[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

说明书

一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统，由不少于2个的机器人集群单元构成；每个机器人单体即为集群控制系统内的一个节点；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；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；传感器连接在状态评估模块上，应用协同控制算法，对传感器的原始数据进行处理、融合形成状态码发送给智能合约模块，然后根据当前状态码进行投票，当集群达成共识后，就采用对应策略作为行动指示。本发明针对无人机集群利用区块链技术构成了去中心化控制系统，在解决拜占庭将军问题、军事集群应用安全领域，具有非常强的实用性与可研究性。

技术领域：

本发明属于智能机器人集群控制技术领域，尤其是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，在利用LORA低功耗广域网技术实现的区块链去中心化系统基础之上，结合智能合约的无人监管控制方法，构建了针对机器人集群的去中心化控制系统，特别适合军用无人机集群与其他安全要求高的集群应用场合。

背景技术：

机器人集群控制系统的设计对整个机器人的作战能力至关重要。面对拜占庭将军关于被敌人入侵并控制某节点的问题，集中控制系统会严重影响安全性，甚至失去整个集群控制权，造成不可挽回的后果。而现有的控制系统主要以中心控制为主，有些应用可以实现中心控制权的转移，但仍无法解决拜占庭将军问题。因此，为了解决上述问题，本发明设计了一种基于区块链实现的去中心化集群控制系统。加快机器人适应战场环境的时间。同时，去中心化的体系结构也可以提高机器人集群的智能性和灵活性，确保我方机器集群控制权，在军事应用上的影响不言而喻。

发明内容

本发明的目的在于提供了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，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、容易实现的去中心化集群控制系统，特别适合去中心化的无人机军事应用。

本发明的技术方案：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(Long Range)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；所述每个LORA通讯模块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。

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。