一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于区块链的NB‑IOT设备数据采集系统及方法，属于嵌入式应用领域，本发明专利技术由NB‑IOT终端、设备基站、区块链服务器等三部分组成；搭建了区块链服务器网络，利用区块链的不可篡改和不可伪造的分布式存储特点，将设备采集数据存放到区块链架构的网络数据库中，防止单一节点的篡改造成的真实数据被篡改的情况发生，大大提高NB‑IOT网络的安全性。

A data acquisition system and method for NB-IOT equipment based on block chain

The invention provides a data acquisition system and method for NB IOT equipment based on block chain, which belongs to the embedded application field. The invention is composed of three parts, such as NB IOT terminal, equipment base station, block chain server, etc., the block chain server network is built, and the non tamperable and non forgery distributed storage special of block chain is used. In order to prevent the tampering of the real data caused by the tampering of a single node, the security of the NB IOT network is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统及方法
本专利技术涉及嵌入式应用
，尤其涉及一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统及方法。
技术介绍
随着物联网行业的迅速发展，终端设备规模也在不断扩大，日益扩大的终端数目。NB-IOT因其功耗小、成本低、覆盖范围广、连接容量大等特点，逐步被人们认可并广泛的应用到各行各业的领域中。然而，NB-IOT的传输方式为UDP传输，且大部分为明文传输，网络结构较为简单，但NB-IOT的应用领域不乏安全领域，如智能天然气表、智能电表、共享单车等消费类产品。如果NB-IOT网络被不法分子利用，其用户数据很容易被篡改，给用户和商家带来巨大损失，因此，NB-IOT网络的安全性成为当前社会亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提出了一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统。利用区块链的不可篡改和不可伪造的分布式存储特点，将设备采集数据存放到区块链架构的网络数据库中，即便单一节点被篡改，也无法使篡改的数据生效，大大提高了NB-IOT网络的安全性。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统，主要由NB-IOT终端、设备基站、区块链服务器等三部分组成；其中，NB-IOT终端采用市面上已由的通用NB-IOT模组+MCU模式，采用UDP通信方式，将服务器地址设置为区块链服务器地址；设备基站为电信或移动运营商的基站，需将区块链服务器地址在运营商注册备案，通过私有协议，打通基站与区块链服务器的连接通道，即NB-IOT核心网与区块链服务器之间采用TLS通信协议，防止信息被篡改，保证数据的安全、可靠、完整性；利用区块链的跨机房的灾备，或者异地多活机制的特点，区块链节点之间通过P2P连接方式，架设区块链服务器集群，可集中部署也可分布式部署，分布数量越多，安全性越高。本专利技术还提供了一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集方法，具体工作过程如下：a、设备通电后，MCU执行初始化程序，主要包括将晶振源设置为72Mhz外部晶振输入模式、将与NB-IOT模组相连的引脚配置为UART通信模式，其余未用到的引脚配置为高阻态输入；b、初始化工作完成后，MCU通过UART串口以AT指令方式控制NB-IOT模组工作，控制过程如下：1)MCU发送AT+CGSN＝1命令，查看NB-IOT模组是否有IMEI号返回，若有返回，则NB-IOT模组状态正常，若没有返回，说明NB-IOT模组异常，异常标志置1；2)按照AT指令，MCU分别发送AT+CSQ(查询信号强度)、AT+NUESTATS(查询模块状态)、AT+CEREG？(查寻注网状态)、AT+CSCON？(查询连接状态)；3)查询模块联网成功后，系统进入待机状态，等待收发数据；c、当设备组网成功后，MCU通过UART将采集数据发送给NB-IOT模组，命令格式如下：AT+NSOST＝<socket>,<remote_addr>,<remote_port>,<length>,<data>，从而通过NB-IOT网络将要采集的设备数据发送到核心网；d、各基站核心网通过私有协议采用TLS通信协议与区块链服务器通信，将NB-IOT发来的设备数据通过私有协议发送到用户平台，完成NB-IOT设备数据的采集。本专利技术搭建了区块链服务器网络，利用区块链的不可篡改和不可伪造的分布式存储特点，将设备采集数据存放到区块链架构的网络数据库中，防止单一节点的篡改造成的真实数据被篡改的情况发生，大大提高NB-IOT网络的安全性。附图说明图1是本专利技术的采集架构图。具体实施方式下面对本专利技术的内容进行更加详细的阐述：一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统，由NB-IOT终端、设备基站、区块链服务器等三部分组成，其架构如图1所示；NB-IOT终端采用市面上已由的通用NB-IOT模组+MCU模式，采用UDP通信方式，将服务器地址设置为区块链服务器地址；设备基站为电信或移动运营商的基站，需将区块链服务器地址在运营商注册备案，通过私有协议，打通基站与区块链服务器的连接通道，即NB-IOT核心网与区块链服务器之间采用TLS通信协议，防止信息被篡改，保证数据的安全、可靠、完整性；利用区块链的跨机房的灾备，或者异地多活机制的特点，区块链节点之间通过P2P连接方式，架设区块链服务器集群，可集中部署也可分布式部署，分布数量越多，安全性越高。具体工作过程如下：a、设备通电后，MCU执行初始化程序，主要包括将晶振源设置为72Mhz外部晶振输入模式、将与NB-IOT模组相连的引脚配置为UART通信模式，其余未用到的引脚配置为高阻态输入；b、初始化工作完成后，MCU通过UART串口以AT指令方式控制NB-IOT模组工作，控制过程如下：1)MCU发送AT+CGSN＝1命令，查看NB-IOT模组是否有IMEI号返回，若有返回，则NB-IOT模组状态正常，若没有返回，说明NB-IOT模组异常，异常标志置1；2)按照AT指令，MCU分别发送AT+CSQ(查询信号强度)、AT+NUESTATS(查询模块状态)、AT+CEREG？(查寻注网状态)、AT+CSCON？(查询连接状态)；3)查询模块联网成功后，系统进入待机状态，等待收发数据；c、当设备组网成功后，MCU通过UART将采集数据发送给NB-IOT模组，命令格式如下：AT+NSOST＝<socket>,<remote_addr>,<remote_port>,<length>,<data>，从而通过NB-IOT网络将要采集的设备数据发送到核心网；d、各基站核心网通过私有协议采用TLS通信协议与区块链服务器通信，将NB-IOT发来的设备数据通过私有协议发送到用户平台，完成NB-IOT设备数据的采集。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于区块链的NB‑IOT设备数据采集系统，其特征在于，主要由NB‑IOT终端、设备基站、区块链服务器三部分组成；其中，NB‑IOT终端采用通用NB‑IOT模组+MCU模式，采用UDP通信方式，将服务器地址设置为区块链服务器地址；设备基站为电信或移动运营商的基站，将区块链服务器地址在运营商注册备案，通过私有协议，打通基站与区块链服务器的连接通道，即NB‑IOT核心网与区块链服务器之间采用TLS通信协议；区块链节点之间通过P2P连接方式，架设区块链服务器集群。

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集系统，其特征在于，主要由NB-IOT终端、设备基站、区块链服务器三部分组成；其中，NB-IOT终端采用通用NB-IOT模组+MCU模式，采用UDP通信方式，将服务器地址设置为区块链服务器地址；设备基站为电信或移动运营商的基站，将区块链服务器地址在运营商注册备案，通过私有协议，打通基站与区块链服务器的连接通道，即NB-IOT核心网与区块链服务器之间采用TLS通信协议；区块链节点之间通过P2P连接方式，架设区块链服务器集群。2.根据权利要求1所示的采集系统，其特征在于，区块链服务器集群集中部署或分布式部署。3.一种基于区块链的NB-IOT设备数据采集方法，其特征在于，具体工作过程如下：a、设备通电后，MCU执行初始化程序，主要包括将晶振源设置为72Mhz外部晶振输入模式、将与NB-IOT模组相连的引脚配置为UART通信模式，其余未用到的引脚配置为高阻态输入；b、初始化工作完成后，MCU通过UART串口以AT指令方式控制NB-IOT模组工作，控制过程如...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辰，于治楼，徐驰，孙善宝，
申请(专利权)人：济南浪潮高新科技投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37