[发明专利]一种区块链边缘计算系统

说明书

本发明涉区块链和边缘计算技术领域，具体来说是一种区块链边缘计算系统，包括终端设备层、边缘设备层和云端服务器，每个终端设备会被赋予一个唯一的不重复的区块链身份标识，既每个设备里内置一个区块链的账户的公私钥匙，以区块链的账户的地址作为设备在区块链网络中的唯一身份标识；可选择地应用在智能工业生产中，可以是家具生产、汽车零件生产等行业，采集的数据包括但不局限于温度、湿度，也可以是原材料存储量、物流订单量、仓库进库出库单等，整个系统可以快速在传统生产企业中完成区块链的部署和数据的上链上云。

技术领域

本发明涉区块链和边缘计算技术领域，具体来说是一种区块链边缘计算系统。

背景技术

物联网是实现行业数字化转型的重要手段，并将催生新的产业生态和商业模式。而借助于边缘计算可以提升物联网的智能化，促使物联网在各个垂直行业落地生根。边缘计算在物联网中应用的领域非常广泛，特别适合具有低时延、高带宽、高可靠、海量连接、异构汇聚和本地安全隐私保护等特殊业务要求的应用场景。

区块链技术由于其不需要第三方机构进行管理，通过密码学算法与分布式共识算法，实现了去中心化的信任建立，所以区块链技术在各行各业都有广泛的应用前景。区块链的防篡改性保证了数据的稳定性和可靠性，多方共识机制保证了数据的可验证和可信性，确保了电子数据能够高效、透明、安全、可信地存储和传输。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向可信边缘计算的区块链系统，根据边缘物联网不同的层具有的不同的性能特点来部署不同功能的区块链节点，既解决了物联网中数据的安全可靠性问题，又提高了通信效率，降低数据传输时延，保证了各设备性能的最大利用，可以应用在智能工业生产中，提高企业生产、管理和融资效率。

为了实现上述目的，设计一种区块链边缘计算系统，其特征在于包括终端设备层，每个终端设备会被赋予一个唯一的不重复的区块链身份标识，既每个设备里内置一个区块链的账户的公私钥匙，以区块链的账户的地址作为设备在区块链网络中的唯一身份标识；边缘设备层，由计算能力较小的小网关和计算能力较好的边缘网关组成，将区块链底层程序从x86服务器架构下下沉，移植到arm或其他非x86架构的单片机中，在小网关中运行区块链的轻节点，在边缘网关中运行区块链的验证节点，整个区块链网络运行边缘设备中，轻节点负责接收终端设备的上链信息，通过轻节点区块链程序广播至边缘网关中的其他验证节点；云端服务器，由云端节点、数据中心和可视化运维组成，云端节点是一个包含全量账本的区块链节点，即全量节点，数据中心对全量账本实时进行清洗、记录和按不同维度切片整理分析，可视化运维对外提供区块链数据和终端设备数据的展示界面。

本发明还具有如下优选的技术方案：

1.终端设备层是一个完整的物联网传感器设备或是一个单独的芯片或联网的摄像头。

2.终端设备层用于完成区块链数据预处理的工作，包括数据采集模块、数据预处理模块、终端层账户管理模块和通信模块；边缘设备层部署了区块链应用节点，包括边缘层账户管理模块、数据处理模块、应用节点模块和通信模块；云服务器层部署了区块链全量节点，包括数据处理模块、数据存储模块、共识节点模块和通信模块。

3.终端设备是现场采集设备或环境传感设备或终端控制设备，终端设备通过终端层账户管理模块生成终端设备的账户，配有独立的标识ID和公私钥，通过数据采集模块完成对数据的采集，通过数据预处理模块，对数据进行分析打标签，将数据以数据区块的形式打包通过数据通信模块传输给边缘设备。

4.边缘设备是智能路由器或智能边缘网关，边缘设备通过边缘层账户管理模块生成边缘设备的账户，配有独立的标识ID和公私钥，并分配给连接的终端账户足够的通证用于传输数据，通过数据处理模块和应用节点模块接收终端设备传输的数据，进行验证，验证通过后，优先处理非正常数据，对数据进行进一步地分析处理以及反馈，通过调用数据存储智能合约更新存储的数据，再通过通信模块，将数据广播给相连的其他节点。