CN108596635A - 一种基于云平台的农产品溯源方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于云平台的农产品溯源方法及系统，采集农产品的生产、加工及销售数据；将所述数据分为可见数据和不可见数据；将所述可见数据上传至公有云服务器中并存储，将所述不可见数据上传至私有云服务器中并存储；对用户进行权限设置，不同权限的用户可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。本发明通过将农产品生产、加工及销售数据分为可见数据和不可见数据，将可见数据存储于公有云服务器中，将不可见数据存储于私有云服务器中，充分利用了公有云和私有云的特点，既保证了机密数据的保密性，又在一定程度上降低了云存储的成本，更好地利用云平台实现农产品的溯源。
Description
技术领域
本发明涉及农产品溯源技术领域，具体涉及一种基于云平台的农产品溯源方法及系统。
背景技术
针对农产品质量安全问题所做的溯源系统有很多，通过建立农产品质量安全追溯通道，实现了农产品从生产、加工到销售全链条的可追溯性。近期，随着云服务器的兴起，各种基于云端服务器的农产品溯源方法及系统也不断涌现。
例如，CN107578253A公开了一种基于产地认证的农产品全程追溯方法及系统，将生产信息、测量信息、质检信息、分级信息等均上传至云端服务器，以完成对农产品产地的溯源认证。CN107360257A公开了一种基于传感器网络的农产品质量溯源系统，传感器网络捕获农产品生长过程中的生长数据和环境数据，并将其上传至云平台和大数据平台以供用户终端进行生长数据溯源查询。
以上的农产品溯源方法均未考虑云平台的安全性和企业成本二者之间的均衡。由于农产品在生产、加工及销售过程会产生大量的数据，而上述数据中有一些属于企业的商业机密不可随便对外界公开，若将所有数据均存储于同一云平台或云端服务器上，如上述云平台或云端服务器为公有云服务器，则所有云服务器的用户均可访问上述数据，无法实现对机密数据的保密；若上述云平台或云端服务器为企业的私有云服务器，虽然保证了数据的保密性，但由于私有云服务器的搭建和维护成本较高，给企业造成了较大的经济负担，且随着生产经营活动的增加，存储数据量的增大，上述费用会急剧上升。
鉴于此，需要一种新的基于云平台的农产品溯源方法及系统，既能保证机密数据的保密性和安全性，又能降低存储数据所需要的成本，以便更好地利用云平台实现农产品的溯源。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案如下：
本发明提出了一种基于云平台的农产品溯源方法，包括步骤：
通过传感器网络采集农产品的生产加工销售数据；
通过生物识别传感器采集各阶段负责人的生物信息，并对上述生物信息进行加密；
对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联；
设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
将所有可见数据上传至公有云服务器中并存储，将所有不可见数据上传至私有云服务器中并存储；
对用户进行权限设置，不同用户具有不同的所述可见权限，可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。
进一步地，通过传感器网络采集农产品的生产数据具体包括：通过大气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤EC值传感器、土壤PH值传感器、水质PH值传感器、土壤盐分传感器、光照度监测传感器、CO2浓度传感器、O2浓度传感器、农药传感器、重金属传感器采集农产品的生产数据、各传感器的传输方式可以为有线或无线。
进一步地，通过生物识别传感器采集各阶段负责人的生物信息，具体包括：通过指纹识别传感器、虹膜识别传感器、声纹识别传感器、掌纹识别传感器和/或静脉识别传感器采集各阶段负责人的生物信息。
进一步地，对生物信息进行加密，具体包括：采用数字签名的方式对生物信息进行加密。
进一步地，可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在同一公有云服务器的不同数据分区中。
进一步地，可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在不同公有云服务器中。
进一步地，不可见数据包括生产不可见数据、加工不可见数据及销售不可见数据，上述不同类型的不可见数据存储在同一私有云服务器的不同数据分区中。
进一步地，将不可见数据中具有相同可见权限的数据上传至私有云服务器的同一数据分区中。
进一步地，不同权限的用户可获取不同的数据进一步包括：低级权限用户仅能获取公有云服务器中的数据；中级权限用户能获取公有云服务器中的全部数据以及私有云服务器中的部分数据；高级权限用户能获取公有云服务器和私有云服务器中的所有数据。
本发明还提出了一种基于云平台的农产品溯源系统，包括：
传感器网络，用于采集农产品的生产、加工及销售数据；
生物特征识别传感器，用于采集各阶段负责人的生物信息；
数据处理器，用于对生物信息进行加密，及对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联；
数据分类器，用于设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
云端服务器，包括私有云服务器和公有云服务器，其中，所述公有云服务器用于存储所述可见数据，所述私有云服务器用于存储所述不可见数据；
用户权限设置装置，用于对用户进行权限设置，不同用户具有不同的所述可见权限，可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。
进一步地，传感器网络具体包括：大气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤EC值传感器、土壤PH值传感器、水质PH值传感器、土壤盐分传感器、光照度监测传感器、CO2浓度传感器、O2浓度传感器、农药传感器、重金属传感器、各传感器的传输方式可以为有线或无线。
进一步地，生物识别传感器具体包括：指纹识别传感器、虹膜识别传感器、声纹识别传感器、掌纹识别传感器和/或静脉识别传感器。
进一步地，对生物信息进行加密，具体包括：采用数字签名的方式对生物信息进行加密。
进一步地，可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在同一公有云服务器的不同数据分区中。
进一步地，可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在不同的公有云服务器中。
进一步地，不可见数据包括生产不可见数据、加工不可见数据及销售不可见数据，上述不同类型的不可见数据存储在同一私有云服务器的不同数据分区中。
进一步地，不可见数据中具有相同可见权限的数据存储在私有云服务器的同一数据分区中。
进一步地，不同权限的用户可获取不同的数据进一步包括：低级权限用户仅能获取公有云服务器中的数据；中级权限用户能获取公有云服务器中的全部数据以及私有云服务器中的部分数据；高级权限用户能获取公有云服务器和私有云服务器中的所有数据。
本发明的优点在于：1.本发明通过传感器网络实时采集生产加工销售数据，获取数据方便快捷，增强了数据的准确性；2.本发明将各阶段负责人的生物特征加入到产品信息中，由于生物特征的唯一性，方便对负责人进行追责，提高了产品信息的可信度，一定程度上保证了产品的质量；3.本发明通过将农产品生产、加工及销售数据分为可见数据和不可见数据，将可见数据存储于公有云服务器中，将不可见数据存储于私有云服务器中，并给用户设置不同权限，以使不同权限用户获取不同数据，既保证了机密数据的保密性，又在一定程度上降低了云存储的成本，更好地利用云平台实现农产品的溯源。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
附图1示出了根据本发明实施方式的溯源方法流程图。
附图2示出了根据本发明实施方式的数据存储结构图。
附图3示出了根据本发明实施方式的溯源系统结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，如图1所示，提出一种基于云平台的农产品溯源方法，包括步骤：
1.通过传感器网络采集农产品的生产加工销售数据。
其中，农产品的生产数据包括植物类农产品种子选取、发芽、幼苗、开花、结果、采摘等一系列过程数据；动物类农产品幼崽的选取、喂养、病害防治、成熟、屠宰等一系列过程数据；还包括土壤养分、土壤温湿度、光照强度、环境温湿度、水质监测等环境数据。农产品加工数据包括农产品选取、处理、包装等过程数据。农产品的销售数据包括经销商、销售时间、销售价格等过程数据。上述数据分别由农产品生产、加工及销售各个环节的操作人员对相关数据进行采集。
在各个数据采集环节设置各种类型的传感器，例如，在农产品生产环节，设置大气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤EC值传感器、土壤PH值传感器、水质PH值传感器、土壤盐分传感器、光照度监测传感器、CO2浓度传感器、O2浓度传感器、农药传感器、重金属传感器分别采集环境温湿度、土壤温湿度、土壤养分、水质监测等各类数据。各传感器的传输方式可以为有线或无线。各种类型的传感器构成传感器网络，各个传感器与传感器网关之间可以采用Zigbee、红外、蓝牙中的任意一种传输方式；也可以采用不同类别的传感器，采用不同类别的无线传输方式，以加快数据处理速度。传感器网关与互联网网关之间通过WIFI或有线的方式进行传输。
2.通过生物识别传感器采集各阶段负责人的生物信息，并对上述生物信息进行加密。
传感器网络中各传感器采集的数据，需经各阶段负责人进行核实。在核实的同时，利用生物识别传感器对负责人的生物信息进行采集。可以使用生物特征采集技术包括指纹识别技术、虹膜识别技术、静脉识别技术、掌纹识别技术等，其中被作为广泛使用的主要是指纹识别技术。
(1)指纹识别技术。指纹指的是指尖表面的纹路，其中突起的纹线称为脊，脊之间的部分称为谷。指纹的纹路并不是连续、平滑流畅的，而是经常出现中断、分叉或转折，这些断点、分叉点和转折点，称为细节(minutiae)，就是这些细节提供了指纹唯一性的识别信息。
(2)虹膜识别。虹膜是一个位于瞳孔和巩膜之间的环状区域，与其它的生物特征相比，虹膜识别具有：高独特性(虹膜的纹理结构是随机的其形态依赖于胚胎期的发育)；高稳定性(虹膜可以保持几十年不变,而且不受除光线之外的周围环境的影响)；防伪性好(虹膜本身具有规律性的震颤以及随光强变化而缩放的特性，可以识别出图片等伪造的虹膜)；易使用性(识别系统不与人体相接触)；分析方便(虹膜固有的环状特性，提供了一个天然的极坐标系)。
(3)声纹识别。声纹是一项根据语音波形中反映说话人生理、心理和行为特征的语音参数。人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程,人在讲话时使用的发声器官)))舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面因人而异,所以任何两个人的声纹图谱都有差异。每个人的语音声学特征既有相对稳定性,又有变异性。这种变异可来自生理、病理、心理、模拟、伪装,也与环境干扰有关。尽管如此,由于每个人的发音器官都不尽相同,因此在一般情况下,人们仍能区别不同的人的声音或判断是否是同一人的声音。通过提取的声纹特征能够作为识别的证据。但声纹容易受到环境及声道鲁棒性问题的影响，即声道差异和背景噪音容易给声纹特征的提取带来影响。
(4)掌纹识别：与指纹识别相比，掌纹识别的可接受程度较高，其主要特征比指纹明显得多，而且提取时不易被噪声干扰，另外，掌纹的主要特征比手形的特征更稳定和更具分类性，因此掌纹识别应是一种很有发展潜力的身份识别方法。
(5)静脉识别：静脉识别是对用特定设备采集到的静脉分布图像的识别。目前主要分为指静脉识别、手背静脉识别和手掌静脉识别三个内容。人体静脉血管具有生物特征的所有特性，具有很强的普遍性和唯一性。静脉血管位于体表内部，随年龄增长其组织结果变化不大；由于是身体内部的血管特征，很难伪造或是手术改变，可以避免一旦皮表受损害而无法进行指纹、掌纹识别的缺陷；相比DNA、虹膜识别，采集过程十分友好，有这些使得静脉认证技术成为近年来生物认证技术领域的研究热点。除了上述的五种生物特征识别方法，还有包括签名识别、人脸识别等在内的多种生物特征识别方式可供选择。
由于采集到的生物信息可能会导致负责人的隐私信息泄露，所以我们考虑对采集到的生物信息进行数字签名，如采用ECC算法，获得负责人的生物特征数字信息，该数字信息是真实生物特征的密文，一方面能够保证所采集到的生物特征信息的真实有效，另一方面能够保证被采集人的隐私不被泄露，即生物特征有效却不可见。
3.对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联。
生产加工销售各阶段均有不同的负责人，因此，需要将传感器网络采集的生产加工销售数据与加密后的负责人的生物信息进行关联，保证了二者的一一对应性。方便对各阶段负责人进行查找和追责。
4.设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
将所述数据分为可见数据和不可见数据。上述采集到的农产品的生产、加工及销售数据，有一部分是可以向消费者或其它人员公开的，如该农产品的产地、培育时环境的温湿度、水质、是否发生病虫害、包装时的处理方式，价格等等；而有一部分则是属于生产、加工、销售环节的商业机密，如喂养饲料的具体配比，对土壤养分的控制，加工的具体方式，销售的具体网点等等。基于此，将上述采集到的数据分为可见数据和不可见数据，上述分类可由各环节数据录入人员在录入数据的同时即进行分类，也可在数据完全采集后再进行分类。其中不可见数据为相对不可见，还需进一步设置不可见数据的可见权限，例如，喂养饲料的具体配比这一数据，将其数据类型设置为不可见，将其可见权限设置为对公司员工和管理员可见，则该数据仅有公司员工和管理员可以获取。
5.将所有可见数据上传至公有云服务器中并存储，将所有不可见数据上传至私有云服务器中并存储。
公有云服务器一般为第三方提供商提供给用户能够使用的云服务器，公有云服务器一般可通过Internet使用，是最基础的服务，成本较低，是指多个客户可共享一个服务提供商的系统资源，他们毋须架设任何设备及配备管理人员，便可享有专业的IT服务，这对于一般创业者、中小企来说，无疑是一个降低成本的好方法。虽然公有云服务器成本低，但是大企业为了兼顾行业、客户私隐，不可能将重要数据存放到公共网络上，故倾向于架设私有云端网络。私有云服务器是为一个客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。私有云服务器的拥有者可控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云服务器可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所。因此，将分类后的可见数据上传并存储于公有云服务器，将不可见数据上传并存储于私有云服务器，既保证了数据的安全性和隐私性，也一定程度上降低了企业的成本。
6.对用户进行权限设置，不同用户具有不同的所述可见权限，可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。
用户可配置为多个权限层级，如普通用户、公司员工、管理员、代理商、消费者等等。对于可见数据，所有用户均可以获取；对于不可见数据，仅具有其相应可见权限的用户可获取。
也可将用户权限分为低、中、高三个级别：低级权限用户如消费者仅能获取公有云服务器中存储的农产品生产、加工、销售的可见数据，通过上述数据，消费者能清楚地了解农产品的产地、生产加工过程的食品安全性，实现消费者的放心食用；中级权限用户如农产品的生产、加工、销售企业能获取公有云服务器中的全部可见数据以及私有云服务器中的相应的不可见数据，如根据需要，除了能获取公有云服务器的全部可见数据外，农产品的生产企业可获取私有云服务器中的生产不可见数据，农产品的加工企业可获取私有云服务器中的加工不可见数据，农产品的销售企业可获取私有云服务器中的销售不可见数据，以便各个企业对自己的生产、加工、销售过程进行一定的管控；高级权限用户如质检部门能获取公有云服务器和私有云服务器中的所有数据，以便对农产品的生产、加工及销售的全过程进行抽查，保证农产品的食品安全。
图2示出了基本本发明实施例的数据存储结构图。对于可见数据，为了进一步加强存储于公有云服务器中可见数据的保密性，可以对上述可见数据进行加密后再上传并存储于公有云服务器中。农产品的生产、加工及销售可见数据可分别加密，采用不同的加密方式及秘钥，也可采用同一加密方式及同一秘钥。
可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在同一公有云服务器的不同数据分区中；也可以将上述不同类型的可见数据存储在不同的公有云服务器中。
不可见数据包括生产不可见数据、加工不可见数据及销售不可见数据，上述不同类型的不可见数据存储在同一私有云服务器的不同数据分区中。优选地，可以将不可见数据中具有相同可见权限的数据存储在私有云服务器的同一数据分区中。
根据本发明的实施方式，如图3所示，提出一种基于云平台的农产品溯源系统，包括：传感器网络，用于采集农产品的生产、加工及销售数据；
生物特征识别传感器，用于采集各阶段负责人的生物信息；
数据处理器，用于对生物信息进行加密，及对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联；
数据分类器，用于设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
云端服务器，包括私有云服务器和公有云服务器，其中，所述公有云服务器用于存储所述可见数据，所述私有云服务器用于存储所述不可见数据；
用户权限设置装置，用于对用户进行权限设置，不同权限的用户可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。针对不同的用户设置不同的权限，如低级权限用户消费者可以是guest账号，中级权限用户如生产、加工、销售企业可以是具有相应用户名的账号，高级权限用户如质检部门可以是管理员账号，针对每个账号各个用户可自行设置相应的密码。不同权限的用户登录后，可获取的数据范围不同。上述用户权限的设置可根据需求进行调整。
由上述可见，本发明通过传感器网络采集数据，并同时采集相应负责人的生物信息，保证了数据采集的准确有效性；另外，将农产品数据在云平台上进行分类存储，既保证了机密数据的保密性，又在一定程度上降低了数据存储的成本，更好地利用云平台实现农产品的溯源。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：包括步骤：
通过传感器网络采集农产品的生产加工销售数据；
通过生物识别传感器采集各阶段负责人的生物信息，并对上述生物信息进行加密；
对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联；
设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
将所有可见数据上传至公有云服务器中并存储，将所有不可见数据上传至私有云服务器中并存储；
对用户进行权限设置，不同用户具有不同的所述可见权限，可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源；
所述通过传感器网络采集农产品的生产数据具体包括：通过大气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤EC值传感器、土壤PH值传感器、水质PH值传感器、土壤盐分传感器、光照度监测传感器、CO2浓度传感器、O2浓度传感器、农药传感器、重金属传感器采集农产品的生产数据、各传感器的传输方式可以为有线或无线；
通过生物识别传感器采集各阶段负责人的生物信息，具体包括：通过指纹识别传感器、虹膜识别传感器、声纹识别传感器、掌纹识别传感器和/或静脉识别传感器采集各阶段负责人的生物信息。
2.如权利要求1所述的一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：
对生物信息进行加密，具体包括：采用数字签名的方式对生物信息进行加密。
3.如权利要求1所述的一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：所述可见数据包括生产可见数据、加工可见数据及销售可见数据，上述不同类型的可见数据存储在同一公有云服务器的不同数据分区中或者上述不同类型的可见数据存储在不同公有云服务器中。
4.如权利要求1所述的一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：所述不可见数据包括生产不可见数据、加工不可见数据及销售不可见数据，上述不同类型的不可见数据存储在同一私有云服务器的不同数据分区中，或者，将所述不可见数据中具有相同所述可见权限的数据上传至私有云服务器的同一数据分区中。
5.如权利要求1所述的一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：不同权限的用户可获取不同的数据进一步包括：低级权限用户仅能获取公有云服务器中的数据；中级权限用户能获取公有云服务器中的全部数据以及私有云服务器中的部分数据；高级权限用户能获取公有云服务器和私有云服务器中的所有数据。
6.一种基于云平台的农产品溯源系统，其特征在于：包括：
传感器网络，用于采集农产品的生产、加工及销售数据；
生物特征识别传感器，用于采集各阶段负责人的生物信息；
数据处理器，用于对生物信息进行加密，及对所述加密后的负责人的生物信息与其相应的所述生产加工销售数据进行关联；
数据分类器，用于设置关联后所述生产加工销售数据的可见类型及可见权限；
云端服务器，包括私有云服务器和公有云服务器，其中，所述公有云服务器用于存储所述可见数据，所述私有云服务器用于存储所述不可见数据；
用户权限设置装置，用于对用户进行权限设置，不同用户具有不同的所述可见权限，可获取不同的数据，以对农产品的生产、加工及销售情况进行溯源。
7.如权利要求6所述的一种基于云平台的农产品溯源系统，其特征在于：
所述传感器网络具体包括：大气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤EC值传感器、土壤PH值传感器、水质PH值传感器、土壤盐分传感器、光照度监测传感器、CO2浓度传感器、O2浓度传感器、农药传感器、重金属传感器、各传感器的传输方式可以为有线或无线。
8.如权利要求6所述的一种基于云平台的农产品溯源系统，其特征在于：
所述生物识别传感器具体包括：指纹识别传感器、虹膜识别传感器、声纹识别传感器、掌纹识别传感器和/或静脉识别传感器。
9.如权利要求6所述的一种基于云平台的农产品溯源系统，其特征在于：
对生物信息进行加密，具体包括：采用数字签名的方式对生物信息进行加密。
10.如权利要求6所述的一种基于云平台的农产品溯源方法，其特征在于：不同权限的用户可获取不同的数据进一步包括：低级权限用户仅能获取公有云服务器中的数据；中级权限用户能获取公有云服务器中的全部数据以及私有云服务器中的部分数据；高级权限用户能获取公有云服务器和私有云服务器中的所有数据。
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