CN113256226B - 一种基于区块链的农产品箱赋码系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的农产品箱赋码系统，包括种植数据站、仓储数据站、加工数据站和若干个运输跟踪器，运输跟踪器设置在运输车上；种植数据站接入若干个种植区的种植数据；仓储数据站设置在仓库中，监测并存储仓库仓位的储存数据，周期性将储存数据的哈希值上传区块链存储；加工数据站设置农产品加工厂中，生成第二跟踪码列表存储本批次加工原料涉及到的种植跟踪码、存储跟踪码、运输跟踪码以及本批次的加工跟踪码；为出厂的每个产品包装箱生成追溯码并附在包装箱上，追溯码指向第二跟踪码列表。本发明的实质性效果是：收集生长过程数据和运输过程，结合仓库和加工厂的监测数据，形成完整的追溯数据。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的农产品箱赋码系统。
背景技术
食品溯源系统是通过一物一码技术，实现商品生产加工、包装仓储、渠道物流、终端销售、真伪查询、数据分析等产品全生命周期信息记录追溯管理。一旦食品质量在消费者端出现问题，可以通过食品标签上的溯源码进行联网查询，查出该食品的生产企业、食品的产地、具体农户等全部流通信息，明确事故方相应的法律责任。此项制度对食品安全与食品行业自我约束具有相当重要的意义。由于农产品收获时没有专用的包装，且随后即被混合投入仓库储存。目前的食品溯源信息难以溯及农产品原料的具体产地、种植数据和运输过程。无法追溯到农产品的种植环境数据、水肥数据以及收获后的运输储存时的数据。溯源数据不够完整具体，往往只是显示大概的产区，不能体现农作物栽培过程的水肥管理等数据。
中国专利CN110084480A，公开日2019年8月2日，一种基于区块链的农产品溯源方法。本发明包括：S1.建立采集节点、共识节点及查询节点形成区块链；S2.共识节点接收来自查询节点的信息查看请求并生成当前待验证校验值；S3.遍历数据列表，判断是否有与待验证校验值一致的数据值；S4.如是，则输出验证通过信息至查询节点，如否，则输出验证失败信息至查询节点；S5.输出验证成功信息后，将当前农产品对应的数据值共享至查询节点。其虽然能够提供溯源数据的查询功能，但不能解决溯源数据完整度不高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前农产品是溯源数据完整度不高且较为笼统的技术问题。提出了一种基于区块链的农产品箱赋码系统，通过在最终产品包装箱的追溯码访问，查看产品生产过程涉及到的农产品的种植、运输及储存数据，提供了完整的追溯数据。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于区块链的农产品箱赋码系统，用于农产品从种植区收获并经仓库运输至加工厂被加工为产品的过程追溯，包括种植数据站、仓储数据站、加工数据站和若干个运输跟踪器，所述运输跟踪器设置在运输车上，跟踪运输车的运输数据，并为每次运输生成指向运输数据的运输跟踪码；所述种植数据站接入若干个种植区的种植数据，周期性将种植区种植数据的哈希值上传区块链存储，为每个种植区生成指向种植数据的种植跟踪码；所述仓储数据站设置在仓库中，监测并存储仓库仓位的储存数据，周期性将储存数据的哈希值上传区块链存储，为每个仓位的每次存储生成指向储存数据的存储跟踪码和第一跟踪码列表，所述第一跟踪码列表存储仓位本次存储时涉及到的种植跟踪码和运输跟踪码；所述加工数据站设置农产品加工厂中，监测并存储农产品加工数据，周期性提取加工数据的哈希值上传区块链存储，为每个产品批次生成指向加工数据的加工跟踪码和第二跟踪码列表，所述第二跟踪码列表存储本批次加工原料涉及到的种植跟踪码、存储跟踪码、运输跟踪码以及本批次的加工跟踪码；为出厂的每个产品包装箱生成追溯码并附在包装箱上，所述追溯码指向所述第二跟踪码列表。
作为优选，所述运输跟踪器包括温湿度监测模块、定位模块、存储模块和通信模块，所述温湿度监测模块监测运输车车厢的温湿度，所述定位模块监测运输车的位置信息，所述温湿度及位置信息数据作为运输数据存入所述存储模块，所述通信模块与种植数据站、仓储数据站及加工数据站建立通信连接，所述运输车运输农产品时，将若干个运输跟踪器置入所述农产品中，运输跟踪器收集运输过程的运输数据，并生成指向运输数据的运输跟踪码，当到达仓库或加工厂时，将运输跟踪码及对应的运输数据同步到仓储数据站或加工数据站存储。
作为优选，所述存储模块包括存储代理层、结构数据构建层、存储介质、地址映射表和缓冲区，所述温湿度监测模块和定位模块周期性将温湿度和位置信息写入缓冲区，所述结构数据构建层建立运输数据的数据结构，所述数据结构包括时间戳、温度、湿度、位置、温度差、湿度差和位移，所述温度差、湿度差和位移为与上一次被写入缓冲区的温湿度和位置信息计算获得，将数据结构提交给存储代理层，每次运输开始前，所述存储介质被填充空值，所述存储代理层在存储介质上不连续的开辟若干个存储块，所述存储块大小为预设长度，每个存储块的起始地址为其寻址地址，所述存储代理层记录此时开辟的全部存储块的寻址地址，所述存储代理层收到结构数据后，从全部寻址地址中随机选择一个寻址地址，查询所述寻址地址对应的存储块是否为空，若为空，则将结构输入存入，若不为空，则在存储介质上向下寻找下一个存储块，若两个存储块之间的未开辟区域长度大于结构数据长度，则在两个存储块之间新开辟一个存储块，将当前结构数据存入。
所述仓储数据站或加工数据站与运输跟踪器建立通信连接时，将存储介质的存储内容复制一个镜像到本地，而后从镜像中提取出全部被存入结构数据的存储块，根据存储块中结构数据的时间戳，恢复出运输数据。
作为优选，当农产品从种植区中收获并被装入运输车时，在农产品中放入若干个运输跟踪器，所述运输跟踪器与所述种植数据站通信，获取对应种植区的种植跟踪码并存储在存储模块中，当运输车到达仓库时，所述运输跟踪器与仓储数据站建立通信连接，将运输数据和所述种植跟踪码发送给仓储数据站，所述仓储数据站为运输车建立运输跟踪码，所述运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，所述仓储数据站为仓位建立第一跟踪码列表，存入所述仓位的农产品对应的运输跟踪码和种植跟踪码纳入所述跟踪码列表。
作为优选，当农产品从仓位中取出并装入运输车时，所述仓储数据站归集本次储存的储存数据，生成存储跟踪码指向所述储存数据，在农产品中放入若干个运输跟踪器，所述运输跟踪器与所述仓储数据站通信，获取对应仓位的存储跟踪码及第一跟踪码列表，并存储在存储模块中，当运输车到达加工厂时，所述运输跟踪器与加工数据站建立通信连接，将运输数据、存储跟踪码及第一跟踪码列表发送给加工数据站，所述加工数据站为运输车建立运输跟踪码，所述运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，所述加工数据站为生产批次建立第二跟踪码列表，作为原料被投入本批次生产的农产品对应的运输跟踪码、种植跟踪码和存储跟踪码纳入所述第二跟踪码列表。
作为优选，所述加工数据站为每个独立包装农产品的追溯码在区块链上开设钱包，并存入1个单位的代币，当所述追溯码被访问时，记录访问的来源IP地址，所述加工数据站向区块链提交将1个单位代币转账到指定账户的交易并附带所述IP地址信息，若所述追溯码被再次访问，则所述加工数据站向区块链提交将1个单位代币转账到指定账户的交易将发生错误，所述加工数据站提示访问来源次追溯码已被访问，所述加工数据站向加工厂发出报警，所述报警附带访问的来源IP地址。
作为优选，所述种植数据站包括若干个传感采集模块、数据录入模块和数据同步模块，所述传感采集模块收集农业传感器数据，所述数据录入模块接收人工输入或文件输入的数据，所述数据同步模块同步网络公开数据，所述农业传感器包括环境监测传感器、长势传感器和病虫害传感器，所述环境监测传感器监测农作物生长的空气环境数据、土壤环境数据、光照数据和温度数据，所述长势传感器周期性拍摄农作物生长现场图像，所述病虫害传感器监测病虫害种类和病虫害程度；所述网络数据同步单元同步标准时间、天气数据、降雨量数据和风速数据；所述仓储数据站连接有温湿度传感器和CO2浓度传感器，分别检测仓位的温湿度和CO2浓度，仓位的温湿度和CO2浓度作为储存数据。
作为优选，所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站均包括数据存储存证模块，所述数据存储存证模块开辟有若干个线性存储区域，所述种植数据站接入的每个种植区对应一个线性存储区域，所述仓储数据站的每个仓位对应一个线性存储区域，所述加工数据站的每条生产线对应一个线性存储区域，所述种植数据、储存数据及加工数据均存入所述线性存储区域中，数据存储存证模块以第一周期建立存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，提取两个存证点之间的数据的哈希值作为第一哈希值，将当前存证点的第一哈希值和上一个存证点的第一哈希值一起提取哈希值，作为存证哈希值，将存证哈希值存入存证点中，数据存储存证模块以第二周期将最新的存证哈希值上传到区块链存储，并将对应的区块高度和区块哈希值存入所述存证点中。
作为优选，所述存储存证模块还开辟若干个线性备份区域，所述线性备份区域与所述线性存储区域一一对应，所述线性备份区域具有编号，当增量区域产生新的存证点时，所述线性备份区域同步产生标识点，所述存储存证模块将最新的两个存证点之间的种植数据备份到对应的线性备份区域的最新的两个标识点之间，所述线性备份区域将最新的两个标识点之间的数据按预设大小分割为子数据，若干个线性备份区域之间交换子数据，使得交换后线性备份区域最新的两个标识点之间的数据与线性备份区域的编号一起提取的哈希值，大小顺序与线性备份区域编号顺序匹配。
作为优选，若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站之间建立通信，使各自的存储存证模块第一周期同步，当第一周期结束时，将全部线性存储区域的存证哈希值一起提取哈希值，作为周期哈希值，分别取若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站的周期哈希值的末尾N位，若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站将取出的若干个N位数任意排序，并提取哈希值，下一个第一周期结束前，所获得的使哈希值取值最小的排序，作为最终排序，将最终排序及对应的哈希值存入周期哈希值对应的存证点中，奖励得出最终排序的植数据站、仓储数据站或加工数据站。
本发明的实质性效果是：1）农产品种植过程中，采用种植数据站收集存储农作物的生长过程数据，而且使用运输跟踪器跟踪农产品的运输过程，结合仓库和加工厂的监测数据，形成完整的追溯数据；2）通过跟踪码使追溯能够准确到具体的种植区和仓位，提高了追溯数据的具体程度，进一步提高了产品出现问题时追溯责任的准确程度；3）在运输跟踪器内采用存储代理层，能够快速的存储数据，但寻找和修改数据则需要消耗大量的时间，提高了数据篡改的难度；4）使用数据存储存证模块将存储的数据借助区块链进行存证，使追溯数据不能被篡改，提高了追溯数据的可信度。
附图说明
图1为实施例一农产品箱赋码系统结构示意图。
图2为实施例一运输跟踪器结构示意图。
图3为实施例一农产品从种植区转运至仓库跟踪示意图。
图4为实施例一农产品从仓库转运至加工厂跟踪示意图。
图5为实施例一传感采集模块采集数据示意图。
图6为实施例二数据存储存证模块工作示意图。
其中：10、种植数据站，11、传感采集模块，12、数据录入模块，13、数据同步模块，101、环境监测传感器，102、长势传感器，103、病虫害传感器，1011、空气环境数据，1012、土壤环境数据，1013、光照数据，1021、现场图像，1031、病虫害程度，1032、病虫害种类，20、仓储数据站，201、温湿度传感器，202、CO2浓度传感器，30、加工数据站，40、运输跟踪器，41、温湿度监测模块，42、定位模块，43、存储模块，431、缓冲区，432、结构数据构建层，433、存储代理层，434、存储介质，44、通信模块，50、线性存储区域，51、存证点，52、周期哈希值，60、区块链。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
实施例一：
一种基于区块链的农产品箱赋码系统，用于农产品从种植区收获并经仓库运输至加工厂被加工为产品的过程追溯，请参阅附图1，本实施例包括种植数据站10、仓储数据站20、加工数据站30和若干个运输跟踪器40，运输跟踪器40设置在运输车上，跟踪运输车的运输数据，并为每次运输生成指向运输数据的运输跟踪码；种植数据站10接入若干个种植区的种植数据，周期性将种植区种植数据的哈希值上传区块链60存储，为每个种植区生成指向种植数据的种植跟踪码；仓储数据站20设置在仓库中，监测并存储仓库仓位的储存数据，周期性将储存数据的哈希值上传区块链60存储，为每个仓位的每次存储生成指向储存数据的存储跟踪码和第一跟踪码列表，第一跟踪码列表存储仓位本次存储时涉及到的种植跟踪码和运输跟踪码；加工数据站30设置农产品加工厂中，监测并存储农产品加工数据，周期性提取加工数据的哈希值上传区块链60存储，为每个产品批次生成指向加工数据的加工跟踪码和第二跟踪码列表，第二跟踪码列表存储本批次加工原料涉及到的种植跟踪码、存储跟踪码、运输跟踪码以及本批次的加工跟踪码；为出厂的每个产品包装箱生成追溯码并附在包装箱上，追溯码指向第二跟踪码列表。
运输跟踪器40包括温湿度监测模块41、定位模块42、存储模块43和通信模块44，请参阅附图2，温湿度监测模块41监测运输车车厢的温湿度，定位模块42监测运输车的位置信息，温湿度及位置信息数据作为运输数据存入存储模块43，通信模块44与种植数据站10、仓储数据站20及加工数据站30建立通信连接，运输车运输农产品时，将若干个运输跟踪器40置入农产品中，运输跟踪器40收集运输过程的运输数据，并生成指向运输数据的运输跟踪码，当到达仓库或加工厂时，将运输跟踪码及对应的运输数据同步到仓储数据站20或加工数据站30存储。
运输跟踪器40具有方形或者球形的外壳，温湿度传感器201嵌在外壳上，检测外壳附近的温度和湿度，定位模块42、存储模块43和通信模块44设置在壳体内。使用时将运输跟踪器40投入到农产品中。不仅能够监测运输车的位置，还能够监测农产品内部的温湿度情况，准确掌握农产品的运输过程。为了便于在卸货时，将运输跟踪器40取出，重复利用，在运输跟踪器40上栓有绳子，壳体上设有用于连接绳子的栓耳。为了避免运输跟踪器40被压坏，外壳应具有较高的强度，同时外壳的形状没有突出部，以避免运输跟踪器40挤坏农产品。运输跟踪器40具有多种不同外壳形状的版本，以用于不同的农产品。外壳具有防尘防水功能。
请再次参阅附图2，运输跟踪器40的存储模块43包括存储代理层433、结构数据构建层432、存储介质434、地址映射表和缓冲区431，温湿度监测模块41和定位模块42周期性将温湿度和位置信息写入缓冲区431，结构数据构建层432建立运输数据的数据结构，数据结构包括时间戳、温度、湿度、位置、温度差、湿度差和位移，温度差、湿度差和位移为与上一次被写入缓冲区431的温湿度和位置信息计算获得，将数据结构提交给存储代理层433，每次运输开始前，存储介质434被填充空值，存储代理层433在存储介质434上不连续的开辟若干个存储块，存储块大小为预设长度，每个存储块的起始地址为其寻址地址，存储代理层433记录此时开辟的全部存储块的寻址地址，存储代理层433收到结构数据后，从全部寻址地址中随机选择一个寻址地址，查询寻址地址对应的存储块是否为空，若为空，则将结构输入存入，若不为空，则在存储介质434上向下寻找下一个存储块，若两个存储块之间的未开辟区域长度大于结构数据长度，则在两个存储块之间新开辟一个存储块，将当前结构数据存入。温度差、湿度差和位移能够辅助判断运输跟踪器40是否被破坏。若温度差过大或者湿度差过大，表示短时间呃逆农产品的温湿度有剧烈变化，结构数据构建层432将标记该数据结构对应的数据，以备后续农产品出现问题时，快速查询可疑数据点。同时若位移过大，则表示运输车速度过快，或者定位模块42工作异常。
仓储数据站20或加工数据站30与运输跟踪器40建立通信连接时，将存储介质434的存储内容复制一个镜像到本地，而后从镜像中提取出全部被存入结构数据的存储块，根据存储块中结构数据的时间戳，恢复出运输数据。运输数据散乱的存储在存储介质434中，难以被快速寻址和修改，使得运输数据只有运输数据到达仓储数据站20或加工数据站30时，才能够被读取和修改，只需要保证仓储数据站20或加工数据站30的数据安全即可，确保运输数据在运输过程中不会出现泄露和篡改。
请参阅附图3，当农产品从种植区中收获并被装入运输车时，在农产品中放入若干个运输跟踪器40，运输跟踪器40与种植数据站10通信，获取对应种植区的种植跟踪码并存储在存储模块43中，当运输车到达仓库时，运输跟踪器40与仓储数据站20建立通信连接，将运输数据和种植跟踪码发送给仓储数据站20，仓储数据站20为运输车建立运输跟踪码，运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，仓储数据站20为仓位建立第一跟踪码列表，存入仓位的农产品对应的运输跟踪码和种植跟踪码纳入跟踪码列表。
请参阅附图4，当农产品从仓位中取出并装入运输车时，仓储数据站20归集本次储存的储存数据，生成存储跟踪码指向储存数据，在农产品中放入若干个运输跟踪器40，运输跟踪器40与仓储数据站20通信，获取对应仓位的存储跟踪码及第一跟踪码列表，并存储在存储模块43中，当运输车到达加工厂时，运输跟踪器40与加工数据站30建立通信连接，将运输数据、存储跟踪码及第一跟踪码列表发送给加工数据站30，加工数据站30为运输车建立运输跟踪码，运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，加工数据站30为生产批次建立第二跟踪码列表，作为原料被投入本批次生产的农产品对应的运输跟踪码、种植跟踪码和存储跟踪码纳入第二跟踪码列表。当农产品通过运输车转运时，以运输车为单位，将运输车装运的农产品对应的种植数据及储存数据同步到运输跟踪器40中，实现了精细到运输车的溯源跟踪，还使得种植数据、储存数据及运输数据的关联十分方便。
加工数据站30为每个独立包装农产品的追溯码在区块链60上开设钱包，并存入1个单位的代币，当追溯码被访问时，记录访问的来源IP地址，加工数据站30向区块链60提交将1个单位代币转账到指定账户的交易并附带IP地址信息，若追溯码被再次访问，则加工数据站30向区块链60提交将1个单位代币转账到指定账户的交易将发生错误，加工数据站30提示访问来源次追溯码已被访问，加工数据站30向加工厂发出报警，报警附带访问的来源IP地址。若同一个追溯码被多次访问，则表示追溯码有可能被抄袭，虽然最早访问的不一定是正品，但不影响借助该报警信息，通过其他手段，找到侵权行为，维护厂家和消费者的利益。
种植数据站10包括若干个传感采集模块11、数据录入模块12和数据同步模块13，请参阅附图5，传感采集模块11收集农业传感器数据，数据录入模块12接收人工输入或文件输入的数据，数据同步模块13同步网络公开数据，农业传感器包括环境监测传感器101、长势传感器102和病虫害传感器103，环境监测传感器101监测农作物生长的空气环境数据1011、土壤环境数据1012、光照数据1013和温度数据，长势传感器102周期性拍摄农作物生长现场图像1021，病虫害传感器103监测病虫害种类1032和病虫害程度1031；网络数据同步单元同步标准时间、天气数据、降雨量数据和风速数据；仓储数据站20连接有温湿度传感器201和CO2浓度传感器202，分别检测仓位的温湿度和CO2浓度，仓位的温湿度和CO2浓度作为储存数据。空气环境数据1011包括空气温湿度，土壤环境数据1012包括土壤温湿度和土壤酸碱度。光照数据1013包括光照强度和光照起止时刻。病虫害传感器103采用现有技术中的害虫诱捕计数装置，不仅能够诱捕害虫，还能够对诱捕到的害虫计数，通过单位面积诱捕害虫数量，表征虫害程度。农作物病害程度分为害虫引起的病害和病毒引起的病害，对于害虫引起的病害，可由虫害程度直接获得，对于病毒引起的病害，则需要人工输入，或者采用现有技术中的图像识别技术获得。
实施例二：
本实施例在实施例一的基础上，对数据的存储和存证进行了具体的改进，以提高数据的安全性。一种基于区块链的农产品箱赋码系统，种植数据站10、仓储数据站20及加工数据站30均包括数据存储存证模块，请参阅附图6，本实施例中，数据存储存证模块开辟有若干个线性存储区域50，种植数据站10接入的每个种植区对应一个线性存储区域50，仓储数据站20的每个仓位对应一个线性存储区域50，加工数据站30的每条生产线对应一个线性存储区域50，种植数据、储存数据及加工数据均存入线性存储区域50中，数据存储存证模块以第一周期建立存证点51，存证点51占用预设长度的存储空间，提取两个存证点51之间的数据的哈希值作为第一哈希值，将当前存证点51的第一哈希值和上一个存证点51的第一哈希值一起提取哈希值，作为存证哈希值。
采用HASH256算法获得最新的第一哈希值为：361177db7b2a9a4c7442f23ca9dd297dbdd6c31c3861cf9267ab0cedd0e5c760；
上一个存证点51存储的第一哈希值为：64b1f83c68ec95cd7dadc377007e4c1813bb9b1624c07b5fa0d65fa4d338d17e，
则将两个哈希值一起再次提取哈希值，获得存证哈希值，存证哈希值为：c5c76ff256eb4bf1c051940a40a13780dc2512bd24567a5265309802217c2c00。
将存证哈希值存入存证点51中，数据存储存证模块以第二周期将最新的存证哈希值上传到区块链60存储，并将对应的区块高度和区块哈希值存入存证点51中。
若干个种植数据站10、仓储数据站20及加工数据站30之间建立通信，使各自的存储存证模块第一周期同步，当第一周期结束时，将全部线性存储区域50的存证哈希值一起提取哈希值，作为周期哈希值52，分别取若干个种植数据站10、仓储数据站20及加工数据站30的周期哈希值52的起始4位、中间4位和末尾4位，若干个种植数据站10、仓储数据站20及加工数据站30将取出的若干4位数任意排序，并提取哈希值，下一个第一周期结束前，所获得的使哈希值取值最小的排序，作为最终排序，将最终排序及对应的哈希值存入周期哈希值52对应的存证点51中，奖励得出最终排序的植数据站、仓储数据站20或加工数据站30。
表1 某个周期结束后的周期哈希值52表
| 来源 | 周期哈希值52 | 起始4位、中间4位、末尾4位数 |
| 种植数据站101 | <u>f5a8</u>2…<u>bb48</u>d415d4183989c<u>52ef</u> | f5a8、bb48、52ef |
| 种植数据站102 | <u>b2a9</u>e…<u>bdc6</u>cb4bba579c471<u>8663</u> | b2a9、bdc6、8663 |
| 种植数据站103 | <u>916e</u>c…<u>4322</u>0a7bd1fc2fa9c<u>7794</u> | 916e、4322、7794 |
| 仓储数据站201 | <u>3b47</u>5…<u>c455</u>cdfe2afd9204d<u>fc3a</u> | 3b47、c455、fc3a |
| 仓储数据站202 | <u>34e3</u>5…<u>8194</u>eedfb9240bc92<u>4f56</u> | 34e3、8194、4f56 |
| 加工数据站301 | <u>4ad3</u>1…<u>8ddf</u>c9fd0c639813b<u>01a3</u> | 4ad3、8ddf、01a3 |
从周期哈希值52中共取出18个4位数，18个4位数进行排列的组合有6.40237371xE15个，如果同时建立通信的种植数据站10、仓储数据站20和加工数据站30更多，则会产生更多的组合，在这些组合中，各个数据站之间进行竞争，产生使得计算哈希值取值最小的排序方式为最终排序。若进行数据的篡改，则会引起周期哈希值52的变化，进而需要重新进行排序，由于已过周期窗口，其他数据站，并不会配合恶意修改数据的数据站进行重新排序，因而即使上传区块链60的第二周期时间较长，也不会给恶意修改数据的数据站以机会。从而能够降低上传区块链60的频率，降低上传区块链60的资金消耗。当同时建立通信的种植数据站10、仓储数据站20和加工数据站30较多时，可以仅选择末尾4位数。
存储存证模块还开辟若干个线性备份区域，线性备份区域与线性存储区域50一一对应，线性备份区域具有编号，当增量区域产生新的存证点51时，线性备份区域同步产生标识点，存储存证模块将最新的两个存证点51之间的种植数据备份到对应的线性备份区域的最新的两个标识点之间，线性备份区域将最新的两个标识点之间的数据按预设大小分割为子数据，若干个线性备份区域之间交换子数据，使得交换后线性备份区域最新的两个标识点之间的数据与线性备份区域的编号一起提取的哈希值，大小顺序与线性备份区域编号顺序匹配。如编号为01的线性备份区域，经过交换子数据后，提取得到的哈希值应该是最小的。若非最小的，则需要继续尝试交换子数据。若经过子数据交换后，再对存储的数据进行篡改，则要赶在存证哈希值上传区块链60之前，否则，若存在哈希值已上传区块链60存储，由于区块链60的不可篡改性，使得存储存证模块存储的数据也不能够被修改。而后，修改数据后，还需要在子数据中找到对应内容，进行修改，由于数据分割时并不能保证同一个数据不会被分割到两个子数据中，因而寻找对应子数据并进行修改是十分困难的。即使找到并进行了修改，还需要重新交换子数据，以满足交换后线性备份区域最新的两个标识点之间的数据与线性备份区域的编号一起提取的哈希值，大小顺序与线性备份区域编号顺序匹配。而这种交换是需要花费时间才能完成的，提高了数据篡改的难度。
实施例三：
一种基于区块链的农产品箱赋码系统，本实施例应用于咸干花生的追溯。花生种植产地中，有几个县下的村镇都具有花生种植，在每个村镇上设一个种植数据站10，村镇下的全部农户的花生种植区都接入该种植数据站10。种植区指隶属于同一个农户的连续种植的花生区域，通常以亩为单位，也有连续2-3亩的种植区。种植区同属一个农户，因而其种子品种和管理方式均是相同的。花生种植区设置有空气温湿度传感器201、土壤温湿度传感器201、土壤酸碱度传感器和光照传感器，光照传感器能记录光照强度和光照的起止时间。花生种植区还安装有缩时摄像机，拍摄现场生产图像。花生种植区处还设有害虫诱捕计数设备，如中国专利CN102308780B公开的害虫诱捕监测设备，和CN205624011U公开的一种害虫的诱捕计数装置。
将这些数据经过传感采集模块11输入到种植数据站10，农户通过数据录入模块12录入种植区使用的花生种子品种、使用的化肥和使用的农药，并记录化肥和农药使用的时间。若花生产区为绿色食品产区，则不允许使用化肥和农药。通过土壤中的土壤酸碱度传感器和空气温湿度传感器201能够辅助判断是否存在化肥和农药的使用。化肥会引起土壤酸碱度变化，而喷洒农药则会引起空气湿度的变化，结合对应时间的现场图像1021，可以进行判定。对于非绿色食品产区，则允许农户登记化肥和农药使用记录。数据同步模块13则通过与气象部门同步，获得降雨、气象温度、天气、风速、气候数据和气象灾害数据。
花生成熟后，其生长过程的全部数据，将被存储在对应的种植数据站10中。种植数据站10采用了存储存证模块，借助区块链60使存入的数据不能被修改，因而提供了可信的种植数据。种植数据站10为每个种植区生成种植数据，并为每个种植区生成指向种植数据的种植跟踪码。
当花生收获后，运输车即从田间装车，根据运输车所装车的种植区，从种植数据站10获得对应种植区的种植跟踪码。存储所述种植跟踪码。将若干个运输跟踪器40系上绳后，投入花生中一起运输。运输过程中，监测花生中的温湿度和位置数据并存储。
到达仓库时，运输跟踪器40与仓储数据站20通信，将运输车的运输数据同步给仓储数据站20，并将运输车运输的农产品的种植跟踪码发送给仓储数据站20。仓储数据站20代为生成运输数据，为每辆运输车生成运输跟踪码指向运输数据。运输车上投放的多个运输跟踪器40获得的温湿度数据和位置数据均打包放入对应运输车的运输数据中。
运输车卸货，将花生放入仓位。仓储数据站20为每个仓位建立数据记录。将仓位存储的花生对应的运输车的运输跟踪码及运输车涉及的种植跟踪码，均放入第一跟踪码列表中。
随后花生进行多次仓库之间的转场。则以同样的方式记录每辆运输车运输涉及到的花生的种植跟踪码和运输产生的运输跟踪码。为避免花生混乱，应尽量将同种植区或相近种植区的花生同仓位存放，同运输车运输。
最终花生进入加工厂，运输车将存储的存储跟踪码及第一跟踪码列表发送给加工数据站30，加工数据站30代为生成本次运输的运输数据，并根据第一跟踪码列表中的跟踪码，能够往前追溯到运输车中花生的产地，详细的种植数据和每次运输的运输数据。加工厂采用现有技术方案，进行生产线的生产数据监控。加工数据存储在加工数据站30中，加工数据站30为每个生产线的每个批次打包生产数据，并关联对应的生产线和批次。
将生产线的生产批次使用到的花生对应的运输车及第一跟踪码列表关联生产线及生产批次。生成指向生产数据的生产追踪码。生成第二跟踪码列表，将第一跟踪码列表中的跟踪码复制入第二跟踪码列表。将本次花生使用到的运输车对应的运输数据的运输跟踪码放入第二跟踪码列表。而后再将生产追踪码放入第二追踪码列表，就完成了产品的全部溯源相关的跟踪码是汇总。而后生成追溯码，将追溯码贴附在产品的独立包装上，以及产品的包装箱上。追溯码通过链接访问加工厂连接的加工数据站30，并指向第二跟踪码列表。由此，最终的消费者可以点击对应的种植跟踪码、运输跟踪码及存储跟踪码，查看相应的种植数据、运输数据和储存数据。如果产品出现了问题，则能够据此追溯，并判定责任归属。提高食品产品的安全性。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种基于区块链的农产品箱赋码系统，用于农产品从种植区收获并经仓库运输至加工厂被加工为产品的过程追溯，其特征在于，
包括种植数据站、仓储数据站、加工数据站和若干个运输跟踪器，
所述运输跟踪器设置在运输车上，跟踪运输车的运输数据，并为每次运输生成指向运输数据的运输跟踪码；
所述种植数据站接入若干个种植区的种植数据，周期性将种植区种植数据的哈希值上传区块链存储，为每个种植区生成指向种植数据的种植跟踪码；
所述仓储数据站设置在仓库中，监测并存储仓库仓位的储存数据，周期性将储存数据的哈希值上传区块链存储，为每个仓位的每次存储生成指向储存数据的存储跟踪码和第一跟踪码列表，所述第一跟踪码列表存储仓位本次存储时涉及到的种植跟踪码和运输跟踪码；
所述加工数据站设置农产品加工厂中，监测并存储农产品加工数据，周期性提取加工数据的哈希值上传区块链存储，为每个产品批次生成指向加工数据的加工跟踪码和第二跟踪码列表，所述第二跟踪码列表存储本批次加工原料涉及到的种植跟踪码、存储跟踪码、运输跟踪码以及本批次的加工跟踪码；
为出厂的每个产品包装箱生成追溯码并附在包装箱上，所述追溯码指向所述第二跟踪码列表；
所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站均包括数据存储存证模块，所述数据存储存证模块开辟有若干个线性存储区域，所述种植数据站接入的每个种植区对应一个线性存储区域，所述仓储数据站的每个仓位对应一个线性存储区域，所述加工数据站的每条生产线对应一个线性存储区域，所述种植数据、储存数据及加工数据均存入所述线性存储区域中，数据存储存证模块以第一周期建立存证点，所述存证点占用预设长度的存储空间，提取两个存证点之间的数据的哈希值作为第一哈希值，将当前存证点的第一哈希值和上一个存证点的第一哈希值一起提取哈希值，作为存证哈希值，将存证哈希值存入存证点中，数据存储存证模块以第二周期将最新的存证哈希值上传到区块链存储，并将对应的区块高度和区块哈希值存入所述存证点中；
若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站之间建立通信，使各自的存储存证模块第一周期同步，当第一周期结束时，将全部线性存储区域的存证哈希值一起提取哈希值，作为周期哈希值，分别取若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站的周期哈希值的末尾N位，若干个所述种植数据站、仓储数据站及加工数据站将取出的若干个N位数任意排序，并提取哈希值，下一个第一周期结束前，所获得的使哈希值取值最小的排序，作为最终排序，将最终排序及对应的哈希值存入周期哈希值对应的存证点中，奖励得出最终排序的种植数据站、仓储数据站或加工数据站。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
所述运输跟踪器包括温湿度监测模块、定位模块、存储模块和通信模块，所述温湿度监测模块监测运输车车厢的温湿度，所述定位模块监测运输车的位置信息，所述温湿度及位置信息数据作为运输数据存入所述存储模块，所述通信模块与种植数据站、仓储数据站及加工数据站建立通信连接，所述运输车运输农产品时，将若干个运输跟踪器置入所述农产品中，运输跟踪器收集运输过程的运输数据，并生成指向运输数据的运输跟踪码，当到达仓库或加工厂时，将运输跟踪码及对应的运输数据同步到仓储数据站或加工数据站存储。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
所述存储模块包括存储代理层、结构数据构建层、存储介质和缓冲区，
所述温湿度监测模块和定位模块周期性将温湿度和位置信息写入缓冲区，所述结构数据构建层建立运输数据的数据结构，所述数据结构包括时间戳、温度、湿度、位置、温度差、湿度差和位移，所述温度差、湿度差和位移为与上一次被写入缓冲区的温湿度和位置信息计算获得，将数据结构提交给存储代理层，
每次运输开始前，所述存储介质被填充空值，所述存储代理层在存储介质上不连续的开辟若干个存储块，所述存储块大小为预设长度，每个存储块的起始地址为其寻址地址，所述存储代理层记录此时开辟的全部存储块的寻址地址，所述存储代理层收到结构数据后，从全部寻址地址中随机选择一个寻址地址，查询所述寻址地址对应的存储块是否为空，若为空，则将结构输入存入，若不为空，则在存储介质上向下寻找下一个存储块，若两个存储块之间的未开辟区域长度大于结构数据长度，则在两个存储块之间新开辟一个存储块，将当前结构数据存入。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
当农产品从种植区中收获并被装入运输车时，在农产品中放入若干个运输跟踪器，所述运输跟踪器与所述种植数据站通信，获取对应种植区的种植跟踪码并存储在存储模块中，
当运输车到达仓库时，所述运输跟踪器与仓储数据站建立通信连接，将运输数据和所述种植跟踪码发送给仓储数据站，所述仓储数据站为运输车建立运输跟踪码，所述运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，所述仓储数据站为仓位建立第一跟踪码列表，存入所述仓位的农产品对应的运输跟踪码和种植跟踪码纳入所述第一跟踪码列表。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
当农产品从仓位中取出并装入运输车时，所述仓储数据站归集本次储存的储存数据，生成存储跟踪码指向所述储存数据，在农产品中放入若干个运输跟踪器，所述运输跟踪器与所述仓储数据站通信，获取对应仓位的存储跟踪码及第一跟踪码列表，并存储在存储模块中，
当运输车到达加工厂时，所述运输跟踪器与加工数据站建立通信连接，将运输数据、存储跟踪码及第一跟踪码列表，发送给加工数据站，所述加工数据站为运输车建立运输跟踪码，所述运输跟踪码指向运输车本次的运输数据，所述加工数据站为生产批次建立第二跟踪码列表，作为原料被投入本批次生产的农产品对应的运输跟踪码、种植跟踪码和存储跟踪码纳入所述第二跟踪码列表。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
所述加工数据站为每个独立包装农产品的追溯码在区块链上开设钱包，并存入1个单位的代币，当所述追溯码被访问时，记录访问的来源IP地址，所述加工数据站向区块链提交将1个单位代币转账到指定账户的交易并附带所述IP地址信息，若所述追溯码被再次访问，则所述加工数据站向区块链提交将1个单位代币转账到指定账户的交易将发生错误，所述加工数据站提示访问来源所述追溯码已被访问，所述加工数据站向加工厂发出报警，所述报警附带访问的来源IP地址。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于区块链的农产品箱赋码系统，其特征在于，
所述种植数据站包括若干个传感采集模块、数据录入模块和数据同步模块，所述传感采集模块收集农业传感器数据，所述数据录入模块接收人工输入或文件输入的数据，所述数据同步模块同步网络公开数据，
所述农业传感器包括环境监测传感器、长势传感器和病虫害传感器，所述环境监测传感器监测农作物生长的空气环境数据、土壤环境数据和光照数据，所述长势传感器周期性拍摄农作物生长现场图像，所述病虫害传感器监测病虫害种类和病虫害程度；所述数据同步模块同步标准时间、天气数据、降雨量数据和风速数据；
所述仓储数据站连接有温湿度传感器和CO2浓度传感器，分别检测仓位的温湿度和CO2浓度，仓位的温湿度和CO2浓度作为储存数据。
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- 2021-06-28 CN CN202110715701.3A patent/CN113256226B/zh active Active
Patent Citations (2)
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| CN111095864A (zh) * | 2017-09-25 | 2020-05-01 | 联邦印刷有限公司 | 数据微粒结构和防篡改存储数据的方法 |
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Denomination of invention: A blockchain-based agricultural product box coding system Effective date of registration: 20220825 Granted publication date: 20211019 Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Hangzhou branch Pledgor: ZHEJIANG SHUQIN TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022330001899 |
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