[发明专利]一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法及系统

权利要求书

1.一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置在工业装备上或工业装备内置的传感器采集工业装备的运行数据，并通过通信协议上传至P2P网络，区块链节点将运行数据打包并存储在区块中；

区块链节点工作并获得区块链记账权，获得记账权的区块链节点将区块进行广播；

区块链网络中其他区块链节点对所述区块进行验证，判断所述区块是否满足挖矿难度条件，以及所述区块中的数据是否符合预设的协议规范，若是，则所述其他区块链节点将所述区块连接到各自的区块链上，否则不执行操作；

当出现工业装备故障时，智能合约访问区块链上工业装备的运行数据，并分析所述运行数据是否在所述智能合约中预设的安全数据范围内，若是，则表示工业装备正常运行，否则输出工业装备的异常运行数据及其来源传感器的ID，定位和追溯工业装备的故障位置。

2.根据权利要求1所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，所述区块链节点基于POW共识机制原理工作，将P2P网络上未记录的现有工业装备运行数据打包存储在一个区块中，然后不断遍历寻找一个随机数，使新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件，即确定区块链网络中最新的一个区块，获得区块链的本轮记账权。

3.根据权利要求2所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，所述区块链节点采用Merkle树将P2P网络上未记录的现有数据打包存储在一个区块中；所述区块链节点将所述现有数据的哈希值两两组合后，对组合体进行哈希运算，向上不断递归运算形成一颗完全二叉树，将所述完全二叉树转化为Merkle树，并打包存储在一个区块中。

4.根据权利要求2所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，还包括以下步骤：获得区块链本轮记账权的区块链节点在连接区块时，在其区块头中加盖时间戳，所述时间戳记录当前区块数据的写入时间。

5.根据权利要求4所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，所述区块链节点采用SHA256哈希算法计算区块头的哈希值，所述区块链节点将区块头作为SHA256哈希算法的输入，遍历随机数至输出的哈希值满足预设的难度条件。

6.根据权利要求1～5任一项所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，所述智能合约包括工业装备的质量安全的法律法规、技术标准、操作标准。

7.根据权利要求1～5任一项所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，所述工业装备的运行数据包括传感器设备的ID、传感器采集数据、采集数据的时间。

8.一种基于区块链的工业装备故障定位追溯系统，应用于权利要求1～7任一项所述的工业装备故障定位追溯方法，其特征在于，包括传感器节点、区块链网络模块和应用模块，其中：

所述传感器节点为部署在工业装备以外一定距离的边缘节点利用其计算能力注册的区块链节点；所述传感器节点采集工业装备运行数据后上传至区块链网络模块并打包存储在区块中；

所述区块链网络模块包括ABI接口、API接口和若干区块，所述区块存储有由各传感器节点上传的工业装备运行数据，每条工业装备运行数据标注有相应工业装备的传感器ID；所述区块链网络模块公开宣布智能合约的地址以及ABI接口；所述区块链网络模块以编码形式存储有智能合约；

所述应用模块通过ABI接口访问智能合约，所述应用模块通过API接口连接所述区块链网络模块。

9.根据权利要求8所述的工业装备故障定位追溯系统，其特征在于，所述区块包括区块头和区块体，所述区块头封装有上一区块的哈希值、时间戳、随机数、Merkle根；所述区块体为Merkle树，其生成的Merkle根存储在同一区块的区块头中。

10.根据权利要求8所述的工业装备故障定位追溯系统，其特征在于，所述系统还包括用于管理及控制部署在工业装备上的传感器设备的工业物联网平台，所述传感器节点采用MQTT消息队列遥测传输协议与所述工业物联网平台连接；所述工业物联网平台经所述ABI接口与所述智能合约连接。