[發(fā)明專利]基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810270297.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108600978A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘建明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳匯通智能化科技有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04L29/08;H04L29/06;G08C17/02;G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
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1.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及具有多個數(shù)據(jù)校驗節(jié)點組成的數(shù)據(jù)校驗網(wǎng)絡(luò)；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于對大氣污染進行監(jiān)測，獲取大氣污染感測數(shù)據(jù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器在接收到處理后的所述大氣污染感測數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)至所述數(shù)據(jù)校驗網(wǎng)絡(luò)；所述數(shù)據(jù)校驗網(wǎng)絡(luò)中的多個數(shù)據(jù)校驗節(jié)點負責對所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)的所述大氣污染感測數(shù)據(jù)進行校驗并保存；各所述數(shù)據(jù)校驗節(jié)點為區(qū)塊鏈節(jié)點，多個所述數(shù)據(jù)校驗節(jié)點組成一個分布式數(shù)據(jù)庫；所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括匯聚節(jié)點和多個傳感器節(jié)點，傳感器節(jié)點用于采集大氣污染感測數(shù)據(jù)，并將采集的大氣污染感測數(shù)據(jù)通過并行多徑路由方式傳輸至匯聚節(jié)點；匯聚節(jié)點接收和處理傳感器節(jié)點輸出的大氣污染感測數(shù)據(jù)，并將處理后的大氣污染感測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，還包括認證中心，認證中心對所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器、所述傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和所述數(shù)據(jù)校驗節(jié)點進行授權(quán)認證。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，傳感器節(jié)點在通過認證中心的授權(quán)認證后成為合法傳感器節(jié)點，并獲取唯一的傳感器節(jié)點數(shù)字證書和對稱密鑰；匯聚節(jié)點在通過認證中心的授權(quán)認證后成為合法匯聚節(jié)點，并獲取唯一的匯聚節(jié)點數(shù)字證書和對稱密鑰；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器在通過認證中心的授權(quán)認證后，獲取唯一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)字證書和對稱密鑰；所述數(shù)據(jù)校驗節(jié)點在通過認證中心的授權(quán)認證后成為合法數(shù)據(jù)校驗節(jié)點，并獲取唯一的公鑰、私鑰、數(shù)據(jù)校驗節(jié)點數(shù)字證書和對稱密鑰；所述公鑰，用于通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器向所述數(shù)據(jù)校驗網(wǎng)絡(luò)和所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播；所述私鑰，用于通過人為在所述數(shù)據(jù)校驗節(jié)點間共享。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，傳感器節(jié)點采集的大氣污染感測數(shù)據(jù)通過并行多徑路由方式傳輸至匯聚節(jié)點，具體為：傳感器節(jié)點將由匯聚節(jié)點確定的多個優(yōu)選路由路徑作為大氣污染感測數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑_定各優(yōu)選路由路徑之間的負載比例，將采集的大氣污染感測數(shù)據(jù)按照負載比例分割后分配給各優(yōu)選路由路徑進行傳輸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，匯聚節(jié)點確定傳感器節(jié)點的多個優(yōu)選路由路徑，具體包括：

(1)匯聚節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)初始化階段向網(wǎng)絡(luò)廣播初始化信息，記錄發(fā)送初始化信息的時間t₀；

(2)設(shè)始發(fā)路徑探測包的傳感器節(jié)點為源節(jié)點，匯聚節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的多個路徑探測包并記錄相應(yīng)的接收時間，通過處理路徑探測包得到源節(jié)點到匯聚節(jié)點的多條路由路徑，其中每個路徑探測包攜帶了一條路由路徑的基本信息，所述的基本信息包括該路由路徑中包含的傳感器節(jié)點、鏈路狀態(tài)信息及帶寬需求信息；

(3)對路由路徑進行篩選，對不滿足基本條件的路徑進行剔除，根據(jù)源節(jié)點的帶寬需求估計需要的路由路徑數(shù)K，對篩選出的路由路徑進行K均值聚類，根據(jù)聚類結(jié)果將剩余的路由路徑分成K個簇，其中設(shè)定基本條件為：

式中，E(i)為路由路徑i中剩余能量最小的傳感器節(jié)點的剩余能量，E(j)為路由路徑j(luò)中剩余能量最小的傳感器節(jié)點的剩余能量，n為路由路徑數(shù)量，為設(shè)定的判斷取值函數(shù)，當時，當時，t₁(i)為匯聚節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的路由路徑i對應(yīng)路徑探測包的時間，t₀為所述發(fā)送初始化信息的時間，t₁(j)為匯聚節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的路由路徑j(luò)對應(yīng)路徑探測包的時間；

(4)匯聚節(jié)點從每個簇中選擇一條路由路徑作為優(yōu)選路由路徑，得到K個優(yōu)選路由路徑，匯聚節(jié)點沿每條優(yōu)選路由路徑將對應(yīng)的優(yōu)選路由路徑信息發(fā)送給源節(jié)點并更新源節(jié)點的路由表，進而源節(jié)點得到K個優(yōu)選路由路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的大氣污染環(huán)境采集處理系統(tǒng)，其特征是，路徑探測包從源節(jié)點到匯聚節(jié)點的過程，具體包括：源節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)廣播路徑探測包，收到路徑探測包的傳感器節(jié)點確定路徑探測包中包含的傳感器節(jié)點個數(shù)是否超過預(yù)設(shè)的個數(shù)閾值，當超過時舍棄該路徑探測包，當沒有超過時將自身的ID、當前剩余能量以及與上一跳傳感器節(jié)點間的單跳鏈路信息加入到接收的路徑探測包中，形成新的路徑探測包，并選擇距離最近的鄰居節(jié)點作為下一跳節(jié)點，將該新的路徑探測包發(fā)送至下一跳節(jié)點，直至路徑探測包到達匯聚節(jié)點。