CN113848822A - 基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备 - Google Patents

基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备 Download PDF

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CN113848822A CN202110940379.4A CN202110940379A CN113848822A CN 113848822 A CN113848822 A CN 113848822A CN 202110940379 A CN202110940379 A CN 202110940379A CN 113848822 A CN113848822 A CN 113848822A
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Abstract

本公开提供一种基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备。区块链中的数据采集服务器获取控制数据和调节数据，并将控制数据和调节数据发送至控制服务器和调节服务器；区块链中的控制服务器和调节服务器基于控制数据和调节数据确定控制开入量和调节开入量，基于控制开入量和调节开入量生成第一开出量和第二开出量；通过预定的智能合约基于第一开出量和第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点分别根据最终控制开出量和最终调节开出量执行控制命令和调节命令。本公开提供的方法基于区块链的分布式架构，部署控制节点和调节节点，各自配备分布式账本，可进行故障溯源，拥有更高的鲁棒性。

Description

基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备
技术领域
本公开涉及工业控制与调节技术领域，尤其涉及一种基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备。
背景技术
在工业控制与调节领域中，控制对象通常是复杂的，由多个子系统共同组成。当前工业控制架构采用以计算机监控系统为唯一中心的架构，容错性低，当监控系统发生故障时，难以估计故障造成的后果。
区块链涉及分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”。去中心化是区块链最突出最本质的特征。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。
因此，将工业控制调节系统与区块链相结合，可有效避免现有工业控制调节系统在控制与调节工况时出现故障问题等弊端。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备。
基于上述目的，本公开提供了一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，包括：
区块链中的数据采集服务器节点获取控制数据和调节数据，并将所述控制数据通过其私钥加密后发送至控制服务器节点，将所述调节数据通过其私钥加密后发送至调节服务器节点；
响应于接收到所述控制数据，区块链中的控制服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述控制数据进行解密，基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，基于所述控制开入量生成第一开出量，将所述控制开入量、第一开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述控制服务器节点的分布式账本中；
响应于接收到所述调节数据，区块链中的调节服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述调节数据进行解密，基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，基于所述调节开入量生成第二开出量，将所述调节开入量、所述第二开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述调节服务器节点的分布式账本中；
通过预定的智能合约分别调取所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的公钥，对所述第一开出量和所述第二开出量进行解密，基于经过解密的所述第一开出量和所述第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，将所述最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并分别记入所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的分布式账本中；
响应于接收到所述最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点根据所述最终控制开出量执行控制命令，根据所述最终调节开出量执行调节命令。从上面所述可以看出，本公开提供的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法及相关设备，基于区块链的分布式架构，部署控制节点和调节节点，具有以下有益效果：设计多套完整的数据采集、控制及调节服务器，更大限度确保控制及调节数据源的可靠；数据均采用私钥加密，公钥解密形式，保证数据安全，可有效应对病毒攻击；系统硬件功能强大，处理能力的提高可促进控制及调节效果的提升，可满足高级智能算法的计算需求，具备精细控制和精细调节的条件；服务器节点各自配备分布式账本，记录控制及调节过程，可进行故障溯源，可自动判定系统故障并精准定位；分布式架构大幅减少硬件配备，减少故障源，局部故障不影响整体控制架构，拥有更高的鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的工业系统采集总数据组成示意图；
图2为现有的单控制中心工业系统架构示意图；
图3为本公开实施例的基于区块链的分布式工业控制调节系统架构示意图；
图4为本公开实施例的基于区块链的分布式工业控制调节方法的流程示意图；
图5为本公开实施例的调节服务器性能自诊断流程示意图；
图6为本公开实施例的调节服务器性能异常预警流程示意图；
图7为本公开实施例的基于区块链的分布式工业控制调节系统的结构示意图；
图8为本公开实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术所述，在工业控制与调节领域中，控制和调节对象通常是复杂的，由多个子系统共同组成。当需要将控制对象的状态进行改变时，应按照指定顺序逐步实现子系统的启停，最终实现整个系统的状态变化，例如火/水电机组的启停、炼钢厂控制系统的启停等，此过程称为状态变化控制过程。当系统到达一个相对稳定的状态时，通常也只是状态不再发生变化，但是也要进行调节控制，例如锅炉燃烧系统为保证锅炉温度，要根据锅炉的温度调节燃料和氧气的送入量，此过程称为调节过程。
如图1所示，工业系统采集总数据包括开关量数据和模拟量数据两种。在状态变化控制时，用到的是状态变化控制数据，其均为开关量数据。在调节工况时，用到的是调节数据，其包含模拟量数据和开关量数据。调节数据和控制数据中会有部分交叉。
目前工业控制调节系统采用如图2所示单控制中心的架构，通常以计算机监控系统为中心。人机交互机负责采集操作人员输入的控制命令，将其下发给控制中心。控制中心负责整体控制，硬件设施通常采用电脑或可编程逻辑控制器(PLC)。控制中心下设若干控制及调节执行机构。各控制执行机构通常在控制对象状态需要发生变化时，按照控制中心的命令负责部分控制操作。各调节执行机构通常在控制对象需要保持在指定状态时，按照控制中心的命令负责部分调节操作。为保证各执行机构能更可靠的完成控制中心的命令，通常部署2套相同逻辑的可编程控制器用于同一执行机构，2套可编程控制器互为备用，并由互为独立的电源供电。
当前单控制中心工业架构容错性低，当控制中心发生故障时，会造成严重后果。且当控制或调节回路故障致使控制数据或调节数据异常时，无法自动检测故障，无纠错机制。传输数据主要依靠“硬接线+继电器”的方式，故障率高。各控制调节系统处理器均采用PLC，无法满足高级智能算法的计算需求，无大量存储数据的能力。各系统之间信号传输无校验机制，面对病毒攻击时极易崩溃。同时，当功能优化升级时，需要重新铺设电缆并修改PLC程序，通过大量现场试验后，才能上线运行，整个过程耗费大量人力、物力和时间。
区块链技术可有效解决上述问题，区块链技术是具有分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。故而，可以基于区块链构建分布式工业控制调节系统。
针对上述问题，本发明将区块链技术与工业控制调节系统相结合，设置分布式控制架构，将数据采集、控制与调节服务器部署在各节点上，通过智能合约依据控制及调节服务器开出量作出最终决策，通过执行终端完成决策命令。还可自动诊断及定位故障，有效避免单控制中心系统故障导致的严重后果。还可配备测试服务器，依托真实数据，更准确的检测新功能程序的性能，有助于促进产品优化升级，大大节省人力财力。
以下结合附图来详细说明本公开的实施例。如图3所示，基于区块链的分布式工业控制及调节系统架构中，为提高控制系统的鲁棒性，设置分布式控制架构，设置人机交互服务器、数据采集装置、数据采集服务器、控制服务器、调节服务器、执行终端。其中，数据采集服务器、控制服务器、调节服务器和执行终端注册为区块链节点，通过双环网互联。
本发明中，基于区块链的技术，使控制及调节系统中每个服务器均存储分布式账本，完整记录控制及调节过程，使控制及调节过程可溯源。其中控制服务器节点的控制分布式账本记录控制过程，调节服务器节点的调节分布式账本记录调节过程。
本发明采用光纤进行信号的传输，以400个传输信号为例，传统硬布线加继电器的传输方式至少有2800个故障隐患点，而本发明用数十根光纤完成信号传输，故障隐患点降低95％以上。
本发明采用服务器替代PLC执行控制和调节程序。服务器具备更强的数据存储及计算能力，能够实现优化控制算法及高级控制调节策略的部署。
本公开提供了一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，参考图4，包括以下几个步骤：
步骤S101，区块链中的数据采集服务器节点获取控制数据和调节数据，并将所述控制数据通过其私钥加密后发送至控制服务器节点，将所述调节数据通过其私钥加密后发送至调节服务器节点；
具体的，在本实施例中，如图3所示，数据采集服务器注册为区块链的节点，负责采集完整的控制数据与调节数据。为提升控制调节体系应对病毒攻击的能力，利用区块链的私钥公钥技术进行加密和解密，保证数据传输的可靠，可有效应对病毒攻击。区块链向每个节点发送密钥，包括私钥和公钥，私钥用来对数据进行加密，公钥是公开的，可以对私钥进行解密。数据采集完毕后经自身私钥进行加密，并将加密后的控制数据通过双环网发送至控制服务器节点，将加密后的调节数据通过双环网发送至调节服务器节点。
步骤S1021，响应于接收到所述控制数据，区块链中的控制服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述控制数据进行解密，基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，基于所述控制开入量生成第一开出量，将所述控制开入量、第一开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述控制服务器节点的分布式账本中；
具体的，在本实施例中，控制服务器注册为区块链的节点，控制服务器接收到来自数据采集服务器的加密控制数据。控制服务器通过调取对应的公钥，对控制数据进行解密并确定控制开入量。控制服务器节点中部署完整控制规则，控制规则涵盖了不同工况转换条件下对应的控制命令，可通过对控制开入量的判断生成开出量。控制服务器节点基于控制开入量和控制规则，生成第一开出量。再通过自身私钥对控制开入量和第一开出量进行加密在区块链中进行广播，并记入控制服务器的分布式账本中。
步骤S1022，响应于接收到所述调节数据，区块链中的调节服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述调节数据进行解密，基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，基于所述调节开入量生成第二开出量，将所述调节开入量、所述第二开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述调节服务器节点的分布式账本中；
具体的，在本实施例中，调节服务器注册为区块链的节点，调节服务器接收到来自数据采集服务器的加密调节数据。调节服务器通过调取对应的公钥，对调节数据进行解密并确定调节开入量。调节服务器节点中部署完整调节规则，调节规则涵盖了不同工况转换条件下对应的控制命令和调节命令，可通过对调节开入量的判断生成开出量。调节服务器节点基于调节开入量和调节规则，生成第二开出量。再通过自身私钥对调节开入量和第二开出量进行加密在区块链中进行广播，并记入调节服务器的分布式账本中。
步骤S103，通过预定的智能合约分别调取所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的公钥，对所述第一开出量和所述第二开出量进行解密，基于经过解密的所述第一开出量和所述第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，将所述最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并分别记入所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的分布式账本中；
具体的，在本实施例中，在区块链中预先订立智能合约，智能合约中部署最终决策规则。智能合约通过调取对应的公钥对来自控制服务器的第一开出量和来自调节服务器的第二开出量进行解密。根据最终决策规则，基于第一开出量生成最终控制开出量；基于第二开出量生成最终调节开出量。将最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并记入控制服务器和调节服务器的分布式账本中。
步骤S104，响应于接收到所述最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点根据所述最终控制开出量执行控制命令，根据所述最终调节开出量执行调节命令；
具体的，在本实施例中，为提高命令传递的安全性和高效性，设置执行终端节点融入双环网，直接获取智能合约生成的开出量，减少中间传递环节，降低数据传递过程的风险。最终控制开出量对应控制命令，包括控制动作和触发调节动作，最终调节开出量对应调节命令，包括控制动作和调节动作。响应于开出量为控制动作，区块链中的执行终端节点根据控制动作做出相应的控制命令。响应于开出量为触发调节动作，此命令被数据采集服务器获取，作为调节数据被发送至调节服务器，触发调节服务器工作。
在一些实施例中，所述控制数据和所述调节数据通过人机交互服务器和数据采集装置进行采集，所述控制数据包括开关量，所述调节数据包括开关量和模拟量。具体的，在本实施例中，人机交互服务器负责获取操作人员的控制指令和调节指令，数据采集装置负责采集控制和调节所需的全部数据。数据采集服务器通过数据采集装置和人机交互服务器获取控制及调节所需的全部数据，并将获取的控制数据和调节数据储存在区块链中预设的控制、调节数据池内。其中，控制数据包括控制工况状态变化的开关量，调节数据包括控制工况状态变化的开关量和调节工况变化的模拟量。
在一些实施例中，所述数据采集装置设置多个，所述控制数据包括每一个所述数据采集装置负责采集的初始控制数据，所述基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，包括：
将所有所述初始控制数据中相同且数量超过第一预设阈值的初始控制数据作为所述控制开入量，将与所述控制开入量不同的所述初始控制数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述控制服务器的分布式账本中。
具体的，在本实施例中，数据采集装置设有3个，数据采集服务器设有3个，数据采集装置与数据采集服务器一一对应，控制数据包括3个数据采集装置所采集的全部初始控制数据。控制服务器通过公钥解密读取控制、调节数据池中的控制数据，将控制数据中初始控制数据相同且数量超过三分之二的初始控制数据作为控制开入量，将与所述控制开入量不同的所述初始控制数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，进行控制数据故障报警，并记入所述控制服务器的分布式账本中，有效避免个别数据采集装置故障导致严重后果。
在一些实施例中，所述数据采集装置设置多个，所述调节数据包括每一个所述数据采集装置负责采集的初始调节数据，所述基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，包括：
响应于确定所述调节数据为开关量，将所有所述初始调节数据中相同且数量超过第二预设阈值的初始调节数据作为所述调节开入量，将与所述调节开入量不同的所述初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中；
响应于确定所述调节数据为模拟量，计算全部所述初始调节数据的平均值，剔除与所述平均值的差值超过第三预设阈值的所述初始调节数据，将剩余全部所述初始调节数据的平均值作为所述调节开入量，将被剔除的所述初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中。
具体的，在本实施例中，为提高数据采集的容错性，保障数据源的可靠，数据采集装置设有3个，数据采集服务器设有3个，数据采集装置与数据采集服务器一一对应，调节数据包括3个数据采集装置所采集的全部初始调节数据。调节服务器通过公钥解密读取控制、调节数据池中的调节数据，响应于确定调节数据为开关量，将调节数据中初始调节数据相同且数量超过三分之二的初始调节数据作为调节开入量，将与所述调节开入量不同的所述初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，进行调节数据故障报警，并记入所述调节服务器的分布式账本中；响应于确定调节数据为模拟量，调节服务器计算3个模拟量的平均值，并计算每个模拟量与平均值的偏差，剔除所述偏差大于5％的模拟量，再计算剩余2个模拟量的平均值作为调节开入量，并将剔除初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，进行调节数据故障报警，并记入所述调节服务器的分布式账本中，有效避免个别数据采集装置故障导致严重后果。
在一些实施例中，所述基于经过解密的所述第一开出量和所述第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，包括：
所述控制服务器设置多个，所述第一开出量包括由每个所述控制服务器生成的初始第一开出量，将所有所述初始第一开出量中相同且数量大于第四预设阈值的所述初始第一开出量作为最终控制开出量，将与所述最终控制开出量不同的所述初始第一开出量对应的所述控制服务器标记为故障源，并记入所述控制服务器的分布式账本中；
所述调节服务器设置多个，所述第二开出量包括由每个所述调节服务器生成的初始第二开出量，将所有所述初始第二开出量中相同且数量大于第五预设阈值的所述初始第二开出量作为最终调节开出量，将与所述最终调节开出量不同的所述初始第二开出量对应的所述调节服务器标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中。
具体的，在本实施例中，控制服务器设有5个，第一开出量包括5个控制服务器生成的全部初始第一开出量，智能合约对第一开出量解密后，将第一开出量中初始第一开出量相同且数量超过五分之三的初始第一开出量作为最终控制开出量，将与所述最终控制开出量不同的所述初始第一开出量对应的所述控制服务器标记为故障源，并记入所述控制服务器的分布式账本中，有效避免个别控制服务器故障导致严重后果。
调节服务器设有5个，第二开出量包括5个调节服务器生成的全部初始第二开出量，智能合约对第二开出量解密后，将第二开出量中初始第二开出量相同且数量超过五分之三的初始第二开出量作为最终调节开出量，将与所述最终调节开出量不同的所述初始第二开出量对应的所述调节服务器标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中，有效避免个别调节服务器故障导致严重后果。
在一些实施例中，所述最终调节开出量包括第一最终调节开出量和第二最终调节开出量，所述执行终端节点根据所述第一最终调节开出量执行第一调节命令，所述调节服务器节点根据所述第二最终调节开出量执行第二调节命令。
具体的，在本实施例中，最终调节开出量对应调节命令，包括第一最终调节量和第二最终调节量，分别对应控制动作和调节动作。执行终端设有9个，响应于最终调节开出量为第一最终调节开出量，即控制动作，区块链中的执行终端节点根据第一最终调节开出量执行相应的第一调节命令；响应于最终调节开出量为第二最终调节开出量，即调节动作，区块链中的调节服务器节点根据第二最终调节开出量执行相应的第二调节命令。
在一些实施例中，所述智能合约对与所述最终调节开出量相同的所述初始第二开出量对应的所有所述调节服务器，基于其计算响应速度分别给予不同的积分，将在预设时间范围内所述积分的总数低于预设积分阈值的所述调节服务器标记为故障源。具体的，在本实施例中，如图5所示为调节服务器性能自诊断流程图，智能合约对第二开出量进行解密后，基于其计算响应速度，判断最先获取的3个初始第二开出量的一致性，响应于前3个初始第二开出量完全一致，则将其作为最终调节开出量，并根据获取次序，分别对第一、二、三名对应的调节服务器给予3、2、1分的积分奖励；响应于前3个初始第二开出量不完全一致，则获取全部5个初始第二开出量，并将相同且数量超过五分之三的初始第二开出量作为最终调节开出量，对与最终调节开出量相同的初始第二开出量对应的调节服务器，按照获取速度分别对第一、二、三名对应的调节服务器给予3、2、1分的积分奖励，对与最终调节开出量不同的初始第二开出量对应的调节服务器进行故障报警。如图6所示，每隔10s触发一次调节服务器性能自诊断，统计5个调节服务器在最近1000个区块生成过程中积分的总数，生成调节服务器积分表。响应于某调节服务器积分低于500分，则认定该调节服务器性能异常，并将调节服务器积分表和性能异常情况通过人机交互服务器发送至运维人员，提醒对性能不满足使用的调节服务器进行更换，促进调节服务器性能提升。
在一些其他实施例中，还包括，在区块链上部署测试服务节点，测试服务节点包括数据采集测试服务器、控制测试服务器和调节测试服务器中的至少一项，三种测试服务器分别在数据采集服务器、控制服务器和调节服务器软件需要功能升级时使用。具体的，将新程序部署于对应的测试服务器中，测试服务器可执行上述对应服务器的所有操作，生成最终开出量，并将最终开出量记入对应的分布式账本中，通过分析所述最终开出量评价所述新程序的性能，但所述最终开出量并不参与智能合约的决策过程，不会影响智能合约生成的最终控制开出量和最终调节开出量。此方法无需更换硬件设施，大幅降低系统功能拓展的工作量、工期及成本，满足能源互联网理念下对控制调节系统快速迭代发展的更高要求。
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种基于区块链的分布式工业控制调节系统。
参考图7，所述基于区块链的分布式工业控制调节系统，包括：
数据采集模块701，被配置为区块链中的数据采集服务器节点获取控制数据和调节数据，并将所述控制数据通过其私钥加密后发送至控制服务器节点，将所述调节数据通过其私钥加密后发送至调节服务器节点；
控制数据处理模块7021，响应于接收到所述控制数据，区块链中的控制服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述控制数据进行解密，基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，基于所述控制开入量生成第一初始开出量，并将所述控制开入量、第一初始开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
调节数据处理模块7022，响应于接收到所述调节数据，区块链中的调节服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述调节数据进行解密，基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，基于所述调节开入量生成第二初始开出量，并将所述调节开入量、所述第二初始开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
智能合约决策模块703，通过预定的智能合约分别调取所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的公钥，对所述第一初始开出量和所述第二初始开出量进行解密，基于经过解密的所述第一初始开出量和所述第二初始开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，并将所述最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
执行模块704，响应于接收到所述最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点根据所述最终控制开出量执行控制命令，根据所述最终调节开出量执行调节命令。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的系统用于实现前述任一实施例中相应的基于区块链的分布式工业控制调节方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的基于区块链的分布式工业控制调节方法。
图8示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的基于区块链的分布式工业控制调节方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于区块链的分布式工业控制调节方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于区块链的分布式工业控制调节方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，包括：
区块链中的数据采集服务器节点获取控制数据和调节数据，并将所述控制数据通过其私钥加密后发送至控制服务器节点，将所述调节数据通过其私钥加密后发送至调节服务器节点；
响应于接收到所述控制数据，区块链中的控制服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述控制数据进行解密，基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，基于所述控制开入量生成第一开出量，将所述控制开入量、第一开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述控制服务器节点的分布式账本中；
响应于接收到所述调节数据，区块链中的调节服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述调节数据进行解密，基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，基于所述调节开入量生成第二开出量，将所述调节开入量、所述第二开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入所述调节服务器节点的分布式账本中；
通过预定的智能合约分别调取所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的公钥，对所述第一开出量和所述第二开出量进行解密，基于经过解密的所述第一开出量和所述第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，将所述最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并分别记入所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的分布式账本中；
响应于接收到所述最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点根据所述最终控制开出量执行控制命令，根据所述最终调节开出量执行调节命令。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，其中，所述控制数据和所述调节数据通过人机交互服务器和数据采集装置进行采集，所述控制数据包括开关量，所述调节数据包括开关量和模拟量。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，其中，所述数据采集装置设置多个，所述控制数据包括每一个所述数据采集装置负责采集的初始控制数据，所述基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，包括：
将所有所述初始控制数据中相同且数量超过第一预设阈值的初始控制数据作为所述控制开入量，将与所述控制开入量不同的所述初始控制数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述控制服务器的分布式账本中。
4.根据权利要求2所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，其中，所述数据采集装置设置多个，所述调节数据包括每一个所述数据采集装置负责采集的初始调节数据，所述基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，包括：
响应于确定所述调节数据为开关量，将所有所述初始调节数据中相同且数量超过第二预设阈值的初始调节数据作为所述调节开入量，将与所述调节开入量不同的所述初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中；
响应于确定所述调节数据为模拟量，计算全部所述初始调节数据的平均值，剔除与所述平均值的差值超过第三预设阈值的所述初始调节数据，将剩余全部所述初始调节数据的平均值作为所述调节开入量，将被剔除的所述初始调节数据对应的所述数据采集装置标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，其中，所述基于经过解密的所述第一开出量和所述第二开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，包括：
所述控制服务器设置多个，所述第一开出量包括由每个所述控制服务器生成的初始第一开出量，将所有所述初始第一开出量中相同且数量大于第四预设阈值的所述初始第一开出量作为最终控制开出量，将与所述最终控制开出量不同的所述初始第一开出量对应的所述控制服务器标记为故障源，并记入所述控制服务器的分布式账本中；
所述调节服务器设置多个，所述第二开出量包括由每个所述调节服务器生成的初始第二开出量，将所有所述初始第二开出量中相同且数量大于第五预设阈值的所述初始第二开出量作为最终调节开出量，将与所述最终调节开出量不同的所述初始第二开出量对应的所述调节服务器标记为故障源，并记入所述调节服务器的分布式账本中。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，还包括：
所述最终调节开出量包括第一最终调节开出量和第二最终调节开出量，所述执行终端节点根据所述第一最终调节开出量执行第一调节命令，所述调节服务器节点根据所述第二最终调节开出量执行第二调节命令。
7.根据权利要求5所述的一种基于区块链的分布式工业控制调节方法，还包括：
所述智能合约对与所述最终调节开出量相同的所述初始第二开出量对应的所有所述调节服务器，基于其计算响应速度分别给予不同的积分，将在预设时间范围内所述积分的总数低于预设积分阈值的所述调节服务器标记为故障源。
8.一种基于区块链的分布式工业控制调节系统，包括：
数据采集模块，被配置为区块链中的数据采集服务器节点获取控制数据和调节数据，并将所述控制数据通过其私钥加密后发送至控制服务器节点，将所述调节数据通过其私钥加密后发送至调节服务器节点；
控制数据处理模块，响应于接收到所述控制数据，区块链中的控制服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述控制数据进行解密，基于经过解密的所述控制数据确定控制开入量，基于所述控制开入量生成第一初始开出量，并将所述控制开入量、第一初始开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
调节数据处理模块，响应于接收到所述调节数据，区块链中的调节服务器节点调取所述数据采集服务器节点的公钥对所述调节数据进行解密，基于经过解密的所述调节数据确定调节开入量，基于所述调节开入量生成第二初始开出量，并将所述调节开入量、所述第二初始开出量通过其私钥加密后在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
智能合约决策模块，通过预定的智能合约分别调取所述控制服务器节点和所述调节服务器节点的公钥，对所述第一初始开出量和所述第二初始开出量进行解密，基于经过解密的所述第一初始开出量和所述第二初始开出量，生成最终控制开出量和最终调节开出量，并将所述最终控制开出量和最终调节开出量在区块链中进行广播，并记入各所述节点的分布式账本中；
执行模块，响应于接收到所述最终控制开出量和最终调节开出量，区块链中的执行终端节点根据所述最终控制开出量执行控制命令，根据所述最终调节开出量执行调节命令。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任一所述方法。
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