[发明专利]一种基于区块链的农业科技园区环境信息共享系统和方法

说明书

本发明提出一种基于区块链的农业科技园区环境信息共享系统和方法，包括感知层、区块链层、智能合约层、共享管理层，采取区块链上目录存储、链下扩展存储的方式实现来源分散的子物联网数据归一化整合，采用权限控制和认证管理，实现数据隐私保护，基于该发明可将农业科技园区内已建立的大量异构环境监测子物联网信息孤岛融合到农业科技园区公共信息服务平台上，实现覆盖全园区的环境信息共享。

技术领域

本发明涉及一种环境信息共享技术，具体涉及一种基于区块链的农业科技园区环境信息共享系统和方法。

背景技术

农业科技园区是我国提高服务三农水平、促进农业科技成果转化的重要载体，在农业科技园区内实现环境信息监测与管理是农业科技园区数据化服务的一项重要内容。随着农业科技园区快速发展，园区地理范围越来越大、园区内高新技术企业和科研院所越来越多，土壤、气候等环境信息已成为园区内企业与科研机构普遍需要的公共信息，这些环境信息不仅包括自身企业与科研机构的小区域环境，还包括覆盖全园区的大区域环境。但这些环境信息，常常因地理位置和传感器布设条件的局限而获取难度大，这也成为许多园区，尤其是地理环境复杂的园区直面的难题。目前，园区内面向农业生产的高新技术企业和科研机构多建有小区域环境监测物联网私有系统，信息丰富可互补，如果能实现这些信息的共享，将获取丰富且区域广泛的环境信息，同时避免重复建设。但不同企业和科研机构建立的私有物联网系统，数据来源分散，格式不统一，且多数存在隐私问题，如何高效高可靠的数据融合是园区环境信息共享的难题。

发明内容

技术问题：

为实现农业科技园区各小区域环境监测物联网子系统的数据共享，本发明提出了一种基于区块链的农业科技园区环境信息共享系统和方法，解决各环境监测子物联网在数据共享时存在的数据来源分散、格式不统一，及数据隐私问题，并在此基础上，将一个个环境监测子物联网信息孤岛融合到农业科技园区公共信息服务平台上，实现环境信息共享。

技术方案：

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于区块链的农业科技园区环境信息共享系统和方法，包括感知层、区块链层、智能合约层、交互层四部分。所述感知层，包括环境信息采集模块、传输模块、私有物联网数据管理与存储模块；所述区块链层，包括数据共识机制算法模块、非对称加密算分模块、时间戳算法模块，用来实现数据安全和去中心化数据共享；所述智能合约层，包括远程数据管理模块、认证管理模块；所述共享管理层，包括共享模块、权限控制模块。

进一步地，所述区块链层采取区块链上目录存储、链下扩展存储的方式实现来源分散的子物联网数据的归一化整合。

进一步地，所述环境信息采集模块，对温湿度传感器、土壤含水量传感器、二氧化碳传感器、光照传感器，农作物长势遥感检测器、摄像头等信息进行采集，并通过传输模块发送至子物联网数据管理与存储模块，子物联网数据管理与存储模块接收并存储子物联网内的环境信息，并将设备类型、设备ID、设备状态、数据更新时间、数据内容摘要发送至远程数据管理模块。

进一步地，所述远程数据管理模块，包含一个状态数据库来记录所有在区块链注册的信息，以键值对key-value的方式保存信息的摘要；key与子物联网内传感器设备一一对应，其格式为：设备所属组织ID.设备类型.设备ID，value为一系列键值对，value字段包括：设备ID，设备状态(标识设备处于开启还是关闭等状态)，记录数据的内容摘要，数据更新时间。

进一步地，所述认证管理模块的认证包括以下步骤：

(1)所述认证管理模块向各子物联网和共享模块发布一对安全密钥，分为公共密钥和私有密钥。共享模块存储各个子物联网的公共密钥密码，子物联网保存共享模块的公共密钥密码；

(2)所述认证管理模块中的每个用户角色有对应的权限，用户角色可以相互依赖和转换，不同的用户角色对应于不同的数据源权限，权限控制模块执行用户角色权限认证。