基于区块链技术的木工机械智能远程检测体系构建

基于区块链技术的木工机械智能远程检测体系构建

赵展辉  赵仲浩  陈宏 乔吉刚 郭炎锐

中北大学

摘要：本文针对远程监测技术在土木机械工程中的应用，提出了基于区块链技术的智能远程检测体系构建方案。首先分析了当前木工机械远程检测存在的问题和需求，然后介绍了区块链技术的基本原理应用。详细阐述了基于区块链技术的木工机械智能远程检测体系的设计与实现，包括数据采集、传输、存储和智能分析等关键技术。该体系在提升木工机械远程检测效率、保障数据安全和完整性方面的优势，具有重要的实际应用意义。

关键词：区块链技术；木工机械；远程检测；智能体系；数据安全

Abstract: This article addresses the application of remote monitoring technology in civil mechanical engineering and proposes a smart remote detection system based on blockchain technology. Firstly, it analyzes the current problems and demands of remote detection in woodworking machinery, and then introduces the basic principles and applications of blockchain technology. It elaborates on the design and implementation of the intelligent remote detection system for woodworking machinery based on blockchain technology, including key technologies such as data collection, transmission, storage, and intelligent analysis. The system has significant practical implications in improving the efficiency of remote detection for woodworking machinery and ensuring data security and integrity.

Keywords: blockchain technology; woodworking machinery; remote detection; intelligent system; data security

正文：

0引言

随着信息技术的飞速发展，远程监测技术在木工机械设备领域得到了广泛应用。然而，传统的远程监测系统存在着数据易篡改、存储不安全、信任缺失等问题，制约了其在实际应用中的效果和可靠性。为解决这些问题，本文提出了一种基于区块链技术的木工机械智能远程检测体系构建方案。

1区块链技术概述

区块链技术是一种分布式账本技术，通过网络将数据复制到多个节点，并以按时间顺序链接起来的区块形式存储。它的核心原理包括分布式账本、去中心化和加密算法。区块链的去中心化是指没有中心机构或单一控制者，所有参与者共同维护和验证交易的有效性[1]。这种去中心化的特点使得区块链具有更高的透明度和可信度，减少了对中间商和第三方机构的依赖。

为了确保区块链的安全性和隐私性，区块链使用了密码学技术，包括哈希函数和公钥密码学等。哈希函数能够将数据转化为固定长度的字符串，确保数据的完整性和唯一性；而公钥密码学则用于实现交易的身份验证和加密通信。

2 基于区块链的木工机械智能远程检测体系设计

2.1 木工机械智能远程检测平台构建

利用嵌入式技术，设计木工机械智能远程检测平台的现场检测单元，并以微型处理器作为主控板，在数据采集技术、信息显示技术、无线传输技术的支持下，实现木工机械设备操控系统、液压系统、主轴系统、密封结构等多方面数据信息进行全面采集、传输和显示，相关采集和分析结果还会传输至对应用户的手机客户端和PC桌面端，实现木工机械智能远程检测技术的多元化显示，解决当前木工机械智能化检测中存在的技术瓶颈，推动木工机械检测实现智能化发展。总体来说木工机械智能监测平台主要包括以下几方面内容：第一，基于互联网/移动互联网传输技术，将检测平台采集和分析的木工机械设备状态特征、诊断报警以及远程检测结果传输至手机客户端和PC桌面端；第二，构建远程检测基本模型测量平台构建项目可自行性，并编写平台应用及界面程序；第三，设计和开发系统运维服务平台，并基于Web/数据服务器构建远程运维服务器，为平台数据信息的实时处理、本地预处理、故障实时诊断分析以及系统紧急自动停机提供支持；第四，利用大数据技术和数据管理技术，结合不同木工机械设备的应用特征实施数据挖掘分析，并根据分析结果于在客户端和桌面端进行时显示。根据以上内容，初步确认木工机械智能远程检测平台基本框架结构如图1所示。

图1 远程检测平台基本框架结构

如图1所示，整个远程检测平台主要分为视频图像采集、检测目标分析以及数据图像处理三大模块。其所视频图像采集主要用于实现传感器标定以及图像数据匹配、融合等功能；数据图像处理主要用于图层图像提取、时域图像增强以及木工机械行为目标识别分析等功能；检测目标分析则包括根据检测目标、识别目标行为、具体检测场景重构等功能。远程检测平台应用后预计可解决传统木工机械检测中存在的人工实时数据采集、人工经验要求较高等主观性问题，实现数据智能化、客观化检测分析等效果，有效提高木工机械智能远程诊断的准确性。

2.2 木工机械智能远程诊断系统设计

木工机械智能远程诊断系统主要包括传感器、控制器、LCD显示、GPRS无线通信、中间继电器、执行控制等多种功能模块，为保障系统的有效应用，在具体系统设计中应参考现有成熟远程诊断系统，结合木工机械智能远程诊断相关需求，合理实施系统设备选型，并以此为基础构建远程智能诊断专家系统。参考现有木工机械故障诊断知识及经验，合理构建专家诊断知识库和故障诊断规则，为智能诊断专家系统提供支持，进而促使智能诊断专家系统自动给出诊断结论、诊断解释以及对应的故障处理意见，增强木工机械故障诊断即时性和准确性[2]。另外，为方便用户对智能远程诊断系统的有效使用，还需要设计智能远程诊断系统手机客户端服务平台，该平台可接收智能远程平台的分析结果，促使使用结果可根据分析结果实现木工机械设备的现场运行控制与维护管理。

2.3 木工机械智能远程检测平台设计

基于区块链的木工机械智能远程检测平台技术路线如图2所示。

总体来说，智能远程检测平台构建流程如下：第一，借助区块链技术，构建木工机械智能远程检测平台及其数据库；第二，借助人工智能技术，构建智能软件检测系统；第三，借助云计算技术，构建云计算原型系统。总体来说，智能远程检测平台主要分为远程检测、智能检测以及区块链共识三部分内容。其中远程检测主要负责远程端与木工机械设备之间的实时数据通信检测；智能检测主要用于木工机械设备的智能专家诊断检测分析；区块链共识则用于构建木工机械智能检测区块链模型、网络共识模型，并根据木工机械监测数据实现两种模型的训练、测试和评价，验证两种模型的可行性和合理性。

图2 基于区块链的木工机械智能远程检测平台技术路线图

3未来的挑战

利用区块链技术进行木工机械智能远程检测可以提供许多优势，但也可能面临以下挑战：

①数据隐私和安全性：区块链本身具有较高的数据安全性，但在木工机械智能远程检测中，涉及到的数据可能包含敏感信息，如设备配置、性能参数等。确保数据隐私和安全性，防止未经授权的访问和篡改是一个重要的挑战。

②交易速度和延迟：区块链的共识机制和数据存储结构会导致交易的确认时间和处理延迟。在木工机械智能远程检测中，实时性是一个重要的因素，因此需要考虑如何优化交易速度和降低延迟，以满足实时检测和响应的需求。

③标准化和互操作性：在木工机械行业中，可能存在多个不同的设备供应商和数据格式，这导致数据标准化和不同系统之间的互操作性是一个挑战。为了实现有效的远程检测，需要建立统一的数据标准和接口规范，以促进不同设备和系统的互联互通。

4结语

在利用区块链技术进行木工机械智能远程检测时，我们需要克服数据隐私安全、可扩展性、交易速度、标准化和维护成本等挑战。然而，随着区块链技术的不断发展和完善，我们可以期待未来能够应对这些挑战，实现更安全、高效、标准化的木工机械智能远程检测系统，为木工行业带来更大的便利和效益。

参考文献：

[1]杨春梅,王金聪,高海洋等.基于区块链的木工机械智能远程检测关键技术研究[J].林产工业,2022,59(02):45-49.

[2]李艳.基于智慧农业视角的区块链赋能物联网技术的运用[J].农业技术与装备,2021(04):94-95+97.