具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

为了更好的理解，下面对本发明所涉及的一些名称进行解释。

虹膜识别，由于虹膜生理上具有唯一、稳定和活体的特性，因此虹膜识别是生物特征识别中最稳定和最可靠的身份识别方法之一。另外，由于虹膜是眼睛中外部可见的内部器官，虹膜识别系统对用户来说是非接触式的，由此，不仅能够免去人工操作带来的误差，同时又具有更高的防疫安全性，非常符合防疫要求。

联盟链，区块链中的一种，指的是针对特定群体的成员和有限的第三方，其内部指定多个预选节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定，其他接入节点可以交易，但不过问记账过程。相较公共区块链，注重隐私、安全、监管是联盟区块链的特点，其在效率和灵活性上更有优势：1、依然具备入链区块无法非法篡改的特点；2、交易成本更低、效率更高，因为交易只需通过有限且高算力的第三方节点验证便可，无需全网确认；3、节点维护的效率更高。

上述联盟链在本发明中的运用，包括次链和主链，次链与县级行政区对应，主链与地级行政区对应，且均为一一对应关系。不管是主链还是次链，其中有限的第三方，即监管节点，对应受信的防疫监管机构，如具备防疫监管权力的政府机构、部门。次链的监管节点对应县级行政区的防疫监管机构，如县防疫部门或区防疫部门；主链的监管节点对应地级行政区的防疫监管机构，如省防疫部门。同时，本发明的联盟链允许任意授权的节点加入网络，如次链中授权的通关验证节点和检疫节点等，分别对应防疫通关检验涉及到的各个机构、部门，这与联盟链中每个节点通常对应有实体机构组织一点吻合。具体而言，所述通关验证节点，对应的是设置在任意具有通关检疫需求的通道闸机D，它们设置在人流量大且防疫要求更高的电影院、银行、商场、医院等地；并且，本实施例的通道闸机D同时配备虹膜识别设备和体温测量设备；所述检疫节点，对应的是受信的医疗机构和/或其他具有检疫能力的机构。

县级行政区，即行政地位与县相同的行政区，包括市辖区、县级市、县、自治县、旗、自治旗、特区、林区，由地级行政区、直辖市管辖或由省级行政区(仅限于省、自治区)直接管辖。在本发明中，一个县级行政区对应设置一个次链，次链中包括有限个的监管节点、多个的防疫节点和通关验证节点。

地级行政区，即行政地位与地区相同的行政区，包括地级市、地区、自治州、盟，为二级行政区，由省级行政区(仅限于省、自治区)管辖，中国共计333个地级行政区，包括293个地级市、7个地区、30个自治州、3个盟。在本发明中，一个地级行政区对应设置一个主链，主链中包括有限个的监管节点。所有的主链之间相互连接，每个主链下连接着下辖的各个县级行政区对应的次链。

实施例一

请参照图1至图3，本实施例提供一种基于区块链的非接触式防疫方法，请参阅图1，方法包括以下步骤：

S1：如图2所示，构建与各个地级行政区一一对应的主链(图中未示出所有的主链)，以及与各个县级行政区一一对应的次链(图中未示出所有的次链)；所述主链之间相互连接，所述次链与对应地级行政区的主链连接。

所述次链中包括多个的监管节点、防疫节点和通关验证节点。如图3所示，每个次链中的通关验证节点A通常包括通关验证节点A1、通关验证节点A2、通关验证节点A3等，且每个通关验证节点存储有本县级行政区本地人关于虹膜特征及其身份证信息的身份数据库；防疫节点B通常包括检疫节点对应医疗机构B1、医疗机构B2、医疗机构B3等医疗机构；监管节点C的数量有多个，至少包括监管节点C1、监管节点C2、监管节点C3等。

例如，对应全国333个地级行政区，分别创建一一对应的主链，优选以对应地级行政区的名称对主链进行标识；333个主链之间相互连接；对应“福州”这一地级行政区，其下辖的13个县级行政区，分别创建一一对应的次链，且全部与“福州”主链连接，每个次链同样优选以对应县级行政区的名称进行标记。另外，对应每一个县级行政区，均创建一个与之对应的身份数据库，记录有本地人(以户籍地为准)及其身份证信息的关联关系。例如，厦门市湖里区这一县级行政区对应的身份数据库便记录有所有湖里区本地人关于虹膜-身份证信息的对应关系。每一个通关验证节点上存储有本县级行政区本地人的身份数据库。

S2：监管节点接收防疫节点发送过来的健康报告。

具体而言，该步骤包括：

S21：各次链的防疫节点接收与身份证信息对应的防疫数据，依据防疫数据生成对应的健康报告。

其中，所述防疫数据包括由受信的医疗机构或检疫单元/机构/部门提供的健康信息和核酸、抗体检测信息，以及由通信机构(包括电信、移动、联通等)提供的实时行踪数据(即用户手机的定位数据)；所述健康报告包括当前健康状态(可简单的用低风险、中高风险和高风险等标识)、行踪风险等级(可简单的用低风险、中高风险和高风险等标识)以及核酸、抗体检测信息(可包括检测结果、检测机构和检测时间)；其中，所述当前健康状态包括是否为确诊或疑似患者、是否为密切接触者以及是否近期就医发热门诊。

由此，在检疫节点确定了通过身份证信息进行关联的防疫数据与健康报告的对应关系。

优选地，防疫节点更新每个人健康报告的周期可以依据疫情程度进行灵活调控。例如，在疫情严重期间，所述周期可以设定为12小时甚至是6小时，确保每个人的健康报告都是最具时效性和参考性，以提高通关检疫的准确性。

S22：防疫节点发送所述健康报告至对应次链中的监管节点。

也就是说，每个县级行政区生成的健康报告，都会先在本县级行政区内处理。

S3：监管节点依据健康报告中的身份证信息，将接收到的健康报告存入本地人缓存区或非本地人缓存区。

对应上述厦门市湖里区这一县级行政区，其次链内的各个监管节点在接收到健康报告后，只会按照是厦门湖里区本地人和不是厦门湖里区本地人这两类进行分别存储，目的在于提取本县级行政区本地人的健康报告。

需要说明的是，身份证信息能够唯一标识一个公民，在本发明中所述的身份证信息包括身份证号码和户籍地。在上述S3步骤中，监管节点依据身份证信息对健康报告进行分区存储时，是以户籍地为准进行划分。因为身份证号码上特定数字(一般为从左到右1-6位)表示的是出生地编码，是终生不变的，但公民的户籍地是可以变动的，有效身份证上的户籍地与国家的户籍查询系统上的户籍信息一致。

S4：各监管节点定时依据预设的共识机制将本地人缓存区内的健康报告打包成第一区块，并将所述第一区块存入次链中。

S5：监管节点定时对非本地人缓存区内的健康报告依据地级行政区分别进行打包，以形成各个第二区块。

具体而言，在假定所有健康报告都有效的情况下，每个次链的所有监管节点都会定时将本县级行政区本地人的健康报告打包成第一区块后存入本次链中；对各个非本县行政区本地人的健康报告按照地级行政区进行划分，然后分别打包成各个第二区块。如，非本县行政区本地人健康报告集合中存在3个地级行政区本地人的健康报告，则将对应打包得到三个第二区块，分别对应各自的地级行政区。

通过上述，实现对接收到的健康报告进行校验和归整，将本地人的健康报告安全存储在本地；而将按照地级行政区分别打包的非本地人的健康报告高效且安全地传输出去，同时有利于后续对照地级行政区进行高效分发。

上述打包形成第一区块或第二区块的方式依照联盟链的共识机制来实现。具体包括对健康报告进行验证，验证内容包括来源(验证防疫节点身份)、格式、顺序是否正确，操作的先后有序性以及是否有效(比如签名，以防止造假或者篡改)等，然后得出验证结果；然后依据联盟链预设的共识机制对各个监管节点对应的验证结果进行统计，确定是否能够就健康报告得到共识，若能，则各个监管节点均打包健康报告为第一区块/第二区块。

联盟链由于多项管控元素的加入，更倾向于采用PBFT、DPoS等共识机制。其中，DPoS(股份授权证明)机制里有股票权的人是通过选举产生和更换的，而不是和PoS一样通过币多币少这一个维度来产生的，用该机制能做新区块的创建、验证、签名和互相监督，这样做是为了减少成本，节省时间和算力不稳、计算宕机等行为，公开的社区可以快速将他投票驱逐。PBFT机制是以算法模型来解决共识，它不存在token分发机制，能耗很低，且具有容错性，过程可以简述为大家先投票选出领导者，领导者记账后其他人投票通过。在PBFT共识机制中，可以证明只要会出错/恶意的拜占庭节点小于系统全部数量的1/3，那么整个系统就可以正常工作。

优选打包成区块的周期与防疫节点更新每个人健康报告的周期相对应。例如，若每个人的健康报告12小时更新一次，则相应的，各监管节点每隔12小时打包区块。由此，便可使最新生成的区块内存储的是每个人最新的健康报告，以此保证用于检疫的健康报告的有效性。

S6：监管节点广播第一区块和第二区块至与其连接的主链。

将第一区块广播给主链的目的在于使各个主链存储有对应地级行政区本地人的健康报告；将第二区块广播给主链的目的在于能够基于主链间的连接关系，使第二区块对应的主链接收到所述第二区块。

S7：所述主链的监管节点依据预设的共识机制对所述第一区块达成共识后，将其添加至主链中；同时，广播第二区块至其他主链，以使各个第二区块对应的主链获取。

为了进一步保障健康报告的安全性，各主链的监管节点在接收到第一区块后，将对其进行再次验证，对验证通过这一验证结果达成共识后，才存至本地。

另外，第二区块的广播，能使各个主链及时获取本地级行政区本地人的健康报告，为后续实现按地级行政区和县级行政区整合健康报告提供支持，也方便地级行政区掌握本地人的疫情。

S8：各个主链的监管节点解析获取到的第二区块，然后依据县级行政区对解析得到的健康报告分别进行打包，以形成各个第一区块，广播所述各个第一区块至与其连接的次链，以使各个第一区块对应的次链获取。

在此，实现了将其他地级行政区传来的本地级行政区健康报告进行本地存储以及对照县级行政区进行分发，以确保各主链及各次链的健康报告都能及时得到更新，从而提高通行检疫的有效性。

S91：任一通关验证节点获取一人员的体温数据，并判断所述体温数据是否异常；若是，则警报；若否，则执行S92；

该步骤的目的在于首先以体温决定是否有往下验证的必要性。若在防疫期间确认体温超标，则有必要直接报警、隔离、联系医疗机构做进一步鉴定，而没有必要对其健康报告进行验证。因此，本实施例的流程限定，能够提高检疫的效率和有效性。

优选地，在一具体实例中，若第一次测温结果为异常，则再次获取所述一人员的体温数据，若再次获取的体温数据依然异常，则报警；若再次获取的体温数据正常，则第三次获取所述一人员的体温数据，若正常，则执行S92，若异常，则报警。

可见，本示例以连续两次相同的测温结果和三次取相同两次的结果作为最终的结果，能够有效排除操作失误的可能，确保测温结果具备足够的参考性，且能够有效避免无效警报带来的人力物力上的浪费。

优选地，通过入耳式电子体温计或者配置有测体温用红外滤光片的红外测温仪获取用户的体温数据，然后再传递给对应的通关验证节点。采用上述两种设备测量体温，能确保测得的体温数据更准确。

S92：所述通关验证节点获取所述一人员的虹膜图像，并依据所述虹膜图像提取所述一人员的虹膜特征。

具体而言，通关验证节点的虹膜图像采集设备在采集到用户的虹膜图像后，将发送至通关验证节点，由其进行虹膜特征的提取。虹膜识别的过程虹膜图像获取、虹膜预处理、虹膜特征提取以及虹膜特征对比。通关验证节点负责除第一步以外的所有步骤。而中最关键的是“虹膜预处理”，其通过对虹膜图像进行分割，提取有效的未被噪声干扰的虹膜纹理区域，其结果将直接影响虹膜识别的精度。

在一具体实例中，所述依据所述虹膜图像提取所述一人员的虹膜特征的过程包括如下：

通过全卷积分割网络对所述虹膜图像进行虹膜分割，提取所述虹膜图像中未被噪声干扰的虹膜纹理区域；然后依据所述虹膜纹理区域，提取对应的虹膜特征。

虹膜是处在人眼的黑色瞳孔与白色巩膜之间的圆环状区域，因此很容易受到睫毛、阴影、光斑、镜框的干扰，本实例采用全卷积网络这种深度学习方法来进行虹膜分割，能够从大量的数据中自动学习特征，进而进行准确的虹膜分割，因而更具鲁棒性，可以比较准确地识别出真实虹膜的位置，有效降低误判率，显著提高虹膜分割的精度。

具体的，通过全卷积分割网络对所述虹膜图像进行虹膜分割涉及两个模块，一个是编码模块，用于图像分类的特征提取网络，使用如VGGNet、ResNet、MobileNet、ShuffleNet等深度卷积神经网络；另一个是解码模块，用于细化提取的特征，并将提取的特征进行上采样，得到最终的分割结果，使用如Feedforward、Skip、Decoder、Dilation等神经网络。

S10：依据所述虹膜特征查询本地的身份数据库，若能获取对应的身份证信息，则依据所述身份证信息与监管节点进行交互，以从次链中获取对应的健康报告。

基于本地人占绝大多数的现象，通关验证节点将首先基于本地存储的身份数据库，在本县级行政区域范围内匹配待验证通行人员的身份，无果后再要求语音输入户籍地。这么做，能够在大多数情况下最迅速、高效地完成待通行人员的身份识别，进而显著提升通关检验效率。

S11：若未能获取对应的身份证信息，则所述通关验证节点获取语音输入的所述一人员的户籍地，并依据所述户籍地和所述虹膜特征生成查询请求，发送所述查询请求至与其连接的主链；

S12：所述主链广播所述查询请求，以使所述查询请求中户籍地对应的次链或主链接收所述查询请求，再根据其中的虹膜特征反馈对应的健康报告，发送该健康报告至所述通关验证节点。

具体而言，若所述户籍地对应的是本地级行政区内其他县级行政区，则主链内该县级行政区的次链将接收并执行该查询请求；若所述户籍地对应的是其他地级行政区，则与之对应的其他主链将接收并下发至对应的次链来执行该查询请求。不管是上述次链还是上述主链，若基于“户籍地”确认了所述人员属于“本地人”，则基于身份数据库，都能高效锁定其身份证信息，然后调取其健康报告。

由上述可知，针对“外地人”，依照其语音确认的“户籍地”也同样具备校验高效力，兼容性和实用性更强，且属于非接触式。

S13：所述通关验证节点依据接收到的健康报告，确定所述一人员的通行资格。

通关验证节点将对收到的待通行人员的健康报告进行验证，具体验证依据以预设的防疫规定为准，支持自由设定验证标准。通关验证节点将依据对应该人员的通行资格，发送通行指令至所在通道的闸机，对该人员进行放行。

本实施例以虹膜识别身份，既能够保证身份识别的准确性，又能保证身份的有效性(无法顶替)，进一步地，还能兼具防疫要求，不仅不用脱口罩，而且全程非接触式完成。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上做进一步限定，具体针对实施例一中获取所述一人员对应的健康报告的过程做如下限定：

在S8之后，还包括：

S90：次链中的监管节点维护有关系查询表，所述关系查询表记录有入链健康报告的身份证信息和存储有所述入链健康报告的第一区块哈希值之间的关联关系。

区块的哈希值与区块具有唯一对应关系，能用于唯一标识一个区块。

基于不同次链的区块链结构不同，因此不同次链的监管节点所维护的关系查询表有所不同，同一个次链中的所有监管节点维护同一关系查询表。例如，厦门湖里区对应的次链中所有监管节点维护的关系查询表中记录有本地人小张的身份证信息，以及存储有小张的健康报告的各个第一区块的哈希值的对应关系。一种可行的存储格式为“小张的身份证信息-hash1-hash4-hash1”，优选按照区块入链的时间先后顺序排列，即最晚入链的区块的哈希值排在最后。

由此，实施例一的S10在本实施例将具体包括：

S101：通关验证节点依据所述一人员的虹膜特征查询本地的身份数据库，若能获取对应的身份证信息，则执行S102；

S102：依据获取的身份证信息向次链中的任一监管节点发起健康报告获取请求；

S103：接收到所述请求的监管节点通过查询关系查询表，获取所述请求中身份证信息对应的最晚入链的第一区块哈希值；

S104：上述监管节点依据所获取的哈希值，从其次链中获取对应的第一区块，再从中获取请求中身份证信息对应的健康报告。

相应的，实施例一的S12，在本实施例将具体包括：

S121：通关验证节点对应次链连接的主链将广播查询请求；

S122：该查询请求中户籍地对应的次链或主链接收所述查询请求；

S123：若接收所述查询请求的是所述主链连接的次链，则该次链的监管节点依据所述查询请求中的虹膜特征向任一通关验证节点获取对应的身份证信息。

也就是说，该人员的户籍地是同一个地级行政区内的其他县级行政区，

S124：监管节点依据所获取的身份证信息查询关系查询表，获取对应的最晚入链的第一区块的哈希值，因为该第一区块内的该人员的健康报告是最新的。

S125：监管节点依据所获取的哈希值从对应的第一区块中获取所述身份证信息对应的健康报告，并将其反馈给广播所述查询请求的主链，执行S128；

S126：若接收所述查询请求的是其他主链，则所述其他主链的监管节点依据所述查询请求中的户籍地确定对应的次链，并向该次链的监管节点请求所述查询请求中虹膜特征对应的健康报告；

也就是说，该人员的户籍地对应的是别的地级行政区。在对应主链接收查询请求后，将会把查询请求下发至该人员的户籍地对应的次链，由其进行健康报告的获取。可见，健康报告的获取都是由次链节点的交互来完成。

S127：所述次链的监管节点依据查询请求中的虹膜特征从任一通关验证节点获取对应的身份证信息，再通过查询关系查询表，获取所述身份证信息对应的最晚入链的第一区块的哈希值；并依据该哈希值从对应的第一区块中获取所述身份证信息对应的健康报告，将其逐级反馈给S121的主链，执行S128；

S128：广播所述查询请求的主链获取所述一人员对应的健康报告后，将该健康报告发送至待通关人员当前所处的通关验证节点。

本实施例通过具体限定了待通关人员是本县级行政区本地人，或同地级行政区下不同县级行政区的人，或其他地级行政区的人三种情况下获取其最新的健康报告的过程，证明了本发明的可行性和检疫高效性、准确性。

实施例三

本实施例对应实施例二，提供一种基于区块链的非接触式防疫系统，包括与各个地级行政区一一对应的主链，以及与各个县级行政区一一对应的次链；所述主链之间相互连接，所述次链与对应地级行政区的主链连接；所述主链中包括多个的监管节点；所述次链中包括多个的监管节点、防疫节点和通关验证节点，所述通关验证节点存储有本县级行政区本地人关于虹膜特征及其身份证信息的身份数据库；

需要说明的是，上述实施例二中所述基于区块链的非接触式防疫方法的描述同样适用于该基于区块链的非接触式防疫系统，在此不做赘述。

实施例四

本实施例对应上述实施例一至实施例三，提供一具体运用场景：

全国各县级行政区均创建本地人虹膜特征及其身份证信息的身份数据库。各县级行政区对应设置一个次链，以对应县级行政区的名称命名；全国各地级行政区对应设置每一个主链，以对应地级行政区的名称命名；各地级行政区对应的主链与其下辖的各个县级行政区的次链连接，各个主链也相互连接。

各个次链包括多个的通关验证节点、监管节点和防疫节点，通关验证节点存储有对应县级行政区的身份数据库；一个通关验证节点对应一个通关闸机，控制一个通道的通行。与各大受信的医疗机构、检疫部门/机构/单位连接的检疫节点，实时接收上述各机构/部门/单位上报的防疫数据。每一份防疫数据对应一个身份证信息(包括身份证号码和户籍地)。检疫节点生成防疫数据对应的健康报告后，上报至对应次链的监管节点。可知一份防疫数据对应一个身份证信息，对应一份健康报告。

次链的监管节点对上报的这份健康报告包括来源、数据格式、数据有效性等内容进行验证后，存储在本地，具体按照身份证信息存入本地人缓存区或非本地人缓存区；次链的监管节点还将定时依据共识机制将本地人缓存区内的健康报告打包成第一区块，存入次链中；定时对非本地人缓存区内的健康报告依据不同的地级行政区分别进行打包，以形成多个的第二区块。

次链的监管节点将各个第二区块广播至与其连接的主链，由相应的主链接收后再按照县级行政区分别打包形成多个第一区块，再下发给对应的次链。这么做的目的是确保各次链的健康报告得到及时更新，以提高检疫效率和有效性。

下面，以位于厦门市湖里区这一县级行政区内的一电影院的防疫通行检验为例进行说明。

该电影院内的其中一个通道闸机对要通过的小张进行防疫检验的过程如下：

1、小张所处的闸机通过配置有测体温用红外滤光片的红外测温仪获取他的体温数据，若超出37度，则第二次获取他的体温数据，若依然超出37度，则警报，使用安全方式对其采取特定的防疫手段；若没有超出37度，则语音提示其将对其虹膜进行采集。优选提醒其尽量脱下眼睛、撩起遮挡眼部的一切物品，同时尽量别眨眼，以最大程度的获取有效的虹膜图像。

2、虹膜图像采集设备采集小张的虹膜图像后发送至该闸机连接的通关验证节点。由其对小张的虹膜图像进行处理，提取小张的虹膜特征；然后将小张的虹膜特征与本地存储的厦门市湖里区的身份数据库中的各个虹膜特征进行匹配。若匹配成功，则获取小张的身份证信息；若匹配失败，则通过语音提示，要求小张语音(最好是逐字清晰)念出自己身份证上的户籍地址，语音识别系统在采集小张念出的户籍地“泉州市鲤城区”这一音频数据后，对其进行去噪处理，而后正确识别出为“泉州市鲤城区”这一结果，而后依据小张的虹膜特征与“泉州市鲤城区”生成查询请求，发送至厦门市对应的主链。

3、厦门市对应的主链广播这个查询请求，与其连接的主链和厦门主链下辖的其他次链都将接收到这个请求，但是经过验证，只有泉州市这个主链会接收并执行；泉州市主链依据查询请求中的“泉州市鲤城区”确定泉州市鲤城区对应的次链，然后将这个查询请求下发给它。

4、泉州市鲤城区对应的次链接收查询请求后，将其中小张的虹膜特征与本地存储的泉州市鲤城区的身份数据库中的各个虹膜特征进行匹配，获取小张的身份证信息；

5、泉州市鲤城区对应的次链的监管节点通过查询关系查询表，获取小张的身份证信息对应的最晚入链的第一区块哈希值；然后从区块链中获取这个第一区块，再从中获取小张的健康报告，经泉州市主链-厦门市主链到达厦门市湖里区次链中小张所处的闸机对应的通关验证节点。

6、通关验证节点依据设定的防疫标准对小张最新的健康报告进行验证，若确认小张的健康报告符合防疫要求，则认为小张具有通行资格，控制闸机放行；若不符合防疫要求，则显示健康报告异常，进行警报后由专业人士执行防控手段。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。