一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，包括若干个数据采集终端，所述的数据采集终端包括：数据采集器、PLC控制器、数据存储器和区块数据传输器；本发明专利技术将用于采集、记录和存储风力发电组数据的数据采集终端作为节点，各节点间依据保障安全的共识机制进行链接，从而形成区块链，依据可变的智能合约采用非对称加密的方法进行通信，对终端的安全性数据进行加密，对终端通信进程加密；并实现了数据交互的去中心化，利用终端间的信任机制集体维护通信环境的安全性，当任一终端节点遭受攻击或数据丢失时均不会影响整个区块链系统的安全性，实现了系统的健壮性，解决了中心化模式中易受攻击、数据安全可靠性差以及维护成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统
本专利技术涉及设备数据采集
，具体涉及一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统。
技术介绍
近几年来随着世界各国对全球气候问题的重视，优化能源结构、促进节能减排逐渐使风力发电成为我国第三大主力电源，风力发电机组的装机和并网数量都得到了快速发展。风力发电机组作为一个机电一体化的将风能转换成电能的设备，其主控可编程逻辑控制器(PLC)监测的数据信息多达上千个，而采集并保存这些数据成为优化机组控制，分析机组故障的重要数据支持。目前，风力发电机组数据采集和存储均是以PLC控制器完成的，这种方式受PLC资源的限制，只能在特定情况下进行短时间的高频数据采集和存储，而且采集和存储的数据内容不能灵活设置，无法将长时间采集的数据保存下来，需要对采集的数据不断地上传至中央服务器，由中央服务器进行统一存储和管理。对于中央服务器而言，其集成存储的数据存在一定的安全隐患。例如：数据只能由少数管理者进行监管，导致数据内容易被篡改或伪造，进而使得保存的数据失去原有价值；另外，当中央服务器存在故障时，必然导致所有数据使用者无法获得当前存储的数据，甚至因服务器损毁而导致所有数据彻底丢失的灾难性后果。为此，如何保证采集得到的风力发电机组数据的安全，是目前风力发电机组数据管理过程中亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有的风力发电机组数据采集技术存在着上述安全问题，提供一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，该数据采集系统通过采用区块链技术进行数据交互，从而保证了链间信息传递、存储的安全性，实现了数据的安全防护功能。为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，包括若干个数据采集终端，所述的数据采集终端包括：数据采集器、PLC控制器、数据存储器和区块数据传输器；所述数据采集器的信号输入端与传感器连接，用于接收由传感器采集获得的风力发电机组数据，并将数据发送至PLC控制器；所述的PLC控制器用于控制数据采集终端的运行，并对接收到的数据进行处理后，发送至数据存储器；所述的数据存储器连接于PLC控制器与区块数据传输器之间，用于记录并存储PLC控制器与区块数据传输器输入的数据；所有数据采集终端的区块数据传输器均通过CAN总线连接于同一网络，所述的区块数据传输器用于建立安全共识机制，各区块数据传输器按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作。作为上述技术方案的进一步改进，所述的区块数据传输器包括共识机制建立模块、智能合约建立模块、加密模块、解密模块和数据传输模块；所述的共识机制建立模块以自身所在的区块数据传输器作为一个区块，为区块设定安全信息作为区块资源，使得各区块按照该区块资源相互识别，以达成区块之间的安全共识；所述的智能合约建立模块用于自定义安全门限β作为智能合约的触发条件，并设定仅当各区块资源的安全评分均不低于所述安全门限β时，允许该智能合约建立模块自身所在的区块数据传输器与网络上其余区块数据传输器进行数据交互；所述的加密模块利用设定的公钥对需要发送的数据进行加密，生成密文数据；所述的解密模块利用设定的私钥对接收到的密文数据进行解密，生成明文数据；所述数据传输模块的一端通过CAN总线连接于网络上，其另一端与加密模块、解密模块连接，用于将加密模块输出的密文数据发送至网络，将从网络接收的密文数据发送至解密模块。作为上述技术方案的进一步改进，所述的PLC控制器设置有A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将接收到的数据依次进行模数转换、放大和滤波处理。作为上述技术方案的进一步改进，所述的数据采集器为数据采集板，在所述数据采集板上集成设置有漏电断路器、220V电源防雷器、三项电源插座、温湿度传感器、220V转12V电源模块、UPS电源、无线通讯接口、RS-485转RS-232通讯接口、网络防雷器、工业路由器、工业数据采集器和工业服务器。作为上述技术方案的进一步改进，还包括电压监测器，所述的电压监测器分布于数据采集终端的周围，该电压监测器的信号输出端与PLC控制器连接，用于实时监测数据采集终端周围环境的电压，当监测得到的电压值超出设定的安全电压阈值时，向PLC控制器发送高压预警信号，以触发PLC控制器驱动漏电断路器执行断电操作。作为上述技术方案的进一步改进，还包括水位监测器、升降筒和电机；所述的升降筒套设于数据采集终端外表面，该升降筒受电机驱动使其执行升降动作，以密封或敞开数据采集终端；所述电机的信号输入端与PLC控制器连接，该电机受PLC控制器控制使其执行正反向转动；所述的水位监测器设置于数据采集终端的底部，用于实时监测数据采集终端所在位置的水位，当监测得到的水位值超出设定的安全水位阈值时，向PLC控制器发送高水位预警信号，以触发PLC控制器驱动电机执行升降筒上升操作，当监测得到的水位值低于设定的安全水位阈值时，向PLC控制器发送预警解除信号，以触发PLC控制器驱动电机执行升降筒下降操作。作为上述技术方案的进一步改进，所述的数据采集终端还包括散热风扇，所述的散热风扇安装于PLC控制器与数据采集板之间，该散热风扇的动力输入端与PLC控制器连接，当温湿度传感器监测数据采集板周围环境的温湿度值超过设定的安全温湿度阈值时，向PLC控制器发送高温高湿度预警信号，以触发PLC控制器驱动散热风扇转动。本专利技术的一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统优点在于：本专利技术将用于采集、记录和存储风力发电组数据的数据采集终端作为节点，各节点间依据保障安全的共识机制进行链接，从而形成区块链，依据可变的智能合约采用非对称加密的方法进行通信，对终端的安全性数据进行加密，对终端通信进程加密；并实现了数据交互的去中心化，利用终端间的信任机制集体维护通信环境的安全性，当任一终端节点遭受攻击或数据丢失时均不会影响整个区块链系统的安全性，实现了系统的健壮性，解决了中心化模式中易受攻击、数据安全可靠性差以及维护成本高的问题。附图说明图1为本专利技术提供的风力发电机组数据采集系统中数据采集终端之间构建区块链路的关系图；图2为本专利技术提供的数据采集终端结构示意图；图3为本专利技术实施例中提供的区块数据传输器结构示意图；图4为本专利技术实施例中提供的数据采集器结构示意图；图5为本专利技术实施例中提供的数据采集终端立体示意图；图6为本专利技术实施例中提供的设置有升降筒结构的数据采集终端外部示意图；图7为本专利技术实施例中提供的电压监测器、水位监测器、温湿度传感器与PLC控制器连接关系示意图。附图标记1、漏电断路器2、220V电源防雷器3、三项电源插座4、温湿度传感器5、220V转12V电源模块6、UPS电源7、无线通讯接口8、RS-485转RS-232通讯接口9、网络防雷器10、工业路由器11、工业数据采集器12、工业服务器13、升降筒具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术所述的一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统进行详细说明。本专利技术提供一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，该系统具体包括若干个数据采集终端，如图2所示，所述的数据采集终端包括：数据采集器、PLC控制器、数据存储器和区块数据传输器。所述数据采集器的信号输入端与传感器连接，用于接收由传感器采集获得的风力发电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，其特征在于，包括若干个数据采集终端，所述的数据采集终端包括：数据采集器、PLC控制器、数据存储器和区块数据传输器；所述数据采集器的信号输入端与传感器连接，用于接收由传感器采集获得的风力发电机组数据，并将数据发送至PLC控制器；所述的PLC控制器用于控制数据采集终端的运行，并对接收到的数据进行处理后，发送至数据存储器；所述的数据存储器连接于PLC控制器与区块数据传输器之间，用于记录并存储PLC控制器与区块数据传输器输入的数据；所有数据采集终端的区块数据传输器均通过CAN总线连接于同一网络，所述的区块数据传输器用于建立安全共识机制，各区块数据传输器按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的风力发电机组数据采集系统，其特征在于，包括若干个数据采集终端，所述的数据采集终端包括：数据采集器、PLC控制器、数据存储器和区块数据传输器；所述数据采集器的信号输入端与传感器连接，用于接收由传感器采集获得的风力发电机组数据，并将数据发送至PLC控制器；所述的PLC控制器用于控制数据采集终端的运行，并对接收到的数据进行处理后，发送至数据存储器；所述的数据存储器连接于PLC控制器与区块数据传输器之间，用于记录并存储PLC控制器与区块数据传输器输入的数据；所有数据采集终端的区块数据传输器均通过CAN总线连接于同一网络，所述的区块数据传输器用于建立安全共识机制，各区块数据传输器按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作。2.根据权利要求1所述的基于区块链的风力发电机组数据采集系统，其特征在于，所述的区块数据传输器包括共识机制建立模块、智能合约建立模块、加密模块、解密模块和数据传输模块；所述的共识机制建立模块以自身所在的区块数据传输器作为一个区块，为区块设定安全信息作为区块资源，使得各区块按照该区块资源相互识别，以达成区块之间的安全共识；所述的智能合约建立模块用于自定义安全门限β作为智能合约的触发条件，并设定仅当各区块资源的安全评分均不低于所述安全门限β时，允许该智能合约建立模块自身所在的区块数据传输器与网络上其余区块数据传输器进行数据交互；所述的加密模块利用设定的公钥对需要发送的数据进行加密，生成密文数据；所述的解密模块利用设定的私钥对接收到的密文数据进行解密，生成明文数据；所述数据传输模块的一端通过CAN总线连接于网络上，其另一端与加密模块、解密模块连接，用于将加密模块输出的密文数据发送至网络，将从网络接收的密文数据发送至解密模块。3.根据权利要求1所述的基于区块链的风力发电机组数据采集系统，其特征在于，所述的PLC控制器设置有A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将接收到的数据依次进行模数转换、放大和滤波处理。4.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣坤，魏茹，黄宇同，程人杰，郭辰，冯笑丹，
申请(专利权)人：北京鉴衡认证中心有限公司，华能新能源股份有限公司，华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11