CN111199408A - 一种基于区块链的产品溯源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于区块链的产品溯源系统,其包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端,其中,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,信号处理模块对湿度传感器采集的信号进行信号处理,实现了对产地湿度的精确测试,再者,区块链数据平台内采用多层数据存储方式,即在第一层存有待传输数据,在第二层和第三层存有根据第一层存储数据而算得的校准数据,在数据传输前对第一层存储的数据进行校验,能够避免数据不被篡改。
Description
技术领域
本发明涉及区块链领域,尤其涉及一种基于区块链的产品溯源系统。
背景技术
溯源为产品质量提供保障服务,一方面是保证产品在从生产到分销的各个环节中的产品质量,另一方面是在产品出现问题后方便追溯到具体问题环节。基于互联网和物联网技术的发展,目前的溯源系统可以通过网页或APP向用户提供溯源服务,用户只需要扫描条码或二维码,就可以获取完整的溯源信息。看似简单的数据获取方式,背后依靠复杂的溯源系统为支撑。
溯源系统是物联网、移动互联网、大数据等技术的整合应用。在产品生产过程的重要环节可采集产品数据信息并形成产品溯源档案,从而形成产品从原料、生产加工、质量检测、物流运输等环节的信息监控。
大多数的溯源系统均为传统的B/S或C/S架构,前端为Web网站或手机APP后端包括应用管理和数据处理。溯源系统的后台通过调用溯源存储平台的接口,从存储平台中获取所需的数据,完成相应功能,并将结果向用户展示。
得益于物联网技术的发展,当前的溯源技术有了很大进步,溯源数据获取的手段变得多样,目前大量应用的有RFID无线射频技术、二维码溯源技术、条形码溯源技术,还有各种传感技术,如温湿度和GPS传感器。
从物联网产生的数据会通过各种方式传输到溯源系统中进行存储。溯源系统的存储部分主要由数据库如MySQL和相应的平台程序组成。物联网中的数据通过各种方式如HTTP协议上传到应用程序中,并由程序将数据写入到数据库中。
溯源系统存储部分的安全性和可用性是评价溯源系统的基本指标。由于溯源信息全部都保存在溯源系统数据库中,在溯源系统接收物联网数据并向用户提供溯源查询服务的应用场景下,数据的真实可信尤为重要,从而传统的数据库在存储方面的安全问题越来越不容忽视。
现有技术中,在对产品质量的监测精度不高,湿度往往是影响产品质量的关键因素,但是现有技术中对湿度的监测精度不高或数据处理方法过于复杂,进而导致溯源系统的运行负荷过大,同时,在使用区块链传输存储数据时,未能有效保障传输数据的完成准确性,即避免不被篡改。
发明内容
因此,为了克服上述问题,本发明提供了一种基于区块链的产品溯源系统,其包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端,其中,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,信号处理模块对湿度传感器采集的信号进行信号处理,实现了对产地湿度的精确测试,再者,区块链数据平台内采用多层数据存储方式,即在第一层存有待传输数据,在第二层和第三层存有根据第一层存储数据而算得的校准数据,在数据传输前对第一层存储的数据进行校验,能够避免数据不被篡改。
本发明提供的基于区块链的产品溯源系统包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端。
其中,产品产地温度测试模块包括温度传感器,温度传感器用于监测产品产地的温度信号,温度传感器将采集的温度信号通过无线传输模块传输至区块链数据平台,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,湿度传感器将采集的湿度信号传输至信号处理模块,信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理后通过无线传输模块传输至区块链数据平台,产品质量监测模块通过无线传输模块将产品质量信息传输至区块链数据平台,产品产地追踪模块包括定位传感器,定位传感器用于监测产品产地的位置信息,定位传感器将采集的位置信息通过无线传输模块传输至区块链数据平台,区块链数据平台根据用户需求将接收到的温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息传输至计算机端、移动终端以及网页端。
优选的是,区块链数据平台包括第一层数据存储单元、第二层数据存储单元、第三层数据存储单元以及数据校核单元,第一层数据平台存储有温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息,其中,温度传感器的采样间隔为ts,第i个采样点温度传感器采集的信号为A(i),第一层数据存储单元将温度传感器的第i个采样点数据A(i)与第i-1个采样点数据A(i-1)作差得到第i参考数据Bi,第一层数据存储单元将数据Bi存储至第二层数据存储单元,第二层数据存储平台将其所存储的数据进行数据处理得到整合数据C,其中,,n为第二层数据存储单元的数据总数,第二层数据存储单元将数据C传输至第三层数据存储单元进行存储,第二层数据存储单元将数据Bi传输至数据校核单元,第三层数据存储单元将数据C传输至数据校核单元,数据校核单元将接收到的数据Bi和数据C锁存于内部存储器中。
优选的是,计算机端、移动终端或网页端通过数据传输模块向区块链数据平台发送数据提取指令,区块链数据平台接收到数据提取指令后将当前时刻的第二层数据存储单元中的数据和第三层数据存储单元中的数据与数据校核单元中内部存储器所存储的数据进行比较,若一致,则数据校核单元将第一层数据存储单元中的数据传输至计算机端、移动终端或网页端,若不一致,则数据校核单元发送错误代码至计算机端、移动终端或网页端。
优选的是,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,湿度传感器将采集的湿度信号传输至信号处理模块,信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理,具体处理步骤如下:
第一步,湿度传感器每隔T时刻进行一次采样作业,湿度传感器在第k次采样的信号表示为X(k),湿度传感器一共进行N次采样;
第二步,对N次采样进行随机分组,共分为两组,第一组的数据取第1个采样点至第N1个采样点,第二组的数据取第N1+1个采样点至第N个采样点,N1∈(1,N);
第四步,对湿度传感器采样数据进行校正,校正后的数据为Y(k),其中设置校正系数a,b,其中,Y(k)=a+b X(k),
优选的是,无线传输模块为GPRS传输模块。
优选的是,温度传感器、湿度传感器以及定位传感器均设置有对应的传感器号,温度传感器、湿度传感器以及定位传感器均将其对应的传感器号通过无线传输模块传输至区块链数据平台。
优选的是,数据传输模块为GPRS传输模块。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明提供了一种基于区块链的产品溯源系统,其包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端,其中,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,信号处理模块对湿度传感器采集的信号进行信号处理,实现了对产地湿度的精确测试,再者,区块链数据平台内采用多层数据存储方式,即在第一层存有待传输数据,在第二层和第三层存有根据第一层存储数据而算得的校准数据,在数据传输前对第一层存储的数据进行校验,能够避免数据不被篡改。
(2)本发明的发明点还在于,信号处理模块采用对采样数据随机分组,且利用前后组的数据对最终的数据进行校准,大大提高了温度测试的精度及信号处理的适用范围。
(3)本发明的发明点还在于,区块链数据平台内采用三层数据存储方式,利用第二层和第三层作为校验层,大大减少了数据被篡改的风险。
附图说明
图1为本发明的基于区块链的产品溯源系统的示意图;
图2为本发明的区块链数据存储平台的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的基于区块链的产品溯源系统进行详细说明。
如图1所示,本发明提供的基于区块链的产品溯源系统包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端。
其中,产品产地温度测试模块包括温度传感器,温度传感器用于监测产品产地的温度信号,温度传感器将采集的温度信号通过无线传输模块传输至区块链数据平台,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,湿度传感器将采集的湿度信号传输至信号处理模块,信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理后通过无线传输模块传输至区块链数据平台,产品质量监测模块通过无线传输模块将产品质量信息传输至区块链数据平台,产品产地追踪模块包括定位传感器,定位传感器用于监测产品产地的位置信息,定位传感器将采集的位置信息通过无线传输模块传输至区块链数据平台,区块链数据平台根据用户需求将接收到的温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息传输至计算机端、移动终端以及网页端。
如图2所示,区块链数据平台包括第一层数据存储单元、第二层数据存储单元、第三层数据存储单元以及数据校核单元,第一层数据平台存储有温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息,其中,温度传感器的采样间隔为ts,第i个采样点温度传感器采集的信号为A(i),第一层数据存储单元将温度传感器的第i个采样点数据A(i)与第i-1个采样点数据A(i-1)作差得到第i参考数据Bi,第一层数据存储单元将数据Bi存储至第二层数据存储单元,第二层数据存储平台将其所存储的数据进行数据处理得到整合数据C,其中,,n为第二层数据存储单元的数据总数,第二层数据存储单元将数据C传输至第三层数据存储单元进行存储,第二层数据存储单元将数据Bi传输至数据校核单元,第三层数据存储单元将数据C传输至数据校核单元,数据校核单元将接收到的数据Bi和数据C锁存于内部存储器中。
本发明提供的基于区块链的产品溯源系统还包括一数据接口,数据接口实现与采集平台对接,接收上传数据请求,对请求的发送者进行验证后将数据封装为交易写入到区块链中并在成功写入的回调函数中将交易哈希散列及数据写入到数据库中的传感数据表。
数据的传输涉及到的主要接口有数据上传接口、数据转码接口、数据解析接口、交易发送接口、数据库写入接口。传感器模块的数据上传包括传感器编码,温度,湿度,经纬度等,具体格式和数据样例如:传感器编号86400011、温度24℃、湿度56%、经度116.38、纬度39.90,传输数据则为86400011245611603839090。
由于无线传输模块采用GPRS模块传输数据,所以数据接口使用HTTP协议实现。
由于HT'TP采用明文传输,所以在接收到数据上传请求后,需要对数据携带的传感器编码进行验证,确定是本系统所连接的传感器再向区块链数据平台发送数据,否则将数据丢弃并返回-1。
在传感器编码验证通过后,需要对原始的数据信息进行转码处理。由于以太坊规定,交易中所携带的数据为十六进制字符串,所以需要将原始数据信息转为字节流,在将字节数组转换为十六进制的字符串。
将转码后的数据和当前系统UNIX时间戳封装为数据包,数据包包括数据包目标地址等字段。
将封装好的数据包发送到以太坊区块链上进行存储,最后向数据库中写入数据包记录。
调用数据解析接口,将原始的物联网数据按照字段进行解析,并与数据发送成功后返回的交易哈希散列值封装为数据对象,写入MySQL数据库的传感器数据表中。
上述实施方式中,本发明提供了一种基于区块链的产品溯源系统,其包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端,其中,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,信号处理模块对湿度传感器采集的信号进行信号处理,实现了对产地湿度的精确测试,再者,区块链数据平台内采用多层数据存储方式,即在第一层存有待传输数据,在第二层和第三层存有根据第一层存储数据而算得的校准数据,在数据传输前对第一层存储的数据进行校验,能够避免数据不被篡改。
本发明提供的基于区块链的产品溯源系统还包括用户模块,用户模块实现了对应用系统的用户支持,包括用户注册、修改查询用户信息、用户注销的功能。由于区块链中有一套账户系统,账户依靠节点存在,一个节点可以有多个账户,这些账户以16进制的字符串表示,将账户对应用系统用户名和区块链账户地址做映射。
用户在应用系统中提交注册信息表单,包括用户名和密码等信息,应用平台调用用户注册接口,首先对用户名进行查重,如果用户名存在,则返回己存在用户名并提示修改;如果用户名可用,则对密码进行DES加密,并调用以太坊区块链rpc接口新建区块链账户并获取账户地址,最后与用户名、加密后的密码等信息一同写入MySQL的系统用户表中,返回注册成功。
更具体地,区块链数据平台内采用三层数据存储方式,利用第二层和第三层作为校验层,大大减少了数据被篡改的风险。
进一步地,其特征在于,计算机端、移动终端或网页端通过数据传输模块向区块链数据平台发送数据提取指令,区块链数据平台接收到数据提取指令后将当前时刻的第二层数据存储单元中的数据和第三层数据存储单元中的数据与数据校核单元中内部存储器所存储的数据进行比较,若一致,则数据校核单元将第一层数据存储单元中的数据传输至计算机端、移动终端或网页端,若不一致,则数据校核单元发送错误代码至计算机端、移动终端或网页端。
进一步地,产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,湿度传感器将采集的湿度信号传输至信号处理模块,信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理,具体处理步骤如下:
第一步,湿度传感器每隔T时刻进行一次采样作业,湿度传感器在第k次采样的信号表示为X(k),湿度传感器一共进行N次采样;
第二步,对N次采样进行随机分组,共分为两组,第一组的数据取第1个采样点至第N1个采样点,第二组的数据取第N1+1个采样点至第N个采样点,N1∈(1,N);
第四步,对湿度传感器采样数据进行校正,校正后的数据为Y(k),其中设置校正系数a,b,其中,Y(k)=a+b X(k),
上述实施方式中,信号处理模块采用对采样数据随机分组,且利用前后组的数据对最终的数据进行校准,大大提高了温度测试的精度及信号处理的适用范围。
进一步地,无线传输模块为GPRS传输模块。
进一步地,温度传感器、湿度传感器以及定位传感器均设置有对应的传感器号,温度传感器、湿度传感器以及定位传感器均将其对应的传感器号通过无线传输模块传输至区块链数据平台。
进一步地,数据传输模块为GPRS传输模块。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由所 附的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述基于区块链的产品溯源系统包括产品产地温度测试模块、产品产地湿度测试模块、产品质量监测模块、产品产地追踪模块、无线传输模块、区块链数据平台、数据传输模块、计算机端、移动终端以及网页端;
其中,所述产品产地温度测试模块包括温度传感器,所述温度传感器用于监测产品产地的温度信号,所述温度传感器将采集的温度信号通过所述无线传输模块传输至所述区块链数据平台,所述产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,所述湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,所述湿度传感器将采集的湿度信号传输至所述信号处理模块,所述信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理后通过所述无线传输模块传输至所述区块链数据平台,所述产品质量监测模块通过所述无线传输模块将产品质量信息传输至所述区块链数据平台,所述产品产地追踪模块包括定位传感器,所述定位传感器用于监测产品产地的位置信息,所述定位传感器将采集的位置信息通过所述无线传输模块传输至所述区块链数据平台,所述区块链数据平台根据用户需求将接收到的温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息传输至所述计算机端、移动终端以及网页端。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述区块链数据平台包括第一层数据存储单元、第二层数据存储单元、第三层数据存储单元以及数据校核单元,所述第一层数据平台存储有温度信号、湿度信号、产品质量信息以及位置信息,其中,所述温度传感器的采样间隔为ts,第i个采样点所述温度传感器采集的信号为A(i),所述第一层数据存储单元将所述温度传感器的第i个采样点数据A(i)与第i-1个采样点数据A(i-1)作差得到第i参考数据Bi,所述第一层数据存储单元将数据Bi存储至所述第二层数据存储单元,所述第二层数据存储平台将其所存储的数据进行数据处理得到整合数据C,其中,,n为所述第二层数据存储单元的数据总数,所述第二层数据存储单元将数据C传输至所述第三层数据存储单元进行存储,所述第二层数据存储单元将数据Bi传输至所述数据校核单元,所述第三层数据存储单元将数据C传输至所述数据校核单元,所述数据校核单元将接收到的数据Bi和数据C锁存于内部存储器中。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述计算机端、所述移动终端或所述网页端通过所述数据传输模块向所述区块链数据平台发送数据提取指令,所述区块链数据平台接收到所述数据提取指令后将当前时刻的第二层数据存储单元中的数据和所述第三层数据存储单元中的数据与所述数据校核单元中所述内部存储器所存储的数据进行比较,若一致,则所述数据校核单元将所述第一层数据存储单元中的数据传输至所述计算机端、所述移动终端或所述网页端,若不一致,则所述数据校核单元发送错误代码至所述计算机端、所述移动终端或所述网页端。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述产品产地湿度测试模块包括湿度传感器和信号处理模块,所述湿度传感器用于监测产品产地的湿度信号,所述湿度传感器将采集的湿度信号传输至所述信号处理模块,所述信号处理模块对接收到的湿度信号进行信号处理,具体处理步骤如下:
第一步,所述湿度传感器每隔T时刻进行一次采样作业,所述湿度传感器在第k次采样的信号表示为X(k),所述湿度传感器一共进行N次采样;
第二步,对N次采样进行随机分组,共分为两组,第一组的数据取第1个采样点至第N1个采样点,第二组的数据取第N1+1个采样点至第N个采样点,N1∈(1,N);
第四步,对所述湿度传感器采样数据进行校正,校正后的数据为Y(k),其中设置校正系数a,b,其中,Y(k)=a+b X(k),
5.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述无线传输模块为GPRS传输模块。
6.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述定位传感器均设置有对应的传感器号,所述温度传感器、所述湿度传感器以及所述定位传感器均将其对应的传感器号通过所述无线传输模块传输至所述区块链数据平台。
7.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统,其特征在于,所述数据传输模块为GPRS传输模块。
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CN113660143A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 智能传感器协议测试方法 |
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