CN116132199B - 一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，涉及数据处理技术领域，实现所述方法的具体步骤如下：步骤一、建立监测液氮罐的温度系统和视频系统，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链；步骤二、在区块链上，对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息，建立报警系统；步骤三、发现温度系统的温度信息或者视频系统的视频信息异常，启动报警系统。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体为一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法。
背景技术
液氮罐是保存生物样品的非常重要的装置，传统的液氮罐监测系统主要依赖于中心化的服务器进行数据存储和处理，在监测数据处理过程中存在多种问题，如数据伪造、篡改等问题；对液氮罐的状态很难实时掌控。
发明内容
针对以上问题，至少解决其中一个问题，本发明的目的在于采用区块链管理液氮罐的温度信息和视频信息，自动上传数据，建立报警系统，提供一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，实现所述方法的具体步骤如下：
步骤一、建立监测液氮罐的温度系统和视频系统，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链；
优选的，其中，在步骤一中，监测液氮罐的温度系统，包括温度监测器、数据处理器、报警器和显示器等组件，其中温度监测器通过传感器实时监测液氮罐内的温度，并将温度数据传输到数据处理器；数据处理器会对温度数据进行处理分析，并根据设定的温度范围判断液氮罐的温度是否在正常范围内，若温度异常，数据处理器将触发报警器发出警报；通过显示器，用户可以随时查看液氮罐的温度和报警信息；此外，温度监测器采用了高精度传感器和新型数据处理技术，能够准确监测液氮罐内的温度，同时结合了报警器的设置，能够及时发现温度异常，确保液氮罐内样品的安全；温度监测器采用高精度传感器和新型数据处理技术，能够准确监测液氮罐内的温度，减小误差和偏差；数据处理器结合了报警器的设置，能够及时发现液氮罐内温度异常并进行相应处理，提高了安全性；显示器可以随时显示液氮罐的温度和报警信息，让用户更好地了解设备运行状态，并且可以对设备进行控制和参数设定，更好地管理液氮罐的运行；
优选的，其中，在步骤一中，监测液氮罐的视频系统包括液氮罐、摄像头和监控器,在液氮罐的顶部和底部分别安装摄像头，将摄像头与监控器连接，通过传输线路将监测数据实时传输到监控中心，进行处理和记录；在监控中心，可以实时观察液氮罐的运行状态、液位高低、温度等数据变化，当液位低于预设值、压力过高等异常情况发生时，系统会发出报警信号，提醒用户及时处理；液氮罐的底部摄像头可监测液位高低和液面变化，顶部摄像头可监测液氮罐内的压力情况和温度变化；监控中心可以记录和存储液氮罐的状态变化，用户可以随时查询液氮罐的运行情况；系统具有自主检测和故障排除功能，能够及时发现和解决液氮罐的运行问题；具有简单实用、安全可靠、易于管理等优点，适用于液氮罐的监测和管理；
进一步地，其中，在步骤一中，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链，实施的具体步骤如下：
步骤A1、设计智能合约；在温度系统、视频系统和区块链建立协议，智能合约是温度系统、视频系统和区块链之间的协议，采用智能合约将温度系统和视频系统的数据与区块链建立联系，联系的具体方式包括自动执行、验证或协调合约或交易，用若干编程语言编写智能合约，编程语言编写包括Solidity和Vyper等语言；
步骤A2、配置传感器和节点设备；温度系统和视频系统包括传感器和节点设备，液氮罐的温度信息由温度系统进行采集和传输，液氮罐的视频信息由视频系统进行采集和传输；
步骤A3、 建立区块链，建立区块链来存储温度系统和视频系统的数据；区块链采用的方式为公共区块链或者私有区块链；
步骤A4、 建立应用程序接口API，通过应用程序接口API（ApplicationProgramming Interface）来让传感器和节点设备与智能合约进行交互，API使数据传输流程更加流畅；
步骤A5、 自动上传，传感器和节点设备采集到数据，智能合约自动进行数据验证和上传到区块链中；
步骤A6、数据查询，用户通过检索区块链上的数据，查看监测数据的历史记录和趋势；
步骤二、在区块链上，对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息，建立报警系统；建立报警系统的具体步骤如下：
步骤B1、区块链安全存储技术：通过采用去中心化的安全存储技术，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息存储在散布于整个网络的多个节点上，实现高可靠性的数据存储和传输；
步骤B2、报警事件分类：按照温度的范围进行划分报警事件，以液氮罐的温度信息为例，液氮罐内的温度范围需要保持在零下60度至零下30度，当温度处于零下60度至零下50度或者零下40度至零下30度就处于报警区间，以此类推，建立更小的温度区间和更多层级的报警级别；在视频系统的视频中，按照人接触液氮罐的区域进行划分报警事件，比如人与液氮罐的空间距离在1米至2米是一级报警，人与液氮罐的空间距离在0.5米至1米是二级报警，人与液氮罐的空间距离在0.2米至0.5米是三级报警，人与液氮罐的空间距离在0.1米至0.2米是四级报警，人与液氮罐的空间距离在0米至0.1米是五级报警；以此类推，按照人接触液氮罐的区域建立报警级别；对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息采用若干种细分规则，针对不同类型的报警事件，采用不同的分类方式，并在智能化的数据处理系统中进行实时分类和处理，为后续的报警处理提供准确的信息；需要说明的是，本申请中的数据包括温度系统的温度信息和视频系统的视频信息；
步骤B3、采用统计和模型相结合的方式，动态处理温度系统的温度信息和视频系统的视频信息；利用统计学的方法来分析数据的分布、偏态、异常值等特征，通过计算统计量来判断数据是否异常，常用的统计量包括均值、方差、标准差、偏度和峰度；按照报警事件分类建立数学模型，通过模型的预测值和实际值之间的误差来检测数据异常，比如，按照温度的范围建立范围的区间数学模型，按照人接触液氮罐的区域建立范围的区间数学模型；同时，对网络流量进行实时分析和监测，包括对传输数据量、传输速度、数据类型等维度进行监测，从而能够快速识别恶意攻击事件和异常行为；
步骤B4、数据可信度保证技术：通过引入区块链技术的哈希算法，实现数据的可信度保证，能够有效抵御数据篡改和欺骗，增强数据的准确性和可信度；报警系统具有如下优点：数据安全性高，通过引入区块链技术，实现数据的去中心化存储和传输，能够有效抵御数据篡改和欺骗攻击，增强数据的安全性；处理速度快，采用智能化的数据处理系统和动态检测算法，能够实现对网络流量的实时监测和分析，从而能够快速识别恶意攻击事件和异常行为；支持多种报警事件，该算法能够支持多种类型的报警事件，包括设备损坏、网络攻击、数据丢失等，能够更快速地发现并响应恶意攻击，提高网络安全性；
步骤三、发现温度系统的温度信息或者视频系统的视频信息异常，启动报警系统；启动报警系统的具体步骤如下：
步骤C1、温度系统发现温度信息异常并上传至区块链平台，视频系统发现视频信息异常并上传至区块链平台，或者在区块链平台采用统计和模型相结合的方式发现温度信息或者视频信息异常，形成报警信息，并附上数字签名；
步骤C2、区块链平台将收到或者发现的报警信息块存储在区块链中并广播至其他节点；
步骤C3、监控节点接收到区块链广播的报警信息块后，验证报警信息块的有效性和可靠性，并将其信息保存在本地存储中；
步骤C4、当报警条件满足时，温度系统或者视频系统不断发送报警信息并附上其数字签名，直到该报警信息在区块链中被验证并确认为可靠信息，在此过程中，没有中心化的节点存在；有效地减少传统报警系统中存在的信息篡改和被攻击等风险，采用去中心化，使得温度系统、者视频系统和区块链在整个系统中不存在单一节点，基于区块链技术，通过去中心化的数据传输，实现抵抗数据篡改和欺骗的能力，具有很高的稳定性和可靠性；由于广播的方式，在监控节点没有按照线性方式进行数据通信，而是基于节点之间的广播同步，因而具有较优秀的实时性和可靠性；能够实现智能化的安全预警，提高安全性能和可信度；报警系统支持多种类型的报警事件，让用户能够更快速地发现并响应恶意攻击，提高网络安全性。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
（1）、数据安全性高，通过引入区块链技术，实现数据的去中心化存储和传输，能够有效抵御数据篡改和欺骗攻击，增强数据的安全性；处理速度快，采用智能化的数据处理系统和动态检测算法，能够实现对网络流量的实时监测和分析，从而能够快速识别恶意攻击事件和异常行为；支持多种报警事件，该算法能够支持多种类型的报警事件，包括设备损坏、网络攻击、数据丢失等，能够更快速地发现并响应恶意攻击，提高网络安全性；
（2）、有效地减少传统报警系统中存在的信息篡改和被攻击等风险，采用去中心化，使得温度系统、者视频系统和区块链在整个系统中不存在单一节点，基于区块链技术，通过去中心化的数据传输，实现抵抗数据篡改和欺骗的能力，具有很高的稳定性和可靠性；由于广播的方式，在监控节点没有按照线性方式进行数据通信，而是基于节点之间的广播同步，因而具有较优秀的实时性和可靠性；能够实现智能化的安全预警，提高安全性能和可信度；报警系统支持多种类型的报警事件，让用户能够更快速地发现并响应恶意攻击，提高网络安全性；
（3）、通过智能合约以安全且不可篡改的温度数据上传方式，区块链技术保证了温度数据的可信度和数据上传过程中的安全性，使得温度数据的传输更为可靠和透明；采用了区块链技术，采集到的温度数据实现了完全分布式，不需要中心管理机构，保证了数据的安全性和可信度；实现了数据的不可篡改和历史记录，更加透明和可靠，可以有效避免数据的篡改和丢失，同时，提供更好的数据保护和安全传输。
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是一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法的流程示意图；
图2是一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法的监测数据流向示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：
如图1至图2所示，本发明提供了一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，实现所述方法的具体步骤如下：
步骤一、建立监测液氮罐的温度系统和视频系统，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链；
步骤二、在区块链上，对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息，建立报警系统；
步骤三、发现温度系统的温度信息或者视频系统的视频信息异常，启动报警系统。
其中，步骤一、建立监测液氮罐的温度系统和视频系统，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链；
进一步地，其中，在步骤一中，温度系统的视频信息上传到区块链的具体步骤如下：
步骤D1、传感器采集温度数据并进行加密处理，
采用传感器采集温度数据，采集完成后对温度数据进行加密处理，加密技术采用对称加密算法或非对称加密算法，将温度数据加密后，可有效地保护数据的机密性；
步骤D2、将加密后的温度数据存储到区块链中，
将加密后的温度数据存储到区块链中，区块链中的每个区块都包含了链式的历史记录，使得数据无法被篡改，将数据存储到区块链中，可以保证温度数据的真实性和完整性，在数据传输过程中不会被篡改或丢失；
步骤D3、通过智能合约进行数据验证和记录，
通过智能合约对数据进行验证和记录，智能合约主要用于验证上传的温度数据，确保数据的准确性和合法性，同时记录数据的上传时间和相关信息；
步骤D4、将验证后的温度数据通过区块链传输到指定的接收方，
将验证后的温度数据通过区块链传输到指定的接收方，接收方可以根据需要进行数据分析和处理，通过区块链技术，数据传输过程中不会被篡改，保证了数据的可信度和数据传输过程的安全性；通过智能合约以安全且不可篡改的温度数据上传方式，区块链技术保证了温度数据的可信度和数据上传过程中的安全性，使得温度数据的传输更为可靠和透明；采用了区块链技术，采集到的温度数据实现了完全分布式，不需要中心管理机构，保证了数据的安全性和可信度；实现了数据的不可篡改和历史记录，更加透明和可靠，可以有效避免数据的篡改和丢失，同时，提供更好的数据保护和安全传输。
进一步地，其中，在步骤一中，视频系统的视频信息上传到区块链的具体步骤如下：
步骤E1、接受视频数据，
视频系统拍摄的视频数据，使用计算机或智能手机等设备接受视频数据；
步骤E2、切分视频数据，
将接受到的视频数据切分为若干个片段，每个片段的时间长度相等或尽可能相等；例如，将视频系统拍摄的一个时间段的视频数据，切分为20个片段，每个片段的时间长度是电影总时长的1/20；
步骤E3、生成哈希值，
使用SHA-256等哈希算法对每个视频片段进行哈希计算，生成唯一的哈希值，需要说明的是，SHA-256是密钥哈希函数，SHA代表安全哈希算法，哈希值具有唯一性、不可伪造性和不可逆性；
步骤E4、上传哈希值到区块链，
将每个视频片段的哈希值上传到区块链上，上传可以使用智能合约来实现，这些哈希值构成了一个有序的列表，可以通过区块链查询到；
步骤E5、下载视频数据，
用户可以使用区块链查询到视频片段的哈希值列表，并根据哈希值下载视频数据。
为了更好的实现本发明的目的，步骤二、在区块链上，对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息，建立报警系统；建立报警系统的具体步骤如下：
步骤B1、区块链安全存储技术：通过采用去中心化的安全存储技术，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息存储在散布于整个网络的多个节点上，实现高可靠性的数据存储和传输；
步骤B2、报警事件分类：按照温度的范围进行划分报警事件，以液氮罐的温度信息为例，液氮罐内的温度范围需要保持在零下60度至零下30度，当温度处于零下60度至零下50度或者零下40度至零下30度就处于报警区间，以此类推，建立更小的温度区间和更多层级的报警级别；在视频系统的视频中，按照人接触液氮罐的区域进行划分报警事件，比如人与液氮罐的空间距离在1米至2米是一级报警，人与液氮罐的空间距离在0.5米至1米是二级报警，人与液氮罐的空间距离在0.2米至0.5米是三级报警，人与液氮罐的空间距离在0.1米至0.2米是四级报警，人与液氮罐的空间距离在0米至0.1米是五级报警；以此类推，按照人接触液氮罐的区域建立报警级别；对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息采用若干种细分规则，针对不同类型的报警事件，采用不同的分类方式，并在智能化的数据处理系统中进行实时分类和处理，为后续的报警处理提供准确的信息；需要说明的是，本申请中的数据包括温度系统的温度信息和视频系统的视频信息；
步骤B3、采用统计和模型相结合的方式，动态处理温度系统的温度信息和视频系统的视频信息；利用统计学的方法来分析数据的分布、偏态、异常值等特征，通过计算统计量来判断数据是否异常，常用的统计量包括均值、方差、标准差、偏度和峰度；按照报警事件分类建立数学模型，通过模型的预测值和实际值之间的误差来检测数据异常，比如，按照温度的范围建立范围的区间数学模型，按照人接触液氮罐的区域建立范围的区间数学模型；同时，对网络流量进行实时分析和监测，包括对传输数据量、传输速度、数据类型等维度进行监测，从而能够快速识别恶意攻击事件和异常行为；
步骤B4、数据可信度保证技术：通过引入区块链技术的哈希算法，实现数据的可信度保证，能够有效抵御数据篡改和欺骗，增强数据的准确性和可信度。
为了更好的实现本发明的目的，步骤三、发现温度系统的温度信息或者视频系统的视频信息异常，启动报警系统；启动报警系统的具体步骤如下：
步骤C1、温度系统发现温度信息异常并上传至区块链平台，视频系统发现视频信息异常并上传至区块链平台，或者在区块链平台采用统计和模型相结合的方式发现温度信息或者视频信息异常，形成报警信息，并附上数字签名；
步骤C2、区块链平台将收到或者发现的报警信息块存储在区块链中并广播至其他节点；
步骤C3、监控节点接收到区块链广播的报警信息块后，验证报警信息块的有效性和可靠性，并将其信息保存在本地存储中；
步骤C4、当报警条件满足时，温度系统或者视频系统不断发送报警信息并附上其数字签名，直到该报警信息在区块链中被验证并确认为可靠信息，在此过程中，没有中心化的节点存在。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，其特征在于，实现所述方法的具体步骤如下：
步骤一、建立监测液氮罐的温度系统和视频系统，采用自动方式，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链；
温度系统的温度信息上传到区块链的具体步骤如下：
步骤D1、传感器采集温度数据并进行加密处理，采用传感器采集温度数据，采集完成后对温度数据进行加密处理，加密技术采用对称加密算法或非对称加密算法，
步骤D2、将加密后的温度数据存储到区块链中，
步骤D3、通过智能合约进行数据验证和记录，
步骤D4、将验证后的温度数据通过区块链传输到指定的接收方；
视频系统的视频信息上传到区块链的具体步骤如下：
步骤E1、接受视频数据，
步骤E2、切分视频数据，
步骤E3、生成哈希值，
步骤E4、上传哈希值到区块链，
步骤E5、下载视频数据；
将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息上传到区块链，实施的具体步骤如下：
步骤A1、设计智能合约，在温度系统、视频系统和区块链建立协议，智能合约是温度系统、视频系统和区块链之间的协议，采用智能合约将温度系统和视频系统的数据与区块链建立联系，联系的具体方式包括自动执行、验证或协调合约或交易，用若干编程语言编写智能合约，编程语言编写包括Solidity和Vyper语言；
步骤A2、配置传感器和节点设备；
步骤A3、建立区块链，建立区块链来存储温度系统和视频系统的数据；
步骤A4、建立应用程序接口API，通过应用程序接口API来让传感器和节点设备与智能合约进行交互；
步骤A5、自动上传，传感器和节点设备采集到数据，智能合约自动进行数据验证和上传到区块链中；
步骤A6、数据查询，用户通过检索区块链上的数据，查看监测数据的历史记录和趋势；
步骤二、在区块链上，对温度系统的温度信息和视频系统的视频信息，建立报警系统；
步骤三、发现温度系统的温度信息或者视频系统的视频信息异常，启动报警系统；启动报警系统的具体步骤如下：
步骤C1、温度系统发现温度信息异常并上传至区块链平台，视频系统发现视频信息异常并上传至区块链平台，或者在区块链平台采用统计和模型相结合的方式发现温度信息或者视频信息异常，形成报警信息，并附上数字签名；
步骤C2、区块链平台将收到或者发现的报警信息块存储在区块链中并广播至其他节点；
步骤C3、监控节点接收到区块链广播的报警信息块后，验证报警信息块的有效性和可靠性，并将其信息保存在本地存储中；
步骤C4、当报警条件满足时，温度系统或者视频系统不断发送报警信息并附上其数字签名。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，其特征在于：在步骤一中，监测液氮罐的温度系统，包括温度监测器、数据处理器、报警器和显示器等组件。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，其特征在于：在步骤一中，监测液氮罐的视频系统包括液氮罐、摄像头和监控器。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链处理液氮罐监测数据的方法，其特征在于：在步骤二中，建立报警系统的具体步骤如下：
步骤B1、通过采用去中心化的安全存储技术，将温度系统的温度信息和视频系统的视频信息存储在散布于整个网络的多个节点上；
步骤B2、报警事件分类，按照温度的范围进行划分报警事件，在视频系统的视频中，按照人接触液氮罐的区域进行划分报警事件；
步骤B3、采用统计和模型相结合的方式，动态处理温度系统的温度信息和视频系统的视频信息；
步骤B4、引入区块链技术的哈希算法。
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