基于区块链的大数据分析预警方法、系统及其云平台与流程

本发明涉及大数据，具体为基于区块链的大数据分析预警方法、系统及其云平台。

背景技术：

1、大数据技术指的是处理、存储、分析和可视化大规模和复杂数据集的一系列技术和方法，大数据技术的主要目标是从大量数据中提取有价值的信息和洞见，以支持决策制定、业务优化和创新等方面。

2、现有申请公布号为cn113847953a，名称为一种基于大数据分析的健康管理监控系统的专利中指出的技术方案包括：烟草烟雾检测单元、检测异常预警单元、异常信息数据收集单元、gps定位单元、活动范围采集单元、stm32单片机、预防提醒单元、无线接收终端、健康状况检测单元、中心数据库、健康状况录入单元和健康状况评估单元，通过gps定位单元和活动范围采集单元采集用户的活动范围，确认活动地点，通过在活动地点安装烟草烟雾检测仪器检测活动地点的有害物质含量，通过预防提醒单元提醒用户有害物质含量超标的位置信息并做好预防措施，最后对用户进行健康检测，避免了被动吸烟人群在无形中身体健康受到危害；

3、另有申请公布号为cn113804834a，名称为基于大数据分析的室内空气质量检测系统的专利中指出的技术方案包括：数据采集模块、成分分析模块、生物环境把控模块、关联汇总模块、预警反馈模块和数据输出模块；通过采集大量的基础数据信息，并对其进行符号化的标定、公式化的运算和信号化的输出，并进行数据的整合关联和判别输出，实现了预警信号的有效反馈输出，从而在实现对室内空气高效且准确检测的同时，也进一步地实现了对空气质量的评估预警操作，提高了对空气质量检测的全面性和准确性。

4、针对上述专利结合现有技术，传统利用大数据技术对用户的健康状态进行检测时，只是考虑到对所处环境的空气质量进行检测，对于人体的健康状态却没有进行综合分析，即选择结合空气质量和健康状态进行分析，但其检测的数据单一且误差率较高，从而大大影响最终分析结果的准确性，继而可能造成对用户健康状态的预警提示存在偏差。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于区块链的大数据分析预警方法、系统及其云平台，在对用户健康风险状态进行预警过程中，对其中产生的数据通过区块链存储模块完成加密存储，在确保数据安全的前提下，配合数据分析模块的使用，得以综合考虑环境因素和用户自身状态因素，确保经过计算生成的健康风险状态评估值hrsa的准确性，对获取健康风险状态评估值hrsa的参数进行二次处理，避免因单个时间戳对应的数据出现误差，而导致最终健康风险状态评估值hrsa的有效性和准确性降低，解决了背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、基于区块链的大数据分析预警系统，包括云平台、监测终端以及用户界面终端，云平台获取从监测终端采集到的相关数据，经过处理后将结果发送至用户界面终端，供用户查看；

4、云平台包括：

5、数据接收模块，获取相关数据，且相关数据包括空气质量数据、人体信息数据、用户位置数据以及时间数据，且数据接收模块内还配置定位分类子模块，依据用户位置数据来判断用户处于室内或室外；

6、区块链存储模块，将相关数据存储在区块链中，并同步运行区块链验证机制；

7、数据分析模块包括数据特征提取单元和预测评估单元；

8、数据特征提取单元，利用大数据分析技术，对相关数据进行特征提取，获取关键特征，由预测评估单元结合关键特征，搭建数据分析模型，计算得到空气质量评估系数pgx和健康状态评估系数jpz，依据空气质量评估系数pgx和健康状态评估系数jpz，生成健康风险状态评估值hrsa，并将健康风险状态评估值hrsa与预设的第一评估阈值、第二评估阈值进行对比，且第一评估阈值第二评估阈值，根据对比结果判定出对应用户的健康风险程度；

9、显示预警模块获取对比结果，通过显示预警模块控制用户界面终端发出对应预警提示。

10、进一步的，在定位分类子模块中，若判定用户处于室外，则通过监测终端中用户配套的手环端实时获取人体信息数据，空气质量数据则通过网络中的天气气象数据获取；若判定用户处于室内，则通过监测终端中用户配套的手环端实时获取人体信息数据，空气质量数据则通过监测终端内配套的传感器组获取。

11、进一步的，空气质量数据包括pm2.5浓度、二氧化碳浓度以及温度和湿度，人体信息数据包括对应用户的心率、体温、血压以及血氧饱和度。

12、进一步的，用户位置数据和时间数据，则通过监测终端中用户携带的手机端获取，通过手机端内搭载的gps模块获取用户所处的位置数据，即经纬度坐标，结合导航软件内的建筑物数据库，定位分类子模块根据经纬度坐标与建筑物数据库进行匹配，若是经纬度坐标所处区域存在室内建筑物，则判定用户在室内，若是经纬度坐标所处区域不存在室内建筑物，则判定用户在室外。

13、进一步的，在区块链存储模块中，相关数据存储在区块链的具体过程为：

14、数据分片：原始的相关数据被分成若干数据块；

15、加密哈希：每个数据块会经过哈希函数进行加密，生成唯一的哈希值；

16、创建区块：将加密后的数据块与前一个区块的哈希值一起打包形成新的区块；

17、共识机制：区块链网络中的节点会通过共识机制达成一致；

18、添加到区块链：新的区块被验证并达成共识，则新的区块将被添加到区块链的末尾。

19、进一步的，在数据特征提取单元中，对相关数据进行特征提取，获取的关键特征包括空气质量特征、人体信息特征以及时间特征，其中的空气质量特征包括空气质量数据中的pm2.5浓度、温度以及湿度，人体信息特征包括人体信息数据中的心率、体温以及血压，时间特征为时间数据中的时间戳。

20、进一步的，在预测评估单元中，计算得到空气质量评估系数pgx的过程如下：

21、s101、获取t时间内不同时间戳下的pm2.5浓度、温度以及湿度，t表示t时间内不同时间戳下的pm2.5浓度、温度以及湿度的对应编号，t=1、2、…、n，n为正整数；

22、s102、对t时间内不同时间戳下的pm2.5浓度、温度以及湿度做无量纲化处理；

23、s103、依据pm2.5浓度、温度以及湿度，得到t时间内不同时间戳下的pm2.5浓度的平均值、温度的平均值以及湿度的平均值，依据的公式如下：

24、；

25、s104、依据pm2.5浓度的平均值、温度的平均值以及湿度的平均值，生成空气质量评估系数pgx，依据的公式如下：

26、；

27、式中，、、3分别为pm2.5浓度的平均值、温度的平均值以及湿度的平均值的预设比例系数，且＞＞3＞0，为常数修正系数，int为取整函数；

28、计算得到健康状态评估系数jpz的过程如下：

29、s201、获取t时间内不同时间戳下的心率、体温以及血压，t表示t时间内不同时间戳下的心率、体温以及血压的对应编号，t=1、2、…、n，n为正整数；

30、s102、对t时间内不同时间戳下的心率、体温以及血压做无量纲化处理；

31、s103、依据心率、体温以及血压，得到t时间内不同时间戳下的心率的平均值、体温的平均值以及血压的平均值，依据的公式如下：

32、；

33、s104、依据心率的平均值、体温的平均值以及血压的平均值，生成健康状态评估系数jpz，依据的公式如下：

34、；

35、式中，、2、3分别为心率的平均值、体温的平均值以及血压的平均值的预设比例系数，且＞3＞2＞0，为常数修正系数，int为取整函数；

36、生成健康风险状态评估值hrsa，所依据的公式如下：

37、；

38、式中，为常数修正系数，int为取整函数。

39、进一步的，将健康风险状态评估值hrsa与预设的第一评估阈值、第二评估阈值进行对比后的结果为：

40、若是健康风险状态评估值hrsa＜第一评估阈值，则无预警信号生成；若是第一评估阈值≤健康风险状态评估值hrsa≤第一评估阈值，则生成低风险信号；若是第二评估阈值＜健康风险状态评估值hrsa，则生成高风险信号；

41、显示预警模块获取对比后的结果，若无预警信号生成，则不响应；若是生成低风险信号，则通过显示预警模块控制用户界面终端发出低风险预警提示；若是生成高风险信号，则通过显示预警模块控制用户界面终端发出高风险预警提示。

42、进一步的，云平台还包括执行提示模块，若是判定用户在室外时，搭建预测模型，依据天气气象预报预测的未来空气质量特征，生成预测的空气质量评估系数pgx，结合当前的健康状态评估系数jpz，得到预测的健康风险状态评估值hrsa曲线图，当该曲线图的趋势向下时，则不做出响应，当该曲线图的趋势向上时，则通过用户界面终端发出“提示用户进入室内”的指令；

43、若是判定用户在室内时，当无预警信号生成时，则不做出响应，当生成高或低风险信号时，用户界面终端对室内的空气净化设备发送开启指令，直至健康风险状态评估值hrsa＜第一评估阈值为止。

44、基于区块链的大数据分析预警方法，包括如下步骤：

45、步骤一、获取相关数据，且相关数据包括空气质量数据、人体信息数据、用户位置数据以及时间数据，且数据接收模块内还配置定位分类子模块，依据用户位置数据来判断用户处于室内或室外；

46、步骤二、将相关数据存储在区块链中，并同步运行区块链验证机制；

47、步骤三、利用大数据分析技术，对相关数据进行特征提取，获取关键特征，并结合关键特征，搭建数据分析模型，计算得到空气质量评估系数pgx和健康状态评估系数jpz，依据空气质量评估系数pgx和健康状态评估系数jpz，生成健康风险状态评估值hrsa，并将健康风险状态评估值hrsa与预设的第一评估阈值、第二评估阈值进行对比，且第一评估阈值第二评估阈值；

48、若是健康风险状态评估值hrsa＜第一评估阈值，则无预警信号生成；若是第一评估阈值≤健康风险状态评估值hrsa≤第一评估阈值，则生成低风险信号；若是第二评估阈值＜健康风险状态评估值hrsa，则生成高风险信号；

49、步骤四、获取对比后的结果，若无预警信号生成，则不响应；若是生成低风险信号，则通过显示预警模块控制用户界面终端发出低风险预警提示；若是生成高风险信号，则通过显示预警模块控制用户界面终端发出高风险预警提示；

50、步骤五、若是判定用户在室外时，搭建预测模型，依据天气气象预报预测的未来空气质量特征，生成预测的空气质量评估系数pgx，结合当前的健康状态评估系数jpz，得到预测的健康风险状态评估值hrsa曲线图，当该曲线图的趋势向下时，则不做出响应，当该曲线图的趋势向上时，则通过用户界面终端发出“提示用户进入室内”的指令；

51、若是判定用户在室内时，当无预警信号生成时，则不做出响应，当生成高或低风险信号时，用户界面终端对室内的空气净化设备发送开启指令，直至健康风险状态评估值hrsa＜第一评估阈值为止。

52、一种云端平台，包括：若干用户终端、连接网络以及服务器；

53、用户终端在服务器中具有预定的用户权限，用户终端通过连接网络与服务器相连接，获取与用户权限对应的服务器数据，连接网络由基于区块链的大数据分析预警系统提供。

54、本发明提供了基于区块链的大数据分析预警方法、系统及其云平台，具备以下有益效果：

55、1.在对用户健康风险状态进行预警过程中，对其中产生的数据通过区块链存储模块完成加密存储，在确保数据安全的前提下，配合数据分析模块的使用，得以综合考虑环境因素和用户自身状态因素，确保经过计算生成的健康风险状态评估值hrsa的准确性，对获取健康风险状态评估值hrsa的参数进行二次处理，避免因单个时间戳对应的数据出现误差，而导致最终健康风险状态评估值hrsa的有效性和准确性降低，利用具有具体值的健康风险状态评估值hrsa，能够高效的辅助完成后续预警操作的判定；

56、2.在云平台中设计相互配合使用的显示预警模块和执行提示模块，通过显示预警模块获取到不同程度的风险预警信号，并结合用户所处室内或室外的不同场景，执行提示模块依据风险预警信号得以给出更加具体的提示指令，以确保对应用户的健康风险状态能够快速的恢复正常，体现了整个系统设计的实用性，在一定程度上降低外界环境对用户健康状态的影响程度。