一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备及其租赁方法技术

本发明专利技术公开一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备及其租赁方法，包括数据处理中心、传输设备、功能设备以及终端设备；其中，所述数据处理中心包括云计算数据中心和边缘计算节点，所述传输设备包括移动互联网基站及互联网站点，所述功能设备包括过程设备，所述终端设备包括移动智能终端、互联网终端及进行区块链挖矿的矿工。使用该方法，分散的农户以及规模较小的农业种植公司可以根据自己的实际需要，租用专业智慧农业物联网设备，按照获得的数据及服务付费，而无需采购及维护复杂且昂贵的专业设备；而不同类别的专业提供商，可以利用自己的资金优势及专业优势，投资共享智慧农业设备并提供专业服务，获取额外的收益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备及其租赁方法
本专利技术具体涉及一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备及其租赁方法。
技术介绍
区块链：区块链是一个分散的公共分类账，可以存储数据（即，事务的记录）。区块链优于集中式账本方法，集中式账本方法存在瓶颈、单点故障和安全攻击以及道德风险，效率低下。另外，区块链将数据记录为块（例如，事务集合），这些块形成一个链表数据结构，以指示添加到区块链的数据之间的逻辑关系。不需要集中的实体或中介来维护数据块。相反，在整个区块链网络上复制和共享数据块，以防止系统故障、数据操纵和网络攻击。挖矿：区块链中保证数据完整性和有效性的关键概念是将计算过程定义为挖矿。若要向当前区块链追加一个新的数据块，则需要区块链用户或矿工解决计算密集型工作证明（PoW），以获得一个散列值，该散列值将前一个块链接到当前的块。解决PoW后，将结果广播给网络中的其他矿工进行验证。如果多数矿工同意或达成共识，新区块将被成功添加。多重协商协议对成功的矿工给予奖励，作为解决PoW的激励。智能合约：在区块链上下文中，智能合约是存储在区块链上的脚本。（可以认为它们与关系数据库管理系统中的存储过程大致类似。）因为它们位于链上，所以它们有一个唯一的地址。我们通过处理一个事务来触发一个智能合约。然后，根据触发事务中包含的数据，在网络中的每个节点上以规定的方式独立和自动地执行。（这意味着支持智能合约的区块链中的每个节点都运行一个虚拟机（VM），而区块链网络充当一个分布式VM。）移动边缘计算：该体系结构的引入，可以利用移动环境中的可用计算能力。本地数据中心和服务器由服务提供商部署在移动网络的“边缘”，比如无线接入网络的基站。MEC是满足第五代（5G）网络低延迟要求的关键技术。移动设备可以访问边缘服务器来增强其计算能力（例如物联网传感数据处理）。考虑目前的农业生产方式，我们发现为了提升农业生产效率，需要在农田建设时投入一些专业自动化及信息化设备，但是此类设备由于专业性较强且价格昂贵，分散的农户以及规模较小的农业种植公司没有采购的动力、也缺乏专业技能维护及使用此类专业设备，因此我们提出一种基于区块链租用此类智慧农业异构互联网设备的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的是提供一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备租赁方法，使用该方法，分散的农户以及规模较小的农业种植公司可以根据自己的实际需要，租用专业智慧农业物联网设备，按照获得的数据及服务付费，而无需采购及维护复杂且昂贵的专业设备；而不同类别的专业提供商，可以利用自己的资金优势及专业优势，投资共享智慧农业设备并提供专业服务，获取额外的收益。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备，包括数据处理中心、传输设备、功能设备以及终端设备；其中，所述数据处理中心包括用于业务数据处理及持久化的云计算数据中心和用于处理移动终端卸载的区块链PoW任务，同时也用于处理实时性要求较高的控制设备及过程设备的动作控制的边缘计算节点，所述传输设备包括将功能设备及终端设备联接到数据处理中心的移动互联网基站及互联网站点，所述功能设备包括可以获取种植园种植环境及种植作物的某项属性特征的数采设备、可以通过处理时间及处理数量等计算单次使用价格的控制设备及计价需要考虑设备移动路径、范围及耗材使用量的过程设备，所述终端设备包括通过互联网或移动互联网接入系统，将用户的需求描述转换为调用智能合约脚本需要的参数及协议，并反馈计价清单，完成付费过程的移动智能终端、互联网终端及进行区块链挖矿的矿工。进一步的，所述基于区块链的异构智慧农业物联网设备租赁方法，租赁方法由2类事件触发，一类是根据种植园情况制定的耕作计划；另外一类是突发性的临时事件；具体包括以下步骤:首先假设种植园基础信息已经完成初始化，包括园区坐标、面积、边界范围和种植作物，初始化完成后，基础数据保存到云计算数据中心，同时调用专家决策支持模块根据种植园特征排定灌溉计划；种植园管理人员根据该园区的计划，选择根据经验值下发任务，或者调用专家决策支持模块根据推荐模式下发任务；若需要专家决策支持模块推荐，则专家决策支持模块获取存储在云计算数据中心的作物生长模型，获取该阶段作物所需模型，同时租用可以提供种植园土壤墒情、土地肥力的设备提供土壤数据，租用气象设备提供气象数据，租用作物长势监测设备获取作物参数修正作物生长模型，并计算得出实际的需水需肥量；确定任务后，云计算数据中心后台调度模块会获取种植园区内设施基础数据以及设备空闲时段；管理人员确认任务内容与服务价格后，任务下发到云计算数据中心或边缘计算节点的任务执行模块，任务执行模块根据任务分解操作步骤，按调度模块确定时间完成水肥一体设备配肥供水，锁定并打开供水管网关键调度节点完成任务；完成任务后，后台调度模块记录每个步骤的执行情况，并更新种植园信息，同时调用结算模块完成组价与支付，并将交易过程记录到区块链上完成本次调用。本专利技术技术效果主要体现在以下方面：使用该方法，分散的农户以及规模较小的农业种植公司可以根据自己的实际需要，租用专业智慧农业物联网设备，按照获得的数据及服务付费，而无需采购及维护复杂且昂贵的专业设备；而不同类别的专业提供商，可以利用自己的资金优势及专业优势，投资共享智慧农业设备并提供专业服务，获取额外的收益。附图说明图1为本专利技术一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备的体系结构图；图2为本专利技术一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备租赁方法的处理流程图；图3为一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备的软件结构图；图4为一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备类图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不在详述。一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备，如图1所示，本专利技术方案中将智慧农业物联网设备分类为4类设备：包括数据处理中心（由云计算数据中心和边缘计算节点组成）、传输设备（由移动互联网基站及互联网站点组成）、功能设备（由数采设备、控制设备及过程设备组成）以及终端设备（由移动智能终端、互联网终端及矿工组成）。数据处理中心，云计算数据中心用于业务数据处理及持久化，包括种植园基础数据、作物生长模型、农事工艺模型数据的存储；边缘计算节点用于处理移动终端卸载的区块链PoW任务，同时也用于处理实时性要求较高的控制设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备，其特征在于：包括数据处理中心、传输设备、功能设备以及终端设备；其中，所述数据处理中心包括用于业务数据处理及持久化的云计算数据中心和用于处理移动终端卸载的区块链PoW任务，同时也用于处理实时性要求较高的控制设备及过程设备的动作控制的边缘计算节点，所述传输设备包括将功能设备及终端设备联接到数据处理中心的移动互联网基站及互联网站点，所述功能设备包括可以获取种植园种植环境及种植作物的某项属性特征的数采设备、可以通过处理时间及处理数量等计算单次使用价格的控制设备及计价需要考虑设备移动路径、范围及耗材使用量的过程设备，所述终端设备包括通过互联网或移动互联网接入系统，将用户的需求描述转换为调用智能合约脚本需要的参数及协议，并反馈计价清单，完成付费过程的移动智能终端、互联网终端及进行区块链挖矿的矿工。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的异构智慧农业物联网设备，其特征在于：包括数据处理中心、传输设备、功能设备以及终端设备；其中，所述数据处理中心包括用于业务数据处理及持久化的云计算数据中心和用于处理移动终端卸载的区块链PoW任务，同时也用于处理实时性要求较高的控制设备及过程设备的动作控制的边缘计算节点，所述传输设备包括将功能设备及终端设备联接到数据处理中心的移动互联网基站及互联网站点，所述功能设备包括可以获取种植园种植环境及种植作物的某项属性特征的数采设备、可以通过处理时间及处理数量等计算单次使用价格的控制设备及计价需要考虑设备移动路径、范围及耗材使用量的过程设备，所述终端设备包括通过互联网或移动互联网接入系统，将用户的需求描述转换为调用智能合约脚本需要的参数及协议，并反馈计价清单，完成付费过程的移动智能终端、互联网终端及进行区块链挖矿的矿工。


2.一种如权利要求1所述的基于区块链的异构智慧农业物联网设备租赁方法，其特征在于，租赁方法由2类事件触发，一类是根据种植园情况制定的耕作计划；另外一类是突发性的临时事件；具体包括以下步骤:首先假设种植园基础信息已经完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘昊，
申请(专利权)人：云南大禹智慧水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53