(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 202210089872.4 (22)申请日 2022.01.25 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510050 广东省广州市东 风东路729号 (72)发明人 李浩田　杨剑涛　元铭　孙宇　 (74)专利代理 机构 佛山粤进知识产权代理事务 所(普通合伙) 44463 专利代理师 王余钱 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 9/08(2006.01) H04W 12/069(2021.01) H04W 12/03(2021.01) H04W 4/42(2018.01)H04W 84/18(2009.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务 分配方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链和Mesh组网 的集群控制与任务分配方法及系统， 涉及无人机 技术领域， 其中基于区块链和M esh组网的集群控 制与任务分配方法通过创新的基于区块链的去 中心化任务调度算法， 很好的解决了中心化的主 从机任务调度不安全不稳定的缺陷， 并基于区块 链的共识机制， 非对称加密算法与Mesh多跳网 络， 提升了集群任务的安全性； 本发明提升了无 人机集群应对恶劣环境及突发状况等复杂问题 的应对与决策能力， 同时通过加密校验， 大大降 低了无人机集群做出错 误决策和被破解的概 率。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114465792 A 2022.05.10 CN 114465792 A 1.一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤S1： 在飞行前， 通过地面站对无人机的私钥进行配置， 并对无人机配置通信私钥用 于Mesh组网通信加密， 将两项秘钥与时间戳混合 生成公钥； 步骤S2： 在起飞后， 地面站发送的经过公钥 验证的指令可以被任意一台无人机接收， 添 加到任务 意向区块链， 并分发到其 他的无人机， 同时更新信任链； 步骤S3： 进入任务分配模式， 更新无人机状态网络区块链， 基于所述状态网络区块链， 使用FDA和ATSA算法叠加评估， 每台无人机分别计算出全部无人机对该任务的适配指数得 分， 组合为区块添加到任务分配评估得分区块链； 步骤S4： 利用随机数哈希叠加， 得出最终的任务分配方案区块， 添加到任务决策结果区 块链中， 将所述任务决策 结果区块链指令解析为姿态控制指令 。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其 特征在于， 当出现无人机失联的情况时， 信任链的区块数量减少， 此时所有决策仍可以在缺 失该区块的情况 下继续开展； 当无人机尝试重连时， 即重新尝试连接信任链， 其他无人机也会检查重连无人机是否 正常， 确保信任链不会被恶意篡改。 3.根据权利要求1所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其 特征在于， 无人机参与决策 的数据都需要附上本无人机的数字签名和公钥， 用于集群中其 他的无人机进行与信任链数据进行信任校验； 若任何无人机发现其他无人机决策的数据校验不通过， 则发起共识机制信任投票， 该 无人机节点在投票结束前不能参与任何决策工作， 从信任链中移除。 4.根据权利要求1所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其 特征在于， 无人机集群间使用Mesh组网实现集群间点对点的去中心化的区块链数据的传 输， 数据以数据包形式打包发送， 包括校验与非对称签名加密的参数。 5.根据权利要求4所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其 特征在于， 所述区块链包括信任区块链和功 能区块链， 无人机集群中的无人机节点均可在 信任区块链的认证下参与功能 区块链的计算； 所述信任区块链包括： 信任意向区块链及信任主区块链； 所述功能区块链包括： 任务意向区块链， 状态网络区块链， 任务分配评估得分区块链， 任务决策 结果区块链。 6.根据权利要求5所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方法， 其 特征在于， 所述任务 意向区块链 记录了地面站发过来经 过解密校验的任务指令； 所述状态网络区块链 记录了无人机节点的状态数据； 所述任务分配评估得分区块链基于无人机节点状态网络区块链， 结合任务需求构造， 使用FDA和ATSA算法叠加评估， 计算无 人机节点对 任务的适配分数； 所述任务决策结果区块链从任务分配评估得分区块链得出， 包括了任务的最终分配结 果与历史任务决策的任务日志。 7.一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配系统， 其特征在于， 该系统包括： 存储器、 处理器， 所述存储器中包括一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配方权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114465792 A 2法程序， 所述一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配的方法程序被所述处理器 执行时实现如下步骤： 在飞行前， 通过地面站对无人机的私钥进行配置， 并对无人机配置通信私钥用于Mesh 组网通信加密， 将两项秘钥与时间戳混合 生成公钥； 在起飞后， 地面站发送的经过公钥验证的指令可以被任意一台无人机接收， 添加到任 务意向区块链， 并分发到其 他的无人机， 同时更新信任链； 进入任务分配模式， 更新无人机状态网络区块链， 基于所述状态网络区块链， 使用FDA 和ATSA算法叠加评估， 每台无人机分别计算出全部无人机对该任务的适配指数得分， 组合 为区块添加到任务分配评估得分区块链； 利用随机数哈希叠加， 得出最终的任务分配方案区块， 添加到任务决策结果区块链中， 将所述任务决策 结果区块链指令解析为姿态控制指令 。 8.根据权利要求7所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配系统， 其 特征在于， 当出现无人机失联的情况时， 信任链的区块数量减少， 此时所有决策仍可以在缺 失该区块的情况 下继续开展； 当无人机尝试重连时， 即重新尝试连接信任链， 其他无人机也会检查重连无人机是否 正常， 确保信任链不会被恶意篡改。 9.根据权利要求7所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配系统， 其 特征在于， 无人机参与决策 的数据都需要附上本无人机的数字签名和公钥， 用于集群中其 他的无人机进行与信任链数据进行信任校验； 若任何无人机发现其他无人机决策的数据校验不通过， 则发起共识机制信任投票， 该 无人机节点在投票结束前不能参与任何决策工作， 从信任链中移除。 10.根据权利要求7所述的一种基于区块链和Mesh组网的集群控制与任务分配系统， 其 特征在于， 所述区块链包括信任区块链和功 能区块链， 无人机集群中的无人机节点均可在 信任区块链的认证下参与功能 区块链的计算； 所述信任区块链包括： 信任意向区块链及信任主区块链； 所述功能区块链包括： 任务意向区块链， 状态网络区块链， 任务分配评估得分区块链， 任务决策 结果区块链。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114465792 A 3