(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211095087.6 (22)申请日 2022.09.08 (71)申请人 国网福建省电力有限公司 地址 350003 福建省福州市 鼓楼区五四路 257号 申请人 国网福建省电力有限公司电力科 学 研究院 (72)发明人 李振嘉　张延辉　王健　吴涵　 罗翔　张振宇　高源　翁晓春　 李怡然　陈石川　闫洪林　王珏莹　 林栋　李衍川　李晓东　刘坚　 康伟　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 陈鼎桂　蔡学俊(51)Int.Cl. G07C 1/20(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 67/1097(2022.01) (54)发明名称 基于区块链的配电线路无人机自主巡检系 统及方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于区块链的配电线路无 人机自主巡检系统， 所述包括客户端模块、 服务 器云端、 自组网基站和机巢无人机模块； 所述系 统部署了联盟区块链， 其中客户端、 自组网基站、 机巢和电源为联盟区块链的轻节 点， 服务器云端 构成联盟区块链的全节点。 本发 明利用区块链技 术保障数据传输与存 储的安全性和可靠性。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115497188 A 2022.12.20 CN 115497188 A 1.一种基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所述包括客户端模 块、 服务器 云端、 自组网基站和机巢无人机模块； 所述系统部署 了联盟区块链， 其中客户端、 自组网基站、 机巢和电源为联盟区块链的轻节点， 服 务器云端构成联盟区块链的全节点。 2.根据权利要求1所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述系统还设置了智能合约， 基于联盟区块链全节点对数据的合法性进行验证， 起飞命令和 无人机回传数据依靠区块联盟链技 术的分布式存 储、 P2P传输和非对称加密。 3.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述服务器云端， 用于接 收并存储经过加密处理的起飞命令， 并将起飞命令保存在智能合约 中， 在判定智能合约中的指令信息为起飞命令后， 全节点将控制信息发送至有公网的自组 网基站以及接收并储存无人机返回的执行结果数据， 将无人机返回结果数据通过智能合约 将数据发送至客户端。 4.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述自组网基站， 分为自组网有公网信号基站A和自组网无公网信号基站B； 所述自组网有公 网信号基站A用于接收全节点发送来的控制流信息， 以及无公网自组网基站B传输来的数 据； 所述无公网区域的自组网基站B用于接收有公网信号基站A传输来的控制流信息， 以及 无公网自组网基站B将控制流信息发送给机巢， 并且接收机巢无 人机模块传输来的数据。 5.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述机巢无人机模块用于接 收无公网区域自组网基站B传输来的控制流信息， 随后触发智能 合约判断是否可以起飞， 符合条件无人机起飞， 否则命令取消； 无人机起飞执行任务时， 在 线路自主巡检中可以不与机巢进行通信， 在电量不足情况时， 无人机返回到机巢即进行充 电和数据传输 。 6.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述轻节点 不参与共识， 可以传输和接收数据； 所述全节点 不仅保存所有数据， 还参与共识。 7.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述客户端， 配电运检员发送的起飞命令经过数字签名算法和哈希算法处理的， 该信息处理 包括起飞命令， 还 包括运检员的身份信息、 时间、 地 点。 8.根据权利要求2所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述服务器云端包括数据采集层、 数据网络层、 数据共识层、 数据合约层和数据应用层； 所述数据采集层， 用于对数据信息进行采集， 通过预设的哈希散列函数、 非对称加密、 Markle根值， 对不同类型的数据进行关键信息提取， 并转 化成固定 长度的数 学进制； 所述数据网络层采用了区块链点对点式网络进行数据传输， 在网络层中每个节点的地 位平等并且以扁平式的拓扑结构进行交互， 全节点既承担网络路由协议， 又承担区块信息 认证， 同时还进行 数据传递； 轻节点对数据进行传输和接收； 所述数据共识层， 封装网络节点的各类共识算法； 所述数据合约层， 封装了各类算法机制、 脚本代码并衍 生出的更为复杂的智能合约； 所述数据应用 层， 封装了联盟链在智能电网数据平台中的各种应用场景， 也是电网信 息交互式处理平台。 9.根据权利要求8所述的基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统， 其特征在于， 所 述共识层的共识算法采用拜占庭容 错共识机制进行区块共识， 具体如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115497188 A 2（1） 所有全节点选出一个主节点， 其余为从节点； 主节点收集各从节点的数据集合整合 成一个新的数据区块， 附上主节点的数字签名和新数据区块的哈希值以备审查验证； 主节 点向各个从节点广播 新生成的数据区块以待查验; （2） 从节点接收到数据区块后， 通过主节点发送过来的区块哈希值和数字签名等信息 验证数据区块的合法性和正确性， 并把它们的审 计结果附上各自的数字签名广播给其他从 节点； （3） 从节点接收并汇总其他从节点的审计结果后， 与自身的审计结果进行对比， 并向主 节点发送一个回复， 这个回复包含从节点自身的审计结果、 收到的所有审 计结果、 审 计对比 的结论， 以及对应的数字签名； （4） 主节点汇总所有来源于从节点的审计回复， 如果全部数据集合器都赞同当前数据 区块的合法性和正确 性， 主节点将把该数据区块连同参与审计的从节点的证书集合， 以及 对应的数字签名整合后 发送给所有从节点； 此后， 该数据区块将以时间先后的顺序存储在 数据存储联盟链中， 主节点 也从中获得系统的奖励； （5） 假若有部分全节点不赞同当前的审计结果， 主节点将分析和查验这些全节点的审 计结果； 若满足需求， 主节点重新 发送该数据区块给这部 分全节点进 行第二次审计， 如果仍 有全节点不赞同， 将采取少数服从多 数的原则， 超过一定比例的全节点赞同该数据区块， 则 将该数据区块按步 （4）  所提方式加载到数据存储联盟链中； 同时， 主节点将进一步分析个 别不赞同的全节点的审计结果， 判断这些全节点是否有恶意行为， 及时对恶意全节点进行 处理。 10.一种根据权利要求8所述基于区块链的配电线路无人机自主巡检系统的控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 在所述数据层， 配电运检员和机巢通过注册认证获得私钥、 公钥以及身份证书， 私钥由 配电运检员和机巢唯一保存， 用于解密自身公钥加密的密 文， 同时用来完成签名加密， 公钥 对外公开， 用于加密明文， 使用公钥加密的密文只能通过相对应私钥解密； 起飞命令和无人机采集的数据信息首先由发送方进行哈希运算， 得到一个  哈希值， 然 后用发送方私钥对此哈希值进行签名， 最后将电网数据原文件、 签名串和发送方的公钥一 起发送给全节点； 全节点接收到信息后， 使用发送方的公钥对信息进行解密得到原 始的 哈希值； 全节点对起飞命令和无人机采集的数据原文件进行预先的哈希算法运算得到另一个 哈希值， 接 收方通过比较这两个哈希值是否一致， 来验证签名的真假以及起飞命令和无人 机采集的数据的完整性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115497188 A 3