现异常，找到出现异常的对应设备，发送报警信息；具体地，区块链区块保存数据的方式是以默克尔树结构形式保存的，在按照步骤S202对结构数据信息进行分析处理，所有写入区块链的数据哈希值按照设备号排序的前提下，则在没有结构信息出现异常的时候，则区块中的默克尔树结构完全一样，也就是区块中的默克尔根值是相同的。反过来说，当一组数据写入新区块时，比较该新区块中的默克尔树结构和首区块的默克尔树结构是否相同，因为默克尔树的独特结构，直接比较它们的默克尔根值是否相同，就可以判断该新区块中保存的结构信息是否存在异常；若默克尔根值相同，则证明该轮全部部位信息正常，若默克尔根值不相同，则证明该轮中，存在某个或者某几个结构信息存在异常；区块链系统将锁定出现异常结构信息的设备号，并根据设备号确定设备，向设备发送预警信息，设备收到预警信息后，将会激活报警系统，进行报警。

如图3所示：为本发明基于区块链技术监测地下结构的装置构成图；该构成图包括如下装置：信息采集单元，信息传输单元，信息分析单元，信息录入单元，网络单元，报警单元；

具体地，信息采集单元指各种设备，即指各种传感器，用于获取结构部位的信息，并将到的状态信息发送给与它相对应的区块链的节点；同时设备还用于部位信息出现异常时，对该部位进行预警。

信息传输单元指贯穿区块链系统和传感器，主要负责各种信息的传输，指各种路由器等设备，负责数据信息的传递。

信息分析单元指区块链的各个节点，负责接收信息，以及接收对应的设备传输的状态信息，并对状态信息进行分析处理。

信息录入单元指区块链代码，该代码是写入节点系统软件中的，用于接收节点处理后的建筑数据信息，并将该数据信息写入区块链。

网络单元是信息和指令的传播媒介，因为网络单元的存在，结构状态信息和报警信息等才能正常传输。

报警单元指报警器，该报警器连接在各种传感器等设备上，当设备收到预警信息时，则会激活报警器的报警系统，进行报警。

如图4所示：为本发明一种地下设备与区块链节点连接图；该图中：设备1、设备2、设备3，以及设备n指连接各个部位的传感器；节点1、节点2、节点3，以及节点n为各个终端，为区块链系统的各个节点；图中双向箭头表示设备1和节点1，设备2和节点2，以及设备n和节点n一一对应进行连接，形成节点和设备的对应关系，便于信息的一对一传播。

如图5所示：为本发明另一种地下设备与区块链节点连接图；该图中：设备1分别与节点1、节点2和节点3相连接，设备2分别与节点2、节点3和节点4相连接，依照这种规则，使得每个设备都可以和3个节点相连接；这种连接方式在传递信息的好处是：当节点2因为某种原因出现故障不工作时，则设备1中的状态信息可以传递到节点1和节点3，使得区块链系统可以正常获取设备1所传递的部位状态信息；使得整个系统不会因为个别节点不能正常工作，而造成整个系统不能正常获取某些设备发送的部位状态信息。

如图6所示：为本发明结构状态信息分析图；该图中：结构状态信息的形式为：设备号+数据信息，例如数据信息为50℃，则该状态信息的形式为：设备号+50℃；将该结构状态信息和该结构部位对应的安全信息范围进行比较，看该状态信息是否在安全信息范围内，若在安全信息范围内，则将数据信息转化成设备号+1，若不在安全信息分为内，则将该数据信息转化成设备号+0；依照上例，如果安全信息范围为[30℃，55℃]，则50℃在范围[30℃，55℃]内，转化后的数据为；设备号+1；若该结构的安全信息范围为：[30℃，48℃]，则50℃不在范围[30℃，48℃]内，则的数据超过安全信息范围，转化后的数据为：设备号+0。

如图7所示：为本发明首区块默克尔树的结构图；规定部位安全信息范围转化后的数据均为设备号+1，该图中：以连接区块链系统的A、B、C和D为例合成默克尔树结构；A设备号+1、B设备号+1、C设备号+1和D设备号+1分别表示设备A、B、C和D的部位对应的写入区块链首区块中的数据；其中哈希值h₁、h₂、h₃和h₄分别表示上述数据对应的哈希值，h_a为h₁和h₂合成的新的哈希值，h_b为h₃和h₄新合成的哈希值，依照这种规则，直到最后合成哈希值h_k，h_k即是该默克尔树的默克尔根值；

如图8所示：为本发明首区块以外的区块默克尔树的结构图；该图中仍然以连接区块链系统的A、B、C和D为例，以它们获取的状态信息转化后的数据合成默克尔树结构；其中A设备号+x₁、B设备号+x₂、C设备号+x₃和D设备号+x₄分别表示设备A、B、C和D的部位状态信息通过数据分析转化后的数据；通过数据分析，转化后的数据分别为设备号+1或设备号+0；判断首区块后的区块数据是否安全，只需要比较该区块中的默克尔根值和首区块中的默克尔根值是否相同；若不同，则证明有结构状态信息数据超过了该部位的安全信息范围，则区块链会锁定造成默克尔根值不同的设备号，并向该设备号对应的设备发出预警信息，该设备收到预警信号后，将激活报警系统，进行报警。

具体地，结合图7首区块中保存的A、B、C和D的默克尔树结构，若图8中A设备号+x₁、B设备号+x₂、C设备号+x₃和D设备号+x₄分别为A设备号+1、B设备号+1、C设备号+0和D设备号+1，则与图7中的数据相比较，A设备号+1、B设备号+1和D设备号+1数据视相同的；其中图7中C设备的数据为C设备号+1，与图8中保存的数据C设备号+0不同，则导致默克尔根值也不相同；所以在判断新区块和首区块的数据是否完全相同时，仅需要比较新区块和首区块的默克尔根值是否相同；因为二者默克尔根值不同，根据默克尔树的独特结构，区块链系统锁定设备号C，并根据设备号C发送预警信息到设备C上，设备C接收到预警信息后，将激活报警器进行报警。

需要理解，上述实施例为本发明的个别或几个实施例，而不是全部实施例，从事本发明的普通技术人员，在没有创造性劳动的前提下，对本发明的篡改、同等变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

首先，确定地下结构需要监测的部位，适当布置区块链节点；

在各需要监测的部位安装设备，并将设备分别连接区块链的节点，形成私有链；

实时激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活设备获取结构信息，并将获取的数据信息传入区块链节点；

对获取的结构信息做数据分析处理，将分析后的信息与区块链保存的安全信息范围做比较，如果信息不一致，则激活报警系统，根据区块链节点所对应的设备信息，确定故障结构位置，进行维修和加固；

所述适当布置区块链节点的方法为：选择任何合适的方式建立区块链节点和设备之间的联系；

所述在各需要监测的部位安装监测设备的方法为：根据地下结构的结构模型，确定所述结构模型容易出现工程问题的结构位置，并在所述结构位置安装设备，安装设备以后将该设备与预先规划的对应节点相连接；

所述智能合约包括：按照地下结构的特征，规定适当的时间间隔激活一次区块链获取结构部位状态信息的智能合约，激活的过程为：区块链通过各节点，向各自连接的设备发送获取结构部位信息的请求，各设备获取结构部位信息以后，把所述信息反馈到各设备所对应的节点，节点将该信息反馈给区块链；

所述智能合约还包括：将新一轮获得的结构信息按数据分析处理后的形式保存到区块链的新区块中，将新区块的默克尔根值和首区块的默克尔根值做比较，看二者是否相同，进而判断结构信息是否在安全信息范围内；

所述获取的结构信息做数据分析处理的方法为：判断各个部位本轮状态信息值是否在该部位的安全信息范围内，如果本轮状态信息值在该部位的安全信息范围内，则规定该信息为设备号+1，如果本轮状态信息值在该部位的安全信息范围外，则规定该信息为设备号+0；

所述区块链保存的安全信息范围为：节点首次连接设备后，通过设备获取结构的安全信息范围，将结构的安全信息范围保存到区块链的节点上，并规定符合安全信息范围的数据转化为设备号+1，然后将所有转化后的数据按照一定设备顺序保存到首区块。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述适当布置区块链节点的方法还包括：根据地下建筑需要监测的部位数，在固定厂房、机房选择不同服务器作为节点，使得节点选择以后，节点和设备连接起来，进行数据的搜集。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述将设备分别连接区块链的节点，形成私有链，包括：各设备和预先设定好的节点相连接，并向连接的节点发送结构部位安全信息数据范围，各节点以设备号和安全信息数据范围对应的形式保存安全信息数据范围，并将每个安全信息数据范围转化为1，然后以设备号+1的形式发送到区块链，区块链将会对数据进行打包，当最后一个节点发送完毕，则形成首区块，将会把打包的数据一起写入首区块。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述将设备分别连接区块链的节点，形成私有链，还包括：形成首区块以后，不断获取设备中的最新结构状态信息，对信息进行分析处理，按照首区块形成的步骤，不断形成新的区块，组成私有链。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述智能合约还包括：各节点对获得的最新的结构状态信息进行分析处理，按照设备号找到设备号对应的结构部位安全信息范围，判断对应设备的结构状态信息是否在该结构部位安全信息范围内，若在范围内，则规定以设备号+1形成一个新的数据，若不在范围内，则规定以设备号+0形成一个新的数据，节点把新形成的数据发送到区块链。

6.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法，其特征在于，所述报警系统还包括：新区块的默克尔根值和首区块的默克尔根值不同时，则会通过区块中默克尔树的特性，追溯到导致默克尔根值不同的设备号，并向对应的设备发送预警信息，使连接在设备上的警报系统进行预警。

7.一种基于区块链技术监测地下结构的装置，该装置采用如权利要求1所述的一种基于区块链技术监测地下结构的方法进行监测，其特征在于，所述装置包括：

信息采集单元：用于区块链激活区块链获取结构部位状态信息的智能合约后，通过设备获取地下结构部位的最新状态信息；

信息传输单元：用于将获得的地下结构部位的最新状态信息发送给该设备连接的节点；

信息分析单元：用于节点对接收到的状态信息，通过保存的结构部位安全信息范围为依据，对状态信息进行数据分析处理，把状态数据信息处理成以设备号+1和设备号+0的形式；

信息录入单元：用于将分析以后的状态数据信息传输、并保存到区块链的区块中。

8.根据权利要求7所述的一种基于区块链技术监测地下结构的装置，其特征在于，所述装置还包括：

网络单元：用于不同设备之间的信息交流，作为设备和节点，节点和区块链之间的媒介，是信息传递的主要动力；

报警单元：用于接收区块链发送的结构状态不合格的信息，并对结构状态不合格信息对应的故障部位进行报警。

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