CN111489173A - 基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品安全技术领域，具体涉及基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法。所述系统包括：信息录入单元、信息管理单元、服务器和信息查询单元；所述信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；通过对食品商品从原料、生产加工到销售物流的整个供应链过程的全生态监控，实现了透明消费，保障了食品安全，同时，整个系统智能化程度高、安全性高，且运行效率也很高。
Description
技术领域
本发明属于食品安全技术领域，具体涉及基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法。
背景技术
食品安全(food safety)指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。根据倍诺食品安全定义，食品安全是“食物中有毒、有害物质对人体健康影响的公共卫生问题”。食品安全也是一门专门探讨在食品加工、存储、销售等过程中确保食品卫生及食用安全，降低疾病隐患，防范食物中毒的一个跨领域学科，所以食品安全很重要。
食品(食物)的种植、养殖、加工、包装、储藏、运输、销售、消费等活动符合国家强制标准和要求，不存在可能损害或威胁人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者及其后代的隐患。该概念表明，食品安全既包括生产安全，也包括经营安全；既包括结果安全，也包括过程安全；既包括现实安全，也包括未来安全。
为实现食品安全，现有的方法主要包括：
净化市场源头：重点应对人民每天需食用的粮食作物、蔬菜、水果、饮用水等严加控管，进行规范型、创新型种植、生产结构及生产保障体系调整。市场上的食品应由大型的、符合质量要求的、国家认可的种植专业户、集团，生产厂家的食品占绝大部分，对落后的、零星的、质量无保障的种植户、生产小厂适时淘汰，或成无人问津而自灭。净化市场源头是重点，这一步抓好了，购者放心。
建立市场级检测体系：即在中、大型超市、农贸市场设置检测仪器、提供检测方法，随时对有关食品主要质量参数进行检测，可由市场专职检测人员或人民群众开展抽检。国家应投入一定费用开展快速检测方法的研究，供市场快速确认质量。如此，不合格产品难以上市，也不敢上市，杜绝不合格产品的上市。
增加媒体透明度：网上、电视台、报纸应有计划、有针对性适时报导食品检测结果，对优质、合格产品进行表彰，引来认购者，使其受益，不合格者曝光，让其下架或受冷落，令其整改或停产，多方面、全方位展开关注，持之以恒。
上述方法虽然能够对提升食品的安全程度，但其无法在根本和源头上保障食品安全，且需要耗费较多的人力物力进行监督，信息透明程度不高，容易导致暗箱操作。因此，利用互联网的信息处理的便捷性，研发一种全生态的食品安全监控系统，将具有重大意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法，通过对食品商品从原料、生产加工到销售物流的整个供应链过程的全生态监控，实现了透明消费，保障了食品安全，同时，整个系统智能化程度高、安全性高，且运行效率也很高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
基于全生态监控的食品安全溯源系统，所述系统包括：信息录入单元、信息管理单元、服务器和信息查询单元；所述信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；所述服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；所述信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从生产到销售的信息。
进一步的，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
进一步的，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和企业联系方式。
进一步的，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告、产品简介，原材料质检报告和图片信息。
进一步的，所述服务器在接收到信息查询单元的信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元之前，将按照设置对请求的信息中的部分信息进行信息加密；所述服务器对请求的信息中的部分信息进行信息加密的方法执行以下步骤：生成两个密钥；进行加密，根据生成的密钥，选择其中一个密钥，将请求的信息进行第一次混沌随机调制，然后进行第一次模变换，选择其中的另一个密钥，使用该密钥，变换后的请求的信息再进行第二次混沌随机调制，然后进行第二次模变换；使用如下公式生成密钥：
其中，xn和yn为输入的随机变量，xn+1和yn+1为生成的密钥；mod为取模运算；w、v和μ为系统参数，其中，w为0.8，v为1.2，μ为2。
进一步的，所述进行第一次模变换和进行第二次模变换采用的方法为：使用如下公式进行第一次模变换和第二次模变换：
基于全生态监控的食品安全溯源方法，所述方法执行以下步骤：信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从原料、生产到销售的信息。
进一步的，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
进一步的，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和企业联系方式。
进一步的，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告、产品简介、原材料质检报告和图片信息。
本发明的基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法，具有如下有益效果：本发明通过对食品商品从生产到销售的整个供应链过程的全生态监控，实现了透明消费，保障了食品安全，同时，整个系统智能化程度高、安全性高，且运行效率也很高。同时，本发明在进行食品安全监控时，着眼于整个食品生态，即对食品的原材料开始直到食品销售后进行监控，从根本上保障了食品安全。此外，在食品进行销售时，消费者直接通过扫描该食品对应的二维码即可获取该食品的完整信息，实现了透明消费，消费者除了知道食品的产地，食品的加工地，加工单位，食品生产单位等信息以外，还能知道食品的检疫信息，可以清楚获悉食品的品级，使得消费者可以买到自己真正了解的产品，也进一步避免了后续因为食品安全产生的一些纠纷。另外，本发明整个系统智能化程度高，后台处理过程封装到服务器中，消费者只需要扫描二维码，供应链中的各相关方也只需要录入信息即可，管理员的操作过程也不复杂，进一步提升了监控的效率，降低了人工成本。在消费者获取信息过程中，本发明还有针对的对部分信息进行加密，避免了某些需要保密的企业信息遭到泄露，加密后的信息被破解难度大，安全性很高。通过该系统平台，生产企业可以保存和查询溯源商品的所有原料、生产、物流、销售全过程的信息，即可以用来打击假冒产品，也可以为国家市场监管机构查处不合格产品提供数据支持。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于全生态监控的食品安全溯源系统的系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于全生态监控的食品安全溯源方法的方法流程示意图。
图3为本发明实施例提供的基于全生态监控的食品安全溯源系统及方法的数据被破解率的实验曲线与现有技术的数据被破解率的实验曲线的对比实验效果示意图。
其中，1-本发明的实验曲线，2-现有技术的实验曲线。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，基于全生态监控的食品安全溯源系统，所述系统包括：信息录入单元、信息管理单元、服务器和信息查询单元；所述信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；所述服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；所述信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从原料、生产到销售的信息。
采用上述技术方案，通过对食品商品从生产到销售的整个供应链过程的全生态监控，实现了透明消费，保障了食品安全，同时，整个系统智能化程度高、安全性高，且运行效率也很高。同时，本发明在进行食品安全监控时，着眼于整个食品生态，即对食品的原材料开始直到食品销售后进行监控，从根本上保障了食品安全。此外，在食品进行销售时，消费者直接通过扫描该食品对应的二维码即可获取该食品的完整信息，实现了透明消费，消费者除了知道食品的产地，食品的加工地，加工单位，食品生产单位等信息以外，还能知道食品的检疫信息，可以清楚获悉食品的品级，使得消费者可以买到自己真正了解的产品，也进一步避免了后续因为食品安全产生的一些纠纷。另外，本发明整个系统智能化程度高，后台处理过程封装到服务器中，消费者只需要扫描二维码，供应链中的各相关方也只需要录入信息即可，管理员的操作过程也不复杂，进一步提升了监控的效率，降低了人工成本。在消费者获取信息过程中，本发明还有针对的对部分信息进行加密，避免了某些需要保密的企业信息遭到泄露，加密后的信息被破解难度大，安全性很高。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
采用上述技术方案，二维码又称二维条码，常见的二维码为QR Code，QR全称QuickResponse，是一个近几年来移动设备上超流行的一种编码方式，它比传统的Bar Code条形码能存更多的信息，也能表示更多的数据类型。
二维条码/二维码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和企业联系方式。
具体的，原料商录入的信息还包括：合同信息、相关图片信息、相关视频信息、监测报告、生态环境信息和生长周期信息与食品原材料相关的信息等。
具体的，生产生录入的信息还包括：资质证件、相关视频信息、生产工艺信息、监测报告信息与食品生产相关的信息等。
具体的，仓管员录入的信息还包括：操作员ID、出库时间、位置信息、图片信息、车牌号码、司机联系方式和物流信息与食品存储和运送相关的信息。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告、产品简介、原材料质检报告和图片信息。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述服务器在接收到信息查询单元的信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元之前，将按照设置对请求的信息中的部分信息进行信息加密；所述服务器对请求的信息中的部分信息进行信息加密的方法执行以下步骤：生成两个密钥；进行加密，根据生成的密钥，选择其中一个密钥，将请求的信息进行第一次混沌随机调制，然后进行第一次模变换，选择其中的另一个密钥，使用该密钥，变换后的请求的信息再进行第二次混沌随机调制，然后进行第二次模变换；使用如下公式生成密钥：
其中，xn和yn为输入的随机变量，xn+1和yn+1为生成的密钥；mod为取模运算；w、v和μ为系统参数，其中，w为0.8，v为1.2，μ为2。
具体的，混沌加密主要是利用由混沌系统迭代产生的序列，作为加密变换的一个因子序列。混沌加密的理论依据是混沌的自相似性，使得局部选取的混沌密钥集，在分布形态上都与整体相似。混沌系统对初始状态高度的敏感性，复杂的动力学行为,分布上不符合概率统计学原理，是一种拟随机的序列，其结构复杂，可以提供具有良好的随机性、相关性和复杂性的拟随机序列，使混沌系统难以重构、分析和预测。事实上,混沌序列对解密防护的重要一点是,即使解密者已掌握产生混沌序列的方程，也难以猜测决定混沌序列的系数参数以及混沌序列的初始值。因为这些关键值，来源于有理数域(尽管这些关键值是定义在实数域上，但是由于计算机的舍入误差，实际上处理混沌加密序列是在有理数域)在任一个区域上,有理数都是稠密的。单纯的猜测几乎得不到系数参数。
混沌加密的基本原理是利用混沌系统产生混沌序列作为密钥序列，利用该序列对明文加密，密文经信道传输，接收方用混沌同步(混沌是确定的，由非线性系统的方程、参数和初始条件完全决定，只要系统参数和初始条件相同,可以完全重构出来。因此,接收方容易构造出与发送方同样的混沌系统,实现同步)的方法将明文信号提取出来实现解密。
实施例6
在上一实施例的基础上，所述进行第一次模变换和进行第二次模变换采用的方法为：使用如下公式进行第一次模变换和第二次模变换：
其中，U(x′，y′)为变换后的子信息包；j是虚数单位；z为λ的共轭复数；λ为虚拟波长；Uθ(xv，yc)为变换前的子信息包；x0为变换前的子信息包的横坐标，y0为变换前的子信息包的纵坐标；x1为变换后的子信息包的横坐标，y1为变换后的子信息包的纵坐标。
实施例7
基于全生态监控的食品安全溯源方法，所述方法执行以下步骤：信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从原料、生产到销售的信息。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
实施例9
在上一实施例的基础上，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和企业联系方式。
实施例10
在上一实施例的基础上，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告、产品简介、原材料质检报告和图片信息。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于全生态监控的食品安全溯源系统，其特征在于，所述系统包括：信息录入单元、信息管理单元、服务器和信息查询单元；所述信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；所述服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；所述信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从原料、生产到销售的信息。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和企业联系方式。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告和产品简介。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述服务器在接收到信息查询单元的信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元之前，将按照设置对请求的信息中的部分信息进行信息加密；所述服务器对请求的信息中的部分信息进行信息加密的方法执行以下步骤：生成两个密钥；进行加密，根据生成的密钥，选择其中一个密钥，将请求的信息进行第一次混沌随机调制，然后进行第一次模变换，选择其中的另一个密钥，使用该密钥，变换后的请求的信息再进行第二次混沌随机调制，然后进行第二次模变换；使用如下公式生成密钥：
其中，xn和yn为输入的随机变量，xn+1和yn+1为生成的密钥；mod为取模运算；w、v和μ为系统参数，其中，w为0.8，v为1.2，μ为2。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述进行第一次模变换和进行第二次模变换采用的方法为：使用如下公式进行第一次模变换和第二次模变换：
其中，U(x′，y′)为变换后的子信息包；j是虚数单位；z为λ的共轭复数；λ为虚拟波长；Uθ(xv，yc)为变换前的子信息包；x0为变换前的子信息包的横坐标，y0为变换前的子信息包的纵坐标；x1为变换后的子信息包的横坐标，y1为变换后的子信息包的纵坐标。
7.基于权利要求1至6之一所述系统的基于全生态监控的食品安全溯源方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：信息录入单元，提供给食品供应链中的各相关方，各相关方通过该单元录入指定的信息，将录入的信息发送至服务器；信息管理单元，创建食品对应的商品，录入商品相关信息，同时，将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联；服务器，接收信息录入单元录入的信息，存储信息，接收信息管理单元录入的信息，存储信息，响应信息管理单元对信息的操作，响应信息查询单元的信息查询请求，将请求的信息发送至信息查询单元；信息查询单元，提供给消费者查询食品商品从原料、生产到销售的信息。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信息管理单元完成商品的创建，商品相关信息的录入，以及将各相关方通过信息录入单元录入的信息与该商品进行关联后，服务器将生成该商品对应的二维码；消费者通过信息查询单元查询该商品信息时，扫描二维码，发送信息查询请求，服务器接收到该信息查询请求后，将请求的信息发送至信息查询单元。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述食品供应链中的各相关方至少包括：原料商、生产商、采购商和仓管员；所述指定的信息至少包括：企业名称、地址和联系方式。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信息管理单元提供给管理员进行操作；管理员通过信息管理单元创建食品对应的商品后，录入商品的相关信息至少包括：商品名称、规格型号、生产日期及批号、商品图片、食品生产标准号、食品安全标准号、质检报告和产品简介，原材料质检报告和图片信息。
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