CN112884495A - 一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统，该系统包括：用于采集产品信息、环境信息的数据采集装置，用于与用户交互用户信息、产品信息、环境信息的可视化交互装置，用于对用户信息、产品信息、环境信息进行接收、存储、管理的数据服务器，以及用于对用户信息、产品信息、环境信息进行处理、验证的区块链服务器；数据采集装置采集得到采集信息，通过可视化交互装置进行展示，可视化交互装置与用户交互得到用户信息，可视化交互装置将采集信息、用户信息发送至数据服务器进行存储、管理，并通过区块链服务器进行验证前驱信息；本发明基于区块链数据存储的非中心化数据系统，使数据更加透明、共享，提高了数据可信度和数据公信力。

Description

一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统。

背景技术

随着大数据、人工智能技术、区块链等多领域的发展，包括农业生产、养殖业、畜牧业甚至是商品供应链行业在内等多个与人民“食”息息相关的领域也迫切需要新技术的融合，以解决目前存在的食品安全、食品信息、农业智慧化生产等众多问题，但在肉禽的养殖生产供应过程中，相关查询系统缺乏，或者查询系统采用传统的前端-后台等中心化系统设计，这样的系统设计结构在数据“安全性”上存在问题，与消费者追求的“安全可靠”的食品信息存在矛盾；

如图1所示，目前肉禽厂商或者销售商拥有自己的网络销售平台，该系统平台的维护与管理都是由厂商或者销售商自主维护，或采用外包等形式；运维方需要向数据中心服务器上传数据，用户通过前端访问该系统的数据内容，而这样的系统设计与运营模式存在几点问题：首先，系统由厂家或商家自主进行维护，信息未在系统公开前，由厂家或商家进行管理和更新，导致数据具有可篡改性；其次，系统数据公信力不足，不足为食品安全与食品信息安全提供保障；最后，系统为中心化系统，一旦数据中心服务器出现问题或者失去运行能力，数据将会丢失，且系统无法被访问。

一方面，在供应链中，由于各个合作商家之间可能存在不相互信任的情况，同时也没有共同信任的第三方，商户与消费者之间也存在信任屏障，消费者无法对商户完全的信任，同时也无法信任商户对数据的管理，因此需要让消费者也有权利加入到数据的监管中，以提高消费者对商户与数据的信任度；此外，区块链在其它领域的应用也无法解决肉禽供应链存在的特殊性问题，其中包括消费者对扫码兴趣不高的情况，无法意识到信息的真实性与必要性；无法为商户带来更多的销量与商贸收入。

在以往的区块链溯源系统中，通常使用二维码、条形码等信息图码作为区块链溯源数据的存储载体，由于二维码、条形码可以通过“复印”等方式进行复制，因此，该种信息存储方式容易被复制和重复使用，从而降低了该种信息存储方式的安全性。

另一方面，目前我国老龄人口约占总人口60％，我国智能手机普及率约70％，而老年人智能手机使用率仅约老龄人口的40％，这些数据表明，对于大部分人群而言，使用手机进行扫码、溯源的操作在普及和操作上有很大的困难，尤其对于部分高龄人群或地域偏远的地区而言，还不能很好地使用手机进行扫码等溯源操作，如果从人群本身解决该问题仍然需要较长时间。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统，提高了数据可信度和数据公信力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统，包括：用于采集产品信息、环境信息的数据采集装置，用于与用户交互用户信息、产品信息、环境信息的可视化交互装置，用于对用户信息、产品信息、环境信息进行接收、存储、管理的数据服务器，以及用于对用户信息、产品信息、环境信息进行处理、验证的区块链服务器；

所述数据采集装置采集得到采集信息，通过所述可视化交互装置进行展示，所述可视化交互装置与用户交互得到用户信息，所述可视化交互装置将所述采集信息、所述用户信息发送至所述数据服务器进行存储、管理，并在对产品溯源时通过所述区块链服务器进行验证；

所述数据采集装置包括：第一环境传感器，用于采集养殖区域的第一环境信息，称重传感器，用于采集生产区域中产品的重量数据，图像传感器，用于采集生产区域中产品的图像数据，第二环境传感器，用于采集运输过程的第二环境信息，GPS定位器，用于记录运输过程中的运输时间与位置点，以及第一溯源信息读写装置，用于对产品携带的溯源信息芯片进行无线读写操作；

所述可视化交互装置包括用于接收用户操作行为得到用户信息的数据输入装置，用于展示用户信息的显示器、用于将用户信息转发至显示器的处理器，用于存储的存储器，以及用于对产品携带的溯源信息芯片进行无线读写操作的第二溯源信息读写装置；

所述称重传感器、图像传感器、第一环境传感器、第二环境传感器、第一溯源信息读写装置、第二溯源信息读写装置和GPS定位器分别与处理器连接。

作为优选的技术方案，所述处理器设有无线通信模块、用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块和信息录入模块；

所述无线通信模块用于接收数据采集装置发送的采集信息，并分别与数据服务器、区块链服务器无线连接；

所述用户管理模块用于对用户在数据输入装置输入的用户登录信息进行登录验证、编辑用户信息；

所述溯源模块用于生成用户的溯源请求信息、发出验证前驱信息请求、接收前驱信息验证结果、接收溯源信息请求结果；

所述交易记录模块用于接收用户的交易记录请求信息；

所述信息公开模块用于展示销售商公开信息或供应商公开信息；

所述信息录入模块用于对产品携带溯源信息芯片进行产品信息的上传操作。

作为优选的技术方案，所述溯源模块基于所述区块链数据存放地址向区块链服务器提出验证前驱信息的验证请求，并接收由区块链服务器反馈回来的第一反馈信息，所述第一反馈信息包括产品哈希编码和第一反馈标识，当所述第一反馈标识为验证成功标识时，基于所述用户标识编码、所述产品标识编码以及所述产品哈希编码向数据服务器提出查询请求，接收由数据服务器反馈回来的第二反馈信息，通过显示器对所述第二反馈信息进行展示，当所述第一反馈标识为验证失败标识时，所述可视化交互装置进行显示溯源失败提示，所述第二反馈信息包括第二反馈标识、请求产品的来源信息、请求产品的生产信息。

作为优选的技术方案，所述处理器还设有节点权限管理模块，所述节点权限管理模块用于判断当前用户是否为有权限节点并帮助当前用户参与节点信息管理，若当前用户属于无权限节点，则当前用户拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可，若当前用户属于有权限节点，则当前用户除了拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可外，还拥有对系统中的各节点的权限进行确认或取消，并可以处理节点的权限申请，对节点的权限申请进行通过或拒绝操作，进而更新该节点的权限申请在区块链管理的节点信息中的状态。

作为优选的技术方案，所述处理器还设有许可控制模块，用于根据当前用户所匹配的参与对象类型进行模块使用许可控制；

若当前用户匹配为供应商，则允许当前用户使用用户管理模块、节点权限管理模块、信息录入模块、交易记录模块和溯源模块；

若当前用户匹配为消费者，则允许当前用户使用用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块。

作为优选的技术方案，所述第一溯源信息读写装置安置在生产加工流水线上，所述第二溯源信息读写装置安置在销售场所。

作为优选的技术方案，所述第一溯源信息读写装置和第二溯源信息读写装置采用固定式、移动式、手持式RFID读写器中的任一种或多种组合。

作为优选的技术方案，所述第一溯源信息读写装置和第二溯源信息读写装置采用RFID结合二维码、条形码、NFC的任意组合形式进行生成溯源请求信息；

当以RFID、二维码、条形码、NFC中任一种形式对溯源信息写入新增数据时，处理器对新增数据同步写入。

作为优选的技术方案，所述数据输入装置采用键盘、触摸传感器、按键或按钮进行接收用户的输入信息。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)现有高度中心化的数据集中管理系统并没有利用区块链建立可靠数据信息溯源，本发明主要采用区块链技术，建立基于区块链数据存储的非中心化数据系统，建立肉禽产品从生产端到销售端的溯源信息查询系统，使数据更加透明、共享，因为区块链数据具有不可篡改的特性，不同厂商之间不必担心数据的过度操作。

(2)针对数据不可信、数据公信力不足等问题，本发明提出基于区块链不可篡改的功能特性构建商户与消费者共同参与的数据监管系统，利用区块链的去中心化特性，为用户提供数据查看的接口，比如通过构建web可视化界面，用户可以实时查看上传的生产数据，提高消费者在数据管理中的参与度。

(3)在已有的其它相似溯源产品中，一般不记录产品的图像数据和重量数据，本方法针对肉禽产品的特点，提出记录产品的重量数据和图像数据，这样可以将产品的本质性数据进行记录，从而可以进行产品检验；本发明在肉禽供应与生产的过程中，通过IoT设备获取产品的重量数据和图像数据，并使用固定式或手持式RFID读写装置对RFID芯片进行读写操作，用户通过使用RFID信息处理设备读取RFID芯片中的信息，并与现实中的产品进行比较，从而辨别真伪，提高了溯源产品的可检验性。

(4)本发明通过采用RFID的方式，相比在大多数溯源产品中采用的扫描二维码、条形码等形式进行获取信息方面，这些条形码、二维码标签通常以“粘贴纸”的形式附着在产品上，不法分子通过扫描、复印等操作可以快速的复制多个类似标签进行造假等非法行为，本发明利用RFID芯片的隐藏特性和唯一性，提高了溯源标签复制的难度和成本，进而解决了可快速复制的问题。

(5)本发明通过构建基于FRID进行读取信息的信息获取设备、自动收银设备，使交易和溯源能够更便捷的完成，RFID信息获取设备支持用户在没有移动设备的情况下对产品信息进行读取，主要通过配套的RFID无线信息读取设备，用户只需要将产品放入指定的区域内，设备将自动对产品内的RFID芯片进行读取操作，从而获取对应的产品信息，基于RFID设备简易式读写方式，厂商可以提供自动读取的RFID扫描设备，消费者只需要将购买的物品放入设备栏中即可自动读取产品信息，操作简单快捷，并且支持快速多件并行读取，在现实购物中，可以进行快速溯源而无需依次扫描产品。

(6)在现有供应链溯源系统中，往往只构造数据系统端，而忽略了数据的获取端，本发明结合肉禽生产供应链的特点，结合区块链自动化信息上链技术，通过数据采集装置对生产过程进行采集并将采集信息上传到指定的云端服务器，通过在服务器上建设数据管理系统，进而实现数据自动上链。

(7)本发明通过为申请加入区块链的用户设置奖励机制，当申请加入区块链的用户为区块链提供算力则获得提供的少量奖励，该少量奖励可作为现实消费的抵扣，这样不仅可以提高消费者对产品信息管理的参与度、提高数据的公开透明程度，同时也调动消费者的积极性，为商户带来更多收益，提高消费者再次购买的几率，进而促进供应链的商户生产。

附图说明

图1为现有技术中的肉禽的养殖生产供应链系统的示意图；

图2为本发明实施例1中基于区块链的肉禽供应链溯源系统的架构示意图；

图3为本发明实施例1中基于区块链的肉禽供应链溯源系统的处理器的模块结构示意图；

图4为本发明实施例1中溯源信息的示意图；

图5为本发明实施例1中基于区块链的肉禽供应链溯源系统的数据交互示意图；

图6为本发明实施例1中区块链服务器与溯源模块信息交互的示意图；

图7为本发明实施例1中产品运输时的检验处理流程图。

具体实施方式

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元素或者物件涵盖出现在该词后面列举的元素或者物件及其等同，而不排除其他元素或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

实施例

实施例1

如图2所示，本实施例提供一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统，该肉禽供应链溯源系统面向三个参与对象类型，其中参与对象类型包括供应商、销售商和消费者。

在本实施例中，该系统设有用于采集产品信息、环境信息的数据采集装置，用于与用户交互用户信息、产品信息、环境信息的可视化交互装置，用于对用户信息、产品信息、环境信息进行接收、存储、管理的数据服务器，以及用于对用户信息、产品信息、环境信息进行处理、验证的区块链服务器；

在本实施例中，数据采集装置采集得到采集信息，通过可视化交互装置进行展示，可视化交互装置与用户交互得到用户信息，可视化交互装置将采集信息、用户信息发送至数据服务器进行存储、管理，并在进行需要对产品溯源时通过区块链服务器进行验证，其中采集信息为产品信息、环境信息。

在本实施例中，可视化交互装置包括用于接收用户操作行为得到用户信息的数据输入装置，用于展示用户信息的显示器、用于将用户信息转发至显示器的处理器，用于存储的存储器，以及用于对产品所携带的RFID芯片进行无线读写操作的第二RFID读写装置；

在本实施例中，数据采集装置包括：第一环境传感器，用于采集养殖区域的第一环境信息，称重传感器，用于采集生产区域中产品的重量数据，图像传感器，用于采集生产区域中产品的图像数据，第二环境传感器，用于采集运输过程的第二环境信息，GPS定位器，用于记录运输过程中的运输时间与位置点，以及第一RFID读写装置，用于产品所携带的RFID芯片进行无线读写操作。

在本实施例中，称重传感器、图像传感器、第一环境传感器、第二环境传感器、第一RFID读写装置、第二RFID读写装置和GPS定位器分别与处理器连接。

在本实施例中，由称重传感器、图像传感器、第一环境传感器、第二环境传感器、第一RFID读写装置和第二RFID读写装置构成IoT物联网设备进行对信息的感知，其中第一RFID读写装置采用安置在生产加工流水线上的固定式RFID读写装置，实现生产过程中对产品RFID芯片中信息的无线读写操作，而第二RFID读写装置采用安置在销售场所的固定式RFID读写装置，为消费者读取产品信息，此外RFID读写装置还可采用移动式、手持式RFID读写装置，根据实际情况在需要对RFID芯片进行读写操作的地点安置，进而提供灵活的RFID芯片信息读取操作。

如图3所示，本实施例中的处理器设有无线通信模块、用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块和信息录入模块；

在本实施例中，处理器通过无线通信模块接收数据采集装置发送的采集信息，并分别与数据服务器、区块链服务器无线连接；

在本实施例中，用户管理模块用于对用户在数据输入装置输入的用户登录信息进行登录验证、编辑用户信息；

在本实施例中，数据输入装置具体采用键盘或触摸传感器进行接收用户的输入信息，此外还可采用其它按键、按钮等输入设备。

在本实施例中，溯源模块用于生成用户的溯源请求信息、发出验证前驱信息请求、接收前驱信息验证结果、接收溯源信息请求结果；

其中溯源请求信息包括区块链数据存放地址、用户标识编码、产品标识编码，前驱信息具体为与当前用户所在供应链场地节点关联的上一个场地节点所记录的目标产品的产品信息；

实际应用时，溯源模块基于区块链数据存放地址向区块链服务器提出验证前驱信息的验证请求，接收由区块链服务器反馈回来的第一反馈信息，该第一反馈信息包括产品哈希编码和第一反馈标识，当第一反馈标识为验证成功标识时，基于用户标识编码、产品标识编码以及产品哈希编码向数据服务器提出查询请求，接收由数据服务器反馈回来的第二反馈信息，通过显示器对第二反馈信息进行展示，当第一反馈标识为验证失败标识时，可视化交互装置进行显示溯源失败提示，其中第二反馈信息包括第二反馈标识、请求产品的来源信息、请求产品的生产信息，实际应用时，用户通过使用RFID读写装置感应产品的RFID芯片进而触发溯源请求信息。

此外，本实施例还可采用条形码或者二维码方式触发溯源请求信息，具体为用户通过扫描条形码、二维码触发溯源请求信息。

在本实施例中，交易记录模块用于接收用户的交易记录请求信息，基于用户标识编码请求数据服务器进行查询交易记录，接收由数据服务器反馈回来的第三反馈信息，通过显示器对第三反馈信息进行展示，其中交易记录请求信息包括用户标识编码，第三反馈信息包括第三反馈标识、用户的购买记录、付款记录等数据。

在本实施例中，信息公开模块用于展示销售商公开信息或供应商公开信息，其中供应商公开信息包括供应商的名称、地点、生产介绍等，销售商公开信息包括销售商的名称、地点、销售介绍等。

在本实施例中，信息录入模块用于对产品携带RFID芯片进行产品信息的上传操作，该产品信息包括产品标识数据、养殖场数据、屠宰场数据、加工厂数据、售卖场数据以及物流运输数据；

具体的，产品标识数据包括产品标识编码、产品哈希编码、产品重量，其中产品标识编码采用商品批号的形式进行区别各个商品；

养殖场数据包括养殖场名称、入栏时间、出栏时间，屠宰场数据包括屠宰场名称、肉禽产品的屠宰时间，加工厂数据包括加工厂名称、肉禽产品的加工时间，售卖场数据包括售卖场名称、肉禽产品的上架时间，物流运输数据包括运输车牌号、运输过程的环境温度。

如图4所示，产品信息用于为后续溯源信息提供数据基础，不同供应商与销售商节点对应不同模块信息数据，具体为通过可视化交互装置通过RFID读写装置读取RFID芯片，进而识别得到该产品的产品标识编码，基于产品标识编码结合产品的来源信息、生产信息通过数据服务器进行信息录入，根据数据服务器返回的信息录入结果通过显示器展示，完成产品信息的上传操作，当信息录入结果为成功时，展示产品信息，当信息录入结果为失败时，展示失败提示信息。

在本实施例中，处理器还设有节点权限管理模块，用于判断当前用户是否为有权限节点并帮助当前用户参与节点信息管理，若当前用户属于无权限节点，则当前用户拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可，若当前用户属于有权限节点，则当前用户除了拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可外，还拥有对系统中的各节点的权限进行确认或取消，并可以处理节点的权限申请，对节点的权限申请进行通过或拒绝操作，进而更新该节点的权限申请在区块链管理的节点信息中的状态；

实际应用时，为了让用户能够更好的参与到区块链的建设中，本实施例将每个生产节点作为区块链中的一个管理核心，即每个合作商户作为区块链的主节点，具体根据其作为供应商或销售商在节点权限管理模块中是否匹配为有权限节点，若匹配为有权节点，则该用户具备数据信息的上传、智能合约上传、系统管理等权限，当用户匹配为消费者时，通过购买该合作商户的产品产生购买信息，并通过节点权限管理模块申请成为该合作商户所在区块链的账户，进而成为一个可读节点。

结合图3所示，处理器还设有许可控制模块，用于根据当前用户所匹配的参与对象类型进行模块使用许可控制；

实际应用时，若当前用户匹配为供应商，则允许当前用户使用用户管理模块、节点权限管理模块、信息录入模块、交易记录模块和溯源模块，具体的，当供应商或销售商通过用户管理模块登录成功后，供应商或销售商通过信息录入模块上传由数据采集装置采集肉禽类产品的生产信息时，首先将供应商或销售商各自生产过程中产生的肉禽类产品信息，例如由环境信息传感器获取的环境信息，上传到云端服务器，其中云端服务器包括数据服务器和区块链服务器，通过区块链服务器将经过打包录入处理的数据发送到区块链中，即将肉禽类产品的产品信息通过节点权限管理模块暂存在区块链数据队列，之后肉禽类产品的信息会进入数据打包池，并依据共识算法完成数据入块打包，进而将一笔含有该肉禽类产品的信息的交易上传至区块链服务器并通过区块链服务器发送至区块链中完成录入，然后供应商或销售商通过区块链服务器基于区块智能合约进行产品真实性检验处理，即完成产品交易检验、产品可溯源检验等操作，以确保产品的真实性与有效性；

在本实施例中，供应商与销售商的交易记录、销售商与消费者的交易记录通过交易记录模块与数据服务器的交互进行查看，供应商或销售商通过交易记录模块提出交易记录请求信息，并通过无线通信模块发送至数据服务器，当数据服务器接收到交易记录请求信息时，由于交易记录请求信息包括用户标识编码，根据用户标识编码在数据库中查询该用户的历史交易记录，进而将交易记录查询结果传回至交易记录模块，并通过显示器显示交易记录查询结果；

在本实施例中，供应商或销售商通过区块链服务器基于区块智能合约进行产品真实性检验处理，具体为：当每个节点的管理人员在收到产品后，通过信息录入模块的打包录入处理进行录入产品信息，数据服务器接收数据后将录入存储标识发送给区块链服务器，进而区块链服务器执行智能合约，基于溯源信息验证脚本进行产品可溯源检验，即产品信息的溯源验证，通过检查新录入的产品信息是否有前驱信息进而判断是否可以进行溯源，实际应用时，基于产品编码等信息可以查询到区块链服务器上记载的相应流转到本节点的交易信息，并对比相同产品编号的流转记录中产品的数量、重量、来源、类型等信息是否对应相等，从而实现前驱信息的查询和比较，如果有前驱信息，则其他用户可通过溯源模块发出对该产品的溯源请求，如果没有前驱信息，则表明该产品溯源信息存在问题，进而触发智能合约中的警报处理，通过消息提示将警报详情返回给管理人员，在本实施例中，消息提示采用短信，此外还可采用警报指示灯、警报报告记录等形式为管理人员提供关于警报源的提示；

在本实施例中，若当前用户匹配为消费者，则允许当前用户使用用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块；

在本实施例中，当用户通过用户管理模块登录成功后，对交易记录模块提出交易记录请求信息，通过无线通信模块使得交易记录模块与区块链服务器进行交易记录的交互，首先用户请求访问自己的用户区块链地址，该地址记录了与该用户交易有关所有交易信息，区块链服务器获得交易信息后将交易记录查询结果发送回交易记录模块，并通过显示器进行展示交易记录查询结果，其中交易记录查询结果即为第三反馈信息；

在本实施例中，当消费者收到产品时，需要获取与产品相关的信息时，针对产品信息，消费者通过使用RFID读写装置读取产品携带的RFID芯片，对溯源模块提出溯源请求信息，通过无线通信模块使得溯源模块与数据服务器进行产品信息的交互，数据服务器根据溯源请求信息包括的用户标识编码和产品标识编码在数据库中查询该产品的产品信息，数据服务器将产品信息查询结果发送回溯源模块，通过显示器进行展示产品信息查询结果，其中产品信息查询结果即为第二反馈信息，产品信息包括溯源信息、生产信息；

此外，针对供应链公开信息，消费者根据产品标识编码在信息公开模块提出供应链公开请求信息，通过无线通信模块使得信息公开模块与数据服务器进行供应链公开信息的交互，数据服务器根据产品标识编码在数据库中查询销售商公开信息或供应商公开信息，数据服务器将供应链公开信息查询结果发送回信息公开模块，通过显示器展示供应链公开信息查询结果。

为了保障数据的安全性，本实施例通过为不同的用户设置不同的操作权限，数据池中的数据为商户上传的数据，而消费者节点不具备数据入池的操作权限，此外用户通过为区块链数据打包上链的哈希值运算提供相应算力，进而获得区块链产生的奖励，而该奖励会记录在用户的个人账户上，同时依据商户间的共同合约、智能合约等进行发放，消费者可以向商户发起奖励货币的转账，以抵扣在现实中的消费，并以此鼓励和吸引消费者认可区块链数据溯源的真实性，提高销售量和商户收益。

如图5所示，该系统分为两大部分，分别为产生数据端和使用数据端；在本实施中产生数据端方面，通过安装数据采集装置于肉禽的养殖场、屠宰场、加工厂以及售卖场，具体地，以常见的家禽鸡类为例，通过在供应链上的不同地点任一设置或任意组合设置湿度传感器、温度传感器、粉尘传感器和气体传感器，进而获得肉禽在供应链的各个不同地点的空气湿度、空气温度、空气粉尘含量、空气中氨、氮等多种气体含量，同时分批记录不同批次的鸡的生长情况，包括入栏时间、出栏时间、每一批鸡的数量、均重等，其中通过设置电子秤等称重传感器对鸡称重得到其重量；

通过各节点基于互联网的连接，采集信息在节点间广播，数据采集装置将采集信息传输至区块链服务器进行验证处理，通过验证后，该采集信息将被送往可视化交互装置中的处理器的数据队列与打包池中，等待打包上链，其中由于供应链中养殖场数据处于初始地点，相应地在区块链中养殖场采集的数据为初始数据，没有相关的前驱流转节点，因此产生一条从0流转到该节点的记录进行补充；

在本实施例中，使用数据端方面，分别以供应商中的屠宰场、供应商中的加工厂以及消费者为例，具体为：当屠宰场接收到该批活肉禽时，通过溯源模块请求区块链服务器查询该批货物的前驱信息，进而基于是否存在前驱信息来验证是否存在批次的肉禽，如果存在，则该批肉禽产品没有存在问题，如果担心存在被截断换货等情况，区块链服务器返回的前驱信息，并对该批肉禽进行均重、数量等的计算来校验是否存在货物问题，由于区块链数据的不可篡改性，因此如果货物实体被替换，则会出现数据与实体不符合的情况，在完成货物与数据的校验后，通过在屠宰场安装的电子称等称重传感器，可以记录每一只鸡的实际重量数据，随后将产品在屠宰场的产品信息同样进行广播、检验、最终送入数据队列与打包池，等待数据入块上链，由于该批货物具有前驱节点，即从养殖场产生的历史记录，因此，该批产品将被记录为从养殖场输出，并输入屠宰场；

而在加工厂收到来自屠宰场的肉禽时，每一批次货物在加工厂同样需要进行检验，即通过用户管理模块登录成功后，通过在溯源模块提出溯源请求信息，区块链服务器接收溯源请求信息时进行确认该批次产品是否具有前驱信息，即在供应链上是否存在前驱节点对该批产品的处理记录，待确认具有前驱信息后，加工厂将对肉禽进行分割、分装等处理，通过在加工厂流水线上安装摄像头与电子秤，可以获得分装的鸡的重量数据、图像数据等，针对每一件分装的肉禽成品，将生成唯一与之对应的货物编码，并写入产品的RFID芯片中；同样的，每一个产品的信息也将被上传到区块链服务器并发送到供应链的区块链上，并返回一个具有唯一识别性的哈希值编码，用以查询每一个产品的溯源信息与生产信息，最后这批肉禽将被送往各个销售地点，而这些销售地点同样可以验证这批货物，并对产品进行产品检验，并将相对的产品抽检报告上传到区块链服务器并发送到供应链的区块链上。

结合图4所示，所有用户都可以使用RFID读写装置来感应RFID芯片信号，触发溯源模块提出溯源请求信息，进而获取该产品的产品信息，在每一个RFID芯片中存放了肉禽产品的区块链数据存放地址，然后区块链服务器依据该区块链数据存放地址进行查询，获取并完成对产品的溯源，用户通过可视化交互装置可以了解到包括产品的生产图像数据、重量数据、溯源信息、介绍以及物流过程等内容；

结合图4所示，为了防止一签多贴等造假现象，消费者可以通过溯源模块与数据服务器返回的第二反馈信息检验商品的重量、图像等，由于肉禽产品间的重量存在差异，因此一签多贴的方法造假成功率不高，当比对的肉禽产品重量差超出预设重量误差时，则视为造假情况，从而造假情况容易被检测；

用户可以通过节点权限管理模块从打包池中获取数据并打包上链，但这类用户作为用户节点，与商户节点不同，他们不具备在数据池中更新数据等的权限，即非有权节点，只具备对打包池中的加密数据进行哈希值计算的权限，其中申请加入区块链的用户通过提供算力而获得系统提供的少量奖励，该少量奖励可作为现实消费的抵扣。

如图6所示，我们在实际生产场所，包括养殖场、加工厂、仓库、零售商店等节点布置包括环境信息传感器、摄像头、RFID读写装置，并将这些设备通过5G网络或者WIFI等方式连接到云端，并实时将数据上传到云端数据库，其中云端基于现有的阿里云、腾讯云或Google云等云服务器平台进行搭建数据服务器和区块链服务器，将采集信息从云端通过区块链服务器上传到区块链上；

在本实施例中，区块链系统采用Hyperledger Fabric框架进行开发，其中Hyperledger Fabric提供了区块链的所有基本功能，包括智能合约部分，并允许管理者自主许可参与区块链的节点；

结合图6所示，系统将为允许加入区块链的节点分发Membership ServiceProvider(MSP)，即联盟链成员的证书，用于确定节点是否可以被信任的并可参与到区块链管理中的凭证，即用于节点权限管理模块的节点身份确认。

如图7所示，本实施例以鸡类肉禽为例，从整体的产品流通与溯源验证过程，具体为：首先，养殖场执行挑选可以出栏的肉鸡、装车等操作得到第一肉禽产品，并在装车时生成对应该批次鸡类肉禽产品的物流运输信息，同时该批次鸡类肉禽产品的生产信息，具体包括安置在养殖场、屠宰场的环境传感器采集的环境信息，基于信息录入模块将生产信息、物流运输信息录入RFID芯片中，并上传到云端，进行数据验证和签发上链；

接着第一肉禽产品将被运送到加工厂节点，加工厂节点收到第一肉禽产品后，通过扫描第一肉禽产品的RFID芯片信息通过溯源模块与区块链服务器进行验证前驱信息，当验证成功后通过溯源模块与数据服务器进行比对产品信息差异，进而确认该批次鸡的“数量”、“重量”、“来源”等多个信息是否准确，如果从第一肉禽产品录入的信息与数据服务器返回第二反馈信息比对，当该产品的重量差超出预设重量误差时，系统将产生警报信息，工作人员后续根据警报信息做进一步的确认和处理，否则第一肉禽产品将被签收作为第二肉禽产品，并通过录入信息模块更新货物状态，接着第二肉禽产品将在加工厂进行进一步的加工处理得到第三肉禽产品，同样，在此期间安置在加工厂的环境传感器，包括摄像头、电子秤等设备，将采集每一个第三肉禽产品的图像与重量等具体信息，同时为每个第三肉禽产品产生对应的编码，通过RFID读写装置为第三肉禽产品生成“一物一码”的对应标签，同样的，第三肉禽产品的产品信息与生产信息也将通过信息录入模块上传到数据服务器，并通过节点权限管理模块对第三肉禽产品的产品信息进行打包录入处理，区块链服务器将经过打包录入处理的产品信息作为一笔交易发送到区块链。

接下来，第三肉禽产品将被转运到仓储地点或者零售商处，零售商或仓储管理员通过感应产品对应的RFID芯片，将扫描数据通过溯源模块向区块链服务器提出溯源请求信息进行验证，如果系统发现数据有出入，则会发出警报，否则将接收经过验证的第三肉禽产品并将其作为第四肉禽产品，在扫描货物的同时，第三肉禽产品的接收时间、接收地点等信息也将被上传到云端，并录入到RFID芯片中；

最终第四肉禽产品将被销售，而消费者只需要对第四肉禽产品通过RFID读写装置感应RFID芯片信号进行溯源请求，就可得到目标产品的溯源信息，在这些溯源信息中，包括了产品的图像与产品的重量等信息，消费者在购买商品时，可以通过对商品进行称重，比对当前实际产品信息与图4所示溯源信息中的重量数据是否一致，从而辨别产品真伪。

实施例2

为了使溯源请求信息更加隐秘，复制性低，本实施例在实施例1中基于区块链的肉禽供应链溯源系统的基础上的改进，在于用户触发溯源模块或者通过信息录入模块进行录入产品信息时采用NFC(Near Field Communication)的方式，相应的，溯源请求信息根据溯源模块通过NFC读写器触发感应NFC芯片生成溯源请求信息；

此外，溯源请求信息还可采用二维码、条形码、NFC、RFID任意组合的方式生成；

具体地，以RFID结合NFC为例，每一个产品携带有一个NFC芯片、一个RFID芯片，通过NFC读写器或RFID读写装置完成产品信息的写入或录入，其中当通过NFC读写器写入NFC芯片时，处理器会同时将相同的信息以RFID芯片可感应的形式进行写入，进而达到同步写入，相比于使用二维码等可物理复制的方式，NFC或RFID芯片的数据更加隐秘，复制性低，所有用户都可以通过NFC、RFID的感应来获取商品的信息；

相应地，本实施例在实际生产场所，包括养殖场、加工厂、仓库、零售商店等节点额外设置NFC读写器、RFID读写装置进行读取产品的NFC、RFID信号；

当采用二维码、条形码、NFC、RFID组合的方式时，还需在实际生产场所额外增加二维码生成器、条形码生成器，以在生产过程中通过二维码、条形码进行录入产品信息，实际应用时，当采用其中一种方式进行录入新增数据时，处理器会同时对其它方式写入相同的新增数据，进而达到信息同步，在溯源过程中，消费者可根据实际情况采用更便捷的方式进行溯源信息。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，包括：用于采集产品信息、环境信息的数据采集装置，用于与用户交互用户信息、产品信息、环境信息的可视化交互装置，用于对用户信息、产品信息、环境信息进行接收、存储、管理的数据服务器，以及用于对用户信息、产品信息、环境信息进行处理、验证的区块链服务器；

所述数据采集装置采集得到采集信息，通过所述可视化交互装置进行展示，所述可视化交互装置与用户交互得到用户信息，所述可视化交互装置将所述采集信息、所述用户信息发送至所述数据服务器进行存储、管理，并在对产品溯源时通过所述区块链服务器进行验证；

所述数据采集装置包括：第一环境传感器，用于采集养殖区域的第一环境信息，称重传感器，用于采集生产区域中产品的重量数据，图像传感器，用于采集生产区域中产品的图像数据，第二环境传感器，用于采集运输过程的第二环境信息，GPS定位器，用于记录运输过程中的运输时间与位置点，以及第一溯源信息读写装置，用于对产品携带的溯源信息芯片进行无线读写操作；

所述可视化交互装置包括用于接收用户操作行为得到用户信息的数据输入装置，用于展示用户信息的显示器、用于将用户信息转发至显示器的处理器，用于存储的存储器，以及用于对产品携带的溯源信息芯片进行无线读写操作的第二溯源信息读写装置；

所述称重传感器、图像传感器、第一环境传感器、第二环境传感器、第一溯源信息读写装置、第二溯源信息读写装置和GPS定位器分别与处理器连接。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述处理器设有无线通信模块、用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块和信息录入模块；

所述无线通信模块用于接收数据采集装置发送的采集信息，并分别与数据服务器、区块链服务器无线连接；

所述用户管理模块用于对用户在数据输入装置输入的用户登录信息进行登录验证、编辑用户信息；

所述溯源模块用于生成用户的溯源请求信息、发出验证前驱信息请求、接收前驱信息验证结果、接收溯源信息请求结果；

所述交易记录模块用于接收用户的交易记录请求信息；

所述信息公开模块用于展示销售商公开信息或供应商公开信息；

所述信息录入模块用于对产品携带溯源信息芯片进行产品信息的上传操作。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述溯源模块基于所述区块链数据存放地址向区块链服务器提出验证前驱信息的验证请求，并接收由区块链服务器反馈回来的第一反馈信息，所述第一反馈信息包括产品哈希编码和第一反馈标识，当所述第一反馈标识为验证成功标识时，基于所述用户标识编码、所述产品标识编码以及所述产品哈希编码向数据服务器提出查询请求，接收由数据服务器反馈回来的第二反馈信息，通过显示器对所述第二反馈信息进行展示，当所述第一反馈标识为验证失败标识时，所述可视化交互装置进行显示溯源失败提示，所述第二反馈信息包括第二反馈标识、请求产品的来源信息、请求产品的生产信息。

4.根据权利要求2所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述处理器还设有节点权限管理模块，所述节点权限管理模块用于判断当前用户是否为有权限节点并帮助当前用户参与节点信息管理，若当前用户属于无权限节点，则当前用户拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可，若当前用户属于有权限节点，则当前用户除了拥有查看参与区块链管理的节点信息的许可外，还拥有对系统中的各节点的权限进行确认或取消，并可以处理节点的权限申请，对节点的权限申请进行通过或拒绝操作，进而更新该节点的权限申请在区块链管理的节点信息中的状态。

5.根据权利要求4所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述处理器还设有许可控制模块，用于根据当前用户所匹配的参与对象类型进行模块使用许可控制；

若当前用户匹配为供应商，则允许当前用户使用用户管理模块、节点权限管理模块、信息录入模块、交易记录模块和溯源模块；

若当前用户匹配为消费者，则允许当前用户使用用户管理模块、溯源模块、交易记录模块、信息公开模块。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述第一溯源信息读写装置安置在生产加工流水线上，所述第二溯源信息读写装置安置在销售场所。

7.根据权利要求1所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述第一溯源信息读写装置和第二溯源信息读写装置采用固定式、移动式、手持式RFID读写器中的任一种或多种组合。

8.根据权利要求1-7任一所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述第一溯源信息读写装置和第二溯源信息读写装置采用RFID结合二维码、条形码、NFC的任意组合形式进行生成溯源请求信息；

当以RFID、二维码、条形码、NFC中任一种形式对溯源信息写入新增数据时，处理器对新增数据同步写入。

9.根据权利要求1-7任一所述的基于区块链的肉禽供应链溯源系统，其特征在于，所述数据输入装置采用键盘、触摸传感器、按键或按钮进行接收用户的输入信息。

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