CN112800131B - 智慧农业链通证化方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧农业链通证化方法、系统及计算机可读存储介质，所述方法包括以下步骤：赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定。本发明可以提高产品的防伪性，解决消费者对产品不信任的问题。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种智慧农业链通证化方法、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
ERC721非同质通证可以代表许多不同资产形式的所有权，从房屋、艺术品这类现实世界，加密猫、表情包，到贷款、负债等无形的“负资产”，都可标识。ERC721非同质通证的创新之处在于提供了一种标记原生数字资产所有权(即仅仅存在于数字世界，或发源于数字世界的资产)的方法，且该所有权可以存在于中心化服务或中心化库之外。
ERC721非同质通证使得我们能够将任意信息(数据)代币化，并追溯该信息的所有权，这样，信息和价值就交汇了。区块链使得价值能够在互联网上自由创建、追踪并交换，在网上做的任何事前都能变为加密收藏品，在网上自由流通、交易。
智慧农业的区块链方案，简单地说，就是把农业生产、仓储、物流、加工过程中的重要数据，存到链上。由于区块链有着开放、透明以及不可篡改的特性，因此，通过存到链上的数据，可以实现产品的溯源。
在农业生产环境中，会有大量的物联网传感器设备、以及操作设备。通过传感器节点，可以监测土壤数据和气象数据，土壤监测数据例如为土壤温度、土壤水分、土壤盐分和土壤酸碱度等等，气象数据例如空气温度、空气湿度、光照强度、降雨量、风速、风向和二氧化碳浓度等等。这些监测数据，不仅为农业生产提供预警信息，而且可以上链作为农作物生产过程中的溯源提供最原始的数据。
通过对监测数据进行分析，有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各自智能控制设备，进行调温、调光、换气、灌溉、施肥等等动作，实现对农业生产环境的自动控制。这里不仅有设备状态作为原始数据可以上链，而且，设备的控制操作动作可以上链。
同样，在农产品的仓储、加工、运输等环节，也存在大量的物联网设备和传感器。比如成品物流中，温度传感器和控制设备。仓储中的RFID、红外感应器、激光扫描器等。而现代产品加工生产中的工业物联网技术也会有大量的数据。
通过这些传感器数据的监测，可以实现农产品的追踪、清查功能，进行有效的全程质量监控，确保农产品安全。
区块链不仅能够记录物联网传感器产生的采集数据，而且，可以把操作过程记录到链上。这种操作过程可能是物联网设备或者是农机设备的，更可能是一般的流程。比如，施肥是一个农事操作；而从仓库到加工厂则是一个物流的流程操作。在生产环节、仓储物流环节、加工环节、和消费环节，都有很多操作和流程可以/需要记录到链上。
其中，所采用的上链方式可以采用原始数据上链方式、哈希上链方式、物联网和设备数据上链方式。
原始数据上链：直接数据上到链上。可以是字符串的方式，也可以是结构化的方式。
哈希上链方式：普通的存证方式，是将重要数据，通过哈希(Hash)算法，把数据变成哈希的值，记录到区块链上的方式；哈希值(hash values)是使用哈希函数(hashfunction)计算得到的值。哈希函数是是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。“哈希指纹”是唯一的，一旦大数据发生了变化，哪怕是一个微小的变化，他的哈希值也会发生变化。另外一方面，既然是DNA，那就保证了没有两个数据的哈希值是完全相同的。
哈希值可以保证源头数据的不可篡改性，由于区块链上保存的数据，具有不可篡改性，因此，用哈希算法和哈希值，可以保证数据的源头的不可篡改性。同时，使用哈希存证，也能够充分保证存到区块链上的数据量不至于太大，以此，具有工程上的可实现性。
物联网和设备数据上链方式：区块链上，每一个用户，每一个设备，包括物联网传感器，甚至于一个仓库，只要需要，都可以看作一个用户，赋予一个区块地址。区块链钱包地址赋予，实质是给与相应对象一个区块链上的唯一账户，从而具有发送交易、将信息以自己独有数字签名(通过私钥)写入链的权力。从而在链上的账户交易数据结构中留下对象写入的不可篡改的痕迹。
普通的数据上链虽然在一定程度上解决了产品溯源问题，但是在产品防伪性上还不够强，实现的方式上比较复杂，尤其是对C端用户而言。由此也引出了消费者对产品的信任问题，尤其是食品安全问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种智慧农业链通证化方法、系统及计算机可读存储介质，旨在提升产品防伪性。
为实现上述目的，本发明提供一种智慧农业链通证化方法，所述方法包括以下步骤：
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；
赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；
将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定。
本发明进一步的技术方案是，所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性。
本发明进一步的技术方案是，所述赋予第一产品相对应的第一ERC721通证的步骤包括：
通过调用BaaS的createErc721Token创建所述第一ERC721通证。
本发明进一步的技术方案是，所述赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证的步骤包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
本发明进一步的技术方案是，所述赋予与第二农产品相对应的第二ERC721通证的步骤包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
本发明进一步的技术方案是，所述赋予与第二农产品相对应的第二ERC721通证的步骤包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
本发明进一步的技术方案是，所述第一产品指每一块土地，所第二产品指与所述每一块土地相关联的初级农产品；或者，所述第一产品指初级农产品，所述第二产品指与所述初级农产品相关联的终端消费品。
为实现上述目的，本发明还提出一种智慧农业链通证化系统，所述系统包括存储器、处理器、以及存储在所述处理器上的智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被所述处理器运行时执行以下步骤：
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；
赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；
将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定。
其中，所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性。
为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被处理器运行时执行如上所述的方法的步骤。
本发明智慧农业链通证化方法、系统及计算机可读存储介质的有益效果是：本发明通过上述技术方案，赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定，可以提高产品的防伪性，解决消费者对产品不信任的问题。
附图说明
图1为农产品生命周期与区块链实体映射示意图；
图2是本发明智慧农业链通证化方法较佳实施例的流程示意图；
图3是土地ERC721数据结构示意图；
图4是以方式一创建初级农产品ERC721的数据结构示意图；
图5是以方式二创建初级农产品ERC721的数据结构示意图；
图6是以方式三创建初级农产品ERC721的数据结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
考虑到普通的数据上链虽然在一定程度上解决了产品溯源问题，但是在产品防伪性上还不够强，实现的方式上比较复杂，尤其是对C端用户而言，由此也引出了消费者对产品的信任问题，尤其是食品安全问题，因此，本发明引入区块链中的同质化通证(如图1所示)来解决以上问题。
举例而言，赋予每一块土地一个ERC721通证，而赋予初级农产品另外一个ERC721通证。通过两个通证的绑定，每一个农产品，都可以追溯到对应的土地通证。只要土地通证上的产出是有限确定的，就可以实现防伪功能–消费者追踪一个具体的农产品的时候，不仅仅知道农产品从产生到加工、流通的生命周期，还能追溯到源头的土地通证，通过土地的属性和历史记录，获得土地的产出量，并且能够知道同一土地上其他产品的情况，从而做出符合常识的判断。另外，在数据开放的情况下，有访问权的监管、用户、农业从业者等，都可以查看到每一个批次下所有ERC721通证化的产品的全生命周期信息，并且在数目上与实物一一对应，即在整个生产、流通和消费环节，永远只有相同数量的农产品可以拥有对应的区块链一物一码(ERC721)，因此大大增加了原产地造假的成本，进一步提高了防伪属性。
本质上，区块链上的通证，是一个智能合约(一段代码)，不仅仅包括了数据，还包括了对数据的操作。这类智能合约不仅是软件代码，其还遵循业界的标准，如数据结构，对数据的操作方式等等，因此，能够被行业内认可，可以适用于不同的工具、软件等来操作、浏览、引用，从而具有透明性、可监督性、可协作性等特性。比如标准的ERC721通证，其数据和操作，可以通过通用的区块链浏览器(第三方浏览器)来浏览，而其开放的数据结构和编程接口，又能够为其他人对其进行编程，从而形成对接，比如一个软件上发行的非同质化通证，可以流通到另外一个软件系统里进行浏览、处理。
具体地，请参照图2，图2是本发明智慧农业链通证化方法较佳实施例的流程示意图。
本实施例中，该智慧农业链通证化方法包括以下步骤：
步骤S10，赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移。
本实施例中所述第一产品指每一块土地，所第二产品指与所述每一块土地相关联的初级农产品；或者，所述第一产品指初级农产品，所述第二产品指与所述初级农产品相关联的终端消费品。
终端消费品的处理与初级农产品相同，只是溯源上使用初级农产品(作为原料)替代了土地。终端消费品的通证类型，可以根据实际情况，加入更多的属性。比如说产品类型，有水果、蔬菜等等。以下以土地和初级产品为例对本发明做详细阐述。
具体地，本实施例赋予第一产品相对应的第一ERC721通证的步骤具体可包括：通过调用BaaS的createErc721Token创建所述第一ERC721通证。
本实施例创建ERC721通过调用BaaS的createErc721Token完成，创建的时机可以是农场管理中新增土地GIS地理标识信息时创建。
本实施例中，所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性。
以土地为例，本实施例中，对于土地ERC721数据结构，合约中只保存少量土地本身特性的属性，与土地上周期性的种植、土壤墒情、气候等信息都可以存在其他地址，通过指针获取即可。
步骤S20，赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证。
具体地，本实施例中，赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证的步骤具体包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
或者，在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
或者，在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
步骤S30，将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定。
这里需要说明的是，对于步骤S10和步骤S20的执行先后顺序，本实施并不作具体限定，在其他实施例中，也可以先执行步骤S20，再执行步骤S10，或者同时执行步骤S10和步骤S20。
本实施通过上述技术方案，赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定，可以提高产品的防伪性，解决消费者对产品不信任的问题。
以下结合图3至图6对本发明智慧农业链通证化方法做进一步的详细阐述。
1、智慧农业平台上非同质化通证的设计
智慧农业链上会涉及到大量的现实世界的资产，比如说土地、初级农产品、加工农产品或终端消费品等等。相应地，使用ERC721来实现这些实物资产映射到链上，是一个自然的选择。
1.1、土地通证
土地ERC721的目的是使得土地具备链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移(类似现实世界中转移土地所有权)。
如图3所示，对于土地ERC721数据结构，合约中只保存少量土地本身特性的属性，与土地上周期性的种植、土壤墒情、气候等信息都可以存在其他地址，通过指针获取即可。
其中，土地对应的区块链钱包解决的是以土地名义在链上写入数据；并且将土地视为一个经济主体，以土地对应的区块链钱包收取地租、土地出让金或者其他经济回报的场景。
土地对应ERC721是链上拥有一个与实物世界土地唯一对应的数字土地对象，并且可以实现进一步的流转的场景；
由于指针指向的内容可以保存在中心化数据库中，因此此部分数据理论上可以修改。但是由于此部分数据可以通过数据上链在区块链上完成存证。因此整体上可以通过数据存证保证这部分数据的防伪。
其中，创建ERC721通过调用BaaS的createErc721Token完成。创建的时机可以是农场管理中新增土地GIS地理标识信息时创建。
在土地通证设计中，土地通证按照标准的Zepplin模板，加上扩展来设计，其数据结构如表1所示。
表1
1.2、初级农产品通证
初级农产品指从土地直接收割获得的农产品。目前的SaaS系统已经可以直接从土地开始赋码。初级农产品的ERC721实际可以理解为现有一物一码的区块链升级。农产品ERC721是真正可以保证农产品防伪的技术关键。
初级农产品ERC721具体实现方式有以下三种：
方式一：
(1)创建初级农产品ERC721，在原有流程创建某个物品唯一ID的时候(包括初级农产品收割完成、或者制成品)调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为tokenId。
(2)后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，如从土地->仓库->物流->终端消费者。此时需要调用sendErc721TokenWithMemo，并且可以使用交易附言的方式，记录农产品流转的详细信息。
其数据结构如表2所示：
表2
方式二：
(1)创建ERC721，在原有流程创建某个物品唯一ID的时候(包括初级农产品收割完成、或者制成品)调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为tokenID。同时保存少量重要的信息，如土地ID和批次信息。其他细节信息通过短网址指向第三方。
(2)后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，如从土地->仓库->物流->终端消费者。此时需要调用sendErc721Token。
其数据结构如表3所示：
表3
方式三：
(1)创建ERC721，并将在原有流程创建某个物品唯一ID的时候(包括初级农产品收割完成、或者制成品)调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为tokenID。同时保存少量重要的信息，如土地ID和批次信息。其他细节信息通过短网址指向第三方。
(2)如果可以实现，则可以通过直接扫码获得整个ERC721的信息，ERC721本身不需要流转。
(3)在ERC721本身不流转的情况下，可以使用addTokenMemo的功能，给通证本身添加通证信息的变化。
其数据结构如表4所示：
表4
1.3、终端消费品ERC721通证化
终端消费品的处理与初级农产品相同，只是溯源上使用初级农产品(作为原料)替代了土地。终端消费品的通证类型，可以根据实际情况，加入更多的属性。比如说产品类型，有水果、蔬菜等等。
1.3.1、固定属性数据上链
固定属性数据在通证创建的时候设定，设定以后就不能修改，以达到不能篡改的目的。固定属性会伴随产品的整个生命周期。
1.3.2、物联网数据上链
物联网数据可以添加到通证的数据记录里，按照一定的格式和时间记录在链上。
1.3.3、操作数据上链
操作数据可以作为附加数据添加到通证的附加数据记录里，按照一定的格式和时间记录在链上。
1.3.4、流程上链
流程表现为产品的转移，比如农产品从土地转移到仓库。那么，流程上链就表现为从土地地址转移到仓库地址。和现实中产品的流转相对应。
1.4、数据的展示
1.4.1、普通客户
由于数据是通证的固有属性，因此，上链数据的追溯，就表现为对通证的追溯。对于客户端用户来说，只要有通证的唯一ID标识(可以表现为一物一码方式的二维码，或者哈希方式的地址编码)，都可以轻松地浏览通证的所有信息，从创建开始的整个历史。
1.4.2、监督、监管
不管是普通用户的监管，还是政府的监管/监督，都可以通过独立第三方的工具，比如区块浏览器，来独立地从链上验证通证的整个历史数据。当然，也可以通过标准的开放API，通过编程来实现数据的追溯。
本发明智慧农业链通证化方法的有益效果是：本发明通过上述技术方案，赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定，可以提高产品的防伪性，解决消费者对产品不信任的问题。
为实现上述目的，本发明还提出一种智慧农业链通证化系统，所述系统包括存储器、处理器、以及存储在所述处理器上的智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被所述处理器运行时执行以下步骤：
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移，其中所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性。
本实施例中所述第一产品指每一块土地，所第二产品指与所述每一块土地相关联的初级农产品；或者，所述第一产品指初级农产品，所述第二产品指与所述初级农产品相关联的终端消费品。
终端消费品的处理与初级农产品相同，只是溯源上使用初级农产品(作为原料)替代了土地。终端消费品的通证类型，可以根据实际情况，加入更多的属性。比如说产品类型，有水果、蔬菜等等。以下以土地和初级产品为例对本发明做详细阐述。
具体地，本实施例赋予第一产品相对应的第一ERC721通证的步骤具体可包括：通过调用BaaS的createErc721Token创建所述第一ERC721通证。
本实施例创建ERC721通过调用BaaS的createErc721Token完成，创建的时机可以是农场管理中新增土地GIS地理标识信息时创建。
本实施例中，所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性。
以土地为例，本实施例中，对于土地ERC721数据结构，合约中只保存少量土地本身特性的属性，与土地上周期性的种植、土壤墒情、气候等信息都可以存在其他地址，通过指针获取即可。
赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证。
具体地，本实施例中，赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证的步骤具体包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
或者，在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
或者，在创建第二农产品ID时调用createErc721Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识。
将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定。
需要说明的是，本实施例中可以先赋予与第一产品相对应的第二ERC721通证，再赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证，也可以先赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证，再赋予与第一产品相对应的第二ERC721通证，也可以同时赋予第一产品相对应的第二ERC721通证和与第二产品相对应的第二ERC721通证。
本发明智慧农业链通证化系统的有益效果是：本发明通过上述技术方案，赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定，可以提高产品的防伪性，解决消费者对产品不信任的问题。
为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被处理器运行时执行如上所述的方法的步骤，这里不再赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种智慧农业链通证化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；
赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；
将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定；
所述赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证的步骤包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721 Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识；后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，调用sendErc721TokenWithMemo，并且使用交易附言的方式，记录农产品流转的详细信息，或者，后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，调用sendErc721 Token，或者通过直接扫码获得整个ERC721的信息，ERC721本身不需要流转，在ERC721本身不流转的情况下，使用addTokenMemo的功能，给通证本身添加通证信息的变化；所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性；
所述赋予第一产品相对应的第一ERC721通证的步骤包括：
通过调用BaaS的createErc721 Token创建所述第一ERC721通证，其中，创建的时机是农场管理中新增土地GIS地理标识信息时创建；
对于土地ERC721数据结构，部分数据通过数据上链在区块链上完成存证；所述第一产品指每一块土地，所述第二产品指与所述每一块土地相关联的初级农产品；或者，所述第一产品指初级农产品，所述第二产品指与所述初级农产品相关联的终端消费品。
2.一种智慧农业链通证化系统，其特征在于，所述系统包括存储器、处理器、以及存储在所述处理器上的智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被所述处理器运行时执行以下步骤：
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证，使得第一产品具有链上唯一的实物资产对应信息，并且可以在账户之间转移；
赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证；
将所述第一ERC721通证和第二ERC721通证相关联绑定；
所述赋予与第二产品相对应的第二ERC721通证的步骤包括：
在创建第二农产品ID时调用createErc721 Token，并将SaaS中的唯一标识ID作为通证的唯一标识；后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，调用sendErc721TokenWithMemo，并且使用交易附言的方式，记录农产品流转的详细信息，或者，后续ERC721在流程中的不同环节的地址发送，调用sendErc721 Token，或者通过直接扫码获得整个ERC721的信息，ERC721本身不需要流转，在ERC721本身不流转的情况下，使用addTokenMemo的功能，给通证本身添加通证信息的变化；
所述第一ERC721通证中保存有所述第一产品的本身特性属性；
赋予第一产品相对应的第一ERC721通证的步骤包括：
通过调用BaaS的createErc721 Token创建所述第一ERC721通证，其中，创建的时机是农场管理中新增土地GIS地理标识信息时创建；
对于土地ERC721数据结构，部分数据通过数据上链在区块链上完成存证；
所述第一产品指每一块土地，所述第二产品指与所述每一块土地相关联的初级农产品；或者，所述第一产品指初级农产品，所述第二产品指与所述初级农产品相关联的终端消费品。
3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有智慧农业链通证化程序，所述智慧农业链通证化程序被处理器运行时执行如权利要求1所述的方法的步骤。
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