[发明专利]基于区块链的环境监测系统

权利要求书

1.一种基于区块链的环境监测系统，其特征在于，该系统包括：监测设备，数据采集设备及数据分析设备；

所述监测设备，用于采集预设类型的环境数据，对采集到的环境数据进行加密，并将加密后的环境数据发送至数据采集设备；

所述数据采集设备，用于接收所述监测设备发送的加密后的环境数据以及获取所述监测设备发送的地理位置信息，并对所述环境数据进行解密，解密成功后，根据所述监测设备的公钥确定所述监测设备的身份信息，根据所述监测设备的身份信息，在预存储在所述区块链的映射表中获取所述监测设备所对应的地理位置信息，其中，所述映射表包含所述监测设备的身份信息与所述监测设备所对应的地理位置信息的唯一映射关系，判断所述监测设备发送的地理位置信息与在所述映射表中获取的所述监测设备所对应的地理位置信息是否一致，若一致，则将解密后的环境数据写入区块链；

所述数据分析设备，用于对所述环境数据进行分析，并将得到的分析结果写入所述区块链，其中，该系统的所有数据采集设备和所有数据分析设备构成联盟链上的节点。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，所述预设类型的环境数据包括预设类型的土壤监测数据、预设类型的水质监测数据、预设类型的噪声监测数据和预设类型的空气监测数据。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，所述对采集到的环境数据进行加密，并将加密后的环境数据发送至数据采集设备包括：

所述监测设备选择随机数r，计算点rG＝(x，y)，其中，G为预设有限域上的椭圆曲线的基点；

所述监测设备根据所述随机数r，环境数据M的哈希值h，私钥k，计算s＝(h+kx)/r，获得签名{rG＝(x，y)，s}；

所述监测设备将所述环境数据M和所述签名{rG＝(x，y)，s}发送至所述数据采集设备；

所述接收所述监测设备发送的加密后的环境数据，并对所述环境数据进行解密包括：

所述数据采集设备根据所述环境数据M求哈希值h，并使用所述监测设备的公钥K计算h/sG+x/sK，若计算结果与rG相等，则解密成功。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，所述区块链中的区块包括区块头和区块体，所述区块头包含前一区块的地址和时间戳，所述时间戳用于表示所述区块的创建时间，所述区块体包含所述环境数据。

5.根据权利要求4所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，所述环境数据包括采集所述环境数据的监测设备的标识信息，监测内容信息，监测数据信息，监测时间信息和所述监测设备的签名信息。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，该系统还用于：

在所述区块链中预设置白名单配置文件，所述白名单配置文件包括预设的合法节点的名称、以太坊地址、IP地址及端口号；

当所述联盟链中的节点启动时，读入所述白名单配置文件；

当有新的节点请求加入所述联盟链时，所述联盟链中的节点根据所述白名单配置文件对所述新的节点的合法性进行验证；

若所述新的节点合法，则所述联盟链中的节点与所述新的节点建立连接。

7.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，所述对所述环境数据进行分析包括：

所述数据分析设备通过所述区块链中的预设智能合约，对所述环境数据进行分析，并对分析结果进行展示，其中，所述预设智能合约包括所述环境数据的值与预设环境状态的唯一映射关系。

8.根据权利要求1所述的基于区块链的环境监测系统，其特征在于，若所述环境数据为预设类型的空气监测数据，所述对所述环境数据进行分析包括：

通过BP神经网络对第一预设时间段的预设类型的空气监测数据进行学习，并根据学习结果调整BP神经网络的权值和阈值，直至学习结果小于预设误差，得到训练完成的BP神经网络；

所述数据分析设备将所述环境数据输入训练完成的BP神经网络的输入层，得到位于所述环境数据的采集时间之后的第二预设时间的空气监测数据的预测值，并根据所述预测值对控制质量进行预警。