基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置，实时监测每个运输阶段的温度

【技术实现步骤摘要】
基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置


[0001]本专利技术属于区块链技术和边缘计算融合领域，特别涉及基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置
。

技术介绍

[0002]区块链技术：区块链是一个分布式的账本技术，可以实现数据的不可篡改
、
可追溯
、
安全与共享
。
区块链通过加密
、
共识与记账机制
,
使多方在线下生成的交易记录达成一致，并防止历史记录被篡改
。
该技术为数据真实性与可信度提供技术保障
。
[0003]边缘计算技术：边缘计算是一种分布式计算架构，可以在数据采集与产生的边缘完成计算与处理，减少数据流量与延时
。
边缘计算节点的部署有助于实现监测与管理的实时性，使系统能够动态响应环境变化
。
该技术在减少网络负载
、
提高数据采集频率与系统响应速度方面有明显优势
。
[0004]现有冷链物流碳排放监测有几点问题：1）对物流各环节的碳核查和跟踪不紧密，缺乏明确的环节标识
。
[0005]2）大多数监测数据精度依赖模拟估算，设备能耗参数和运算模型有待优化
。
[0006]3）监测结果对下一步环节的优化无法形成有效闭环，降低后续碳排放的反馈作用有限
。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对
技术介绍
中指出的问题，本专利技术提供了一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置，利用部署边缘计算节点对冷链物流运输中产生的碳排放量和其他环境数据做采集和计算，减少数据采集与传输的延时，实现实时的监测效果，同时通过区块链技术将采集的数据与计算结果记录在不可篡改的链式数据结构中，经过密码学加密
、
共识验证与数字签名等技术手段保障数据的机密性
、
完整性与不可抵赖性，确保系统产出的监测与管理结果的安全性与可靠性，最大限度节约社会资源，促进冷链物流运输业的绿色发展与碳减排进程
。
[0008]技术方案：本专利技术提出一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，包括如下步骤：步骤1：环境传感器实时监测冷链物流仓库仓储
、
卡车运输
、
集装箱运输过程中的温度
、
湿度和碳浓度信息，并将采样的精细化数据发送到对应运输阶段标识的边缘计算节点进行处理和计算；步骤2：边缘计算节点实时接收并转换多个传感器数据，并计算每个时刻的能耗和碳排放量；步骤3：边缘计算节点将环境数据
、
能耗计算结果与碳排放量信息上传至区块链网络各节点中；
步骤4：区块链网络将各边缘计算节点采集的数据汇总计算，生成冷链运输工具在每个运输阶段和整个运输中的碳排放报告，并依据边缘计算节点点对点反馈信息实时数据更新；步骤5：边缘计算节点根据区块链网络封装的更新软件包，在物联网设备端实施调整，自动优化物联网设备的运行参数，实现实时的碳排放监测与管控
。
[0009]进一步地，所述步骤1的具体方法为：步骤
1.1
：在冷链仓库
、
卡车和集装箱运输环境中安装相应种类的温度
、
湿度
、
碳浓度传感器，传感器通过通信接口连接边缘计算节点，并对精度
、
数据格式进行初始设置；步骤
1.2
：对每个连接传感器的边缘计算节点标识每个物流运输阶段
Type
，便于后续点对点传达信息；步骤
1.3
：传感器上电启动，对温度补偿
、
滤波频率选择进行初始化设置，确保采集的数据准确可靠；步骤
1.4
：进行标定，将信号转换为标准单位制的数字量值；步骤
1.5
：边缘计算节点在接收到传感器的监测数据后，对每个数据采样点添加系统时间戳；步骤
1.6
：传感器将数码化和打上时标的环境数据实时上传给边缘计算节点
。
[0010]进一步地，所述步骤2的具体方法为：步骤
2.1
：边缘计算节点通过物联接口实时接收不同传感器上传的环境数据，数据包含采样点的值
、
单位和时间标记；步骤
2.2
：同一时刻从不同传感器接收到的环境数据，边缘计算节点进行加权计算融合处理，得到代表当时环境状况的数据集；步骤
2.3
：如果某些时刻的数据从部分传感器丢失或异常，边缘计算节点对空缺数据进行线性插值法的补偿，确保获得完整的环境数据集；步骤
2.4
：基于融合后的数据集和设备的运行参数，边缘计算节点根据热力学定义建立能耗计算表达式计算出在每个时刻的能耗量；步骤
2.5
：根据每个区域的碳排放密度，边缘计算节点将每个时刻的能耗量转换为相应的碳排放量，计算结果反映碳排放的动态变化及设备运行效率；步骤
2.6
：边缘计算节点将接收到的原始数据
、
融合后的数据集
、
碳排放计算结果进行永久存储，同时上传至区块链网络，确保数据安全性
。
[0011]进一步地，所述步骤3的具体方法为：步骤
3.1
： 边缘计算节点将环境数据
、
能耗量和碳排放量结果进行打包处理，一定时间间隔作为一个数据包上传，数据包中包含多个时刻的监测与计算结果，以及相应的时间标记；步骤
3.2
：边缘计算节点对每个数据包进行加密和数字签名；步骤
3.3
：将区块链网络分为主链和侧链，每个节点都设置主侧链标识，主链存储公开数据，侧链存储私有数据；步骤
3.4
：边缘计算节点选择上传数据至区块链网络的主链还是侧链；步骤
3.5
：边缘计算节点与选定的链建立数据上传通道，通过区块链的每个节点进行自动化传输；
步骤
3.6
：区块链网络中的节点利用预设的密钥生成模块
、
数字签名模块和证书管理模块对数据包进行解密
、
验签和解压，获得环境数据
、
能耗与碳排放量信息，接收到的数据进行和本地数据的关联校验，确保正确性；步骤
3.7
：区块链网络的节点利用预设的共识算法
PoW
对数据包进行核验
、
确认和记账，最终写入区块链分布式账本，记账结果同步回边缘计算节点
。
[0012]进一步地，所述步骤4的具体方法为：步骤
4.1
：区块链网络需要检查各边缘计算节点上传的数据所带时间标识，发现并纠正时间偏差，确保所有数据按时间轴准确排序及匹配；步骤
4.2
：区块链网络根据边缘计算节点数据中的运输阶段标识字段
Type
，将数据分类整理为属于同一冷链运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：环境传感器实时监测冷链物流仓库仓储
、
卡车运输
、
集装箱运输过程中的温度
、
湿度和碳浓度信息，并将采样的精细化数据发送到对应运输阶段标识的边缘计算节点进行处理和计算；步骤2：边缘计算节点实时接收并转换多个传感器数据，并计算每个时刻的能耗和碳排放量；步骤3：边缘计算节点将环境数据
、
能耗计算结果与碳排放量信息上传至区块链网络各节点中；步骤4：区块链网络将各边缘计算节点采集的数据汇总计算，生成冷链运输工具在每个运输阶段和整个运输中的碳排放报告，并依据边缘计算节点点对点反馈信息实时数据更新；步骤5：边缘计算节点根据区块链网络封装的更新软件包，在物联网设备端实施调整，自动优化物联网设备的运行参数，实现实时的碳排放监测与管控
。2.
根据权利要求1所述的基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，其特征在于，所述步骤1的具体方法为：步骤
1.1
：在冷链仓库
、
卡车和集装箱运输环境中安装相应种类的温度
、
湿度
、
碳浓度传感器，传感器通过通信接口连接边缘计算节点，并对精度
、
数据格式进行初始设置；步骤
1.2
：对每个连接传感器的边缘计算节点标识每个物流运输阶段
Type
，便于后续点对点传达信息；步骤
1.3
：传感器上电启动，对温度补偿
、
滤波频率选择进行初始化设置，确保采集的数据准确可靠；步骤
1.4
：进行标定，将信号转换为标准单位制的数字量值；步骤
1.5
：边缘计算节点在接收到传感器的监测数据后，对每个数据采样点添加系统时间戳；步骤
1.6
：传感器将数码化和打上时标的环境数据实时上传给边缘计算节点
。3.
根据权利要求1所述的基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，其特征在于，所述步骤2的具体方法为：步骤
2.1
：边缘计算节点通过物联接口实时接收不同传感器上传的环境数据，数据包含采样点的值
、
单位和时间标记；步骤
2.2
：同一时刻从不同传感器接收到的环境数据，边缘计算节点进行加权计算融合处理，得到代表当时环境状况的数据集；步骤
2.3
：如果某些时刻的数据从部分传感器丢失或异常，边缘计算节点对空缺数据进行线性插值法的补偿，确保获得完整的环境数据集；步骤
2.4
：基于融合后的数据集和设备的运行参数，边缘计算节点根据热力学定义建立能耗计算表达式计算出在每个时刻的能耗量；步骤
2.5
：根据每个区域的碳排放密度，边缘计算节点将每个时刻的能耗量转换为相应的碳排放量，计算结果反映碳排放的动态变化及设备运行效率；步骤
2.6
：边缘计算节点将接收到的原始数据
、
融合后的数据集
、
碳排放计算结果进行
永久存储，同时上传至区块链网络，确保数据安全性
。4.
根据权利要求1所述的基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，其特征在于，所述步骤3的具体方法为：步骤
3.1
： 边缘计算节点将环境数据
、
能耗量和碳排放量结果进行打包处理，一定时间间隔作为一个数据包上传，数据包中包含多个时刻的监测与计算结果，以及相应的时间标记；步骤
3.2
：边缘计算节点对每个数据包进行加密和数字签名；步骤
3.3
：将区块链网络分为主链和侧链，每个节点都设置主侧链标识，主链存储公开数据，侧链存储私有数据；步骤
3.4
：边缘计算节点选择上传数据至区块链网络的主链还是侧链；步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，费晶茹，朱全银，孙纪舟，任珂，金圣华，顾泽峄，熊政杰，陈仁文，宋珂，廉梓豪，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：