一种新型区块链网络架构构建的方法技术

本发明专利技术公开一种新型区块链网络架构构建的方法，涉及区块链技术领域。通过构建设备层、计算层、网络层、节点层和应用层的区块链网络架构系统，在区块链网络中接入了边缘设备、融入大数据处理算法，根据边缘特性和区块链节点交互的需要，在多个边缘设备采集的数据之间实现最佳化搜索，使得用户快速从区块链中的多种数据信息中查出适合应用的目标数据的最优值。在数据搜索过程中，融入了量子算法模型，当当蚁群算法模型在搜索过程中出现信息停滞或者已经达到了用户设置的最大迭代次数仍旧未检索到目标数据，则启动量子搜索算法，通过变换量子基态的概率幅，使求解结果对应的量子基态的概率幅达到最大，实现数据的最佳化搜索。

【技术实现步骤摘要】
一种新型区块链网络架构构建的方法
本专利技术涉及区块链
，且更具体地涉及一种新型区块链网络架构构建的方法。
技术介绍
随着区块链技术的发展，区块链作为价值传输的使能技术，正在逐步构建去中心化、自组织、共享数据的可信基础设施，重塑现有互联网应用和传统产业。对于区块链基础设施而言，安全加密是维护整个系统安全的核心功能。因此，区块链作为一种去中心化的分布式账本技术，利用其去中心化、数据防篡改以及可追溯的性质可以为数据发布提供新的技术途径。区块链主要分为三种类型：公有链、联盟链和私有链，它们之间的特点有较大差异，其中联盟链和私有链是一种具有多中心化、不可篡改、公开透明、全程追溯、智能合约、密码学和多方共识等特性的分布式帐本系统。虽然区块链技术具有诸多技术优点，但是常规技术中，往往应用到其多中心化、不可篡改、公开透明、全程追溯等技术优点，在各个行业中，都会造成大量的数字资产信息数据，这些数据在读取和应用时间，就非常困难，用户难以从海量数字资产信息数据中找到所需的数据。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开一种新型区块链网络架构构建的方法，有效地将大数据处理技术与区块链技术结合起来，既实现数据的安全传递与共享，又实现了大数据的处理，提高了用户使用数据的能力。本专利技术采用以下技术方案：一种新型区块链网络架构系统，所述系统包括：设备层，其内设置有边缘设备、边缘服务器和所述边缘设备或边缘服务器连接的存储多种数据类型的数据库，所述数据库至少包括DB2数据库、oracle数据库、Informix数据库、Sybase数据库、SQLServer数据库、PostgreSQL数据库或者MySQL数据库；所述边缘设备包括路由器、路由交换机、集成接入设备IAD、多路复用器、各种城域网MAN和广域网WAN接入设备，以提供网络、存储、计算或应用能力，达到更快的网络服务响应和更安全的本地数据传输；计算层；其内设置有边缘计算模型，所述边缘计算模型设置有数据挖掘算法模型，所述数据挖掘算法模型包含分类算法模型、关联算法模型、故障处理算法模型、BP神经网络算法模型、KNN算法模型、数据融合算法模型或者AdaBoost算法模型，其中所述边缘计算模型外部壳体设置有TCP/IP通信接口、ZigBee无线通信接口、GPRS通信接口、CDMA通信接口、云通信接口或蓝牙通信接口，以实现与多种设备的数据通信；网络层，其内设置有区块链平台、物联网网络和云端网络，用于接收处理后的数字资产处理信息，其中所述区块链平台为基于HyperledgerFabric的模块化区块链解决方案支撑平台，所述区块链平台包括区块链网络、区块链节点和节点服务器，其中所述区块链节点与节点服务器连接，所述区块链节点设置在所述区块链网络内；节点层，其内除了设置有节点设备之外，还设置有有线通信模块或无线通信模块，用于接收并传递所述数据层中的数据信息；其中所述有线通信模块至少包括RS485通信模块或RS232通信模块，所述无线通信模块至少包括TCP/IP网络系统、ZigBee无线网络、GPRS通信模块、CDMA无线通信、云通信模块或蓝牙通信模块；所述通信单元还包含物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；其中所述TCP/IP网络系统至少包含有网卡、网线、集线器、中继器或调制解调器，所述数据链路层至少包括网桥或交换机；所述网络层至少包括路由器；所述通信层中还包含多种通信协议，所述通信协议至少包含有TCP/IP、UDP、IPSec、MODBUS、MODBUS/TCP、OPC、专有协议、PROFIBUS-DP、MPI、PPI、S7、FX系列编程口和串口协议、Q系列串口4C协议和以太网3E协议、CC-LINK、A系列或欧姆龙HostLink协议，以实现不同通信设备的通信需求；应用层，其内设置有区块链节点设备、计算机组件、集成于所述计算机组件内的数据库、监控单元和远程信息通信模块，以存储、使用或传递所述检测层处理后的数据；其中：所述设备层的输出端与所述计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与所述网络层的输入端连接，所述网络层的输出端与所述节点层的输入端连接，所述节点层的输出端与所述应用层的输入端连接。本专利技术还采用以下技术方案：一种应用上述技术方案进行工作的方法，其中所述方法包括以下步骤：(1)数据获取：通过边缘设备获取的数据信息，并且通过数据筛选从数据库中获取各种与其他设备进行信息交互的数据信息；(2)数据计算：利用数据挖掘算法模型对边缘设备获取的数据信息进行计算；(3)数据传递、共享，通过区块链网络、区块链节点、节点服务器、云端网络或者物联网络实现数据的传递和共享；(4)数据应用，通过节点设备获取边缘设备的数据信息。进一步地，所述数据挖掘算法模型设置有TCP/IP网络接口、ZigBee无线网络接口、GPRS通信接口、CDMA无线通信接口、云通信接口或蓝牙通信接口。进一步地，所述数据挖掘算法模型包括改进型蚁群算法模型。进一步地，所述改进型蚁群算法模型为融合量子搜索算法的数据模型，所述改进型蚁群算法模型的工作方法为：当蚁群算法模型在搜索过程中出现信息停滞或者已经达到了用户设置的最大迭代次数仍旧未检索到目标数据，则启动量子搜索算法，通过变换量子基态的概率幅，使求解结果对应的量子基态的概率幅达到最大，进而实现区块链网络内的数据在设定时间范围内达到最佳化搜索。进一步地，所述改进型蚁群算法模型启动蚁群算法的方法为：(1)初始化；将获取的边缘设备获取的数据信息进行初始化，所选取的不同区块链数据信息的初始化总群为y(t)，设y(t)＝ymax，令边缘设备获取的数据信息作为蚂蚁元素，初始时，蚂蚁元素矩阵的所有元素初始化为0，然后随机选择所述蚂蚁元素的起始位置；其中寻找信息因子启发因子β∈[βmin,βmax]，寻找信息素浓度挥发因子ρ∈[ρmin,ρmax]；(2)将m只蚂蚁元素随机放置在n个位置，设所述蚂蚁元素寻找路径的循环次数为Nc，按Nc+1的顺序进行循环；在进行数据更新时，存在以下公式：(3)设定蚂蚁元素禁忌表索引号k＝1，通过k+1进行循环；(4)根据以下公式的状态转移概率公式计算蚂蚁选择位置j的概率；则有：其中，δ为能见度因数，所述能见度因数表示不同位置之间的距离的倒数，α为信息素浓度相对重要参数，β为能见度因数相对重要指数，Node为与位置i直接相连并且蚂蚁元素尚未走过的位置的集合；(5)选择具有最大状态转移概率的位置，将蚂蚁元素移动到所述具有最大状态转移概率的位置，并把所述位置记入到禁忌表中；(6)判断，当访问完蚂蚁元素数据集合中的所有位置后，令k＜m，其中m为位置的个数，则通过k+1执行循环操作，如果未访问完蚂蚁元素数据集合中的所有位置，则重新更新每条路径上的信息量；(7)检查终止条件，检查是否满足终止条件，所述终止条件为蚂蚁选择位置j的概率大于80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型区块链网络架构系统，其特征在于：所述系统包括：/n设备层，其内设置有边缘设备、边缘服务器和所述边缘设备或边缘服务器连接的存储多种数据类型的数据库，所述数据库至少包括DB2数据库、oracle数据库、Informix数据库、Sybase数据库、SQL Server数据库、PostgreSQL数据库或者MySQL数据库；所述边缘设备包括路由器、路由交换机、集成接入设备IAD、多路复用器、各种城域网MAN和广域网WAN接入设备，以提供网络、存储、计算或应用能力，达到更快的网络服务响应和更安全的本地数据传输；/n计算层；其内设置有边缘计算模型，所述边缘计算模型设置有数据挖掘算法模型，所述数据挖掘算法模型包含分类算法模型、关联算法模型、故障处理算法模型、BP神经网络算法模型、KNN算法模型、数据融合算法模型或者AdaBoost算法模型，其中所述边缘计算模型外部壳体设置有TCP/IP通信接口、ZigBee无线通信接口、GPRS通信接口、CDMA通信接口、云通信接口或蓝牙通信接口，以实现与多种设备的数据通信；/n网络层，其内设置有区块链平台、物联网网络和云端网络，用于接收处理后的数字资产处理信息，其中所述区块链平台为基于Hyperledger Fabric的模块化区块链解决方案支撑平台，所述区块链平台包括区块链网络、区块链节点和节点服务器，其中所述区块链节点与节点服务器连接，所述区块链节点设置在所述区块链网络内；/n节点层，其内除了设置有节点设备之外，还设置有有线通信模块或无线通信模块，用于接收并传递所述数据层中的数据信息；其中所述有线通信模块至少包括RS485通信模块或RS232通信模块，所述无线通信模块至少包括TCP/IP网络系统、ZigBee无线网络、GPRS通信模块、CDMA无线通信、云通信模块或蓝牙通信模块；所述通信单元还包含物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；其中所述TCP/IP网络系统至少包含有网卡、网线、集线器、中继器或调制解调器，所述数据链路层至少包括网桥或交换机；所述网络层至少包括路由器；所述通信层中还包含多种通信协议，所述通信协议至少包含有TCP/IP、UDP、IPSec、MODBUS、MODBUS/TCP、OPC、专有协议、PROFIBUS-DP、MPI、PPI、S7、FX系列编程口和串口协议、Q系列串口4C协议和以太网3E协议、CC-LINK、A系列或欧姆龙HostLink协议，以实现不同通信设备的通信需求；/n应用层，其内设置有区块链节点设备、计算机组件、集成于所述计算机组件内的数据库、监控单元和远程信息通信模块，以存储、使用或传递所述检测层处理后的数据；其中：/n所述设备层的输出端与所述计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与所述网络层的输入端连接，所述网络层的输出端与所述节点层的输入端连接，所述节点层的输出端与所述应用层的输入端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型区块链网络架构系统，其特征在于：所述系统包括：
设备层，其内设置有边缘设备、边缘服务器和所述边缘设备或边缘服务器连接的存储多种数据类型的数据库，所述数据库至少包括DB2数据库、oracle数据库、Informix数据库、Sybase数据库、SQLServer数据库、PostgreSQL数据库或者MySQL数据库；所述边缘设备包括路由器、路由交换机、集成接入设备IAD、多路复用器、各种城域网MAN和广域网WAN接入设备，以提供网络、存储、计算或应用能力，达到更快的网络服务响应和更安全的本地数据传输；
计算层；其内设置有边缘计算模型，所述边缘计算模型设置有数据挖掘算法模型，所述数据挖掘算法模型包含分类算法模型、关联算法模型、故障处理算法模型、BP神经网络算法模型、KNN算法模型、数据融合算法模型或者AdaBoost算法模型，其中所述边缘计算模型外部壳体设置有TCP/IP通信接口、ZigBee无线通信接口、GPRS通信接口、CDMA通信接口、云通信接口或蓝牙通信接口，以实现与多种设备的数据通信；
网络层，其内设置有区块链平台、物联网网络和云端网络，用于接收处理后的数字资产处理信息，其中所述区块链平台为基于HyperledgerFabric的模块化区块链解决方案支撑平台，所述区块链平台包括区块链网络、区块链节点和节点服务器，其中所述区块链节点与节点服务器连接，所述区块链节点设置在所述区块链网络内；
节点层，其内除了设置有节点设备之外，还设置有有线通信模块或无线通信模块，用于接收并传递所述数据层中的数据信息；其中所述有线通信模块至少包括RS485通信模块或RS232通信模块，所述无线通信模块至少包括TCP/IP网络系统、ZigBee无线网络、GPRS通信模块、CDMA无线通信、云通信模块或蓝牙通信模块；所述通信单元还包含物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；其中所述TCP/IP网络系统至少包含有网卡、网线、集线器、中继器或调制解调器，所述数据链路层至少包括网桥或交换机；所述网络层至少包括路由器；所述通信层中还包含多种通信协议，所述通信协议至少包含有TCP/IP、UDP、IPSec、MODBUS、MODBUS/TCP、OPC、专有协议、PROFIBUS-DP、MPI、PPI、S7、FX系列编程口和串口协议、Q系列串口4C协议和以太网3E协议、CC-LINK、A系列或欧姆龙HostLink协议，以实现不同通信设备的通信需求；
应用层，其内设置有区块链节点设备、计算机组件、集成于所述计算机组件内的数据库、监控单元和远程信息通信模块，以存储、使用或传递所述检测层处理后的数据；其中：
所述设备层的输出端与所述计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与所述网络层的输入端连接，所述网络层的输出端与所述节点层的输入端连接，所述节点层的输出端与所述应用层的输入端连接。


2.一种应用权利要求1所述的一种新型区块链网络架构系统进行工作的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)数据获取：通过边缘设备获取的数据信息，并且通过数据筛选从数据库中获取各种与其他设备进行信息交互的数据信息；
(2)数据计算：利用数据挖掘算法模型对边缘设备获取的数据信息进行计算；
(3)数据传递、共享，通过区块链网络、区块链节点、节点服务器、云端网络或者物联网络实现数据的传递和共享；
(4)数据应用，通过节点设备获取边缘设备的数据信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述数据挖掘算法模型设置有TCP/IP网络接口、ZigBee无线网络接口、GPRS通信接口、CDMA无线通信接口、云通信接口或蓝牙通信接口。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述数据挖掘算法模型包括改进型蚁群算法模型。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述改进型蚁群算法模型为融合量子搜索算法的数据模型，所述改进型蚁群算法模型的工作方法为：当蚁群算法模型在搜索过程中出现信息停滞或者已经达到了用户设置的最大迭代次数仍旧未检索到目标数据，则启动量子...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：重庆知翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50