CN115208924B - 一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置 - Google Patents

一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置，该方法包括：服务器系统分配任务目标区域给无人机群；无人机群进入任务目标区域，并采集物联网设备系统的位置信息；无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息与物联网设备系统建立第一数据通联通道；物联网设备系统基于第一数据通联通道将物联网设备系统采集的任务目标区域对应的第一数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息；无人机群将传输数据信息进行清洗，并传输至服务器系统，得到目标数据信息；服务器系统将目标数据信息存储于区块链。可见，本发明有利于克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。

Description

一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置。
背景技术
物联网是一种新兴技术，通过互联网连接传感器、执行器、软件等对象，物联网设备可以感知环境，并根据传感器数据执行操作。随着物联网的普及，物联网在各个领域都带来了巨大的好处，但物联网设备仍然存在计算能力低和电池寿命不足等挑战。无人机目前配备了高计算能力的传感器和执行器，不仅可以收集数据，还可以处理数据做出决策，并在决策后执行行动。此外，形成无人机群更能拓展无人机的应用领域。无人机群不仅可以将网络连接扩展到非线性视距区域的物联网，还可以充当转发数据的中继节点来节省物联网的能量。在现有技术中，物联网设备和无人机群之间，无人机群和服务器之间的通信充满中间人攻击、重放攻击等网络威胁，此外，积累在服务器中的数据可能会被非法更改，导致数据不完整。因此，提供一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置，以通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置，能够通过服务器系统、无人机群、物联网设备系统和区块链的综合协调数据采集存储，实现对任务目标区域的数据可靠采集，有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种基于无人机的物联网数据采集方法，所述方法包括：
服务器系统分配任务目标区域给无人机群；所述无人机群包括至少一架无人机；所述任务目标区域包括若干个目标采集区域；
无人机群进入所述任务目标区域，并采集物联网设备系统的位置信息；所述物联网设备系统位于所述任务目标区域；
所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息与所述物联网设备系统建立第一数据通联通道；
所述物联网设备系统基于所述第一数据通联通道将所述物联网设备系统采集的所述任务目标区域对应的第一数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息；
所述无人机群将所述传输数据信息进行清洗，并传输至所述服务器系统，得到目标数据信息；
所述服务器系统将所述目标数据信息存储于区块链。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述物联网设备系统包括S传感器和D传感器；
所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息与所述物联网设备系统建立第一数据通联通道，包括：
所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息，向所述S传感器广播激活信息报文；所述广播激活信息报文是基于第一私钥签名的密文；
所述S传感器接收到所述广播激活信息报文后，所述S传感器基于第一公钥和椭圆曲线数字签名算法对所述广播激活信息报文进行验证，得到第一验证结果信息；
当所述第一验证结果信息为验证通过时，激活所述S传感器；
所述S传感器将探测到的所述D传感器的当前信号强度传输至所述无人机群；
所述无人机群基于所述信号强度，建立所述无人机群与所述D传感器之间的第一数据通联通道。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述无人机群基于所述当前信号强度，建立所述无人机群与所述D传感器之间的第一数据通联通道，包括：
所述无人机群将所述当前信号强度与历史交互信号强度进行比较分析，得到交互成功后验概率；所述历史交互信号强度为预设时间节点前所述无人机群所接收到的所述D传感器的信号强度；
所述无人机群判断所述交互成功后验概率是否大于预设的概率阈值，得到概率判断结果；
当所述概率判断结果为是时，所述无人机群向所述D传感器广播传感器激活信息；
所述D传感器接收到所述传感器激活信息之后，将所述D传感器的工作模式由静默模式转换为传输模式，并建立与所述无人机群的第一数据通联通道。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述广播激活信息报文是基于以下步骤得到的：
所述无人机群获取Hello激活报文；
所述无人机群采用第一私钥和所述椭圆曲线数字签名算法对所述Hello激活报文进行签名，得到所述广播激活信息报文；所述第一私钥是所述无人机群在进入所述任务目标区域之前通过所述无人机群的密钥产生器产生的。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述物联网设备系统基于所述第一数据通联通道将所述物联网设备系统采集的所述任务目标区域对应的第一数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息，包括：
所述物联网设备系统的D传感器采集所述任务目标区域对应的第一数据信息，并将所述第一数据信息缓存于所述D传感器的内存模块；
所述D传感器基于第二私钥和第二公钥对内存模块中的所述第一数据信息进行加密，得到加密数据信息；所述加密数据信息包括密文块信息和加密数字信封；所述第二私钥和所述第二公钥是在所述D传感器由静默模式转换为传输模式之后由所述无人机群传输至所述D传感器的；
所述D传感器将所述加密数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述无人机群将所述传输数据信息进行清洗，并传输至所述服务器系统，得到目标数据信息，包括：
所述无人机群利用第一私钥和第一公钥对所述传输数据信息进行解密，得到解密数据信息；
所述无人机群对所述解密数据信息进行对比分析，得到对比结果信息；
当所述对比结果信息为数据未被篡改时，检查移动网络是否处于可用状态，得到网络状态信息；
当所述网络状态信息为不可用状态时，所述无人机群将所述解密数据信息传输至卫星系统，并由所述卫星系统将所述解密数据信息传输至所述服务器系统；
当所述网络状态信息为可用状态时，所述无人机群通过所述移动网络将所述解密数据信息传输至所述服务器系统。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述传输数据信息包括密文块信息和加密数字信封；
所述解密数据信息包括解密数据报文、第一数字摘要和第二数字摘要；
所述无人机群利用第一私钥和第一公钥对所述传输数据信息进行解密，得到解密数据信息，包括：
所述无人机群利用第一私钥对所述加密数字信封进行解密，得到对称密钥；
所述无人机群利用所述对称密钥和对称加密算法对所述传输数据信息进行解密，得到所述解密数据报文和解密数字签名；
所述无人机群利用第一公钥对所述解密数字签名进行解密，得到所述第一数字摘要；
所述无人机群利用杂凑函数运算转换解密数据报文，得到所述第二数字摘要。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述服务器系统将所述目标数据信息存储于区块链，包括：
所述服务器系统将所述目标数据信息进行哈希变换生成目标数字摘要；
所述服务器系统基于哈希算法将区块链中的每个块生成与所述目标数字摘要对应的唯一标识ID；
所述服务器系统从所有所述标识ID中筛选出与所述目标数字摘要相匹配的标识ID作为目标标识ID；
所述区块链在所述目标标识ID对应的块中创建与所述任务目标区域中所有目标采集区域相对应的存储数据块集合；所述存储数据块集合包括若干个存储数据块；每个所述存储数据块对应于唯一一个所述目标采集区域；
所述区块链对所述存储数据块集合中的所有存储数据块加盖时间戳；
所述区块链对加盖时间戳的所有所述存储数据块按创建顺序构建区块链网络；
所述区块链将所述目标数字摘要存储于所述区块链网络。
本发明第二方面公开了另一种基于无人机的物联网数据采集装置，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的基于无人机的物联网数据采集方法中的部分或全部步骤。
本发明第三方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例第一方面公开的基于无人机的物联网数据采集方法中的部分或全部步骤。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，服务器系统分配任务目标区域给无人机群；无人机群包括至少一架无人机；任务目标区域包括若干个目标采集区域；无人机群进入任务目标区域，并采集物联网设备系统的位置信息；物联网设备系统位于任务目标区域；无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息与物联网设备系统建立第一数据通联通道；物联网设备系统基于第一数据通联通道将物联网设备系统采集的任务目标区域对应的第一数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息；无人机群将传输数据信息进行清洗，并传输至服务器系统，得到目标数据信息；服务器系统将目标数据信息存储于区块链。可见，本发明有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集装置的结构示意图；
图3是本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集方法的系统模型图；
图4是本发明实施例公开的一种密钥验证过程模型图；
图5是本发明实施例公开的一种报文加密过程图；
图6是本发明实施例公开的一种报文解密过程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明公开了一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置，能够通过服务器系统、无人机群、物联网设备系统和区块链的综合协调数据采集存储，实现对任务目标区域的数据可靠采集，有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集方法的流程示意图。其中，图1所描述的基于无人机的物联网数据采集方法应用于数据采集系统中，如用于基于无人机的物联网数据采集管理的本地服务器或云端服务器等，本发明实施例不做限定。如图1和图3所示，该基于无人机的物联网数据采集方法可以包括以下操作：
101、服务器系统分配任务目标区域给无人机群。
本发明实施例中，上述无人机群包括至少一架无人机。
本发明实施例中，上述任务目标区域包括若干个目标采集区域。
本发明实施例中，上述每个目标采集区域至少有一架无人机。
102、无人机群进入任务目标区域，并采集物联网设备系统的位置信息。
本发明实施例中，上述物联网设备系统位于任务目标区域。
103、无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息与物联网设备系统建立第一数据通联通道。
本发明实施例中，上述物联网设备系统利用第一数据通联通道与无人机群中的至少一架无人机进行数据通联；
104、物联网设备系统基于第一数据通联通道将物联网设备系统采集的任务目标区域对应的第一数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息。
105、无人机群将传输数据信息进行清洗，并传输至服务器系统，得到目标数据信息。
106、服务器系统将目标数据信息存储于区块链。
可选的，上述物联网设备系统包括D传感器和S传感器。
可选的，上述D传感器和S传感器在未与无人机群建立通讯连接之前处于低功率运行状态。
可选的，上述分配任务目标区域给无人机群是由服务器系统中的地面控制子系统完成的。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够通过服务器系统、无人机群、物联网设备系统和区块链的综合协调数据采集存储，实现对任务目标区域的数据可靠采集，有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在一个可选的实施例中，如图4所示，上述物联网设备系统包括S传感器和D传感器；
无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息与物联网设备系统建立第一数据通联通道，包括：
无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息，向S传感器广播激活信息报文；广播激活信息报文是基于第一私钥签名的密文；
S传感器接收到广播激活信息报文后，S传感器基于第一公钥和椭圆曲线数字签名算法对广播激活信息报文进行验证，得到第一验证结果信息；
当第一验证结果信息为验证通过时，激活S传感器；
S传感器将探测到的D传感器的当前信号强度传输至无人机群；
无人机群基于信号强度，建立无人机群与D传感器之间的第一数据通联通道。
可选的，上述无人机群对Hello激活报文(数据X)进行第一私钥(SKU)签名和椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)加密后得到激活信息报文(DSKU(X))，并经移动网络将其传输至S传感器，S传感器利用第一公钥(PKU)和椭圆曲线数字签名算法对其进行核实后，将S传感器激活，再由S传感器将D传感器的当前信号强度传输至无人机群，以建立无人机群与D传感器之间的第一数据通联通道。
可选的，上述S传感器被激活之前处于低功率运行状态，可以节省S传感器的能耗和资源，在被激活之后可迅速建立与无人机群之间的通联，以便激活D传感器，进而建立物联网设备系统与无人机群之间更为安全的数据通联通道，提高数据传输的安全性和可靠性。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够通过无人机群基于采集到的物联网设备系统的位置信息与物联网设备系统建立第一数据通联通道，有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在另一个可选的实施例中，上述无人机群基于当前信号强度，建立无人机群与D传感器之间的第一数据通联通道，包括：
无人机群将当前信号强度与历史交互信号强度进行比较分析，得到交互成功后验概率；历史交互信号强度为预设时间节点前无人机群所接收到的D传感器的信号强度；
无人机群判断交互成功后验概率是否大于预设的概率阈值，得到概率判断结果；
当概率判断结果为是时，无人机群向D传感器广播传感器激活信息；
D传感器接收到传感器激活信息之后，将D传感器的工作模式由静默模式转换为传输模式，并建立与无人机群的第一数据通联通道。
在该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，上述无人机群将当前信号强度与历史交互信号强度进行比较分析，得到交互成功后验概率的具体方式为：
无人机群将当前信号强度与历史交互信号强度进行交互强度对比，得到当前交互成功信息；
无人机群获取与历史交互信号强度对应的交互次数信息；上述交互次数信息包括历史交互总次数和历史交互成功次数；
无人机群将当前交互成功信息和交互次数信息进行分析统计处理，得到交互次数信息；上述交互次数信息包括交互总次数N、交互成功次数NS、交互失败次数Nf和交互成功概率p；
无人机群根据上述交互次数信息构建二项分布函数；
无人机群根据二项分布函数求解出交互先验分布；
无人机群判断交互先验分布是否服从Beta分布，得到第一分布判断结果；
当第一分布判断结果为是时，无人机群根据交互先验分布和二项分布函数求解出交互后验分布；
无人机群判断交互后验分布是否服从Beta分布，得到第二分布判断结果；
当第二分布判断结果为是时，无人机群根据交互后验分布和二项分布函数求解出交互成功后验概率。
可选的，上述二项分布函数
Figure BDA0003753808420000101
的具体形式为：
Figure BDA0003753808420000102
可选的，上述交互后验分布
Figure BDA0003753808420000103
的具体形式为：
Figure BDA0003753808420000104
其中，τ(·)为τ的函数。
可选的，上述交互成功后验概率pb的求解公式为：
Figure BDA0003753808420000105
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够将无人机群基于当前信号强度，建立无人机群与D传感器之间的第一数据通联通道，有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在又一个可选的实施例中，广播激活信息报文是基于以下步骤得到的：
无人机群获取Hello激活报文；
无人机群采用第一私钥和椭圆曲线数字签名算法对Hello激活报文进行签名，得到广播激活信息报文；第一私钥是无人机群在进入任务目标区域之前通过无人机群的密钥产生器产生的。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够获得的广播激活信息报文有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在又一个可选的实施例中，如图5所示，上述物联网设备系统基于第一数据通联通道将物联网设备系统采集的任务目标区域对应的第一数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息，包括：
物联网设备系统的D传感器采集任务目标区域对应的第一数据信息，并将第一数据信息缓存于D传感器的内存模块；
D传感器基于第二私钥和第二公钥对内存模块中的第一数据信息进行加密，得到加密数据信息；加密数据信息包括密文块信息和加密数字信封；第二私钥和第二公钥是在D传感器由静默模式转换为传输模式之后由无人机群传输至D传感器的；
D传感器将加密数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息。
在该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，上述D传感器基于第二私钥和第二公钥对内存模块中的第一数据信息进行加密，得到加密数据信息的具体方式为：
D传感器利用杂凑函数对内存模块中的第一数据信息加密处理，得到加密数字摘要；
D传感器利用第二私钥(SKS)对加密数字摘要进行二次加密处理，得到加密数字签名；
D传感器对加密数字签名进行封装处理，得到加密签名块；
D传感器利用对称加密算法对加密签名块、第一数据信息和对称密钥进行三次加密处理，得到密文块信息和数字加密信息；
D传感器利用椭圆加密算法和第二公钥(PKS)对数字加密信息进行四次加密处理，得到加密数字信封。
可选的，上述通过多次对第一数据信息进行加密处理，可以提高数据的安全性。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法物联网设备系统基于第一数据通联通道将物联网设备系统采集的任务目标区域对应的第一数据信息传输至无人机群，得到传输数据信息，更有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，上述无人机群将传输数据信息进行清洗，并传输至服务器系统，得到目标数据信息，包括：
无人机群利用第一私钥和第一公钥对传输数据信息进行解密，得到解密数据信息；
无人机群对解密数据信息进行数据内容对比分析，得到对比结果信息；
当对比结果信息为数据未被篡改时，检查移动网络是否处于可用状态，得到网络状态信息；
当网络状态信息为不可用状态时，无人机群将解密数据信息传输至卫星系统，并由卫星系统将解密数据信息传输至服务器系统；
当网络状态信息为可用状态时，无人机群通过移动网络将解密数据信息传输至服务器系统。
可选的，上述通过对解密数据信息的数据内容对比分析可判定物联网设备系统在数据加密过程和无人机在对数据解密过程中是否存在对数据内容的篡改情况，以提高数据采集传输的安全性。
可选的，上述通过对移动网络的网络状态信息的检查来选用移动网络或卫星系统进行通讯，以解决物联网设备连通性差的问题，提高数据传输的安全性和可靠性。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够根据无人机群将传输数据信息进行清洗，并传输至服务器系统，得到目标数据信息，更有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在又一个可选的实施例中，如图6所示，传输数据信息包括密文块信息和加密数字信封；
解密数据信息包括解密数据报文、第一数字摘要和第二数字摘要；
无人机群利用第一私钥和第一公钥对传输数据信息进行解密，得到解密数据信息，包括：
无人机群利用第一私钥对加密数字信封进行解密，得到对称密钥；
无人机群利用对称密钥和对称加密算法对密文块信息进行解密，得到解密数据报文和解密数字签名；
无人机群利用第一公钥对解密数字签名进行解密，得到第一数字摘要；
无人机群利用杂凑函数运算转换解密数据报文，得到第二数字摘要。
可选的，上述杂凑函数为将任意长度的数字消息映射成固定长度的数字串的函数。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够根据无人机群利用第一私钥和第一公钥对传输数据信息进行解密，得到解密数据信息，更有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
在又一个可选的实施例中，服务器系统将目标数据信息存储于区块链，包括：
服务器系统将目标数据信息进行哈希变换生成目标数字摘要；
服务器系统基于哈希算法将区块链中的每个块生成与目标数字摘要对应的唯一标识ID；
服务器系统从所有标识ID中筛选出与目标数字摘要相匹配的标识ID作为目标标识ID；
区块链在目标标识ID对应的块中创建与任务目标区域中所有目标采集区域相对应的存储数据块集合；存储数据块集合包括若干个存储数据块；每个存储数据块对应于唯一一个目标采集区域；
区块链对存储数据块集合中的所有存储数据块加盖时间戳；
区块链对加盖时间戳的所有存储数据块按创建顺序构建区块链网络；
区块链将目标数字摘要存储于区块链网络。
可选的，上述对存储数据块加盖时间戳可实现存储数据块的唯一性识别，增强收据数据的安全性。
可选的，上述将目标数据信息存储于区块链是由服务器系统中的私有云服务器子系统完成的。
可见，实施本发明实施例所描述的基于无人机的物联网数据采集方法能够根据服务器系统将目标数据信息存储于区块链，更有利于通过无人机群来进行数据采集、转发，克服物联网设备以往连通性差、计算能力不足的问题，并通过对数据的加密和验证处理，增强数据的安全性和完整性，提高收集数据的可靠性。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集装置的结构示意图。其中，图2所描述的装置能够应用于数据采集系统中，如用于基于无人机的物联网数据采集管理的本地服务器或云端服务器等，本发明实施例不做限定。如图2所示，该装置可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器201；
与存储器201耦合的处理器202；
处理器202调用存储器201中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一所描述的基于无人机的物联网数据采集方法中的步骤。
实施例三
本发明实施例公开了一种计算机读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所描述的基于无人机的物联网数据采集方法中的步骤。
实施例四
本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一所描述的基于无人机的物联网数据采集方法中的步骤。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种基于无人机的物联网数据采集方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项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；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：
服务器系统分配任务目标区域给无人机群；所述无人机群包括至少一架无人机；所述任务目标区域包括若干个目标采集区域；每个目标采集区域至少有一架所述无人机；
无人机群进入所述任务目标区域，并采集物联网设备系统的位置信息；所述物联网设备系统位于所述任务目标区域；
所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息与所述物联网设备系统建立第一数据通联通道；所述物联网设备系统利用所述第一数据通联通道与所述无人机群中的至少一架所述无人机进行数据通联；所述物联网设备系统包括S传感器和D传感器；
其中，所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息与所述物联网设备系统建立第一数据通联通道，包括：
所述无人机群基于采集到的所述物联网设备系统的位置信息，向所述S传感器广播激活信息报文；所述广播激活信息报文是基于第一私钥签名的密文；
所述S传感器接收到所述广播激活信息报文后，所述S传感器基于第一公钥和椭圆曲线数字签名算法对所述广播激活信息报文进行验证，得到第一验证结果信息；
当所述第一验证结果信息为验证通过时，激活所述S传感器；
所述S传感器将探测到的所述D传感器的当前信号强度传输至所述无人机群；
所述无人机群基于所述信号强度，建立所述无人机群与所述D传感器之间的第一数据通联通道；
所述物联网设备系统基于所述第一数据通联通道将所述物联网设备系统采集的所述任务目标区域对应的第一数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息；
所述无人机群将所述传输数据信息进行清洗，并传输至所述服务器系统，得到目标数据信息；
所述服务器系统将所述目标数据信息存储于区块链。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述无人机群基于所述当前信号强度，建立所述无人机群与所述D传感器之间的第一数据通联通道，包括：
所述无人机群将所述当前信号强度与历史交互信号强度进行比较分析，得到交互成功后验概率；所述历史交互信号强度为预设时间节点前所述无人机群所接收到的所述D传感器的信号强度；
所述无人机群判断所述交互成功后验概率是否大于预设的概率阈值，得到概率判断结果；
当所述概率判断结果为是时，所述无人机群向所述D传感器广播传感器激活信息；
所述D传感器接收到所述传感器激活信息之后，将所述D传感器的工作模式由静默模式转换为传输模式，并建立与所述无人机群的第一数据通联通道。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述广播激活信息报文是基于以下步骤得到的：
所述无人机群获取Hello激活报文；
所述无人机群采用第一私钥和所述椭圆曲线数字签名算法对所述Hello激活报文进行签名，得到所述广播激活信息报文；所述第一私钥是所述无人机群在进入所述任务目标区域之前通过所述无人机群的密钥产生器产生的。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述物联网设备系统基于所述第一数据通联通道将所述物联网设备系统采集的所述任务目标区域对应的第一数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息，包括：
所述物联网设备系统的D传感器采集所述任务目标区域对应的第一数据信息，并将所述第一数据信息缓存于所述D传感器的内存模块；
所述D传感器基于第二私钥和第二公钥对内存模块中的所述第一数据信息进行加密，得到加密数据信息；所述加密数据信息包括密文块信息和加密数字信封；所述第二私钥和所述第二公钥是在所述D传感器由静默模式转换为传输模式之后由所述无人机群传输至所述D传感器的；
所述D传感器将所述加密数据信息传输至所述无人机群，得到传输数据信息。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述无人机群将所述传输数据信息进行清洗，并传输至所述服务器系统，得到目标数据信息，包括：
所述无人机群利用第一私钥和第一公钥对所述传输数据信息进行解密，得到解密数据信息；
所述无人机群对所述解密数据信息进行数据内容对比分析，得到对比结果信息；
当所述对比结果信息为数据未被篡改时，检查移动网络是否处于可用状态，得到网络状态信息；
当所述网络状态信息为不可用状态时，所述无人机群将所述解密数据信息传输至卫星系统，并由所述卫星系统将所述解密数据信息传输至所述服务器系统；
当所述网络状态信息为可用状态时，所述无人机群通过所述移动网络将所述解密数据信息传输至所述服务器系统。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述传输数据信息包括密文块信息和加密数字信封；
所述解密数据信息包括解密数据报文、第一数字摘要和第二数字摘要；
所述无人机群利用第一私钥和第一公钥对所述传输数据信息进行解密，得到解密数据信息，包括：
所述无人机群利用第一私钥对所述加密数字信封进行解密，得到对称密钥；
所述无人机群利用所述对称密钥和对称加密算法对所述传输数据信息进行解密，得到所述解密数据报文和解密数字签名；
所述无人机群利用第一公钥对所述解密数字签名进行解密，得到所述第一数字摘要；
所述无人机群利用杂凑函数运算转换解密数据报文，得到所述第二数字摘要。
7.根据权利要求1所述的基于无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，所述服务器系统将所述目标数据信息存储于区块链，包括：
所述服务器系统将所述目标数据信息进行哈希变换生成目标数字摘要；
所述服务器系统基于哈希算法将区块链中的每个块生成与所述目标数字摘要对应的唯一标识ID；
所述服务器系统从所有所述标识ID中筛选出与所述目标数字摘要相匹配的标识ID作为目标标识ID；
所述区块链在所述目标标识ID对应的块中创建与所述任务目标区域中所有目标采集区域相对应的存储数据块集合；所述存储数据块集合包括若干个存储数据块；每个所述存储数据块对应于唯一一个所述目标采集区域；
所述区块链对所述存储数据块集合中的所有存储数据块加盖时间戳；
所述区块链对加盖时间戳的所有所述存储数据块按创建顺序构建区块链网络；
所述区块链将所述目标数字摘要存储于所述区块链网络。
8.一种基于无人机的物联网数据采集装置，其特征在于，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的基于无人机的物联网数据采集方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-7任一项所述的基于无人机的物联网数据采集方法。
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