基于区块链的排污监控检测技术研究

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目前主流的排污监控系统,一般采用前端传感器采集数据加后端应用中心服务器存储、处理数据的模式。数据在采集、传输和存储过程中都存在着容易被篡改的问题,而进一步导致民众对于排污监控系统的不信任。如何从技术角度堵住这些漏铜,提升排污数据的可信度,是亟待解决的问题。区块链(Blockchain)是将分布式存储、加密机制、共识机制和P2P传输等相关技术结合起来的一种新兴架构应用模式,具有去中心化、可透明性、不可篡改等显著特点。区块链技术的出现,大大提高了数据存储的可靠性,引发研究者极大的兴趣。本文通过对区块链技术的分析和改进,并与嵌入式设备相结合,提出一种数据可靠性更高的排污监控方案。本文首先提出了一种高效共识机制,大幅度提升了共识效率。在此基础上设计了适合该共识机制的排污检测装置——TPD device。该装置基于嵌入式设备树莓派实现。通过在树莓派上安装数据采集器和传感器,集成为一个采集模块;并以此模块作为区块链的一个节点,将此节点作为排污监控系统的监控节点,再对获取的排污数据进行打包,生成区块数据之后再上传到服务器。由于区块链不可篡改的特性,用它来传输、存储排污数据,起到了防止数据被篡改的作用。再由链上智能合约控制排污阀门,实现了自动监管。本文对提出的高效共识机制与其他经典共识机制进行了效率比对实验,对设计的TPD device进行了具体的实验测试,验证了装置的可行性。在此设备的基础上,本文设计了一套排污监控系统,该系统的数据预处理模块采集并初步处理数据,由树莓派中的打包模块生成数据区块并上链,服务器作为监控终端检测监控排污数据的变化,并根据数据情况调用智能和约。企业和政府监控中心能实时检测到排污数据的变化,民众也能在公开的网站中观测到实时的排污数据。如果政府或民众对企业排污情况有疑问,可以随时查询区块链上储存的排污数据,用技术手段大大提高了政府的可信赖程度。
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