[发明专利]一种基于区块链技术的水源污染监测系统

权利要求书

1.一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，包括数据转发器、无线传感器网络以及由多个数据校验节点组成的数据校验中心；所述的无线传感器网络用于对空气污染进行监测，获取水源污染浓度数据并发送至数据转发器，无线传感器网络包括用于采集水源污染浓度数据的多个传感器节点和用于与数据转发器通信的基站；所述数据转发器在接收到基站发送的水源污染浓度数据后，转发至所述数据校验中心；所述数据校验中心中的多个数据校验节点负责对所述数据转发器转发的所述水源污染浓度数据进行校验并保存；各所述数据校验节点为区块链节点，多个所述数据校验节点组成一个分布式数据库。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，还包括认证中心，认证中心对所述数据转发器、所述传感器节点、基站和所述数据校验节点进行授权认证。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，传感器节点在通过认证中心的授权认证后成为合法传感器节点，并获取唯一的传感器节点数字证书和对称密钥；基站在通过认证中心的授权认证后成为合法基站，并获取唯一的基站数字证书和对称密钥；所述数据转发器在通过认证中心的授权认证后，获取唯一的数据转发器数字证书和对称密钥；所述数据校验节点在通过认证中心的授权认证后成为合法数据校验节点，并获取唯一的公钥、私钥、数据校验节点数字证书和对称密钥；所述公钥，用于通过所述数据转发器向所述数据校验中心和所述无线传感器网络广播；所述私钥，用于通过人为在所述数据校验节点间共享。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，还包括与数据校验中心连接的水源污染监测平台，所述水源污染监测平台用于对校验后的水源污染浓度数据依次进行预处理、聚类处理，将聚类处理后的水源污染浓度数据存入数据库，并基于数据库存储的水源污染浓度数据进行分析。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，无线传感器网络中，网络初始化或基站重新构建多路径路由时，基站向网络中的传感器节点广播邻居列表构建消息，传感器节点在收到的邻居列表构建消息时执行：(1)检查邻居列表构建消息中上一跳传感器节点的标识是否在自己的邻居列表中，若不在，则添加该上一跳传感器节点到邻居列表，若存在，则丢弃邻居列表构建消息；(2)检查邻居列表构建消息中路由列表是否包含本传感器节点，若没有则将自身的标识添加到邻居列表构建消息的路由列表中，否则丢弃该邻居列表构建消息；当网络中无邻居列表构建消息转发或超过设定的时间阈值时，每个传感器节点都存储了本传感器节点到基站的多条路由路径。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术的水源污染监测系统，其特征是，传感器节点根据路由路径的优选值由大到小的顺序对所存储的其到基站的多条路由路径进行排序，形成自身的路由路径列表，并在路由路径列表中优先选择排序较前的路由路径进行水源污染浓度数据包的发送，其中，由传感器节点计算所存储的其到基站的各条路由路径的优选值，优选值的计算公式为：

式中，Q_ij为第j条传感器节点i到基站的路由路径的优选值，m_ij为所述第j条传感器节点i到基站的路由路径所包含的传感器节点个数，M为部署的传感器节点个数，为设定的调节因子，为所述第j条传感器节点i到基站的路由路径所包含的传感器节点的平均剩余能量，E_ij-min为所述第j条传感器节点i到基站的路由路径所包含的传感器节点中的最小剩余能量，E_i为传感器节点i的剩余能量。