本(ben)申(shen)請涉及(ji)工控(kong)網絡，具體(ti)涉及(ji)一種基于區塊鏈(lian)的工控(kong)系(xi)統設備健康監測系(xi)統。

背景技術：

1、工控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)是(shi)由傳感器(qi)、邏輯控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)、執行器(qi)、網絡通信模塊、數據處理(li)服務器(qi)等(deng)設(she)備所組成(cheng)的(de)一個工業(ye)自(zi)動(dong)化信息平臺。工控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)的(de)功能主(zhu)要包括(kuo)對工業(ye)生產線進行自(zi)動(dong)化控(kong)(kong)制(zhi)、實現故障監測(ce)報(bao)警、以及生產計(ji)劃和生產工序的(de)優化與調(diao)配(pei)。隨著智能制(zhi)造領域的(de)技術發展(zhan)進步(bu)，工控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)的(de)作用日益(yi)凸顯。特別(bie)是(shi)，對于工控(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)的(de)設(she)備，其健康監測(ce)數據在現代工業(ye)中(zhong)扮(ban)演著至關重(zhong)要的(de)角色(se)。

2、傳統的(de)(de)工控系統，在(zai)設(she)備(bei)健康監測數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)整(zheng)合(he)與共(gong)享方面(mian)面(mian)臨多個挑戰(zhan)，包(bao)括數(shu)(shu)據(ju)孤島、數(shu)(shu)據(ju)同(tong)步問題以(yi)(yi)及(ji)數(shu)(shu)據(ju)權(quan)限(xian)管(guan)理(li)等(deng)。特別是，現有技術主要依賴于中(zhong)心化的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)存(cun)儲和(he)管(guan)理(li)模式，這種模式存(cun)在(zai)數(shu)(shu)據(ju)篡改和(he)單點故障的(de)(de)風(feng)險。此外，對于工控系統的(de)(de)設(she)備(bei)健康監測、維(wei)護以(yi)(yi)及(ji)設(she)備(bei)質量(liang)評價環節(jie)，在(zai)設(she)計方、使用方、維(wei)護方等(deng)不同(tong)的(de)(de)參與方之間，數(shu)(shu)據(ju)共(gong)享缺乏透明度(du)和(he)信任機制，導致設(she)備(bei)健康監測數(shu)(shu)據(ju)審計和(he)溯源(yuan)困難。

3、近年來，區塊(kuai)鏈技術因(yin)其(qi)去(qu)中(zhong)心化、不可(ke)篡改和可(ke)追溯性等特性逐漸受(shou)到關(guan)注，成(cheng)為解決(jue)上述問題的潛在方案。尤其(qi)是聯盟(meng)鏈架構，可(ke)以(yi)在多個參(can)與方之(zhi)間建立(li)信任關(guan)系(xi)，并通過智(zhi)能合約實(shi)現自動化和智(zhi)能化的管理，為工(gong)控系(xi)統設備健康監(jian)測方面以(yi)上問題的解決(jue)提(ti)供了新的思路。

技術實現思路

1、（一）申請目的

2、有鑒于(yu)(yu)此(ci)，本申(shen)請的目(mu)的在于(yu)(yu)提供(gong)(gong)一種基于(yu)(yu)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)的工控(kong)系(xi)統(tong)(tong)設備(bei)健康(kang)監(jian)(jian)測(ce)系(xi)統(tong)(tong)。本發明旨在解決工控(kong)系(xi)統(tong)(tong)設備(bei)健康(kang)監(jian)(jian)測(ce)數(shu)(shu)據(ju)在數(shu)(shu)據(ju)整合與共(gong)享中的信任和(he)安全問(wen)題，并(bing)且通過引入(ru)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)技術，確保數(shu)(shu)據(ju)的不(bu)可篡改性和(he)可追溯(su)性；通過智(zhi)能(neng)(neng)合約，實現工控(kong)系(xi)統(tong)(tong)設備(bei)的維(wei)護通知和(he)質量評(ping)估的自動(dong)化；通過區(qu)塊(kuai)鏈(lian)的訪問(wen)控(kong)制列表（acl）實現數(shu)(shu)據(ju)權限管理，確保只(zhi)有授權方(fang)能(neng)(neng)夠訪問(wen)和(he)操作(zuo)特定數(shu)(shu)據(ju)；從而，本發明最終能(neng)(neng)夠提升數(shu)(shu)據(ju)透明度和(he)協作(zuo)效率，為(wei)工控(kong)系(xi)統(tong)(tong)的建設方(fang)、運行方(fang)和(he)維(wei)護方(fang)提供(gong)(gong)可靠的數(shu)(shu)據(ju)共(gong)享平臺。

3、（二）技術方案

4、本申請(qing)公開了一種(zhong)基于區塊鏈(lian)的(de)工控系(xi)(xi)統(tong)(tong)設備健康監測系(xi)(xi)統(tong)(tong)，所(suo)述系(xi)(xi)統(tong)(tong)具(ju)體包括：工控系(xi)(xi)統(tong)(tong)數據采集接口，以及由多個區塊鏈(lian)節點組(zu)成的(de)區塊鏈(lian)網(wang)絡；其中，針對工控系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)每個參(can)與(yu)方部(bu)署至(zhi)少(shao)一個所(suo)述區塊鏈(lian)節點，其特征在于：

5、所(suo)述工(gong)控系統數(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)集(ji)接(jie)口通(tong)過部署(shu)在工(gong)控系統邊緣側的物聯(lian)網(wang)(wang)網(wang)(wang)關，實時采(cai)集(ji)工(gong)控系統的設(she)備(bei)健(jian)康監(jian)測數(shu)(shu)據(ju)(ju)，并進行數(shu)(shu)據(ju)(ju)預處理后，根據(ju)(ju)所(suo)述設(she)備(bei)健(jian)康監(jian)測數(shu)(shu)據(ju)(ju)的類型，將其發(fa)送到對應參與方的區(qu)塊鏈節點；

6、每個所述區塊鏈(lian)節點通過(guo)所述工控系統數(shu)(shu)據采集(ji)接口，從工控系統獲得與(yu)本參(can)與(yu)方相關(guan)的(de)設備(bei)健康(kang)監測數(shu)(shu)據，并將(jiang)本參(can)與(yu)方相關(guan)的(de)設備(bei)健康(kang)監測數(shu)(shu)據共享到(dao)所述區塊鏈(lian)網(wang)絡(luo)的(de)其它區塊鏈(lian)節點；各區塊鏈(lian)節點對共享的(de)所述設備(bei)健康(kang)監測數(shu)(shu)據進(jin)行共識驗證和存儲(chu)。

7、在(zai)優選的實施方式中(zhong)(zhong)，所述(shu)區塊鏈網(wang)絡(luo)的各(ge)區塊鏈節點通過p2p網(wang)絡(luo)相互連接(jie)，形成一個去中(zhong)(zhong)心化的網(wang)絡(luo)結構。

8、在(zai)優選的實施方式中(zhong)，每個區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)節(jie)點(dian)(dian)包(bao)括區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)賬(zhang)(zhang)(zhang)本以及共(gong)識驗證單(dan)元；區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)節(jie)點(dian)(dian)通(tong)過(guo)本節(jie)點(dian)(dian)的區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)賬(zhang)(zhang)(zhang)本，以區(qu)塊(kuai)(kuai)為(wei)數(shu)據單(dan)位記錄所(suo)述(shu)設備健康監(jian)測(ce)數(shu)據；并(bing)且，所(suo)述(shu)區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)網絡中(zhong)的區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)節(jie)點(dian)(dian)通(tong)過(guo)共(gong)識驗證單(dan)元，對所(suo)獲得(de)的設備健康監(jian)測(ce)數(shu)據進(jin)行共(gong)識驗證，共(gong)識驗證通(tong)過(guo)后才允許將設備健康監(jian)測(ce)數(shu)據寫入(ru)所(suo)述(shu)區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)賬(zhang)(zhang)(zhang)本。

9、在(zai)優選的(de)(de)實(shi)施方式中，所(suo)述共(gong)識(shi)驗(yan)證(zheng)(zheng)單元(yuan)實(shi)現對數(shu)據(ju)的(de)(de)共(gong)識(shi)驗(yan)證(zheng)(zheng)并寫(xie)入(ru)區(qu)(qu)(qu)塊鏈賬(zhang)本的(de)(de)過程(cheng)包(bao)括：提案(an)、預(yu)準(zhun)(zhun)備(bei)、準(zhun)(zhun)備(bei)和(he)(he)提交(jiao)階(jie)(jie)(jie)段(duan)；在(zai)提案(an)階(jie)(jie)(jie)段(duan)，希望共(gong)享和(he)(he)寫(xie)入(ru)所(suo)述設備(bei)健(jian)康(kang)監測數(shu)據(ju)的(de)(de)主節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)發起提案(an)，該(gai)(gai)主節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)將數(shu)據(ju)打(da)包(bao)成(cheng)(cheng)一個區(qu)(qu)(qu)塊提案(an)，利(li)用當前視圖的(de)(de)全局序列號計(ji)數(shu)器為該(gai)(gai)區(qu)(qu)(qu)塊提案(an)分配(pei)序列號，并計(ji)算該(gai)(gai)區(qu)(qu)(qu)塊的(de)(de)哈希值(zhi)；所(suo)述視圖描述了區(qu)(qu)(qu)塊鏈網(wang)絡的(de)(de)當前有(you)(you)效的(de)(de)主節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)和(he)(he)副節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)的(de)(de)特定(ding)構成(cheng)(cheng)；在(zai)預(yu)準(zhun)(zhun)備(bei)階(jie)(jie)(jie)段(duan)，主節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)執行(xing)廣播提案(an)，將區(qu)(qu)(qu)塊提案(an)、序列號、哈希值(zhi)以及其(qi)(qi)(qi)他(ta)(ta)必(bi)要信息(xi)封裝成(cheng)(cheng)包(bao)含提案(an)的(de)(de)預(yu)準(zhun)(zhun)備(bei)消(xiao)(xiao)息(xi)，并廣播給所(suo)有(you)(you)其(qi)(qi)(qi)它的(de)(de)副節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)；在(zai)準(zhun)(zhun)備(bei)階(jie)(jie)(jie)段(duan)，副節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)接收(shou)(shou)到主節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)的(de)(de)包(bao)含提案(an)的(de)(de)預(yu)準(zhun)(zhun)備(bei)消(xiao)(xiao)息(xi)，進(jin)(jin)行(xing)驗(yan)證(zheng)(zheng)提案(an)；驗(yan)證(zheng)(zheng)通(tong)過后(hou)，副節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)生成(cheng)(cheng)準(zhun)(zhun)備(bei)消(xiao)(xiao)息(xi)，并廣播給其(qi)(qi)(qi)他(ta)(ta)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)；每(mei)(mei)個節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)收(shou)(shou)集收(shou)(shou)集其(qi)(qi)(qi)他(ta)(ta)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)的(de)(de)準(zhun)(zhun)備(bei)消(xiao)(xiao)息(xi)；當每(mei)(mei)個節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)收(shou)(shou)集到至少?2f?+?1?個有(you)(you)效的(de)(de)準(zhun)(zhun)備(bei)消(xiao)(xiao)息(xi)后(hou)，進(jin)(jin)入(ru)提交(jiao)階(jie)(jie)(jie)段(duan)；其(qi)(qi)(qi)中，f表示區(qu)(qu)(qu)塊鏈網(wang)絡中故障(zhang)節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)的(de)(de)數(shu)量的(de)(de)最大預(yu)期值(zhi)；在(zai)提交(jiao)階(jie)(jie)(jie)段(duan)，節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)達(da)(da)成(cheng)(cheng)提案(an)共(gong)識(shi)，從而(er)將達(da)(da)成(cheng)(cheng)共(gong)識(shi)的(de)(de)提案(an)寫(xie)入(ru)本節(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)的(de)(de)區(qu)(qu)(qu)塊鏈賬(zhang)本。

10、在優選的(de)實施方式中(zhong)，所(suo)述(shu)副節點(dian)(dian)具體的(de)驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)提案環節包括：（1）視(shi)圖(tu)編(bian)號驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：確認預(yu)準備消(xiao)息中(zhong)的(de)視(shi)圖(tu)編(bian)號與當前生效的(de)視(shi)圖(tu)一致，（2）序列(lie)號驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：確認序列(lie)號在合法(fa)范圍內(nei)且未被占用；（3）哈希(xi)(xi)值驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：計算提案的(de)哈希(xi)(xi)值并與接(jie)收到的(de)哈希(xi)(xi)值進行比較；（4）簽名驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：驗證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)主節點(dian)(dian)的(de)數字簽名。以上(shang)從(cong)而(er)，實現了將(jiang)希(xi)(xi)望共享和存儲的(de)所(suo)述(shu)設備健康監(jian)測數據(ju)寫入各(ge)個區塊鏈節點(dian)(dian)共享的(de)區塊鏈賬(zhang)本(ben)。

11、在優選的(de)(de)實施方(fang)式中，每個區塊鏈(lian)(lian)節點還(huan)包括智能合(he)(he)約單(dan)元，該(gai)智能合(he)(he)約單(dan)元基于區塊鏈(lian)(lian)賬本中寫(xie)入的(de)(de)所(suo)述設備健(jian)康(kang)監測數據，將其與(yu)合(he)(he)約執(zhi)行條件進行匹配(pei)，在匹配(pei)成(cheng)功(gong)的(de)(de)基礎(chu)上觸(chu)發合(he)(he)約操(cao)作(zuo)的(de)(de)執(zhi)行，并將合(he)(he)約操(cao)作(zuo)的(de)(de)執(zhi)行結果，通過共識(shi)驗(yan)證單(dan)元采用pbft共識(shi)機制登(deng)記到(dao)區塊鏈(lian)(lian)賬本。

12、在優(you)選的(de)實(shi)施方式中，所述(shu)智能(neng)合(he)約單元通過(guo)每輪基于?pbft共識機制寫入區塊(kuai)鏈賬本的(de)所述(shu)設(she)備(bei)健康監測(ce)數(shu)據，實(shi)時監控設(she)備(bei)的(de)運行狀(zhuang)態，當發現異常，智能(neng)合(he)約自動觸發維護通知。

13、在(zai)優(you)選的(de)(de)實施方式中，所述智能合約單(dan)元通過(guo)每輪基于?pbft共(gong)(gong)(gong)識機(ji)制(zhi)寫入(ru)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)賬本的(de)(de)所述設(she)備健康監測數據(ju)，按照預設(she)的(de)(de)統(tong)計周期(qi)對工控(kong)系統(tong)設(she)備進行健康指標統(tong)計，對照評分規則計算工控(kong)系統(tong)設(she)備的(de)(de)質(zhi)量評分，并通過(guo)以上(shang)?pbft共(gong)(gong)(gong)識機(ji)制(zhi)，在(zai)所述區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)節點之間共(gong)(gong)(gong)享和記(ji)錄在(zai)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)賬本中。

14、在優選的(de)實施方式(shi)中，工控系統的(de)各參(can)與(yu)方的(de)終(zhong)(zhong)端，通過本終(zhong)(zhong)端安(an)裝(zhuang)的(de)區塊鏈(lian)(lian)瀏覽器，從本方區塊鏈(lian)(lian)節點的(de)區塊鏈(lian)(lian)賬本中，查看和(he)下載(zai)共享數據。

15、在優選(xuan)的(de)(de)實(shi)施方式中，所述區(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)節點具有訪問(wen)控制(zhi)單(dan)(dan)元，該單(dan)(dan)元針(zhen)對請求訪問(wen)本(ben)節點的(de)(de)區(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)賬(zhang)本(ben)的(de)(de)所述區(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)瀏覽(lan)器，通過(guo)訪問(wen)控制(zhi)列表實(shi)現數據(ju)權限管理，確保(bao)只有授權方能夠(gou)訪問(wen)和(he)操(cao)作特(te)定數據(ju)。

16、（三）有益效果

17、本發(fa)明通過引入區(qu)塊(kuai)鏈(lian)技術，利(li)用區(qu)塊(kuai)鏈(lian)的(de)不可篡改性和(he)(he)(he)可追溯(su)性，確(que)保(bao)數據的(de)真實(shi)(shi)性和(he)(he)(he)可靠性，顯著提(ti)升了(le)(le)工(gong)控(kong)(kong)系統設備(bei)健(jian)康監測數據在整合與共享中的(de)信(xin)任和(he)(he)(he)安全性。智能(neng)合約的(de)應用實(shi)(shi)現了(le)(le)設備(bei)維(wei)(wei)護通知和(he)(he)(he)質量(liang)評(ping)估的(de)自動化，大幅提(ti)升了(le)(le)操作效(xiao)率。通過區(qu)塊(kuai)鏈(lian)的(de)訪問(wen)控(kong)(kong)制列(lie)表（acl），實(shi)(shi)現了(le)(le)精(jing)細(xi)的(de)數據權限管(guan)理，確(que)保(bao)只有授權方(fang)能(neng)夠(gou)訪問(wen)和(he)(he)(he)操作特定(ding)數據。最(zui)終，本發(fa)明極大地提(ti)升了(le)(le)數據透明度和(he)(he)(he)協(xie)作效(xiao)率，降低了(le)(le)以往工(gong)控(kong)(kong)系統各參與方(fang)的(de)溝通時間成本，為工(gong)控(kong)(kong)系統的(de)建設方(fang)、運行(xing)方(fang)和(he)(he)(he)維(wei)(wei)護方(fang)提(ti)供了(le)(le)基于(yu)數據共享機制的(de)、高效(xiao)的(de)、可靠的(de)工(gong)控(kong)(kong)系統監測平臺。

18、本申請(qing)的其他(ta)優點、目標和特征在(zai)某種(zhong)程度上將在(zai)隨(sui)后的說(shuo)明書(shu)中(zhong)進行闡述，并(bing)且在(zai)某種(zhong)程度上，基于對下文的考(kao)察(cha)研究(jiu)對本領域技術人員而(er)(er)言將是(shi)顯而(er)(er)易見的，或者(zhe)可(ke)以從本申請(qing)的實踐中(zhong)得到教導(dao)。本申請(qing)的目標和其他(ta)優點可(ke)以通過下面的說(shuo)明書(shu)來實現和獲(huo)得。

技術特征：

1.一種基于區塊鏈(lian)的(de)(de)工控(kong)(kong)系(xi)統設備健康監測系(xi)統，所述系(xi)統具體包括：工控(kong)(kong)系(xi)統數據采(cai)集(ji)接(jie)口，以(yi)及由多個(ge)區塊鏈(lian)節(jie)點(dian)組(zu)成的(de)(de)區塊鏈(lian)網絡；其(qi)中，針對工控(kong)(kong)系(xi)統的(de)(de)每個(ge)參與方(fang)部(bu)署至少一個(ge)所述區塊鏈(lian)節(jie)點(dian)，其(qi)特征在于：

2.根(gen)據權利要求1所述的基于(yu)區塊鏈的工控系統設(she)備健康(kang)監測(ce)系統，其特征在于(yu)，所述區塊鏈網(wang)絡的各(ge)區塊鏈節點通過p2p網(wang)絡相互連接，形成(cheng)一(yi)個(ge)去中(zhong)心化的網(wang)絡結構(gou)。

3.根據權利要求(qiu)1所述的(de)(de)基(ji)于(yu)區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈的(de)(de)工(gong)控系(xi)統設(she)備健(jian)(jian)康監(jian)測(ce)系(xi)統，其(qi)特征在于(yu)，每(mei)個區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈節點包(bao)括區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈賬本以(yi)及共(gong)識驗(yan)證單元；區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈節點通過(guo)本節點的(de)(de)區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈賬本，以(yi)區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)為數據單位(wei)記錄所述設(she)備健(jian)(jian)康監(jian)測(ce)數據；并且，所述區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈網絡中的(de)(de)區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈節點通過(guo)共(gong)識驗(yan)證單元，對所獲得的(de)(de)設(she)備健(jian)(jian)康監(jian)測(ce)數據進行(xing)共(gong)識驗(yan)證，共(gong)識驗(yan)證通過(guo)后才允許將(jiang)設(she)備健(jian)(jian)康監(jian)測(ce)數據寫(xie)入所述區(qu)(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈賬本。

4.根據(ju)(ju)權利要求3所(suo)述(shu)(shu)的(de)(de)基于區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)的(de)(de)工控系統設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)健康(kang)監測(ce)系統，其(qi)特(te)(te)征(zheng)在(zai)(zai)于，所(suo)述(shu)(shu)共(gong)(gong)識驗證(zheng)單元實現對數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)共(gong)(gong)識驗證(zheng)并(bing)(bing)寫入(ru)(ru)區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)賬本的(de)(de)過程包括(kuo)：提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)、預準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)、準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)和提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)交(jiao)階(jie)(jie)段；在(zai)(zai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)階(jie)(jie)段，希(xi)望共(gong)(gong)享和寫入(ru)(ru)所(suo)述(shu)(shu)設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)健康(kang)監測(ce)數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)主(zhu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)發起提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)，該主(zhu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)將數(shu)據(ju)(ju)打包成(cheng)(cheng)一個區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)，利用當(dang)前(qian)(qian)視(shi)圖的(de)(de)全局(ju)序(xu)列號(hao)(hao)計數(shu)器為該區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)分配序(xu)列號(hao)(hao)，并(bing)(bing)計算(suan)該區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)的(de)(de)哈希(xi)值(zhi)；所(suo)述(shu)(shu)視(shi)圖描述(shu)(shu)了區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)網絡的(de)(de)當(dang)前(qian)(qian)有效的(de)(de)主(zhu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)和副(fu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)特(te)(te)定構成(cheng)(cheng)；在(zai)(zai)預準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)階(jie)(jie)段，主(zhu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)執(zhi)行廣播(bo)(bo)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)，將區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)、序(xu)列號(hao)(hao)、哈希(xi)值(zhi)以及其(qi)他信息(xi)(xi)封裝成(cheng)(cheng)包含提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)的(de)(de)預準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)消(xiao)息(xi)(xi)，并(bing)(bing)廣播(bo)(bo)給(gei)所(suo)有其(qi)它的(de)(de)副(fu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)；在(zai)(zai)準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)階(jie)(jie)段，副(fu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)接收(shou)到主(zhu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)包含提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)的(de)(de)預準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)消(xiao)息(xi)(xi)，進行驗證(zheng)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)；驗證(zheng)通(tong)過后，副(fu)節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)生成(cheng)(cheng)準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)消(xiao)息(xi)(xi)，并(bing)(bing)廣播(bo)(bo)給(gei)其(qi)他節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)；每(mei)個節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)收(shou)集(ji)(ji)(ji)收(shou)集(ji)(ji)(ji)其(qi)他節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)消(xiao)息(xi)(xi)；當(dang)每(mei)個節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)收(shou)集(ji)(ji)(ji)到至少?2f?+?1?個有效的(de)(de)準備(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)消(xiao)息(xi)(xi)后，進入(ru)(ru)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)交(jiao)階(jie)(jie)段；其(qi)中，f表示區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)網絡中故障節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)數(shu)量(liang)的(de)(de)最大預期值(zhi)；在(zai)(zai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)交(jiao)階(jie)(jie)段，節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)達成(cheng)(cheng)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)共(gong)(gong)識，從而將達成(cheng)(cheng)共(gong)(gong)識的(de)(de)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)案(an)(an)(an)寫入(ru)(ru)本節(jie)(jie)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)區(qu)(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)賬本。

5.根(gen)據權利(li)要(yao)求4所(suo)述的(de)(de)(de)基于(yu)(yu)區塊(kuai)鏈的(de)(de)(de)工控系(xi)統設備健(jian)康監測系(xi)統，其特征在(zai)于(yu)(yu)，所(suo)述副節(jie)點(dian)具(ju)體的(de)(de)(de)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)提案環節(jie)包括：（1）視(shi)圖編號驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：確(que)認(ren)預準備消息中(zhong)的(de)(de)(de)視(shi)圖編號與當前生(sheng)效的(de)(de)(de)視(shi)圖一致，（2）序列號驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：確(que)認(ren)序列號在(zai)合(he)法范(fan)圍(wei)內且未被占(zhan)用；（3）哈希(xi)值(zhi)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：計(ji)算提案的(de)(de)(de)哈希(xi)值(zhi)并與接收到(dao)的(de)(de)(de)哈希(xi)值(zhi)進行比較；（4）簽名(ming)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)：驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)主節(jie)點(dian)的(de)(de)(de)數字簽名(ming)。

6.根(gen)據權利要求1所(suo)述(shu)(shu)的基于(yu)區塊(kuai)鏈(lian)的工控系統設備(bei)健(jian)康監(jian)測(ce)(ce)系統，其特征(zheng)在于(yu)，每個區塊(kuai)鏈(lian)節點還包括智能(neng)合約(yue)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)，該(gai)智能(neng)合約(yue)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)基于(yu)區塊(kuai)鏈(lian)賬本中寫入的所(suo)述(shu)(shu)設備(bei)健(jian)康監(jian)測(ce)(ce)數(shu)據，將其與合約(yue)執(zhi)行(xing)條件進(jin)行(xing)匹配，在匹配成功的基礎上觸發合約(yue)操作(zuo)(zuo)的執(zhi)行(xing)，并將合約(yue)操作(zuo)(zuo)的執(zhi)行(xing)結果，通過共識驗證單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)采(cai)用pbft共識機制登(deng)記到區塊(kuai)鏈(lian)賬本。

7.根據權利要求6所(suo)(suo)述(shu)的(de)基(ji)于區(qu)塊(kuai)鏈的(de)工控系統設備健康(kang)監(jian)測系統，其特征(zheng)在于，所(suo)(suo)述(shu)智(zhi)能合約單元(yuan)通過每輪(lun)基(ji)于?pbft共(gong)識機(ji)制寫入區(qu)塊(kuai)鏈賬本(ben)的(de)所(suo)(suo)述(shu)設備健康(kang)監(jian)測數據，實(shi)時監(jian)控設備的(de)運行(xing)狀態(tai)，當發現異常，智(zhi)能合約自動觸發維護通知。

8.根據(ju)權利要求6所(suo)述的(de)(de)基(ji)于區(qu)(qu)塊鏈的(de)(de)工(gong)控(kong)(kong)系統(tong)設(she)(she)(she)備(bei)健康(kang)監測系統(tong)，其特征在于，所(suo)述智能合約單元通過(guo)每輪基(ji)于?pbft共識機制寫入區(qu)(qu)塊鏈賬(zhang)本的(de)(de)所(suo)述設(she)(she)(she)備(bei)健康(kang)監測數據(ju)，按照(zhao)預設(she)(she)(she)的(de)(de)統(tong)計(ji)周(zhou)期對工(gong)控(kong)(kong)系統(tong)設(she)(she)(she)備(bei)進(jin)行健康(kang)指標統(tong)計(ji)，對照(zhao)評(ping)分(fen)規則計(ji)算工(gong)控(kong)(kong)系統(tong)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)質量(liang)評(ping)分(fen)，并(bing)通過(guo)以上(shang)?pbft共識機制，在所(suo)述區(qu)(qu)塊鏈節點之間共享和記錄在區(qu)(qu)塊鏈賬(zhang)本中(zhong)。

9.根據權利(li)要求1-8中任意一項(xiang)所述的(de)(de)基(ji)于區(qu)(qu)塊(kuai)鏈的(de)(de)工控(kong)系統設備(bei)健康監測系統，其特(te)征在于，工控(kong)系統的(de)(de)各參與方的(de)(de)終端，通(tong)過本終端安裝的(de)(de)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈瀏覽器，從本方區(qu)(qu)塊(kuai)鏈節(jie)點(dian)查看和下載(zai)共享(xiang)數(shu)據。

10.根據(ju)權(quan)(quan)利要求9所述的(de)基于(yu)區塊(kuai)鏈的(de)工控系統設備健康(kang)監測系統，其特(te)征(zheng)在于(yu)，所述區塊(kuai)鏈節點(dian)具有訪(fang)問(wen)控制單元，該單元針對請求訪(fang)問(wen)本節點(dian)的(de)區塊(kuai)鏈賬本的(de)所述區塊(kuai)鏈瀏(liu)覽器，通過訪(fang)問(wen)控制列(lie)表實現數(shu)據(ju)權(quan)(quan)限管理，確保只有授權(quan)(quan)方能夠訪(fang)問(wen)和操作特(te)定數(shu)據(ju)。

技術總結
本發明提供一種基于區塊鏈的工控系統設備健康監測系統，具體包括：工控系統數據采集接口，以及由多個區塊鏈節點組成的區塊鏈網絡；其中，針對工控系統的每個參與方部署至少一個所述區塊鏈節點。本發明旨在解決工控系統設備健康監測數據在數據整合與共享中的信任和安全問題，并且通過引入區塊鏈技術，確保數據的不可篡改性和可追溯性；通過智能合約，實現工控系統設備的維護通知和質量評估的自動化；從而，本發明最終能夠提升數據透明度和協作效率，為工控系統參與方提供可靠的數據共享平臺。

技術研發人員：靳濤,趙偉,王開奇
受保護的技術使用者：南京網藤科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19