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申请/专利权人：淮阴工学院

摘要：本发明公开了一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法及装置，实时监测每个运输阶段的温度、湿度和碳浓度信息，并将采样的数据发送到边缘计算节点进行处理计算；边缘计算节点实时接收并转换多个传感器数据，计算每个时刻的能耗和碳排放量；边缘计算节点将环境数据、能耗计算结果与碳排放量信息上传至区块链网络各节点中；区块链网络将各边缘计算节点采集的数据汇总计算得出冷链运输工具在每个运输阶段中的碳排放，并实时数据更新；边缘计算节点在设备端实施调整，实现实时、动态闭环的碳排放监测与管控。与现有技术相比，本发明利用区块链与边缘计算协同进行碳排放数据传输和监测，为冷链物流减碳提供数据支持。

主权项：1.一种基于区块链和边缘计算的冷链物流碳排放数据监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：环境传感器实时监测冷链物流仓库仓储、卡车运输、集装箱运输过程中的温度、湿度和碳浓度信息，并将采样的环境数据发送到对应运输阶段标识的边缘计算节点进行处理和计算；步骤1.1：在冷链仓库、卡车和集装箱运输环境中安装相应种类的温度、湿度、碳浓度传感器，传感器通过通信接口连接边缘计算节点，并对环境数据的精度、数据格式进行初始设置；步骤1.2：对每个连接传感器的边缘计算节点标识每个物流运输阶段，便于后续点对点传达信息；步骤1.3：传感器上电启动，对温度补偿、滤波频率进行初始化设置；步骤1.4：进行标定，将信号转换为标准单位制的数字量值；步骤1.5：边缘计算节点在接收到传感器采集的环境数据后，对每个环境数据采样点添加系统时间戳；步骤1.6：传感器将数码化和打上时标的环境数据实时上传给边缘计算节点；步骤2：边缘计算节点实时接收并转换多个传感器采集的环境数据，并计算每个时刻的能耗量和碳排放量；步骤2.1：边缘计算节点通过物联接口实时接收不同传感器上传的环境数据，环境数据包含采样点的值、单位和时间标记；步骤2.2：同一时刻从不同传感器接收到的环境数据，边缘计算节点进行加权计算融合处理，得到代表当时环境状况的数据集；步骤2.3：如果某些时刻的环境数据从部分传感器丢失或异常，边缘计算节点对空缺数据进行线性插值法的补偿，确保获得完整的环境数据集；步骤2.4：基于融合后的环境数据集和物联网设备的运行参数，边缘计算节点根据热力学定义建立能耗量计算表达式计算出每个时刻的能耗量；所述物联网设备即为环境传感器；步骤2.5：根据每个区域的碳排放密度，边缘计算节点将每个时刻的能耗量转换为相应的碳排放量，计算结果反映碳排放的动态变化及物联网设备运行效率；步骤2.6：边缘计算节点将接收到的原始的环境数据、融合后的环境数据集、碳排放计算结果进行永久存储，同时上传至区块链网络；步骤3：边缘计算节点将环境数据、能耗量计算结果与碳排放量信息上传至区块链网络各节点中；步骤3.1：边缘计算节点将环境数据、能耗量和碳排放量结果进行打包处理，一定时间间隔作为一个数据包上传，数据包中包含多个时刻的监测与计算结果，以及相应的时间标记；步骤3.2：边缘计算节点对每个数据包进行加密和数字签名；步骤3.3：将区块链网络分为主链和侧链，每个节点都设置主侧链标识，主链存储公开数据，侧链存储私有数据；步骤3.4：边缘计算节点选择上传数据包至区块链网络的主链或者侧链；步骤3.5：边缘计算节点与选定的链建立数据上传通道，通过区块链的每个节点进行自动化传输；步骤3.6：区块链网络中的节点利用预设的密钥生成模块、数字签名模块和证书管理模块对数据包进行解密、验签和解压，获得环境数据、能耗量与碳排放量信息，接收到的数据和本地数据进行关联校验；步骤3.7：区块链网络的节点利用预设的共识算法PoW对数据包进行核验、确认和记账，最终写入区块链分布式账本，记账结果同步到边缘计算节点；步骤4：区块链网络将各边缘计算节点采集的环境数据汇总计算，生成冷链运输工具在每个运输阶段的碳排放报告，并依据边缘计算节点，点对点反馈信息并实时更新环境数据；步骤4.1：区块链网络需要检查各边缘计算节点上传的环境数据所带时间标识，发现并纠正时间偏差，确保所有环境数据按时间轴准确排序，并利用时空关联识别进行数据匹配；步骤4.2：区块链网络根据边缘计算节点环境数据中的运输阶段标识，将环境数据分类整理为属于同一冷链运输工具运输阶段的数据集；步骤4.3：区块链网络将各边缘计算节点采集的环境数据与冷链运输工具的电子地图进行映射，建立环境数据与空间位置的对应关系；步骤4.4：区块链网络将时空关联识别后的匹配数据进行聚合，生成表示某一冷链运输工具某一运输阶段环境特征的综合数据；步骤4.5：通过冷链物流运输生命周期分析综合数据，计算出每个运输阶段的总能耗量和碳排放量；步骤4.6：根据每个阶段的碳排放总量结合每个运输阶段标识，制定时间范围内的中间碳排放评估记录；步骤4.7：将碳排放数据报告在区块链网络发布和记账，以实现报告的不可篡改和结果的公开透明；步骤5：边缘计算节点根据区块链网络封装的更新软件包，在物联网设备端自动优化物联网设备的运行参数，实现实时的碳排放监测与管控；步骤5.1：区块链网络节点定期对碳排放数据报告封装成可执行的软件包，下发至边缘计算节点，用于物联网设备运行指标的调整；步骤5.2：边缘计算节点将接收到的软件包部署在物联网设备端，与物联网设备控制软件相结合；步骤5.3：边缘计算节点在软件部署完成后，执行数据采集物联网设备的参数基准测试，获取物联网设备在标识运输阶段的参数和状态数据；步骤5.4：区块链网络基于步骤5.3收到的基准测试结果，设置碳排放数据的阈值范围，再将阈值结果下发至边缘计算节点；步骤5.5：边缘计算节点持续评估物联网设备运行的实时环境数据，评估结果包括物联网设备参数的变化情况和运行效率；步骤5.6：边缘计算节点将评估结果反馈至区块链网络中标识对应运输阶段的节点；步骤5.7：标识对应运输阶段的节点根据评估结果，与上一时期存储的碳排放数据报告中物联网设备运行指标，包括处理能力提高率、故障率下降长度、精度与稳定性进行对比；步骤5.8：根据生成的新的碳排放数据报告，再进行封装成软件包和部署；步骤5.9：边缘计算节点在部署结束后向区块链网络节点发送部署完成的反馈信息；步骤5.10：区块链网络需要接收到反馈信息后，需要进行校验，确保更新的软件包已经被边缘计算节点准确接收和配置；步骤5.11：直到获得当前反馈阶段评估效果显著后结束。

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