一种基于区块链的温室数据联邦学习方法及其终端设备

1.本发明涉及区块链相关技术领域，特别涉及一种基于区块链的温室数据联邦学习方法及其终端设备。


背景技术：

2.区块链是一个信息技术领域的术语，从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征，基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景，在基于区块链的温室模型数据领域中，温室通过物联网设备采集各项参数信息，而单个温室采集数据的参考价值较为有限。
3.在中国发明专利申请号：cn201310347847.2中公开有一种基于移动终端的温室智能监控系统架构，该基于移动终端的温室智能监控系统架构，虽然，使农户和农业部门均可以随时随地掌握不同地域不同基地各温室内的农作物生长的环境信息，但是，该基于移动终端的温室智能监控系统架构，不具备区块链式的温室数据联邦学习方法，对于农作物的生长参数监测准确程度较低，不便于对温室内环境数据实时进行监测。
4.因此，提出一种基于区块链的温室数据联邦学习方法及其终端设备来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于区块链的温室数据联邦学习方法及其终端设备，解决了不具备区块链式的温室数据联邦学习方法，对于农作物的生长参数监测准确程度较低，不便于对温室内环境数据实时进行监测的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种基于区块链的温室数据联邦学习方法，包括以下步骤：
10.a：确定区块链：多个温室组成同一区块链，区块链的节点中包括参与联邦学习的参与者节点，处理联邦学习中数据的协调者节点，各个参与者节点和协调者节点通过可信网络环境相互联系；
11.b：构建区块链：构建联邦学习中各个参与者节点的可信网络环境，构建联邦学习中各个协调者节点的可信网络环境；
12.c：数据互联：协调者节点根据各个参与者节点发送的温室模型原始数据，创建联邦学习任务，并将联邦学习任务写入区块链；
13.d：数据接收：区块链中各个参与者节点对多个温室环境参数进行实地检测，多个温室内部设有各个环境参数的检测装置，接收参与者节点在温室环境数据中得到的数据，并将数据写入区块链中；
14.e：数据更新：根据温室模型数据向其它参与者节点发送待更新参数，以使其它参与者节点根据待更新参数更新自身的温室模型参数；
15.f：建立联合温室模型：区块链中各个参与者节点进入温室内部，并通过温室环境检测装置对温室内各个环境参数进行检测记录，根据温室中光照、大气压、空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤湿度、土壤ph值、土壤导电率和土壤氮磷钾含量的参数建立联合温室模型，并将各个温室模型数据与各个参与者节点和协调者节点共享；
16.g：数据导入：在对多个温室参数收集并记录后，将各个温室环境数据汇总，并将各个温室模型数据导入联合温室模型，通过多项式匹配算法得出相似地域特征的温室数据；
17.h：属性对比：区块链内各个温室参数确定后，将温室内各个环境数据进行分类整理，并对额外环境数据进行记录，通过对比更多属性如时间、作物品种和氮磷钾配比，得以判断出作物生长参数区间范围是否合理。
18.可选的，温室模型数据向其它参与者节点发送待更新参数之前，应该根据自身收到的历史温室模型数据，确定不存在数据发送错误的现象。
19.可选的，区块链中各个参与者节点与各个协调者节点均通过可信网络环境实现互通互联。
20.可选的，区块链中各个温室模型数据与联合温室模型均通过可信网络环境实现互通互联。
21.一种基于区块链的温室数据联邦学习终端设备，包括箱体和连接有导线的多个安装块，所述箱体的靠近导线的一侧外壁对称设有信号控制装置，多个所述安装块的一侧上表面设有启停开关，多个所述安装块的上表面设置有用于安装活动板的定位板；
22.所述箱体的内壁对称固定安装有定位杆，两个所述定位杆的外表面对称活动连接有活动块，两个所述活动块靠近定位杆的一侧外壁对称开设有通孔，两个所述活动块的一侧外壁固定安装有拉板；
23.所述箱体的一侧内壁设有安装铰链，所述安装铰链的一侧外表面设有显示屏，所述箱体的外壁对称设有信号处理装置，所述箱体的上表面对称设有提手，所述箱体的下表面固定安装有底板。
24.可选的，多个所述活动板的上表面设置有用于安装变量控制装置的承接板，多个所述变量控制装置的顶部设有调节旋钮，多个所述承接板的一侧外表面设有数显屏。
25.可选的，两个所述活动块的一侧上表面开设有放置槽，两个所述放置槽的内部设有记号笔。
26.可选的，两个所述活动块的一侧上表面设有夹子，两个所述夹子的下表面活动连接有标记纸。
27.可选的，所述箱体的外壁对称设置有用于安装信号连接装置的竖板，两个所述信号处理装置的外壁设有连线口，两个所述竖板的外壁固定安装有磁吸板。
28.可选的，多个所述安装块靠近启停开关的一侧上表面设有支撑铰链，多个所述支撑铰链的外表面活动连接有盖板，多个所述安装块的一侧上表面固定安装有挡板。
29.(三)有益效果
30.本发明提供了一种基于区块链的温室数据联邦学习方法及其终端设备，具备以下有益效果：
31.1、本发明温室内单一环境数据显示在数显屏的表面，便于操作人员实时对温室内环境数据进行监测，通过旋转调节旋钮，实现对温室内单一环境控制设备的操控，并通过启停开关的配合，用于对温室内环境控制设备的启停，能够有效提升对温室内各个环境控制设备的操控性。
32.2、本发明通过在箱体的内壁设置定位杆，用于对活动块的支撑固定，通过将活动块移动到合适的位置，在对温室内环境数据进行监测时，通过记号笔的配合，实现在标记纸的表面随即对温室内环境数据进行记录，并对温室内环境数据进行计算，能够有效提升在对温室内环境进行监测时的便捷程度。
33.3、本发明通过在显示屏表面显示温室内的各个环境实时数据，有效提升环境监视效果，通过在箱体的外壁设置竖板，用于对信号连接装置与磁吸板的支撑固定，通过将多个装置进行连接，并通过连线口的配合进行数据互联，实现对多个温室内环境数据的监测，从而实现区块链式的数据处理方式。
34.4、本发明通过利用区块链基础设施写入到区块链中，相较于传统的温室数据处理方式，通过联合数据监测的模式，能够有效提升各个温室内环境数据的检测效果，通过构建区域温室数据的联邦学习模型，可以有效地将温室数据进行汇聚，为智慧温室提供准确的数据支持。
附图说明
35.图1为本发明结构的第一立体示意图；
36.图2为本发明结构的第二立体示意图；
37.图3为本发明结构的立体剖视示意图；
38.图4为本发明图1中a区结构的放大示意图；
39.图5为本发明图3中b区结构的放大示意图；
40.图6为本发明图3中c区结构的放大示意图；
41.图7为本发明方法的示意图。
42.图中：1、箱体；2、安装块；3、信号控制装置；4、导线；5、启停开关；6、定位板；7、活动板；8、承接板；9、变量控制装置；10、调节旋钮；11、数显屏；12、定位杆；13、活动块；14、通孔；15、拉板；16、放置槽；17、记号笔；18、夹子；19、标记纸；20、安装铰链；21、显示屏；22、信号处理装置；23、提手；24、底板；25、竖板；26、信号连接装置；27、连线口；28、磁吸板；29、支撑铰链；30、盖板；31、挡板。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.根据如图7所示，本发明提供了一种技术方案：
45.一种基于区块链的温室数据联邦学习方法，包括以下步骤：
46.a：确定区块链：多个温室组成同一区块链，区块链的节点中包括参与联邦学习的
参与者节点，处理联邦学习中数据的协调者节点，各个参与者节点和协调者节点通过可信网络环境相互联系；
47.b：构建区块链：构建联邦学习中各个参与者节点的可信网络环境，构建联邦学习中各个协调者节点的可信网络环境，区块链中的基础设施，例如温室中的各个环境控制设备，均通过终端数据中心的区块链服务提供商，在同一网络中建立互通互联的环境，通过搭建一个可信网络环境下的区块链，能够对各个温室内环境的数据进行处理汇总；
48.c：数据互联：协调者节点根据各个参与者节点发送的温室模型原始数据，创建联邦学习任务，并将联邦学习任务写入区块链，各个温室参数通过信号控制装置3、信号处理装置22和信号连接装置26进行汇总，实现多个温室内环境数据的互联；
49.d：数据接收：区块链中各个参与者节点对多个温室环境参数进行实地检测，多个温室内部设有各个环境参数的检测装置，接收参与者节点在温室环境数据中得到的数据，并将数据写入区块链中，通过各个温室终端设备的信号处理装置22接收，并传递给显示屏显示；
50.e：数据更新：通过可信网络环境下的各个温室间的互联互通，实现根据温室模型数据向其它参与者节点发送待更新参数，以使其它参与者节点根据待更新参数更新自身的温室模型参数；
51.f：建立联合温室模型：区块链中各个参与者节点进入温室内部，并通过温室环境检测装置对温室内各个环境参数进行检测记录，根据温室中光照、大气压、空气温度、空气湿度、风速、土壤温度、土壤湿度、土壤ph值、土壤导电率和土壤氮磷钾含量的参数建立联合温室模型，并将各个温室模型数据与各个参与者节点和协调者节点共享；
52.g：数据导入：在对多个温室参数收集并记录后，将各个温室环境数据汇总，并将各个温室模型数据导入联合温室模型，通过多项式匹配算法得出相似地域特征的温室数据；
53.h：属性对比：区块链内各个温室参数确定后，将温室内各个环境数据进行分类整理，并对额外环境数据进行记录，通过对比更多属性如时间、作物品种和氮磷钾配比，得以判断出作物生长参数区间范围是否合理。
54.作为本发明的一种可选技术方案：温室模型数据向其它参与者节点发送待更新参数之前，应该根据自身收到的历史温室模型数据，确定不存在数据发送错误的现象。
55.作为本发明的一种可选技术方案：区块链中各个参与者节点与各个协调者节点均通过可信网络环境实现互通互联，通过互通互联的网络环境设置，能够有效提升温室数据传输的准确程度；
56.作为本发明的一种可选技术方案：区块链中各个温室模型数据与联合温室模型均通过可信网络环境实现互通互联。
57.根据如图1-6所示，本发明提供了一种技术方案：
58.一种基于区块链的温室数据联邦学习终端设备，包括箱体1和连接有导线4的多个安装块2，箱体1的靠近导线4的一侧外壁对称设有信号控制装置3，多个安装块2的一侧上表面设有启停开关5，多个安装块2的上表面设置有用于安装活动板7的定位板6；
59.箱体1的内壁对称固定安装有定位杆12，两个定位杆12的外表面对称活动连接有活动块13，两个活动块13靠近定位杆12的一侧外壁对称开设有通孔14，两个活动块13的一侧外壁固定安装有拉板15；
60.箱体1的一侧内壁设有安装铰链20，安装铰链20的一侧外表面设有显示屏21，箱体1的外壁对称设有信号处理装置22，箱体1的上表面对称设有提手23，箱体1的下表面固定安装有底板24。
61.作为本发明的一种可选技术方案：多个活动板7的上表面设置有用于安装变量控制装置9的承接板8，多个变量控制装置9的顶部设有调节旋钮10，多个承接板8的一侧外表面设有数显屏11，数显屏11用于对温室内实时数据的显示。
62.作为本发明的一种可选技术方案：两个活动块13的一侧上表面开设有放置槽16，两个放置槽16的内部设有记号笔17，通过记号笔17的设置，用于对数据的实时记录。
63.作为本发明的一种可选技术方案：两个活动块13的一侧上表面设有夹子18，两个夹子18的下表面活动连接有标记纸19，通过夹子18的设置，用于对标记纸19的固定。
64.作为本发明的一种可选技术方案：箱体1的外壁对称设置有用于安装信号连接装置26的竖板25，两个信号处理装置22的外壁设有连线口27，两个竖板25的外壁固定安装有磁吸板28，通过磁吸板28的设置，有助于提升多个装置间的连接稳定程度。
65.作为本发明的一种可选技术方案：多个安装块2靠近启停开关5的一侧上表面设有支撑铰链29，多个支撑铰链29的外表面活动连接有盖板30，通过盖板30的设置，用于对启停开关5的防护，避免造成误触，多个安装块2的一侧上表面固定安装有挡板31，挡板31用于对活动板7的位置限定。
66.工作原理：在工作时，首先通过箱体1和底板24的配合，将装置放置在特定的使用区域，通过将各个导线4的输入端与温室内各个环境监测设备的输出端相连接，实现对单一环境数据的检测控制，温室内单一环境数据显示在数显屏11的表面，通过旋转调节旋钮10，实现对温室内单一环境控制设备的操控，并通过启停开关5的配合，用于对温室内环境控制设备的启停，通过将活动块13移动到合适的位置，在对温室内环境数据进行监测时，通过记号笔17的配合，实现在标记纸19的表面随即对温室内环境数据进行记录，并对温室内环境数据进行计算，通过在显示屏21表面显示温室内的各个环境实时数据，通过在箱体1的外壁设置竖板25，用于对信号连接装置26与磁吸板28的支撑固定，通过将多个装置进行连接，并通过连线口27的配合进行数据互联，实现对多个温室内环境数据的监测，从而实现区块链式的数据处理方式。
67.综上所述：通过导线4的配合，实现与信号控制装置3呈电性连接，在此过程中，通过将各个导线4的输入端与温室内各个环境监测设备的输出端相连接，实现对单一环境数据的检测控制，温室内单一环境数据显示在数显屏11的表面，便于操作人员实时对温室内环境数据进行监测，与此同时，通过变量控制装置9的设置，并通过旋转调节旋钮10，实现对温室内单一环境控制设备的操控，并通过启停开关5的配合，用于对温室内环境控制设备的启停，能够有效提升对温室内各个环境控制设备的操控性，通过在箱体1的内壁设置定位杆12，用于对活动块13的支撑固定，使活动块13能够通过通孔14的配合沿着定位杆12进行移动，在此过程中，通过将活动块13移动到合适的位置，在对温室内环境数据进行监测时，通过记号笔17的配合，实现在标记纸19的表面随即对温室内环境数据进行记录，并对温室内环境数据进行计算，能够有效提升在对温室内环境进行监测时的便捷程度，通过在箱体1的内壁设置安装铰链20，用于对显示屏21的安装固定，通过在显示屏21表面显示温室内的各个环境实时数据，有效提升环境监视效果，通过在箱体1的外壁设置竖板25，用于对信号连
接装置26与磁吸板28的支撑固定，通过将多个装置进行连接，并通过连线口27的配合进行数据互联，实现对多个温室内环境数据的监测，从而实现区块链式的数据处理方式，通过利用区块链基础设施写入到区块链中，相较于传统的温室数据处理方式，通过联合数据监测的模式，能够有效提升各个温室内环境数据的检测效果，通过构建区域温室数据的联邦学习模型，可以有效地将温室数据进行汇聚，为智慧温室提供准确的数据支持。
68.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。