[发明专利]一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法及系统

说明书

本发明为克服工业装备质量数据容易丢失、损坏、被篡改，以及可信度低等问题，提出一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法及系统；其中方法包括：工业装备外加或内置的传感器采集工业装备的运行数据并通过通信协议上传至P2P网络，区块链节点将运行数据打包并存储在区块中；获得记账权的区块链节点将区块进行广播；当其他区块链节点判断区块满足挖矿难度条件且区块中的数据符合预设的协议规范时，将区块连接到各自的区块链上；当出现工业装备故障时，智能合约访问区块链上工业装备的运行数据并分析数据是否在智能合约预设的安全数据范围内，若是，则表示工业装备正常运行，否则输出异常运行数据、传感器ID，定位和追溯工业装备的故障位置。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体地，涉及一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法及系统。

背景技术

工业装备出现故障或者质量问题有时难以查找其故障之处或者其故障的原因，例如零部件磨损老化、工作温度过高、人员操作失误等。

目前普遍采用在工业装备上部署海量的传感器或利用内置传感器，以及在工业现场部署视频监控、图像设备和音频设备来传输工业装备在其工作的生命周期过程中的所产生的质量数据和工作现场及操作人员操作的视频，如公开号为CN110262423A(公开日2019-09-20)提出的基于工业物联网的MES监控系统。其中，传感器等设备通过数据终端将数据实时的传输到所连接的工业物联网平台，物联网平台通过数据实时流转上传到服务器，服务器把数据存储到相应的中心化数据库。由于中心化的数据存储，中心化系统容易被攻击和篡改，导致数据丢失、损坏、可信度低等问题，故障问题难以查处。而工业装备质量数据应该做到完整透明保存，不被人为篡改，故障原因能够定位和追溯，追究相关责任。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的工业装备质量数据容易丢失、损坏或被篡改，以及数据可信度低等问题，提供一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法，以及一种基于区块链的工业装备故障定位追溯系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法，其具体包括以下步骤：

设置在工业装备上或工业装备内置的传感器采集工业装备的运行数据，并通过通信协议将工业装备的运行数据上传至P2P网络，区块链节点将运行数据打包并存储在区块中；

区块链节点工作并获得区块链记账权，获得记账权的区块链节点将区块进行广播；

区块链网络中其他区块链节点对所述区块进行验证，判断所述区块是否满足挖矿难度条件，以及所述区块中的数据是否符合预设的协议规范，若是，则所述其他区块链节点将所述区块连接到各自的区块链上，否则不执行操作；

当出现工业装备故障时，智能合约访问区块链上工业装备的运行数据，并分析所述运行数据是否在所述智能合约中预设的安全数据范围内，若是，则表示工业装备正常运行，否则输出工业装备的异常运行数据及其来源传感器的ID，定位和追溯工业装备的故障位置。

作为优选方案，所述区块链节点基于POW共识机制原理工作，将P2P网络上未记录的现有工业装备运行数据打包存储在一个区块中，然后不断遍历寻找一个随机数，使新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件，即确定区块链网络中最新的一个区块，获得区块链的本轮记账权。

作为优选方案，所述区块链节点采用Merkle树将P2P网络上未记录的现有数据打包存储在一个区块中。

作为优选方案，所述区块链节点采用Merkle树将P2P网络上未记录的现有数据打包存储在一个区块中，其具体步骤包括：所述区块链节点将所述现有数据的哈希值两两组合后，对组合体进行哈希运算，向上不断递归运算形成一颗完全二叉树，将所述完全二叉树转化为Merkle树，并打包存储在一个区块中。