[发明专利]一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统及工作方法

权利要求书

1.一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统，其特征在于它是由不少于2个的机器人集群单元构成的集群控制系统；其中，所述每个机器人集群单元由不少于2个的机器人单体构成；所述机器人集群单元中的每个机器人单体即为集群控制系统内的一个节点；所述机器人集群单元是由不少于n个的区块组成LORA区块链网络，其中n是不小于2的自然数，且每个区块都是该LORA区块链网络中的一个LORA通讯节点；所述区块之间按照时间顺序依次呈单向数据连接方式，形成链式结构；所述作为集群控制系统内一个节点的机器人单体是由LORA通信模块、运动装置模块、传感器模块、状态评估模块和智能合约模块组成；所述智能合约模块分别与LORA通讯模块以及状态评估模块之间呈双向数据联系；所述状态评估模块与传感器之间呈单向数据联系，数据流从传感器指向状态评估模块；所述运动装置与智能合约模块之间呈单向数据联系，数据流从智能合约模块指向运动装置。

2.根据权利要求1所述一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统，其特征在于所述LORA通讯模块采用的是深圳市摩仑科技有限公司的Intorobot-ant开发板，每个开发板均由通讯单元和无线收发器单元构成；所述通讯单元和无线收发器单元之间呈双向数据连接；

所述机器人单体相互独立，且每个机器人单体上只有1个LORA通讯模块；所述机器人单体与机器人单体之间依LORA通讯模块进行相互通讯，呈双向数据连接，其中，通讯单元对无线收发器单元的配置方法，是采用深圳市摩仑科技有限公司开发且开源的基于C语言的库函数实现的；

所述作为LORA通讯节点的区块是由机器人单体上的LORA通讯模块产生并在机器人集群内广播的一个数据包，且数据包是根据通讯的不同时间顺序采用链式结构呈单向连接。

3.根据权利要求2所述一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统，其特征在于所述通讯单元是STM32L151低功耗芯片；所述无线收发器单元是SX1278芯片；所述STM32L151低功耗芯片和SX1278芯片之间通过AT指令呈双向数据连接；

所述基于LORA通信技术实现的区块链系统的LORA通信频率为433MHz。

4.根据权利要求1所述一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统，其特征在于所述LORA区块链网络是精简后的微区块链网络；所述每一个区块都包含7部分内容，分别是节点编号、区块编号、区块生成时间、区块共享内容、本区块的哈希值、前一区块的哈希值和16位循环冗余校验；所述节点编号代表当前区块是由对应ID的机器人单体生成的；所述区块编号n-1、n、n+1表示当前区块在链式结构中排列的位置；所述本区块哈希值是通过本ID产生的数据，采用DJB-Hash算法运算后得到的；所述前一区块的哈希值是直接通过LORA模块接收前一区块编号对应的SELFHASH；

所述运动装置是由驱动部分和动力部分组成，所述驱动部分可以直接调用舵机组成的动力部分，并提供单独供电电源；所述驱动部分是幻尔LOBOT公司的由驱动芯片、控制芯片组成的LSC-16模块，其中，所述控制芯片用于存储和发送调用指令给驱动芯片，同时与智能合约模块通信，所述调用指令是幻尔LOBOT公司LSC-16模块开源公布的；

所述智能合约模块是带机器人集群控制策略的微处理器，能通过状态评估模块的状态码匹配策略，对收到的区块信息进行验证，并直接发送控制指令到运动装置；

所述机器人集群控制策略包括集群密度大小、集群编队方式以及集群状态，是根据具体任务目标设计的，根据不同的状态码，触发不同的策略，在实际控制系统中表现为不同的控制函数，每个函数拥有一整套完善的由编程语言写入的控制指令；

所述状态评估模块是由低功耗32位STM32F411CE芯片构成，是集成DSP及DFU结构。