[发明专利]面向区块链物联网系统的边缘计算网关及其实现方法

权利要求书

1.面向区块链物联网系统的边缘计算网关，其特征在于：包括应用层、系统层和硬件层；

所述硬件层包括微处理器和硬件设备；

所述系统层设有系统内核的驱动程序和网关设备的驱动程序；

所述应用层设有密钥生成程序、加密程序、注册账户程序、构建交易提案程序、设备或节点间的通讯程序、发送和接收消息的程序以及控制下级物联网设备的程序。

2.根据权利要求1所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关，其特征在于：

所述硬件设备包括存储单元、电源模块、GPS定位模块、通信模块和接口；

所述存储单元、电源模块、GPS定位模块、通信模块和接口均与微处理器连接。

3.根据权利要求2所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关，其特征在于：所述通信模块包括蓝牙模块、Wi-Fi模块、2/3/4/5G模块、ZigBee模块、NB-IoT模块、Lora模块和以太网模块中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关，其特征在于：所述系统层还设有系统初始化程序、文件系统程序、内存管理程序、进程调度程序、网络应用程序、接口函数的程序以及存放应用数据的嵌入式数据库。

5.面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

根据随机密钥在区块链物联网系统上进行注册，生成边缘计算网关的数字证书；

通过连接物联网设备，构建交易提案；

通过区块链的共识机制将交易信息记录在区块链物联网系统中；

通过交易信息追溯边缘计算网关的行为记录。

6.根据权利要求5所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：所述根据随机密钥在区块链物联网系统上进行注册，生成边缘计算网关的数字证书这一步骤，包括以下步骤：

将边缘计算网关与区块链物联网系统中的证书机构建立连接；

通过密钥生成程序生成一对公钥和私钥；

通过通信模块将注册信息发送到所述证书机构进行注册；所述注册信息包括但不限于公钥、边缘计算网关的GPS定位信息和边缘计算网关的序列号；

证书机构判断接收到的注册信息是否满足预设要求，若是，则生成该边缘计算网关的数字证书，并返回一个特定身份号作为该边缘计算网关的账号；反之，则确认注册失败。

7.根据权利要求6所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：所述证书机构判断接收到的注册信息是否满足预设要求这一步骤，包括以下步骤：

所述证书机构判断注册信息的格式是否满足预设的格式要求；

和/或，证书机构判断注册信息的内容是否包括公钥、边缘计算网关的GPS定位信息和边缘计算网关的序列号；

和/或，证书机构判断边缘计算网关的GPS定位信息和边缘计算网关的序列号是否已经存储在区块链物联网系统中。

8.根据权利要求6所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：所述通过连接物联网设备，构建交易提案这一步骤，包括以下步骤：

将边缘计算网关与物联网设备连接；

对每个物联网设备的上传数据进行设备标记；

通过通信模块或本地时间确定上传数据的时间戳；

通过密钥生成程序和加密程序获取上传数据的加密信息；

根据上传数据、加密信息和边缘计算网关的特定身份号，构建交易提案。

9.根据权利要求5所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：所述通过区块链的共识机制将交易信息记录在区块链物联网系统中这一步骤，包括以下步骤：

将交易提案发送到区块链物联网系统中的各个记录节点；

基于证书机构中存储的边缘计算网关的数字证书，各个记录节点通过区块链的共识机制对交易提案的数字签名信息进行验证；

将验证通过的交易信息记录在区块链物联网系统中。

10.根据权利要求5所述的面向区块链物联网系统的边缘计算网关的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：

通过边缘计算网关控制物联网设备的数据上传的时间；

通过边缘计算网关控制物联网设备的数据上传的数据量；

通过边缘计算网关对物联网设备上传的数据进行预处理。