CN110796452A - 一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供应链溯源系统，具体地说，涉及一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法。其包括区块链和数据传输模块，所述区块链通过数据传输模块连接至移动终端，所述区块链通过数据传输模块连接至数据库，所述移动终端包括商品信息录入系统、生物信息识别系统和商品信息查询系统。该发明能够对商品基本信息、商品流通信息和商品检测信息进行记录，防止溯源信息的缺失，同时采用生物信息识别系统录入检测人员的生物信息，防止检测人员信息丢失，并采用区块链对商品信息数据进行分类记录，便于对商品信息数据进行分类计算，且对同类信息可进行统一处理。

Description

一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法

技术领域

本发明涉及一种供应链溯源系统，具体地说，涉及一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法。

背景技术

溯源系统目前已经被广泛应用于各个行业中，它其实就是一种可以对产品进行正向，逆向或不定向追踪的生产控制系统，可适用于各种类型的过程和生产控制系统。随着科技的发展，信息数据日益庞大，而溯源信息中的数据流程较为繁琐，对溯源信息无法进行全方面记录，导致溯源信息丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法，以解决上述背景技术中提出的某种或某些缺陷。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统，包括区块链和数据传输模块，所述区块链通过数据传输模块连接至移动终端，所述区块链通过数据传输模块连接至数据库，所述移动终端包括商品信息录入系统、生物信息识别系统和商品信息查询系统，所述移动终端用于录入商品的溯源信息，所述生物信息识别系统用于录入检测人员的生物信息，所述商品信息查询系统用于查询商品录入的溯源信息。

作为优选，所述商品信息录入系统包括商品基本信息录入模块、商品流通信息录入模块和商品检测信息录入模块，所述商品基本信息录入模块用于录入商品的基本信息，所述商品流通信息录入模块用于录入商品的流通记录信息，所述商品检测信息录入模块用于录入商品的检测信息。

作为优选，所述生物信息识别系统包括视网膜识别模块、人脸识别模块和静脉识别模块，所述视网膜识别模块用于录入和识别视网膜生物识别信息，所述人脸识别模块用于录入和识别人脸生物识别信息，所述静脉识别模块用于录入和识别静脉生物信息。

作为优选，所述视网膜识别模块包括虹膜获取模块、虹膜图像预处理模块、虹膜特征提取模块和虹膜特征编码模块，所述虹膜获取模块用于获取虹膜图像数据，所述虹膜图像预处理模块用于对获取的虹膜图像数据进行预处理，所述虹膜特征提取模块用于提取虹膜图像中的特征数据，所述虹膜特征编码模块用于对提取的虹膜图像数据进行编码。

作为优选，所述虹膜图像预处理模块包括虹膜定位模块、图像归一化模块和图像增强模块，所述虹膜定位模块用于定位虹膜位置，并将虹膜从图片中分割出来，所述图像归一化模块用于在采集的虹膜图像中找出虹膜的中心和内、外边缘以及对定位出来的虹膜图像大小并进行归一化处理，所述图像增强模块用于增强图像的清晰程度。

作为优选，所述区块链包括网络编程模块、分布式算法模块、加密签名模块和数据储存模块，所述网络编程模块用于通过网络编程构架区块链系统，所述分布式算法模块用于将庞大的数据计算分类呈多个子进程进行分析计算，所述加密签名模块用于对传输的数据进行加密，所述数据储存模块用于分类储存传输的信息数据。

作为优选，所述数据库包括数据接收模块、数据保存模块、数据查询模块和数据反馈模块，所述数据接收模块用于所述数据接收模块用于接收区块链储存的商品信息，所述数据保存模块用于将接收的商品信息保存在数据库内，所述数据查询模块用于查询商品的溯源信息，所述数据反馈模块用于将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

另一方面，本发明还提供一种基于区块链和大数据的供应链溯源方法，包括上述任意一项所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其步骤如下：

S1、录入商品信息：通过商品基本信息录入模块录入商品的基本信息，通过商品流通信息录入模块录入商品的流通信息，通过商品检测信息录入模块用于录入商品检测人员信息，并将录入的信息通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S2、录入生物信息识别信息：通过虹膜获取模块获取虹膜图像数据，通过虹膜图像预处理模块对获取的虹膜图像数据进行预处理，通过虹膜特征提取模块提取虹膜图像中的特征数据，通过虹膜特征编码模块对提取的虹膜图像数据进行编码，并将虹膜信息数据通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S3、商品信息查询：通过移动终端登录查询信息，通过数据查询模块查询商品的溯源信息，通过数据反馈模块将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法中，通过设置商品信息录入系统，对商品基本信息、商品流通信息和商品检测信息进行记录，防止溯源信息的缺失。

2、该基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法中，采用生物信息识别系统录入检测人员的生物信息，防止检测人员信息丢失。

3、该基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法中，采用区块链对商品信息数据进行分类记录，便于对商品信息数据进行分类计算，且对同类信息可进行统一处理。

4、该基于区块链和大数据的供应链溯源系统及方法中，采用数据库对商品信息数据进行全面储存，防止遗漏。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的移动终端模块示意图；

图3为本发明的商品信息录入系统模块示意图；

图4为本发明的生物信息识别系统模块示意图；

图5为本发明的视网膜识别模块示意图；

图6为本发明的虹膜图像预处理模块示意图；

图7为本发明的区块链模块示意图；

图8为本发明的数据库模块示意图；

图9为本发明的数据传输模块与设备连接图；

图10为本发明的Daugman的采集系统示意图；

图11为本发明的Daugman橡胶皮弹性模型示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一方面，本发明提供一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统，如图1-图3所示，包括区块链和数据传输模块，区块链通过数据传输模块连接至移动终端，区块链通过数据传输模块连接至数据库，移动终端包括商品信息录入系统、生物信息识别系统和商品信息查询系统，移动终端用于录入商品的溯源信息，生物信息识别系统用于录入检测人员的生物信息，商品信息查询系统用于查询商品录入的溯源信息。

本实施例中，数据传输模块采用LTE180嵌入式WIFI模块实现数据无线传输，LTE180 嵌入式WIFI模块，是一款超小尺寸和功能强大的嵌入式串口WIFI模块，同时支持2.4G 和5G频段，集成了TCP/IP协议栈和驱动程序，使用方便，可以用上位机和web轻松配置工作模式，性能稳定，传输速率快，同时该模块能够与串口设备进行连接，与PC和嵌入式设置进行无线通信，便于安装。

进一步的，LTE180嵌入式WIFI模块无线参数入下表所示：

无线参数表

具体的，LTE180嵌入式WIFI模块与设备连接如图9所示，其中，VDD为模块电源输入；GND为模块接地；nRXD为UART数据输入；nTXD为UART发送数据；nCTS为UART允许发送信号，低电平有效；nRTS为UART接收准备好信号，低电平有效。当接收到外部/CTS 信号后CPU从休眠模式唤醒；MODSEL为选择模块的工作模式，拉高：进入透明传输模式，拉底:进入命令控制模式；RESET为将该引脚拉低，可以重新初始化模块；BUSY为模块忙碌指示，嵌入式设备发送数据前查询该IO口状态；ULPMODE为Wifi模块当前是否断电； RESTOR为恢复出厂设置；NETSTA为模块当前的联网状态，同步状态指示灯。

值得说明的是，商品信息录入系统包括商品基本信息录入模块、商品流通信息录入模块和商品检测信息录入模块，商品基本信息录入模块用于录入商品的基本信息，商品流通信息录入模块用于录入商品的流通记录信息，商品检测信息录入模块用于录入商品的检测信息，通过商品基本信息录入模块录入商品的基本信息，通过商品流通信息录入模块录入商品的流通信息，通过商品检测信息录入模块用于录入商品检测人员信息。

实施例2

作为本发明的第二种实施例，为了便于对生物信息进行录入和识别，本发明还设置有生物信息识别系统，作为一种优选实施例，如图4-图6所示，生物信息识别系统包括视网膜识别模块、人脸识别模块和静脉识别模块，视网膜识别模块用于录入和识别视网膜生物识别信息，人脸识别模块用于录入和识别人脸生物识别信息，静脉识别模块用于录入和识别静脉生物信息，视网膜识别模块包括虹膜获取模块、虹膜图像预处理模块、虹膜特征提取模块和虹膜特征编码模块，虹膜获取模块用于获取虹膜图像数据，虹膜图像预处理模块用于对获取的虹膜图像数据进行预处理，虹膜特征提取模块用于提取虹膜图像中的特征数据，虹膜特征编码模块用于对提取的虹膜图像数据进行编码。

本实施例中，虹膜获取模块采用Daugman的采集系统，Daugman的采集系统如图10所示，包括光源、成像镜头、摄像头、光束分离片、LCD显示和图像帧采集器等，其镜头采用焦距为330mm的透镜，可以从15～46mm的距离摄取虹膜图像，成像的径在100～ 200pixel。在该系统中，虹膜最佳的对焦位置需要用户自己移动眼睛在摄像头前的位置实现。摄像头将连续采集虹膜的图像并在LCD面阵上显示，以提示用户移动眼睛的部位。当成像有足够的锐度时自动采集虹膜图像样本。

进一步的，Daugman采用极坐标下的复值二维Gabor滤波器对归一化后的虹膜图像进行虹膜细节的特征提取，使用1024个小波对图像进行处理，得到2048bit，即256byte的编码。二维Gabor滤波器在极坐标下形式为：

产生一组中心位置在(r0，θ0)，位置参数为(r，θ0，α，β，ω)的选择频率滤波器，在空间域和频率域具有良好地获取节点位置的功能，而且由于良好的积分特性，这些滤波器能够获取本地相位信息。对图像在每个尺度上滤波，用粗略的一位实部和虚部数来对虹膜图像进行编码，公式如下：

虹膜图像预处理模块包括虹膜定位模块、图像归一化模块和图像增强模块，虹膜定位模块用于定位虹膜位置，并将虹膜从图片中分割出来，图像归一化模块用于在采集的虹膜图像中找出虹膜的中心和内、外边缘以及对定位出来的虹膜图像大小并进行归一化处理，图像增强模块用于增强图像的清晰程度。

具体的，虹膜定位模块算法如下：

其中，

是一个尺度为σ的高斯函数，起平滑滤波的作用；积分表示的是图像I(x，y)在以(x0，y0)为圆心，r为半径的圆上的曲线积分。此算法采用圆形边缘检测器进行反复地寻找虹膜的内外边缘，直至找到最佳匹配的两个圆。对于上下眼睑的边缘检测，把曲线积分路径变成弧形，相应的信息参数也随之调整即可。

进一步的，图像归一化模块采用Daugman橡胶皮弹性模型，其模型如图11所示，将图像从笛卡儿坐标(x，y)转化为极坐标的形式(r，θ)，转化公式为：

x(r，θ)＝(1-r)xp(θ)+rxs(θ)，

y(r，θ)＝(1-r)yp(θ)+rys(θ)，

其中，r∈[0，1]，θ∈[0，2π]，(xp(θ)，yp(θ))，(xs(θ)，ys(θ))分别代表在θ方向上的瞳孔和巩膜的边缘点。

实施例3

作为本发明的第三种实施例，为了便于对录入的信息进行分类保存，本发明还设置有区块链，作为一种优选实施例，如图7所示，区块链包括网络编程模块、分布式算法模块、加密签名模块和数据储存模块，网络编程模块用于通过网络编程构架区块链系统，分布式算法模块用于将庞大的数据计算分类呈多个子进程进行分析计算，加密签名模块用于对传输的数据进行加密，数据储存模块用于分类储存传输的信息数据。

本实施例中，网络编程模块基于Go语言网络编程，分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

进一步的，分布式算法模块基于J2EE的分布式计算模型，客户端处理J2EE应用程序的客户表示和用户界面。客户端用来与用户交互，并把来自系统的信息显示给用户。J2EE应用通过浏览器将Applet下载到客户机器上运行，显示网页，这些网页由运行在J2EE服务器上的Servlet或JSP生成。

具体的，加密签名模块流程如下：

(1)、密钥提取：给定用户身份ID，KGC利用用户身份和会话密钥s计算用户私钥S_ID，并发送给用户；

(2)、签名算法：给定消息m，用户私钥S_ID，签名者输出普通签名V＝Sign(S_ID，m)；

(3)、验证算法：Verify(m，V，ID)，以消息m，签名V以及用于信息ID为输入，输出1(接收)或0(拒绝)。

实施例4

作为本发明的第四种实施例，为了便于对录入的信息进行储存，本发明还设置有数据库，作为一种优选实施例，如图8所示，数据库包括数据接收模块、数据保存模块、数据查询模块和数据反馈模块，数据接收模块用于数据接收模块用于接收区块链储存的商品信息，数据保存模块用于将接收的商品信息保存在数据库内，数据查询模块用于查询商品的溯源信息，数据反馈模块用于将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

数据库包括数据分割模块、数据保存模块和数据建模模块，数据分割模块用于为数库内的物理资源数据按字段做Hash分割，形成多个子数据库，数据保存模块用于对分割后的数据进行保存，数据建模模块用于对所述数据库创建模型并在Models目录生成.edmx文件，.edmx文件是一个XML文件，它用于定义概念模型、存储模型和这些模型之间的映射，.edmx文件还包含ADO.NET实体数据模型设计器，用于以图形方式呈现模型的信息。

另一方面，本发明还提供一种基于区块链和大数据的供应链溯源方法，其操作步骤如下：

S1、录入商品信息：通过商品基本信息录入模块录入商品的基本信息，通过商品流通信息录入模块录入商品的流通信息，通过商品检测信息录入模块用于录入商品检测人员信息，并将录入的信息通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S2、录入生物信息识别信息：通过虹膜获取模块获取虹膜图像数据，通过虹膜图像预处理模块对获取的虹膜图像数据进行预处理，通过虹膜特征提取模块提取虹膜图像中的特征数据，通过虹膜特征编码模块对提取的虹膜图像数据进行编码，并将虹膜信息数据通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S3、商品信息查询：通过移动终端登录查询信息，通过数据查询模块查询商品的溯源信息，通过数据反馈模块将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于区块链和大数据的供应链溯源系统，包括区块链和数据传输模块，其特征在于：所述区块链通过数据传输模块连接至移动终端，所述区块链通过数据传输模块连接至数据库，所述移动终端包括商品信息录入系统、生物信息识别系统和商品信息查询系统，所述移动终端用于录入商品的溯源信息，所述生物信息识别系统用于录入检测人员的生物信息，所述商品信息查询系统用于查询商品录入的溯源信息。

2.根据权利要求1所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述商品信息录入系统包括商品基本信息录入模块、商品流通信息录入模块和商品检测信息录入模块，所述商品基本信息录入模块用于录入商品的基本信息，所述商品流通信息录入模块用于录入商品的流通记录信息，所述商品检测信息录入模块用于录入商品的检测信息。

3.根据权利要求1所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述生物信息识别系统包括视网膜识别模块、人脸识别模块和静脉识别模块，所述视网膜识别模块用于录入和识别视网膜生物识别信息，所述人脸识别模块用于录入和识别人脸生物识别信息，所述静脉识别模块用于录入和识别静脉生物信息。

4.根据权利要求3所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述视网膜识别模块包括虹膜获取模块、虹膜图像预处理模块、虹膜特征提取模块和虹膜特征编码模块，所述虹膜获取模块用于获取虹膜图像数据，所述虹膜图像预处理模块用于对获取的虹膜图像数据进行预处理，所述虹膜特征提取模块用于提取虹膜图像中的特征数据，所述虹膜特征编码模块用于对提取的虹膜图像数据进行编码。

5.根据权利要求4所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述虹膜图像预处理模块包括虹膜定位模块、图像归一化模块和图像增强模块，所述虹膜定位模块用于定位虹膜位置，并将虹膜从图片中分割出来，所述图像归一化模块用于在采集的虹膜图像中找出虹膜的中心和内、外边缘以及对定位出来的虹膜图像大小并进行归一化处理，所述图像增强模块用于增强图像的清晰程度。

6.根据权利要求1所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述区块链包括网络编程模块、分布式算法模块、加密签名模块和数据储存模块，所述网络编程模块用于通过网络编程构架区块链系统，所述分布式算法模块用于将庞大的数据计算分类呈多个子进程进行分析计算，所述加密签名模块用于对传输的数据进行加密，所述数据储存模块用于分类储存传输的信息数据。

7.根据权利要求1所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其特征在于：所述数据库包括数据接收模块、数据保存模块、数据查询模块和数据反馈模块，所述数据接收模块用于所述数据接收模块用于接收区块链储存的商品信息，所述数据保存模块用于将接收的商品信息保存在数据库内，所述数据查询模块用于查询商品的溯源信息，所述数据反馈模块用于将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

8.一种基于区块链和大数据的供应链溯源方法，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的基于区块链和大数据的供应链溯源系统，其步骤如下：

S1、录入商品信息：通过商品基本信息录入模块录入商品的基本信息，通过商品流通信息录入模块录入商品的流通信息，通过商品检测信息录入模块用于录入商品检测人员信息，并将录入的信息通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S2、录入生物信息识别信息：通过虹膜获取模块获取虹膜图像数据，通过虹膜图像预处理模块对获取的虹膜图像数据进行预处理，通过虹膜特征提取模块提取虹膜图像中的特征数据，通过虹膜特征编码模块对提取的虹膜图像数据进行编码，并将虹膜信息数据通过数据传输模块传输至数据库内保存；

S3、商品信息查询：通过移动终端登录查询信息，通过数据查询模块查询商品的溯源信息，通过数据反馈模块将查询到的商品溯源信息反馈至移动终端。

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