CN113642692A - 一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统，包括：在实验室出入口处布设大功率的RIFD天线和图像获取装置，实现对进出实验室设备的扫描和携带人员的拍照，设备的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等，将存储在该实验室的边缘计算设备上，边缘计算设备对上述信息进行哈希运算，将上述信息同运算得到的哈希值一并写入区块链中进行存储；不同实验室的边缘计算设备组成一个通信网络，每个设备上均存储有全部的区块链信息，通过客户端可实现对实验室设备的定位、追踪、盘点和溯源，通过对区块中存储信息的读取和二次哈希运算，经比较可确定存储的信息是否被篡改。

Description

一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统
技术领域
本发明涉及实验室设备管理技术领域，更具体的涉及一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统。
背景技术
实验室仪器设备是高校进行教学科研活动的硬件基础，随着各大高校的不断发展，高校实验室中的仪器设备不断增多，在种类和数量上，都在不断增加与持续优化当中，且具有小型、共用等特征。部分设备需要在多个实验室间交替使用，这也使得实验室设备的日常管理难度不断加大。部分仪器设备价格昂贵且专业性强，一旦丢失难以找回或补充，对日常科研、教学活动造成不可忽视的影响。
目前已经有借助RFID技术进行仓库出入库的管理，如中国专利公开号：CN111523836A，公开了基于物联网技术的分布式仓库管理系统及其管理方法；中国专利公开号：CN112801560A，公开了基于RFID技术的实验室危化品管理方法及其系统。然而，这些专利只是应用RIFD系统通过扫码的方式建立数据库，并通过将记录写入数据库方便进行管理，依然需要人工主动介入和操作，并且在数据的真实性和设备的溯源追踪方面仍不是很完善。
发明内容
本发明实施例提供一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，包括：
在实验室设备上粘贴或悬挂RFID标签；
在不同实验室存放边缘计算设备并组成通信网络；
在实验室出入口处设置RIFD接收天线和图像获取装置，RIFD接收天线检测到标签信号时与图像获取装置抓拍功能联动；
获取人员携带实验室设备的RFID标签信息、位置信息、抓拍图片信息，时间戳等信息；
在边缘计算设备上对RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息进行存储、并进行哈希运算；
边缘计算设备将存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息和哈希运算得到的哈希值写入到本地区块链中，并将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中；
在寻找实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号最后一次被记录的区块，并将区块信息读取后显示；
在追踪实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号所有被记录的区块，得到实验室设备共享和移动记录。
进一步，RFID标签编码唯一，且在边缘计算设备数据库中同实验室设备名称进行了配对。
进一步，对存储数据进行哈希运算采用SHA256算法，最终产生一个256位的哈希值；
进一步，还包括对实验室设备的盘点：
同时对多个RFID标签编号或所有RFID标签编号进行搜索，并得到当前所有设备所在的实验室信息。
进一步，还包括对实验室设备的溯源：
通过对溯源找到的区块的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息再次进行哈希运算，并将所得的哈希值同该区块上存储的哈希值进行比对，确定溯源到的信息是否被篡改。
本实施例还提供一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪系统，包括：
客户端，用于输入需要寻找和追踪的实验室设备名称：
RFID天线单元，设置在实验室出入口，用于采集实验设备RFID标签信息，
时间获取单元，用于采集抓拍时间信息；
图像获取单元，设置在实验室出入口，用于和RFID天线单元联动，采集实验室设备和携带人员的图像信息；
边缘计算设备，设置在各个实验室，并组成通信网络，用于存储RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息，并对存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息进行哈希运算，得到的哈希值同上述存储信息一起写入到区块链中，用来在追踪和溯源时校验存储信息的准确性，将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中。
本发明实施例提供一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
应用本发明的技术实现实验室设备的管理，操作人员可在无感、无干扰的情况下实现设备出入实验室的信息自动录入系统，在录入信息的同时，对携带人员进行抓拍，在追溯时可实现携带人身份的认证，操作人员可通过搜索、解析区块链上的信息，应用电脑和手机应用快速定位设备所在的实验室；管理人员可通过搜索和解析区块链上的信息对特定设备进行追踪和溯源，区块链技术的应用保证了该信息的不可篡改性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于区块链技术的实验室设备管理系统；
图2为本发明实施例提供的基于区块链技术的实验室设备管理流程；
图3为区块链的构成；
图4为本发明实施例提供的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统操作人员查询实验设备的流程；
图5为本发明实施例提供的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法及系统管理员对实验设备追踪和溯源的流程。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1～5，本发明实施例提供一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，该方法包括：
在实验室设备上粘贴或悬挂RFID标签；
在不同实验室存放边缘计算设备并组成通信网络；
在实验室出入口处设置RIFD接收天线和图像获取装置，RIFD接收天线检测到出入实验室设备的RFID信号时与图像获取装置抓拍功能联动；
获取人员携带实验室设备的RFID标签信息、位置信息、抓拍图片信息，时间戳信息；
在边缘计算设备上对RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息进行存储、并进行哈希运算；
边缘计算设备将存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息和哈希运算得到的哈希值写入到本地区块链中，并将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中；
寻找实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号最后一次被记录的区块，并将区块信息读取后显示；
追踪实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号所有被记录的区块，得到实验室设备共享和移动记录。
一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪系统，该系统包括：
客户端，用于输入需要寻找和追踪的实验室设备名称；
RFID天线单元，设置在实验室出入口，用于采集实验设备RFID标签信息，
时间获取单元，用于采集抓拍时间信息；
图像获取单元，设置在实验室出入口，用于和RFID天线单元联动，采集实验室设备和携带人员的图像信息；
多个边缘计算设备，设置在每个实验室内、并组成通信网络，用于存储RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息，并对存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息进行哈希运算，得到的哈希值同上述存储信息一起写入到区块链中，将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪系统，所述的系统包括以下设备：粘贴或悬挂在实验室设备上的RFID标签，放置在实验室出入口的大功率RFID天线，抓拍摄像头，用于运算和存储区块链信息的边缘计算设备。
如图2所示，在图1系统的基础上，一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法。所述方法包括以下步骤：
(1)当RIFD天线检测到RIFD标签的信号时，联动抓拍摄像头进行图像抓拍，记录下携带者的图像信息。
(2)标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息会保存在边缘计算设备的存储器上。边缘设备根据上述信息进行哈希运算，哈希运算采用SHA256算法，最终产生一个256位的哈希值。
(3)边缘计算设备将上述信息和得到的256位哈希值，写入到本地的区块链中。
(4)将写入后的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中。
(5)其他边缘计算设备在收到广播后，将信息写入到本地的区块链中。
每个区块的构成如图3所示，其中存储数据的哈希值，由对所存储的标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息进行哈希运算获得，用于在追踪和溯源时进行校验使用。
操作人员通过电脑或手机端应用查询实验设备的流程，如图4所示，具体步骤为：
(1)在应用端输入需要寻找的设备名称。
(2)程序会根据数据库的记录寻找到设备唯一对应的RFID标签编号。
(3)获取编号后，程序会在区块链中搜索该编号最后一次被记录的区块，并将区块信息读取后显示。
(4)如果要进行设备盘点，可同时对多个编号或所有编号进行搜索，并汇总当前所有设备所在的实验室信息。
实验室管理人员可通过电脑或手机端应用程序，对设备进行追踪和溯源，如图5所示，具体步骤为：
(1)在应用端输入需要寻找的设备名称。
(2)程序会根据数据库的记录寻找到设备唯一对应的RFID标签编号。
(3)获取编号后，程序会在区块链中搜索该编号所有被记录的区块，并将区块信息读取后显示。至此，可看到该设备在不同实验室间共享和移动的所有记录，实现设备的溯源和追踪。
(4)在进行溯源时，程序会根据调用的信息，如时间、位置、RFID编码、抓拍图片信息等再次进行哈希运算，并将所得的哈希值同该区块上存储的原始哈希值进行比对，确定查找到的信息是否被篡改。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，其特征在于，包括：
在实验室设备上粘贴或悬挂RFID标签；
在不同实验室存放边缘计算设备并组成通信网络；
在实验室出入口处设置RIFD接收天线和图像获取装置，RIFD接收天线检测到出入实验室设备的RFID信号时与图像获取装置抓拍功能联动；
获取人员携带实验室设备的RFID标签信息、位置信息、抓拍图片信息，时间戳信息；
在边缘计算设备上对RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息进行存储、并进行哈希运算；
边缘计算设备将存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息和哈希运算得到的哈希值写入到本地区块链中，并将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中；
寻找实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号最后一次被记录的区块，并将区块信息读取后显示；
追踪实验室设备时，在区块链中搜索RFID标签编号所有被记录的区块，得到实验室设备共享和移动记录。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，其特征在于，所述RFID标签编码唯一，且在边缘计算设备数据库中同实验室设备名称进行配对。
3.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，其特征在于，所述哈希运算采用SHA256算法，最终产生一个256位的哈希值。
4.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，其特征在于，还包括对实验室设备的盘点：
同时对多个RFID标签编号或所有RFID标签编号进行搜索，并得到当前所有设备所在的实验室信息。
5.如权利要求1所述的一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪方法，其特征在于，还包括对实验室设备的溯源：
将RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳等信息再次进行哈希运算，并将所得的哈希值同区块链上存储的哈希值进行比较，确定查找到的信息是否被篡改。
6.一种基于区块链技术的实验室设备管理和追踪系统，其特征在于，包括：
客户端，用于输入需要寻找和追踪的实验室设备名称；
RFID天线单元，设置在实验室出入口，用于采集实验设备RFID标签信息，
时间获取单元，用于采集抓拍时间信息；
图像获取单元，设置在实验室出入口，用于和RFID天线单元联动，采集实验室设备和携带人员的图像信息；
多个边缘计算设备，设置在每个实验室内、并组成通信网络，用于存储RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息，并对存储的RFID标签信息、图像信息、位置信息、时间戳信息进行哈希运算，得到的哈希值同上述存储信息一起写入到区块链中，将本地的区块信息广播至所有边缘计算设备组成的区块链网络中。
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