随着我国社会经济快速发展,环境污染问题也愈发严重。为此,第十二届全国人民代表大会常务委员会通过了《环境保护税法》,实现由“费”改“税”的转变。其中应税污染物数量的可信监测是基础。目前使用的污染物监测设备扩展性较差且传感器身份合法性难以判断,源头数据可信性低。同时,传感数据存储在中心数据库中,存在单点故障且人为篡改的风险较高,可信性难以保障,可能会给国家税收造成损失。本文在物联网基本架构上设计了一种基于物联网的可信环保监测系统。主要研究内容如下:(1)分析了当前物联网架构和数据存储方式中的不足,结合税收工作进行需求分析,对可信环保监测系统进行总体设计。系统以一种松耦合的物联网架构为基础实现可信接入,利用区块链技术实现可信存储,前端的智能传感网关选取STM32F4和RK3288作为关键芯片。(2)对松耦合的物联网感知系统架构进行了详细设计,重点实现了包括以智能传感网关为核心的接入层和传感数据综合管理层。智能传感网关采用两种方法实现可信接入,包括传感器固有参数的身份显式认证方法和多传感器数据融合分析的身份隐式认证方法,使用C4.5决策树算法验证了隐式身份认证的可行性和有效性。该架构同时解决了传统监测系统难以扩展、信息孤岛的问题。(3)在松耦合环保物联网的基础上,基于区块链技术设计和实现了数据的可信性和可追溯性。分析了物联网设备构建区块链的限制,讨论现有区块链的共识机制的特点及不足,设计了一种可调整选举超时时间的Raft算法,提高可信节点当选leader的概率;针对纳税场景确定了交易内容及交易数据结构,并根据节点存储能力设计了采集节点和采集存储节点,对物联网设备存储账本数据的方法进行设计和验证。通过实际工程实现和用例测试,对系统中数据入链、查询和性能指标进行测试,证明了本文基于物联网的可信环保监测系统的实用价值。