CN213876723U - 自动化系统数据的存储装置、系统和自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例中公开了一种自动化系统数据的存储装置、系统和自动化系统。其中，所述存储装置包括：数据接收器，其通过一总线接口与一自动化系统的内部总线相连通，用于通过所述总线接收所述自动化系统产生的实时数据；和子区块链节点，其与所述数据接收器电连接，用于将所述数据接收器接收的数据存储为区块链数据，生成对应的哈希值数据，并将所述哈希值数据通过所述主链接口输出给一主区块链节点进行存储。本实用新型实施例中的技术方案能够实现自动化系统数据的可追溯性，同时保证数据源的可靠性和安全性。

Description

自动化系统数据的存储装置、系统和自动化系统

技术领域

本实用新型涉及数据存储领域，特别是一种自动化系统数据的存储装置、系统和自动化系统。

背景技术

在工业自动化生产过程中会产生大量的实时数据，目前尚没有一种较好的技术能够对这些实时数据进行追溯。

此外，制造执行系统(MES，Manufacturing Execution System)、企业资源计划(ERP，Enterprise Resource Planning)系统或数据采集与监视控制系统(SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition)数据库中存储的数据可以被人为修改，这使得数据源的可靠性和安全性无法得到保证。

为此，本领域内的技术人员还在致力于寻找较好的自动化系数数据的存储方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例中一方面提出了一种自动化系统数据的存储装置，另一方面提出了一种自动化系统数据的存储系统和自动化系统，用以实现自动化系统数据的可追溯性，同时保证数据源的可靠性和安全性。

本实用新型实施例中提出的一种自动化系统数据的存储装置，包括：数据接收器，其通过一总线接口与一自动化系统的内部总线相连通，用于接收所述自动化系统产生的实时数据；一主链接口；和子区块链节点，其与所述数据接收器电连接，用于将所述数据接收器接收的数据存储为区块链数据，生成哈希值数据，并将所述哈希值数据通过所述主链接口输出给一主区块链节点进行存储。

在一个实施方式中，在所述主链接口与所述主区块链节点之间进一步设置有一防火墙，用于对所述子区块链节点通过所述主链接口上传至所述主区块链节点的数据进行安全性校验。

在一个实施方式中，所述子区块链节点具有一存储器接口，用于通过所述存储器接口连接一外部存储器，将所述区块链数据和所述哈希值数据存储在所述外部存储器中。

在一个实施方式中，所述数据接收器进一步通过一硬件接口接收一外部设备采集的数据；所述硬件接口包括下述接口中的至少一个：NFC阅读器接口、二维码阅读器接口和摄像头接口；所述外部设备包括下述设备中的至少一个：NFC阅读器、二维码阅读器和摄像头。

在一个实施方式中，所述数据接收器进一步通过一无线接口接收来自一无线数据源的数据；所述无线接口包括下述接口中的至少一个：WIFI接口和蓝牙接口。

在一个实施方式中，所述自动化系统为可编程逻辑控制器PLC系统。

本实用新型实施例中提出的一种自动化系统数据的存储系统，包括：至少一个如上任一实施方式中所述的自动化系统数据的存储装置；和一主区块链节点，用于将来自所述存储装置的哈希值数据存储为新的区块链数据，并生成新的哈希值数据。

本实用新型实施例中提出的一种自动化系统，其特征在于，包括如上任一实施方式中所述的自动化系统数据的存储装置。

从上述方案中可以看出，由于本实用新型实施例中为自动化系统配置了一个能够直接与其总线连通的子区块链节点，使得自动化系统产生的实时数据可通过内部总线直接传输给子区块链节点，实现了实时数据的区块链存储，进而实现了自动化系统数据的可追溯性，且总线方式的数据传输也比较高效。同时，由于该传输过程没有MES、ERP和SCADA等系统的参与，因此保证了数据源的可靠性和安全性。此外，通过为子区块链节点设置存储器接口，可以扩展子区块链节点的数据存储量，使得较多的自动化控制数据可以存储到外部存储器中。

进一步，通过仅将哈希值数据提供给主区块链节点进行存储，可节省大量的主区块链节点存储空间，在主区块链节点上实现不同自动化系统数据的共享和管理。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本实用新型实施例中一种自动化系统数据的存储装置的示例性结构图。

图2为图1所示自动化系统数据的存储装置的物理位置结构图。

图3为本实用新型实施例中一种自动化系统数据的存储系统的示例性结构图。

其中，附图标记如下：

标号	含义
		1	自动化系统数据的存储装置
11	数据接收器
		111	总线接口
112	硬件接口
		113	无线接口
12	子区块链节点
		121	存储器接口
13	接口模块
		131	主链接口
132	防火墙
		21	PCL系统
211	CPU
		212、213	I/O接口
214	通信模块
		22	NFC阅读器
23	二维码阅读器
		24	摄像头
25	无线数据源
		3	主区块链节点

具体实施方式

本实用新型实施例中，考虑到区块链作为一个共享数据库具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征，因此可以将其用于自动化系统数据的存储。然而，由于区块链本身是一个独立的系统，生产过程中产生的实时数据并不能直接存储到区块链中。若采用MES、ERP和SCADA等系统获取数据并更新到区块链中，则由于MES、ERP和SCADA等系统获取的数据存在被篡改的风险，因此数据的可靠性和安全性得不到保证。

为此，本实用新型实施例中提出一种为自动化系统集成一个本地区块链模块(BCM,Block Chain Module)的实现方式，该本地BCM具有与传统区块链相类似的结构，自动化系统如可编程逻辑控制器(PLC)系统产生的相关实时数据可通过与之适配的传输接口，如内部总线接口或近场通信(NFC，Near Field Communication)阅读器、二维码(QR码)阅读器、摄像头等特定硬件接口或WIFI、蓝牙等其他通信接口等，传输至该本地BCM，由该本地BCM将所接收的实时数据转换为区块链数据和哈希值数据存储在本地BCM内置的存储器或外接的存储器(如硬盘、U盘等)中。

进一步地，为了对不同现场节点的自动化系统的实时数据进行共享和统一管理，该本地BCM还可进一步用于将本地BCM生成的区块链数据或哈希值数据上传到区块链(即传统区块链，为了与本地区块链模块相区分，下文中将该区块链称为主区块链节点)中。

此外，考虑到各现场节点的自动化系统生成的数据量可能会比较大，如果将这些数据到传输到主区块链节点中，则需要占用主区块链节点较大的存储空间以及网络带宽，为此，本地BCM可仅将生成的哈希值数据上传到区块链，这样可以大大节省主区块链节点的存储空间和网络带宽。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例中一种自动化系统数据的存储装置1的结构示意图。图2为图1所示自动化系统数据的存储装置1的物理位置结构图。

如图1所示，该自动化系统数据的存储装置1实际上即为一个本地区块链模块，其可如图2所示，通过一物理接口连接到自动化系统中。如图2所示，该自动化系统为一PLC系统，其包括CPU211、I/O接口212、213和通信模块214。本实施例中，存储装置1用于与CPU211电连接。如图1所示，该存储装置1可包括：数据接收器11和子区块链节点12。进一步还可包括接口模块13。

其中，数据接收器11可包括与自动化系统的内部总线连通的总线接口111，用于通过该内部总线接口接收自动化系统如PCL系统21产生的实时数据。通过该内部总线接口，可实现数据的高效传输。此外，数据接收器11还可包括硬件接口112和/或无线接口113。其中，硬件接口112可包括同类型或不同类型的至少一个硬件接口，如NFC阅读器、二维码(QR码)阅读器或摄像头等设备的硬件接口。无线接口113也可包括同类型或不同类型的至少一个无线接口，如WIFI接口、蓝牙接口等。数据接收器11可通过硬件接口112接收来自NFC阅读器22、二维码阅读器23或摄像头24等采集的数据；通过无线接口113接收来自其他无线数据源25的数据。

子区块链节点12用于将所述数据接收器11获取的数据存储为区块链数据D，并生成对应的哈希值数据，具体实现时，可存储到本地存储器中。具体实现时，子区块链节点12可以通过子区块链电路来实现。

此外，本实施例中，该子区块链节点12还具有一存储器接口121，用于外接一外部存储器，如硬盘或U盘等。

由于数据可直接从自动化系统如PLC系统21上传输到子区块链节点12，中间没有MES、ERP或SCADA系统的参与，因此减少了数据篡改的可能性。

在该存储装置1包括接口模块13时，该接口模块13可包括一主链接口131时，子区块链节点12可进一步用于将所述区块链数据和/或哈希值数据通过所述主链接口131提供给主区块链节点3进行存储，此时主区块链节点3可将该区块链数据和/或哈希值数据存储为新的区块链数据，并生成新的哈希值数据。本实施例中，若仅将哈希值数据提供给主区块链节点3进行存储的话，则可节省主区块链节点的大量存储空间，在主区块链节点上实现不同自动化系统数据的共享和管理。具体实现时，主区块链节点3可以通过主区块链电路或者主区块链云存储设备实现。

此外，在接口模块13中可进一步设置一防火墙132，用于对子区块链节点12通过主链接口131上传至主区块链节点3的数据进行安全性校验，以提高数据传输的安全性。

本实用新型实施例中的一种自动化系统数据的存储系统包括至少一个上述的一种自动化系统数据的存储装置1和主区块链节点3。不同的存储装置1对应不同的自动化系统，每个自动化系统数据的存储装置1用于将自身生成的对应自动化系统数据的哈希值数据提供给主区块链节点3进行存储。主区块链节点3将每个存储装置1的哈希值数据存储为新的区块链数据，并生成新的哈希值数据。

本实用新型实施例中的一种自动化系统包括上述的自动化系统数据的存储装置1。

从上述方案中可以看出，由于本实用新型实施例中为自动化系统配置了一个能够直接与其总线连通的子区块链节点，使得自动化系统产生的实时数据可通过内部总线直接传输给子区块链节点，实现了实时数据的区块链存储，进而实现了自动化系统数据的可追溯性，且总线方式的数据传输也比较高效。同时，由于该传输过程没有MES、ERP和SCADA等系统的参与，因此保证了数据源的可靠性和安全性。

此外，通过为子区块链节点设置存储器接口，可以扩展子区块链节点的数据存储量，使得较多的自动化控制数据可以存储到外部存储器中。

进一步，通过仅将哈希值数据提供给主区块链节点进行存储，可节省大量的主区块链节点存储空间，在主区块链节点上实现不同自动化系统数据的共享和管理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，包括：

一数据接收器(11)，其通过一总线接口(111)与一自动化系统的内部总线相连通，用于通过所述总线接收所述自动化系统产生的实时数据；

一主链接口(131)；和

一子区块链节点(12)，其与所述数据接收器(11)电连接，用于将所述数据接收器(11)接收的数据存储为区块链数据，生成对应的哈希值数据，并将所述哈希值数据通过所述主链接口(131)输出给一主区块链节点(3)进行存储。

2.根据权利要求1所述的自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，在所述主链接口(131)与所述主区块链节点(3)之间进一步设置有一防火墙(132)，用于对所述子区块链节点(12)通过所述主链接口(131)上传至所述主区块链节点(3)的数据进行安全性校验。

3.根据权利要求1所述的自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，所述子区块链节点(12)具有一存储器接口(121)，用于通过所述存储器接口(121)连接一外部存储器，将所述区块链数据和所述哈希值数据存储在所述外部存储器中。

4.根据权利要求1所述的自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，所述数据接收器(11)进一步通过一硬件接口(112)接收一外部设备采集的数据；

所述硬件接口(112)包括下述接口中的至少一个：NFC阅读器接口、二维码阅读器接口和摄像头接口；所述外部设备包括下述设备中的至少一个：NFC阅读器(22)、二维码阅读器(23)和摄像头(24)。

5.根据权利要求1所述的自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，所述数据接收器(11)进一步通过一无线接口(113)接收来自一无线数据源的数据；

所述无线接口(113)包括下述接口中的至少一个：WIFI接口和蓝牙接口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化系统数据的存储装置(1)，其特征在于，所述自动化系统为可编程逻辑控制器PLC系统(21)。

7.一种自动化系统数据的存储系统，其特征在于，包括：

至少一个如权利要求1至6中任一项所述的自动化系统数据的存储装置(1)；和

一主区块链节点(3)，用于将来自每个所述存储装置(1)的哈希值数据存储为新的区块链数据，并生成新的哈希值数据。

8.一种自动化系统，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的自动化系统数据的存储装置(1)。

9.根据权利要求8所述的自动化系统，其特征在于，所述自动化系统为可编程逻辑控制器PLC系统(21)。

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