一种基于区块链的煤矿产量计算方法与流程

1.本发明属于基于区块链的煤矿产量计算技术领域，具体涉及一种基于区块链的煤矿产量计算方法。


背景技术：

2.区块链作为一种计算机技术的新型应用模式，以去中心化、可信赖性和匿名性等特点迅速成为研究热点，在分布式环境中建立信任而不需要授权，链上数据能够实时共享。区块链以分布式网络为基础，拥有独特的信任机制和区块数据的不可篡改性，符合物联网对信息安全技术的去中心化、去信任化需求，在物联网信息安全应用上具有天然的优势，现阶段国内针对区块链技术在物联网工程中的应用研究，主要是利用区块链的加密技术和共识算法对物联网的信息共享安全机制进行改进，或是对物联网在应用区块链技术存储数据时的数据膨胀问题进行探索，解决存储数据时的资源消耗问题。
3.而煤矿开采一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。
4.煤矿开采过程中的产量与煤矿开采设置的状态和开采区域直接相关，但是现有的煤矿开采量不能通过单个时间段或者多个时间段集中分析计算来获取前端采集的具体信息，使得管理人员的响应速度慢，容易引发安全事故。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于区块链的煤矿产量计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
7.第一方面，本技术实施例提供一种基于区块链的煤矿产量计算方法，包括，
8.先利用无线传感设备采集单区域内的煤矿采集量的数据，并对数据进行加密处理；
9.利用共识模块完成数据接收及有效性的共识过程，并对数据进行实时存储和同步；
10.再对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算，并将计算结果反馈至煤矿采集管理端，通过煤矿采集管理端进行实时调整。
11.进一步的，所述无线传感设备是安装在煤矿开采段的煤矿产量重量传感器，所述重量传感器定时将采集到的煤矿量进行采集获取，完成感知层的数据获取作用。
12.进一步的，所述对数据进行加密处理具体为即在煤矿产量物联网数据传输过程中设置节点管理模块和加密模块，所述节点管理模块对区块链网络各节点进行管理，实现节
点鉴别、权限控制、节点划分功能；
13.所述加密模块对传输的采集到的煤矿量数据进行加密，防止数据在传输过程中被篡改或者伪造，保证数据的实时传输和真实性。
14.进一步的，所述共识模块应用分布式结构化p2p网络结构，即节点管理模块根据区块链网络中各节点的算力，分别确定主节点、接收节点和执行节点；利用加密模块在数据传输开始时为数据加密；共识模块中的节点能够完成基于pbft算法的共识过程，并由共识模块中主节点赋予数据签名，完成数据的传输。
15.当有签名的数据发生改变，通过区块链网络能检测到节点位置，数据被赋予签名使得共识模块能够处理多个主节点，即能对多组数据进行排序、传输。数据上传过程中，客户端首先提交数据，数据传到主节点时，主节点先进行数据排序，然后在排序好的数据上加入签名信息并进行打包，随机发送给某个接收节点。该接收节点接收到数据后添加新的签名信息并进行打包，再发送给其他接收节点。最终的接收节点接收到数据后根据所有的签名信息对数据进行判断。
16.进一步的，所述数据进行实时存储是数据区块层临时存储经区块链网络上传的数据，区块链网络中的节点通过该层实时传输数据，存储时信息验证层依据pbft算法对数据区块层中临时存储的数据进行验证，数据被预设的数量的验证节点验证通过后被存储在存储节点中，并同步更新到整个区块链，完成数据的实时存储和同步。
17.进一步的，对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算是接收到煤矿开采段的煤矿采集量数据后，对煤矿采集量的时间段分布进行分析，并与理论计算值进行对比，对单个时间段进行分析后集中到多个时间段中，当与理论值出现误差后，对误差进行分析并将其反馈至煤矿采集管理端，煤矿采集管理端的管理人员对煤矿开采段的开采状态进行调整，完成煤矿开采量的计算和调整作业。
18.第二方面，本技术实施例提供了一种基于区块链的煤矿产量计算系统，包括；
19.数据采集模块，数据采集模块是布设在煤矿开采段的多个煤矿产量重量传感器，利用重量传感器定时将采集到的煤矿量进行采集获取，完成数据获取采集作用；
20.数据传输模块；先对对数据进行加密处理，防止数据在传输过程中被篡改或者伪造，保证数据的实时传输和真实性，再利用共识模块中的节点能够完成基于pbft算法的共识过程，并由共识模块中主节点赋予数据签名，完成数据的传输；
21.数据计算模块；接收到传输的煤矿开采段的煤矿采集量数据后，对煤矿采集量的时间段分布进行分析计算，对出现的误差进行集中分析并将其反馈至煤矿采集管理端，煤矿采集管理端的管理人员对煤矿开采段的开采状态进行调整。
22.进一步的，所述数据传输模块还信号连接有数据存储模块，数据存储模块是数据区块层临时存储经区块链网络上传的数据，区块链网络中的节点通过该层实时传输数据，存储时信息验证层依据pbft算法对数据区块层中临时存储的数据进行验证，数据被预设的数量的验证节点验证通过后被存储在存储节点中，并同步更新到整个区块链，完成数据的实时存储和同步。
23.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面
中的基于区块链的煤矿产量计算方法。
24.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如第一方面中的基于区块链的煤矿产量计算方法的步骤。
25.本发明与现有技术相比具有以下优点：
26.本发明先利用无线传感设备采集单区域内的煤矿采集量的数据，在煤矿产量物联网数据传输过程中设置节点管理模块和加密模块，节点管理模块对区块链网络各节点进行管理，实现节点鉴别、权限控制、节点划分功能，再利用共识模块完成数据接收及有效性的共识过程，并对数据进行实时存储和同步，数据进行实时存储是数据区块层临时存储经区块链网络上传的数据，区块链网络中的节点通过该层实时传输数据，存储时信息验证层依据pbft算法对数据区块层中临时存储的数据进行验证，数据被预设的数量的验证节点验证通过后被存储在存储节点中，并同步更新到整个区块链，完成数据实时存储和同步，再对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算，对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算是接收到煤矿开采段的煤矿采集量数据后，对煤矿采集量的时间段分布进行分析，并与理论计算值进行对比，对单个时间段进行分析后集中到多个时间段中，当与理论值出现误差后，对误差进行分析并将其反馈至煤矿采集管理端，煤矿采集管理端的管理人员对煤矿开采段的开采状态进行调整，完成煤矿开采量的计算和调整作业，降低了煤矿开采过程中的安全风险，利于操作人员使用。
附图说明
27.图1为本技术一些实施例的基于区块链的煤矿产量计算方法的框图；
28.图2为本技术一些实施例的基于区块链的煤矿产量计算系统的框图；
29.图3为本技术实施例中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
31.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.实施例1，如图1所示，本发明提供一种技术方案：本技术实施例提供了一种基于区块链的煤矿产量计算方法，包括，
33.s101，先利用无线传感设备采集单区域内的煤矿采集量的数据，并对数据进行加密处理；
34.所述无线传感设备是安装在煤矿开采段的煤矿产量重量传感器，所述重量传感器定时将采集到的煤矿量进行采集获取，完成感知层的数据获取作用。
35.所述对数据进行加密处理具体为即在煤矿产量物联网数据传输过程中设置节点管理模块和加密模块，所述节点管理模块对区块链网络各节点进行管理，实现节点鉴别、权限控制、节点划分功能；
36.所述加密模块对传输的采集到的煤矿量数据进行加密，防止数据在传输过程中被篡改或者伪造，保证数据的实时传输和真实性。
37.s102，利用共识模块完成数据接收及有效性的共识过程，并对数据进行实时存储和同步；
38.所述共识模块应用分布式结构化p2p网络结构，即节点管理模块根据区块链网络中各节点的算力，分别确定主节点、接收节点和执行节点；利用加密模块在数据传输开始时为数据加密；共识模块中的节点能够完成基于pbft算法的共识过程，并由共识模块中主节点赋予数据签名，完成数据的传输。
39.当有签名的数据发生改变，通过区块链网络能检测到节点位置，数据被赋予签名使得共识模块能够处理多个主节点，即能对多组数据进行排序、传输。数据上传过程中，客户端首先提交数据，数据传到主节点时，主节点先进行数据排序，然后在排序好的数据上加入签名信息并进行打包，随机发送给某个接收节点。该接收节点接收到数据后添加新的签名信息并进行打包，再发送给其他接收节点。最终的接收节点接收到数据后根据所有的签名信息对数据进行判断。
40.所述数据进行实时存储是数据区块层临时存储经区块链网络上传的数据，区块链网络中的节点通过该层实时传输数据，存储时信息验证层依据pbft算法对数据区块层中临时存储的数据进行验证，数据被预设的数量的验证节点验证通过后被存储在存储节点中，并同步更新到整个区块链，完成数据的实时存储和同步。
41.再对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算，并将计算结果反馈至煤矿采集管理端，通过煤矿采集管理端进行实时调整。
42.对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算是接收到煤矿开采段的煤矿采集量数据后，对煤矿采集量的时间段分布进行分析，并与理论计算值进行对比，对单个时间段进行分析后集中到多个时间段中，当与理论值出现误差后，对误差进行分析并将其反馈至煤矿采集管理端，煤矿采集管理端的管理人员对煤矿开采段的开采状态进行调整，完成煤矿开采量的计算和调整作业。
43.实施例2，如图2所示，本技术实施例提供了一种基于区块链的煤矿产量计算系统，包括；
44.数据采集模块1，数据采集模块是布设在煤矿开采段的多个煤矿产量重量传感器，利用重量传感器定时将采集到的煤矿量进行采集获取，完成数据获取采集作用；
45.数据传输模块2；先对对数据进行加密处理，防止数据在传输过程中被篡改或者伪造，保证数据的实时传输和真实性，再利用共识模块中的节点能够完成基于pbft算法的共识过程，并由共识模块中主节点赋予数据签名，完成数据的传输；
46.数据计算模块3；数据计算模块为服务器，服务器还分别还信号连接有数据库，数据库可以存储数据和/或指令。同时数据库可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、或只读存储器(read
‑
only memory,rom)等，或其任意组合，数据库还可以在云平台上实现云交互
47.数据计算模块3传输接收到传输的煤矿开采段的煤矿采集量数据后，对煤矿采集量的时间段分布进行分析计算，对出现的误差进行集中分析并将其反馈至煤矿采集管理端，煤矿采集管理端的管理人员对煤矿开采段的开采状态进行调整。
48.所述数据传输模块2还信号连接有数据存储模块4，数据存储模块是数据区块层临时存储经区块链网络上传的数据，区块链网络中的节点通过该层实时传输数据，存储时信息验证层依据pbft算法对数据区块层中临时存储的数据进行验证，数据被预设的数量的验证节点验证通过后被存储在存储节点中，并同步更新到整个区块链，完成数据的实时存储和同步。
49.如图3所示，本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，包括：处理器5、存储器6和总线7。
50.所述存储介质存储有所述处理器5可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器5与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器5执行所述机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器5执行时执行如下处理；
51.先利用无线传感设备采集单区域内的煤矿采集量的数据，并对数据进行加密处理；
52.利用共识模块完成数据接收及有效性的共识过程，并对数据进行实时存储和同步；
53.再对煤矿采集量数据进行实时对比分析计算，并将计算结果反馈至煤矿采集管理端，通过煤矿采集管理端进行实时调整。
54.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述任一实施例所述的基于区块链的煤矿产量计算方法的步骤。
55.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本技术中不再赘述。在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
56.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
57.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以
是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
58.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
59.以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。