基于日常活动水平检测和管理系统的企业数据管理方法

摘要

本发明提出一种基于企业日常活动水平的检测和管理系统的企业数据管理方法，该方法包括：传感器向网络中广播其会员加入请求；聚合器单元在接收到所述会员加入请求后，向传感器反馈其网络地址；所述传感器单元根据网络地址向聚合器单元在预设的时间内发送传感器采集的数据；所述聚合器单元将包含所述传感器的类型和唯一的标识号的传感器注册信息处理后的注册结果发送给区块链层中的区块链设备；区块链设备与聚合器单元之间根据所述唯一的标识号生成传感器信道密钥；所述聚合器单元对所述采集数据进行异常判断，并生成环境数据管理排污台账和许可执行报告M；聚合器单元将所述环境数据管理台账和许可执行报告M形成区块，上传到区块链设备中。

说明书

技术领域

本发明属信息采集与管理技术领域，特别涉及一种基于企业日常活动水平的检测和管理系统的企业数据管理方法。

背景技术

2016年11月，国务院办公厅印发《控制污染物排放许可制实施方案》，明确将控制污染物排放许可制建设成为固定污染源环境管理的核心制度，通过实施控制污染物排放许可制提高管理效能。2018年1月，国务院办公厅转发生态环境部发布《排污许可管理办法(试行)》，明确了排污者责任，强调守法激励、违法惩戒，为强化落实排污者责任，《管理办法》规定了企业承诺、自行监测、台账记录、执行报告、信息公开等五项制度。

根据排污许可相关管理要求，明确了企业自我守法要求，明确了要严格落实企事业单位环境保护责任，落实企事业单位按证排污责任，企事业单位需要如实向环境保护部门报告排污许可证执行情况，依法向社会公开污染物排放数据并对数据真实性负责。

为了响应排污许可制度相关要求，企事业单位需要建立起自身的台账管理制度、证后监管体系，完善自证守法体系，完成从要我守法到我要守法的转变，为构建企业自证守法体系，现有技术中缺少完善的机制对污染物排放、及与污染物排放相关的用水，用电、设备运行状态进行监督，无法形成可信任的企业台账，无法构建完整证据链，本发明对企业污染物排放信息、用水、用电量、设备运行状态进行公示，利用区块链技术使各个企业的污染物排放信息，用水、用电量、设备运行状态得到准确公开，同时做到公平，透明，不可否认，不可篡改，在生成台账的同时，构建了完整证据链；还可通过自动化提高了企业管理效率。企业不仅可以通过这些文件和记录自行判定是否达标、核算实际排放量，及时发现自身环境管理存在的问题；还能确保台账记录的客观性、真实性和可追溯性，从而为自证守法打下坚实的事实基础。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了基于企业日常活动水平的检测和管理系统的企业数据管理方法，所述系统包括：传感器层，聚合器单元层，区块链层；所述传感器层包括废水排放传感器、废气排放传感器、电量传感器、用水量传感器、设备运行数据采集传感器；所述聚合器单元层包括多个聚合器单元，分别与传感器层中的各种传感器连接；所述区块链层与所述聚合器单元层中的多个聚合器单元连接；所述方法包括：S10，传感器注册步骤：所述传感器向网络中广播其会员加入请求，所述会员加入请求中包括传感器的类型和唯一的标识号；聚合器单元层中的聚合器单元在接收到所述会员加入请求后，向传感器反馈其网络地址；所述传感器单元根据网络地址向聚合器单元在预设的时间内发送传感器采集的数据；所述聚合器单元将包含所述传感器的类型和唯一的标识号的传感器注册信息处理后的注册结果发送给区块链层中的区块链设备；S20，所述区块链设备与传感器之间的密钥协商步骤：区块链设备与聚合器单元之间根据所述唯一的标识号生成传感器信道密钥；S30，环境数据管理台账和许可执行报告上传区块链步骤：所述聚合器单元对所述采集数据进行异常判断，并生成环境数据管理台账和许可执行报告M；聚合器单元将所述环境数据管理台账和许可执行报告M形成区块，利用所述传感器信道密钥实现区块的保密通信，上传到区块链设备中。

特别地，所述废气传感器对排放口处采集数据，包括采集时间，排放口编号，检测次数，排放浓度范围，风量，排放量，排放速率，污染因子；所述废水传感器对排放口采集的数据包括：排放口编号，流量，污染因子，浓度，排放量；所述电量传感器对企业设备运行中消耗的电量进行采集，包括采集时间，设备编号和对应消耗的电量；所述用水量传感器对企业设备运行中消耗的用水量进行采集，包括采集时间，设备编号和对应消耗的用水量；所述设备运行数据采集传感器对设备的工作状态进行采集，包括对设备处理器运行负荷，运行时间进行采集和统计。

特别地，所述步骤20中，其中区块链设备与传感器之间进行密钥参数传输的步骤具体包括：区块链设备中内置有智能合约单元，该智能合约单元部署有根密钥；聚合器单元向智能合约单元发送密钥协商信息，密钥协商信息中包括用来唯一标识特定传感器的所述唯一标识号；然后区块链设备通过硬件信任根密钥对该密钥协商信息进行签名；聚合器单元根据获知该硬件信任根密钥对应的公钥对签名进行验证，在验签成功后，智能合约单元和聚合器单元分别基于上述协商信息协商得到相同的传感器信道密钥。

特别地，所述步骤S30中，进一步包括：获取区块链中最近生成的n个连续区块的哈希值h

特别地，其中所述对所述采集数据进行异常判断包括对废水排放传感器、废气排放传感器、电量传感器、用水量传感器、设备运行数据采集传感器中一个采集的数据或多个传感器采集数据的组合进行判断，确定企业日常活动水平是否异常。

特别地，其中所述步骤S30中聚合器单元对所述采集数据进行异常判断，并可按照时间和/或传感器和/或聚合器单元的维度生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

特别地，其中时间的维度包括：小时，天，月，季度或年。

特别地，其中可以废水排放传感器、废气排放传感器、电量传感器、用水量传感器、设备运行数据采集传感器分别或一起生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

特别地，其中聚合器单元可按照单独某一个聚合器单元，或者按照企业内所有聚合器单元为单位或者按照一定区域内的聚合器单元为单位生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

附图说明

图1为本发明提出的系统框图；

图2为本发明提出的方法流程图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。

本发明提出基于企业日常活动水平的检测和管理系统的企业数据管理方法，所述系统参见图1，其包括：传感器层，聚合器单元层，区块链层；所述传感器层包括废水排放传感器、废气排放传感器、电量传感器、用水量传感器、设备运行数据采集传感器；所述废气传感器对排放口处采集数据，包括采集时间，排放口编号，检测次数，排放浓度范围，风量，排放量，排放速率，污染因子；所述废水传感器对排放口采集的数据包括：排放口编号，流量，污染因子，浓度，排放量；所述电量传感器对企业设备运行中消耗的电量进行采集，包括采集时间，设备编号和对应消耗的电量；所述用水量传感器对企业设备运行中消耗的用水量进行采集，包括采集时间，设备编号和对应消耗的用水量；所述设备运行数据采集传感器对设备的工作状态进行采集，包括对设备处理器运行负荷，运行时间进行采集和统计。所述聚合器单元层包括多个聚合器单元，分别与传感器层中的各种传感器连接；本实施例中聚合器单元可采用树莓派Raspberry Pi(RPi)Model B；其中传感器层中各种传感器设备都需通过聚合器单元形成污染排放数据的传输。区块链层采用“区块链即服务”(BaaS)，其是由区块链与云计算紧密结合，在云上搭建区块链技术，可以帮助企业简化运营流程，无需专门建设自己的基础设施，服务购买即用，削减了部署成本。和普通节点及交易所节点相比，BaaS节点的用途主要是：快速建立自己所需的开发环境，提供基于区块链的搜索查询、交易提交、数据分析等一系列操作服务，这些服务既可以是中心化的，也可以是非中心化的，用来帮助开发者更快地验证自己的概念和模型。BaaS节点的服务性体现在：工具性更强，便于创建、部署、运行和监控区块链。

所述区块链层与所述聚合器单元层中的多个聚合器单元连接；所述方法参见图2，其包括：S10，传感器注册步骤：所述传感器向网络中广播其会员加入请求，所述会员加入请求中包括传感器的类型和唯一的标识号；传感器类型可以为废水排放、废气排放、用水统计、用电统计、设备运行数据统计；标识可以是传感器的出厂标识。

聚合器单元层中的聚合器单元在接收到所述会员加入请求后，向传感器反馈其网络地址；所述传感器单元根据网络地址向聚合器单元在预设的时间内发送传感器采集的数据；所述聚合器单元将包含所述传感器的类型和唯一的标识号的传感器注册信息处理后的注册结果发送给区块链层中的区块链设备。

S20，所述区块链设备与传感器之间的密钥协商步骤：区块链设备与聚合器单元之间根据所述唯一的标识号生成传感器信道密钥；

其中区块链设备与传感器之间进行密钥协商的步骤具体包括：区块链设备中内置有智能合约单元，该智能合约单元部署有根密钥；聚合器单元向智能合约单元发送密钥协商信息，密钥协商信息中包括用来唯一标识特定传感器的唯一标识号；然后区块链设备通过硬件信任根密钥对该密钥协商信息进行签名；聚合器单元根据获知该硬件信任根密钥对应的公钥对签名进行验证，在验签成功后，智能合约单元和聚合器单元分别基于上述协商信息协商得到相同的传感器信道密钥；其中密钥的协商包括智能合约单元和聚合器单元分别执行相同的密钥生成算法，此处，采用对称密钥作为传感器信道密钥，可使用的算法包括但不限于DES算法，3DES算法，TDEA算法，Blowfish算法，RC5算法，IDEA算法，本领域技术人员可按照需要选择，不过多进行限定。

S30，环境数据管理台账和许可执行报告上传区块链步骤：所述聚合器单元对上述采集的数据进行异常判断，并生成环境数据管理台账和许可执行报告M；

对采集的数据进行异常判断可以实现企业日常活动水平的检测，其包括对厂房正常工作的设备的排污量如排废水、排废气是否超标进行判断，如果排污量超标，则还会将排污超标的时间段，超标的污染因子，浓度，排放口编号等信息进行记录。

并且，采集的数据进行异常判断还包括对企业厂房设备用电量，用水量及设备负荷等单独或几个参数结合进行判断，确定是否出现异常；例如企业厂房设备长时间超负荷运行，可以据此判断设备可能出现故障；例如企业厂房设备用电量超过预定阈值，而设备负荷却小于预设阈值，此时也可据此判断厂房设备可能出现故障；再如企业厂房设备用水量小于或接近预设阈值，而污水排放量却大于预设的排污比例，此时可能是厂房设备出现故障；还可能是企业厂房设备用水量，用电量都超过阈值，而排污量却小于预设的排污比例，此时可能厂房设备排污存在舞弊；无论以上哪种异常，其异常数据都会被各类传感器采集后作为预警预告信息，发布给企业，或者提示企业数据异常。

然后，聚合器单元获取区块链中最近生成的n个连续区块的哈希值h

其中所述步骤S30中聚合器单元对所述采集数据进行异常判断，并可按照时间和/或传感器和/或聚合器单元的维度生成环境数据管理台账和许可执行报告M。其中时间的维度包括：小时，天，月，季度或年，即可按照小时，天，月，季度，或年为单位，根据企业或国家法律法规的要求，生成环境数据管理台账和许可执行报告M；必要时还可按照指定特定的时间段生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

并且其中还可以废水排放传感器、废气排放传感器、电量传感器、用水量传感器、设备运行数据采集传感器分别或一起生成环境数据管理台账和许可执行报告M。具体而言，可根据企业或国家法律法规要求，统一对废水排放、废气排放、企业用电、用水，设备运行数据单独生成环境数据管理台账和许可执行报告M，或者，对上述数据中的任意组合按照需要生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

并且，其中聚合器单元可按照单独某一个聚合器单元，或者按照企业内所有聚合器单元为单位或者按照一定区域内的聚合器单元为单位生成环境数据管理台账和许可执行报告M。具体而言，作为单独个体，可针对每个聚合器单元生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

并且，如果某个企业规模很大，涉及不同区域内的多个聚合器单元，可根据需要针对该企业的多个不同区域甚至不同部门或不同级别单位，按照多个聚合器单元为单位，生成环境数据管理台账和许可执行报告M；当然，也可以根据需要或要求，对某个区域内，如某个工业园内有多家企业，以整个工业园为单位，针对多个聚合器单元对其中所有企业生成环境数据管理台账和许可执行报告M。

根据对企业内部环境数据的采集，实现自动生成符合技术规范要求的环境数据管理台账和许可执行报告，并将整个环境数据管理台账和许可执行报告M上传区块链，利用了区块链属于分散网络、其可追溯性、安全性、高可用性和不变性等特点，可实现企业运行数据的公开，实现其自证过程的公平，公正，透明，方便监管部门监督；整个自证过程可形成完整的证据链，无论违法记录还是守法记录，以区块链的形式作为证据被保存。

对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。