CN109583810A - 一种基于5g架构和区块链技术的溯源防伪系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉溯源防伪领域，具体涉及了一种基于5G架构和区块链技术的溯源防伪系统及方法，其中，所述系统包括：智能包装箱、5G平台以及云平台；所述智能包装箱包括：电子锁、处理模块、通信模块、异常报警模块以及供电模块。所述方法包括：通过智能合约根据5G技术中移动边缘计算获得的地理位置和/或时间信息，自动控制所述智能包装箱的打开或关闭，并记录所述智能包装箱在运输途中的异常报警信息，最终上传至区块链中。本发明的优点在于：以所述智能包装箱作为数据采集终端，通过5G通信技术以及区块链中的智能合约技术记录采集数据，从而解决了供应链中货物来源的记录与信任问题，进而可以通过对所述记录的查询达到防伪溯源的目的。

Description

一种基于5G架构和区块链技术的溯源防伪系统及方法
技术领域
本发明涉溯源防伪领域，具体涉及了一种基于5G架构和区块链技术的溯源防伪系统及方法。
背景技术
利用供应链进行溯源和防伪是防止商品假冒的一个重要方式，但是供应链涉及大量的环节和企业，而且呈现动态性，整个供应链管理及其复杂，采用集中式的系统，将所有的环节和企业融入到一起面临巨大的挑战。另外，采用集中的平台或者企业进行溯源防伪，建立该平台的权威性和可信性也需要较长的周期和巨大的成本。
区块链技术是一种去中心化的记录技术。参与记账的节点并不属于同一个组织，节点间也无需信任。区块链上的数据由节点共同维护，每个参加到区块链网络中的节点都能复制一份完整的交易记录，因此区块链具有“不可篡改、可追踪、匿名性、开源性、集体维护性、去中心化”等特点。
将区块链应用于货物的溯源防伪，区块中存储的交易数据不可被篡改，交易信息不对称大幅度降低，供应链上的各个企业可以通过区块链快速建立信任，沟通成本极大降低。交易信息可以在没有改变的情况下在供应链的上下游共享，而且具有不可抵赖性。
区块链应用于供应链进行溯源和防伪，也面临一些问题，主要有：
供应链的各个环节，溯源和防伪系统需要大量的数据，包括地理位置信息、厂家、操作人等，这些数据如果用人工操作，会带来极大的工作量，影响供应链的运行效率。
供应链中间过程很多环节需要人工操作，对企业和人员的操作，区块链无法进行验证和审核，使得区块链的可信性受到极大挑战，影响了区块链在溯源和防伪的应用。
供应链涉及到的企业分布在各地，如何将数据进行有效整合和部署，面临较大的挑战。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于5G架构和区块链技术的溯源防伪系统，包括：智能包装箱，其与5G平台互相通信，根据接收到的指令执行打开或关闭操作；5G平台，其与所述智能包装箱、云平台进行通信，用于包括：将接收到的通信信息记录在区块链中；根据所述接收到的通信信息触发对应的智能合约，从而发出打开或关闭智能包装箱指令；云平台，其与所述5G平台互相通信，用于包括：智能包装箱、通信请求地址、运输地址的管理，参数的设置以及货物的实时跟踪查询。
优选的，所述智能包装箱包括：电子锁、处理模块、通信模块、异常报警模块以及供电模块，其中，所述电子锁、所述通信模块、所述异常报警模块以及所述供电模块分别与所述处理模块连接。
优选的，所述5G平台包括移动边缘计算主机，所述移动边缘计算主机中运行有能力开放系统，所述能力开放系统用于包括：提供IT运行环境，从而运行区块链以及智能合约程序；进行移动边缘计算，从而定位所述智能包装箱；数据存储，对相关数据进行保存。
优选的，所述云平台对所述智能包装箱、通信请求地址以及运输地址的管理包括：服务平台为每个智能包装箱分配唯一标识；并根据具体的运输任务将所述唯一标识、所述通信请求地址以及所述运输地址相互关联，而后将该关联关系发送给5G平台，保存在区块链中。
优选的，所述参数的设置包括：设置所述智能包装箱的运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间，其中，所述运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间可以通过再次登录云平台进行更改；设置操作人员的通信地址，其中，所述通信地址可以进行增加、删除或更改；上述中，参数设置的过程被保存在区块链上。
根据上述方位书院系统，本发明进一步的公开了一种防伪溯源方法，包括：操作人员在运输起点将具体货物装入所述智能包装箱，并通过5G平台登陆所述云平台请求关闭电子锁；而后由所述云平台将所述请求关闭电子锁信息发送给5G平台；5G平台接收到所述请求关闭电子锁信息从而触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出关闭电子锁指令；智能包装箱接收来自5G平台的关闭电子锁指令，从而执行关闭电子锁操作；运输过程中，智能包装箱通过异常报警模块实时感知，当产生异常报警后，将该异常报警信息发送给5G平台，而后由5G平台发送给云平台；当智能包装箱到达运输终点时，操作人员通过5G平台登陆所述云平台请求打开电子锁，由所述云平台将所述请求打开电子锁信息发送给5G平台；5G平台接收到所述请求打开电子锁信息并触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出打开电子锁指令；智能包装箱接收来自5G平台的打开电子锁指令，从而执行打开电子锁操作，完成运输过程中的防伪溯源数据上传过程；相关人员可以通过登录所述云平台对运输过程中保存在区块链中的相关信息进行查询，从而进行防伪溯源。
进一步地，所述操作人员在运输起点或运输终点通过5G平台登陆所述云平台请求关闭或打开电子锁前还包括：操作人员身份识别，5G平台根据操作人员的具体请求信息，向事先登记的操作人员的手机号码发送验证短信，从而对操作人员身份进行验证。
进一步地，所述智能包装箱的通信信息包括：随机信息，智能包装箱向5G平台实时的发送随机信息，进而与所述5G平台保持通信，使得5G平台可以实时的获取所述智能包装箱的位置；异常检测信息，当智能包装箱的异常报警模块检测到异常时，则产生异常报警信息，并立即将该异常报警信息发送给5G平台，进而保存在区块链中。
更进一步地，所述异常检测信息包括：在非运输起点关闭所述智能包装箱；在非运输终点和非指定到达所述运输终点的时间段内打开所述智能包装箱。
进一步地，所述智能合约发出关闭或打开电子锁指令的满足条件包括：关闭电子锁指令，操作人员身份验证通过，且此时智能包装箱的位置信息为发货地址；打开电子锁指令，操作人员身份验证通过，且此时智能包装箱的位置信息为收货地址，时间为设定的收货时间。
本发明的优点在于：以所述智能包装箱作为数据采集终端，通过5G通信技术以及区块链中的智能合约技术记录采集数据，从而解决了供应链中货物来源的记录与信任问题，进而可以通过对所述记录的查询达到防伪溯源的目的；其中，所述智能包装箱中还具有异常报警模块，用于检测运输途中的异常情况，从而为后期货物损毁的责任追究提供了数据支持，并且由于区块链技术的应用，使得相关数据无法伪造和抵赖。
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。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了本发明的溯源防伪系统组成示意图。
附图2示出了本发明的防伪溯源方法流程图。
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地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，为本发明的溯源防伪系统组成示意图。其中，所述溯源防伪系统包括：智能包装箱，其与5G平台互相通信，根据接收到的指令执行打开或关闭操作；5G平台，其与所述智能包装箱、云平台以及操作人员进行通信，用于包括：将接收到的通信信息记录在区块链中；根据所述接收到的通信信息触发对应的智能合约，从而发出打开或关闭指令；云平台，其与所述5G平台互相通信，用于包括：智能包装箱、通信请求地址、运输地址的管理、参数的设置以及货物的实时跟踪查询。
具体的，所述智能包装箱包括：电子锁、处理模块、通信模块以及异常报警模块，其中，所述电子锁、所述通信模块、所述异常报警模块以及所述供电模块分别与所述处理模块连接。更具体的，所述处理模块为MCU，所述通信模块为5G通信模块，所述异常报警模块包括：陀螺仪、温度传感器、湿度传感器以及蜂鸣器，分别用于碰撞或跌落检测、温度检测、湿度检测以及异常开启报警。当发生上述情形时，由所述处理模块将相应数据通过通信模块发送给5G平台，进而保存在区块链上。此外，所述智能包装箱还将向5G平台发送随机信息，用于与5G平台保持通信，从而使得5G平台实时计算获得所述智能包装箱的实时位置。并且，该实时位置信息也将被保存在区块链上。
所述5G平台主要由5G通信网络以及移动边缘计算主机组成，其中，所述移动边缘计算(Mobile Edge Computing)MEC主机中运行有能力开放系统，所述能力开放系统为用户提供了开放式的IT运行环境，从而允许用户在该环境下作进一步的开发，如；开发区块链程序以及对应的智能合约程序；此外，所述能力开放系统配合所述移动边缘计算主机可以实现对移动通信用户的移动边缘计算，从而定位移动通信用户的地理位置，并实时保持与所述移动通信用户间的通信；当然，所述移动边缘计算主机也提供了相应的数据存储能力，用于保存包括区块链以及智能合约程序在内的程序代码以及其它通信数据。更具体的，在所述能力开放系统提供的IT开发环境下，本发明还开发了包括：终端路由认证、身份认证、实时位置、记录数据时间；其中，所述终端路由认证为：由于一般的运输路线是固定的，因此通过在能力开放系统中开发路由认证功能，从而对包括运输起点以及运输终点的通信路由进行验证，从而对货物的发出地以及目的地进行验证；所述身份认证为：在一定条件下，向对应的移动通信用户发送身份确认短信，从而根据接收的返回信息确认移动通信用户的身份；所述记录数据时间为：对于一些重要的节点数据，记录其产生的时间。
所述云平台对所述智能包装箱、通信请求地址以及运输地址的管理包括：服务平台为每个智能包装箱分配唯一标识；并根据具体的运输任务将所述唯一标识、所述通信请求地址以及所述运输地址相互关联，而后将该关联关系发送给5G平台，保存在区块链中。其中，所述参数的设置包括：设置所述智能包装箱的运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间，其中，所述运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间可以通过再次登录云平台进行更改；设置操作人员的通信地址，其中，所述通信地址可以进行增加、删除或更改；上述中的参数设置的过程将通过5G平台保存在区块链上。
如图2所示，为本发明的防伪溯源方法流程图。其中所述防伪溯源方法包括：S1、智能合约通过检测智能包装箱的位置信息以及操作人员的身份信息发出关闭电子锁指令，并将相关信息记录在区块链中；S2、运输过程中，智能包装箱与所述5G平台保持通信，从而使得5G平台实时获得智能包装箱的位置信息以及异常报警信息，并将相关信息记录在区块链中；S3、智能合约通过检测智能包装箱的位置信息、时间信息以及操作人员的身份信息发出打开电子锁指令，并将相关信息记录在区块链中；S4、通过查询记录在区块链中的所述相关信息进行防伪溯源。其具体过程包括：
操作人员在运输起点将具体货物装入所述智能包装箱，并通过5G平台登陆所述云平台请求关闭电子锁；而后，由所述云平台将所述请求关闭电子锁信息发送给5G平台；5G平台接收到所述请求关闭电子锁信息并触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出关闭电子锁指令；智能包装箱接收来自5G平台的关闭电子锁指令，从而执行关闭电子锁操作；当智能包装箱到达运输终点时，操作人员通过5G平台登陆所述云平台请求打开电子锁；而后，由所述云平台将所述请求打开电子锁信息发送给5G平台；5G平台接收到所述请求打开电子锁信息并触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出打开电子锁指令；智能包装箱接收来自5G平台的打开电子锁指令，从而执行打开电子锁操作。
具体的，所述操作人员在运输起点或运输终点通过5G平台登陆所述云平台请求关闭或打开电子锁前还包括：操作人员身份识别，5G平台根据操作人员的登录请求信息获得操作人员的通信地址，并将所述通信地址发送给服务平台；服务平台将接收到的通信地址与事先保存在服务平台中的通信地址进行对比，从而对操作人员的身份进行识别；当识别通过后，则允许操作人员登录服务平台进行相关操作。所述智能包装箱的通信信息包括：随机通信信息，智能包装箱向5G平台随机的发送通信信息，用于实时的与所述5G平台保持通信，进而使得5G平台实时的获取所述智能包装箱的位置；异常检测信息，当智能包装箱检测到异常信息后，立即将该异常信息发送给5G平台；并且，将所述异常检测信息保存在区块链中。所述异常检测信息包括：在非运输起点关闭所述智能包装箱；在非运输终点和非指定到达所述运输终点的时间内打开所述智能包装箱；以及，运输过程中，在某一地点的停留时间超过设定时间。所述当智能合约条件满足时，发出关闭或打开指令包括：智能包装箱接收来自5G平台的打开电子锁指令，从而执行打开电子锁操作，完成运输过程中的防伪溯源数据上传过程；相关人员可以通过登录所述云平台对运输过程中保存在区块链中的相关信息进行查询，从而进行防伪溯源。
具体实施例一(防伪溯源信息的获取)
为进一步说明本实施例的步骤，下面以一次运输任务为从M地点出发，到达N地点的运输过程为例：
步骤1、收货方登录云平台登记收货方操作人员的手机号码、运输起点、运输终点、提货时间以及发货方操作人员的手机号码；
步骤2、服务平台将上述信息发送给5G平台，并保存在区块链中；而后，5G平台根据所述发货方的手机号码向发货方操作人员发起智能包装箱唯一标识分配请求；
步骤3、发货方登录云平台登记发货方操作人员的手机号码后；收到来自5G平台的智能包装箱唯一标识分配请求；而后，所述操作人员根据提示输入智能包装箱的编号后，由云平台为其分配唯一标识；
步骤4、当货物检验装箱完成后，由发货方的操作人员登录所述云平台请求关闭电子锁；
步骤5、智能包装箱为实时与5G平台保持通信向5G平台随机的发送通信信息，其中，该通信信息可以是该智能包装箱的唯一标识；
步骤6、5G平台根据所述智能包装箱发送的随机通信信息通过移动边缘计算获得所述智能包装箱的地理位置信息；当该地理位置信息与发货地址相符时，向请求关闭电子锁的手机号码发送验证短信；当5G平台收到回复短息后，发出关闭电子锁指令；而后，将该操作请求以及发出的关闭电子锁指令保存在区块链中后，再上传给云平台；
步骤7、智能包装箱接收到来自5G平台的关闭电子锁指令后，执行关闭电子锁操作；
步骤8、移动包装箱在运输过程中与所述5G平台实时保持通信，从而使得5G平台获得所述智能包装箱的实时位置；
步骤9、当所述智能包装箱到达运输终点后，收货方操作人员在约定时间内前去指定地点取货，其过程包括：收货方操作人员登录云平台，请求打开电子锁；5G平台对所述智能包装箱此时的地理位置信息以及到达时间进行验证后，向收货方操作人员手机号码发送确认短信；当5G平台收到回复后，发出打开电子锁指令；而后，将该操作请求以及发出的关闭电子锁指令以及发出该指令的时间保存在区块链中后，再上传给云平台；
步骤10、智能包装箱接收到来自5G平台的打开电子锁指令后，执行打开电子锁操作，收货方取货。
上述中，所述唯一标识为云平台根据每次运输过程随机产生，从而使得其无法通过拦截被针对性的进行恶意行为，确保了数据上传的真实性。
具体实施例二(防伪溯源信息查询)
相关源人员希望对某运输货物的来源进行验证，其具体过程如下：
该相关人员登录云平台，请求对某货物进行防伪溯源查询；
云平台通过5G平台向对应的授权人发送授权短信；
授权人回复确认后，该相关人员可以查看该货物的运输信息，其中，所述运输信息包括：发货方信息、收货方信息、运输起点、运输终点以及到货时间等，从而完成对该货物的溯源查询。上述中，所述授权人可以为收货人，也可以为具体的售货商家。
具体实施例三(责任归属确认)
当售货方在验收货物时，发现货物破损(无法确定是运输过程中破损还是验收过程中破损)，此时可以通过溯源查询进行责任归属确认，其具体过程如下：
当发生货物破损需要确认责任归属时，发货方和收货方可以通过登录云平台查询运输过程中的异常报警信息，如：高温报警、碰撞或衰落报警以及湿度报警等信息，从而对货物破损责任进行确定。如运输瓷器过程中，发现异常报警中只有高温报警，但是并无碰撞或跌落报警，则该破损更大可能为验收过程中的操作导致，破损责任为收货一方。反之，当发现异常报警中出现碰撞或跌落报警，则该破损更大可能为运输过程导致，破损责任为运输公司或发货方。
此外，当发现货物运输过程中有异常开启报警时，也可以确认责任方为运输公司或发货方。
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5G架构和区块链技术的溯源防伪系统，其特征在于，包括：
智能包装箱，其与5G平台互相通信，根据接收到的指令执行打开或关闭操作；
5G平台，其与所述智能包装箱、云平台进行通信，用于包括：将接收到的通信信息记录在区块链中；根据所述接收到的通信信息触发对应的智能合约，从而发出打开或关闭智能包装箱指令；
云平台，其与所述5G平台互相通信，用于包括：智能包装箱、通信请求地址、运输地址的管理，参数的设置以及货物的实时跟踪查询。
2.根据权利要求1所述的溯源防伪系统，其特征在于，所述智能包装箱包括：电子锁、处理模块、通信模块、异常报警模块以及供电模块，其中，
所述电子锁、所述通信模块、所述异常报警模块以及所述供电模块分别与所述处理模块连接。
3.根据权利要求1所述的溯源防伪系统，其特征在于，所述5G平台包括移动边缘计算主机，所述移动边缘计算主机中运行有能力开放系统，所述能力开放系统用于，包括：
提供IT运行环境，从而运行区块链以及智能合约程序；
进行移动边缘计算，从而定位所述智能包装箱；
数据存储，对相关数据进行保存。
4.根据权利要求1所述的溯源防伪系统，其特征在于，所述云平台对所述智能包装箱、通信请求地址以及运输地址的管理包括：
服务平台为每个智能包装箱分配唯一标识；并根据具体的运输任务将所述唯一标识、所述通信请求地址以及所述运输地址相互关联，而后将该关联关系发送给5G平台，保存在区块链中。
5.根据权利要求1所述的溯源防伪系统，其特征在于，所述参数的设置包括：
设置所述智能包装箱的运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间，其中，所述运输起点、运输终点以及到达运输终点的时间可以通过再次登录云平台进行更改；
设置操作人员的通信地址，其中，所述通信地址可以进行增加、删除或更改；上述中，
参数设置的过程被保存在区块链上。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的溯源防伪系统的溯源防伪方法，其特征在于，包括：
操作人员在运输起点将具体货物装入所述智能包装箱，并通过5G平台登陆所述云平台请求关闭电子锁；而后由所述云平台将所述请求关闭电子锁信息发送给5G平台；
5G平台接收到所述请求关闭电子锁信息从而触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出关闭电子锁指令；
智能包装箱接收来自5G平台的关闭电子锁指令，从而执行关闭电子锁操作；
运输过程中，智能包装箱通过异常报警模块实时感知，当产生异常报警后，将该异常报警信息发送给5G平台，而后由5G平台发送给云平台；
当智能包装箱到达运输终点时，操作人员通过5G平台登陆所述云平台请求打开电子锁，由所述云平台将所述请求打开电子锁信息发送给5G平台；
5G平台接收到所述请求打开电子锁信息并触发对应的智能合约；与此同时，5G平台实时接收到的来自所述智能包装箱的通信信息，并对其进行移动边缘计算，从而获得所述智能包装箱的实时位置信息；当智能合约条件满足后，发出打开电子锁指令；
智能包装箱接收来自5G平台的打开电子锁指令，从而执行打开电子锁操作，完成运输过程中的防伪溯源数据上传过程；
相关人员可以通过登录所述云平台对运输过程中保存在区块链中的相关信息进行查询，从而进行防伪溯源。
7.根据权利要求6所述的溯源防伪方法，其特征在于，所述操作人员在运输起点或运输终点通过5G平台登陆所述云平台请求关闭或打开电子锁前还包括：
操作人员身份识别，5G平台根据操作人员的具体请求信息，向事先登记的操作人员的手机号码发送验证短信，从而对操作人员身份进行验证。
8.根据权利要求6所述的溯源防伪方法，其特征在于，所述智能包装箱的通信信息包括：
随机信息，智能包装箱向5G平台实时发送随机信息，进而与所述5G平台保持通信，使得5G平台可以实时获取所述智能包装箱的位置；
异常检测信息，当智能包装箱的异常报警模块检测到异常时，则产生异常报警信息，并立即将该异常报警信息发送给5G平台，进而保存在区块链中。
9.根据权利要求8所述的溯源防伪方法，其特征在于，所述异常检测信息包括：
在非运输起点关闭所述智能包装箱；
在非运输终点和非指定到达所述运输终点的时间段内打开所述智能包装箱。
10.根据权利要求6所述的溯源防伪方法，其特征在于，所述智能合约发出关闭或打开电子锁指令的满足条件包括：
关闭电子锁指令，操作人员身份验证通过，且此时智能包装箱的位置信息为发货地址；
打开电子锁指令，操作人员身份验证通过，且此时智能包装箱的位置信息为收货地址，时间为设定的收货时间。
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