一种基于区块链的碳汇证书系统技术方案

本发明专利技术涉及碳排放控制技术领域，具体涉及一种基于区块链的碳汇证书系统，包括若干个碳汇基站和证书服务器，碳汇基站接入预设范围内的碳汇主体，碳汇主体将其名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积输入数据收集模块，数据收集模块还收集预设范围内的气象数据，数据存证模块将数据收集模块收集到的数据进行存证，碳汇模型执行模块周期性将碳汇主体名下相应植物品种的种植面积及气象数据输入碳汇模型，得出碳汇量结果，证书服务器按预设模板排版并关联唯一证书编码后，作为碳汇证书出具。本发明专利技术的实质性效果是：使用碳汇基站收集碳汇主体的相关数据，并采用存证手段将相关数据存证固定，提高碳汇量的可信度，有助于大规模推广使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的碳汇证书系统


[0001]本专利技术涉及碳排放控制
，具体涉及一种基于区块链的碳汇证书系统。

技术介绍

[0002]碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。森林碳汇是指森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度。土壤是陆地生态系统中最大的碳库，在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中，具有十分重要的独特作用。除此之外还包括碳汇草、海洋植物及海洋微生物碳汇等。碳汇交易作为控制碳排放的重要措施，受到各国政府的重视和推进。目前我国建立有绿证等相关可供交易的碳汇证书。绿证的真实性有政府监管实现，由于政府的监管范围有限，目前大量的碳汇尚未形成可信统一的、能够用于市场交易的证书出现。阻碍了碳汇市场的发展，不利于降低碳排放资源的充分利用。
[0003]中国专利CN102305792B基于非线性偏最小二乘优化模型的森林碳汇遥感估算方法、CN104483456B一种大型海藻群落固碳效率的测定方法、CN105225160B大型藻类渔业碳汇计量方法、CN104820065B一种城市单株乔木的碳汇测算方法及CN105987991B一种测定红树林碳汇能力的方法等公开了多种植物类型的多种碳汇量计算方法。但由于缺乏对种植面积及种植时间等的有效可信监督，尚不能依靠这些碳汇量计算方法生成可信的碳汇证书。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：目前缺乏适于广泛应用的可信的碳汇证书生成系统的技术问题。提出了一种基于区块链的碳汇证书系统，本系统基于区块链和碳汇模型，能够提供多样化的碳汇量计算和数据的可信监管，能够使碳汇证书得到推广应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种基于区块链的碳汇证书系统，包括若干个碳汇基站和证书服务器，若干个碳汇基站分布在碳汇植物种植区，每个碳汇基站接入预设范围内的碳汇主体，所述碳汇基站运行有主体管理模块、数据收集模块、数据存证模块和碳汇模型执行模块，种植有碳汇植物的碳汇主体向所述主体管理模块注册并被分配主体标识，碳汇主体将其名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积输入所述数据收集模块，所述数据收集模块还收集预设范围内的气象数据，所述数据存证模块将所述数据收集模块收集到的数据进行存证，每个植物品种均有对应的碳汇模型，所述碳汇模型执行模块周期性将碳汇主体名下相应植物品种的种植面积及气象数据输入碳汇模型，得出碳汇量结果，所述证书服务器将碳汇主体名称、地理位置、碳汇植物品种、种植面积及碳汇量按预设模板排版并关联唯一证书编码后，作为碳汇证书出具。
[0006]作为优选，所述数据收集模块包括数据输入单元、气象数据同步单元、环境监测单元和数据验证单元，所述碳汇主体通过数据输入单元输入名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积，所述气象数据同步单元根据地理位置信息向气象部门同步对应的气象数据，所
述环境监测单元连接若干个布置在碳汇植物种植区域的环境监测传感器，所述环境监测传感器包括温湿度传感器、风速传感器、CO2含量传感器、土壤酸碱度传感器和虫害传感器，所述数据验证单元接收碳汇主体上传的政府部门出具的证明文件，将证明文件与数据输入单元接收的数据进行比对验证，所述数据验证单元还同步北斗遥测数据，根据遥测数据验证种植面积的真实性，对验证不通过的数据不予接收。
[0007]作为优选，所述数据存证模块将所述数据收集模块收集到的数据分为状态数据和增量数据，所述状态数据包括碳汇主体的名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积，所述增量数据包括气象数据和碳汇模型执行数据，所述数据存证模块开辟状态数据存储区域，碳汇主体的状态数据存入所述状态数据存储区域，并在碳汇主体的状态数据改变时进行更新；开辟线性存储区域用于存储增量数据，将增量数据按时间顺序紧邻的存入所述线性存储区域；所述数据存证模块提取状态数据的哈希值，并将状态数据的哈希值上传区块链存储，获得对应的区块高度和区块哈希值存储在本地；所述数据存证模块以第一周期向线性存储区域内插入存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，将两个存证点之间的增量数据及上一个存证点内存储的数据一起提取哈希值，作为存证哈希值存入存证点，以第二周期将最新的存证哈希值上传到区块链存储，获得对应的区块高度和区块哈希值存入最新的存证点。
[0008]作为优选，在线性存储空间内开辟预设长度的存储段，将所述的存储段分配给一个碳汇主体，在存储段起始处设置首空间，在首空间内存入碳汇主体标识，将隶属碳汇主体的增量数据存储在对应的存储段内，不断开辟新的存储段以分配给其他碳汇主体，存储段末尾预留预设长度的尾空间，当所述存储段存满时，开辟新的存储段分配给相应的碳汇主体，将分配的存储段起始地址填入对应的上一个存储段的尾空间内，在分配的存储段的首空间内存入对应的上一个存储段的起始地址，所述首空间和尾空间内的数据不被存证，所述存储段存储的数据与尾空间之间若存在未使用空间，则被填充为预设的占位符。
[0009]作为优选，所述数据存证模块在第一周期结束时，将其接入的全部碳汇主体对应的存证哈希值一起提取哈希值，作为特征哈希值，将特征哈希值存入存证点，若干个碳汇基站结为工作量证明组，工作量证明组中的碳汇基站分别取其特征哈希值中指定位的值，构成联合哈希值，工作量证明组中的碳汇基站竞争产生穷举数，所述穷举数与联合哈希值满足预设的工作量证明条件，将联合哈希值及对应的穷举数存入每个碳汇主体对应的存证点。
[0010]作为优选，还包括碳汇模型验证模块，所述碳汇模型验证模块运行在证书服务器上，所述碳汇模型验证模块将碳汇植物品种相同的碳汇证书归集为一大组，按照气象数据相似度大于预设阈值将同大组碳汇证书分为小组，计算同小组内碳汇证书中单位种植面积的碳汇量，即为单位碳汇量，将单位碳汇量离群的碳汇证书使用的碳汇模型标记为可疑，将对应的碳汇证书标记为可疑，直至对应碳汇主体提供相关林业部门或科研机构提供的证明时，解除碳汇证书的可疑标记。
[0011]作为优选，当归集到小组内的碳汇证书达到预设数量时，建立神经网络模型，所述神经网络模型的输入为气象数据，输出为单位碳汇量，剔除小组内标记为可疑的碳汇证书，计算剩余碳汇证书的单位碳汇量，将单位碳汇量与气象数据关联，构成样本数据，将样本数据划分训练集和验证集，使用训练集训练神经网络模型，使用验证集验证神经网络模型的
准确率，当准确率达到预设要求时，完成神经网络的训练，否则，根据新归集到小组内的碳汇证书制作样本数据，以进一步训练神经网络，神经网络训练完成后，对新归集到小组的碳汇证书，若无可疑标记，则将该碳汇证书对应的气象数据输入到神经网络模型，若神经网络模型输出的单位碳汇量与碳汇证书的单位碳汇量差别超过设定阈值，则将对应的碳汇证书标记为可疑，直至对应碳汇主体提供相关林业部门或科研机构提供的证明时，解除碳汇证书的可疑标记。
[0012]本专利技术的实质性效果是：1）使用碳汇基站收集碳汇主体的相关数据，并采用存证手段将相关数据存证固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的碳汇证书系统，其特征在于，包括若干个碳汇基站和证书服务器，若干个碳汇基站分布在碳汇植物种植区，每个碳汇基站接入预设范围内的碳汇主体，所述碳汇基站运行有主体管理模块、数据收集模块、数据存证模块和碳汇模型执行模块，种植有碳汇植物的碳汇主体向所述主体管理模块注册并被分配主体标识，碳汇主体将其名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积输入所述数据收集模块，所述数据收集模块还收集预设范围内的气象数据，所述数据存证模块将所述数据收集模块收集到的数据进行存证，每个植物品种均有对应的碳汇模型，所述碳汇模型执行模块周期性将碳汇主体名下相应植物品种的种植面积及气象数据输入碳汇模型，得出碳汇量结果，所述证书服务器将碳汇主体名称、地理位置、碳汇植物品种、种植面积及碳汇量按预设模板排版并关联唯一证书编号后，作为碳汇证书出具。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的碳汇证书系统，其特征在于，所述数据收集模块包括数据输入单元、气象数据同步单元、环境监测单元和数据验证单元，所述碳汇主体通过数据输入单元输入名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积，所述气象数据同步单元根据地理位置信息向气象部门同步对应的气象数据，所述环境监测单元连接若干个布置在碳汇植物种植区域的环境监测传感器，所述环境监测传感器包括温湿度传感器、风速传感器、CO2含量传感器、土壤酸碱度传感器和虫害传感器，所述数据验证单元接收碳汇主体上传的政府部门出具的证明文件，将证明文件与数据输入单元接收的数据进行比对验证，所述数据验证单元还同步北斗遥测数据，根据遥测数据验证种植面积的真实性，对验证不通过的数据不予接收。3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的碳汇证书系统，其特征在于，所述数据存证模块将所述数据收集模块收集到的数据分为状态数据和增量数据，所述状态数据包括碳汇主体的名称、地理位置、碳汇植物品种及种植面积，所述增量数据包括气象数据和碳汇模型执行数据，所述数据存证模块开辟状态数据存储区域，碳汇主体的状态数据存入所述状态数据存储区域，并在碳汇主体的状态数据改变时进行更新；开辟线性存储区域用于存储增量数据，将增量数据按时间顺序紧邻的存入所述线性存储区域；所述数据存证模块提取状态数据的哈希值，并将状态数据的哈希值上传区块链存储，获得对应的区块高度和区块哈希值存储在本地；所述数据存证模块以第一周期向线性存储区域内插入存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，将两个存证点之间的增量数据及上一个存证点内存储的数据一起提取哈希值，作为存证哈希值存入存证点，以第二周期将最新的存证哈希值上传到区块链存储，获得对应的区块高度和区块哈希值存入最新的存证点。4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的碳汇证书系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金琳，高航，俞学劢，崔伟，
申请(专利权)人：浙江数秦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：