CN114006923A - 一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，属于农作物溯源管理技术领域，包括分布式硬件系统，所述分布式硬件系统输出端连接有区块链监管平台。本发明中，环传感器数据经边缘计算后存储至本地，等待云网关发送或接收来自所有者或客户的命令，从而能够实现对植物生长的远程监控调用，有利于配合区块链数据实现农作物成长数据的快速追溯定位，通过物联网及区块链的结合对传感器采集的各项农作物生长及环境数据进行智能的关联性分析，出具农作物生长问题的诊断报告及精准的问题解决方案，农场主或客户对物联网硬件生成的或经授权后人工输入的产品的生长期数据感兴趣，可根据区块链数据进行产品溯源。
Description
技术领域
本发明属于农作物溯源管理技术领域，尤其涉及一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统。
背景技术
随着科技的发展，农作物的种植及监管方式也发生了一定的改变，农作物是农业上栽培的各种植物。包括粮食作物﹑经济作物(油料作物、蔬菜作物、花、草、树木)两大类，由于农药的滥用和转基因农作物的发展，农作物的生长管理过程逐渐被人们重视起来，能够被追溯到的农作物具有较高的安全性，符合人们的购买消费需要。
中国专利文献公开号CN108615161A公开了一种农作物溯源数据系统，包括：数据采集模块，用于采集农作物数据，所述农作物数据包括农作物种植过程中的田间管理信息、生产环境信息以及农作物的加工过程信息和流通过程信息；无线传输模块，用于传送所述农作物数据；数据处理模块，用于处理所述农作物数据，以实现农作物溯源；视频采集模块，用于采集农作物溯源过程中的视频信息；视频存储模块，用于存储所述视频信息；以及，供电模块，用于对上述模块供电。这样，可以通过农作物信息的自动采集和处理实现农作物的溯源，但农作物生长环境数据采集采用单一的收集方式、无关联性，无法综合分析采集数据，影响到精准种植的指导调控，同时农作物在生长采摘后，缺乏对作物的追溯调控检索能力，并且数据链容易在传输时发生篡改，影响到数据链完整性和可追溯能力，不能很好的满足溯源管理需要。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决农作物生长环境数据采集采用单一的收集方式、无关联性，无法综合分析采集数据，影响到精准种植的指导调控，同时农作物在生长采摘后，缺乏对作物的追溯调控检索能力，并且数据链容易在传输时发生篡改，影响到数据链完整性和可追溯能力的问题，而提出的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，包括分布式硬件系统，所述分布式硬件系统输出端连接有区块链监管平台，所述分布式硬件系统包括摄像头监控模块，所述摄像头监控模块用于设置于种植区监控农产品种植生长状态，所述摄像头监控模块输出端连接有边缘数据管理模块，所述边缘数据管理模块用于通过边缘算法对植物生长状态进行判定，所述边缘数据管理管理模块输出端连接有云网关模块，所述云网关模块用于控制物联网数据通信，所述云网关输出端连接有多个物联网传感器，物联网传感器用于检测农作物生长环境数据，所述物联网传感器与数据存储模块输入端通讯连接，所述数据存储模块用于存储边缘数据以及云网关总管数据，所述云网关与云数据存储以及数据存储之间数据通信均通过区块链监管平台加密处理。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述物联网传感器收集信息包括环境温湿度、土壤温湿度、PH、EC、N、P、K、阳光照度和CO2，且物联网传感器为嵌入式模块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述云网关后台可通过用户ID进行分级登录，具体包括农场主、管理者和多级客户。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述云网关输出端与云数据存储模块输入端相连通，所述云数据存储模块用于存储云端数据进行安全备份。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述区块链监控平台包括农场生产环节监控单元和仓储物流数据监管单元，所述农场生产环节监控单元用于监控农场生产数据并进行区块链加密上传，所述仓储物流数据监管单元用于监控仓储物流及监测数据并进行区块链加密上传。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述农场生产环节监控单元包括农场信息上链模块，所述农场信息上链模块用于选择农场信息，所述农场信息上链模块输出端连接有种子来料上链模块，所述种子来料上链模块用于对农场种子选择信息进行区块链加密上链，所述种子来料上链模块输出端与环境土壤数据上链模块输入端相连接，所述环境土壤数据上链模块用于对环境土壤数据采集进行区块链加密上链，所述环境土壤数据上链模块输出端与农药化肥数据上链模块输入端相连接，所述农药化肥数据上链模块用于对农药化肥数据采集并通过区块链加密上链，所述农药化肥数据上链模块输出端与视频影像数据上链模块输入端相连接，所述视频影像数据上链模块用于对蔬菜生长影像数据进行区块链加密上链，所述视频影像数据上链模块输出端与存储物料数据监管单元输入端相连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述仓储物流数据监管单元包括采摘信息上链模块，所述采摘信息上链模块用于获取采摘人员时间数据并加密上链，所述采摘信息上链模块输出端与农残检测数据上链模块输入端相连接，所述农残检测数据上链模块用于获取农残及营养数据并加密上链，所述农残检测数据上链模块输出端与仓储物流数据上链模块输入端相连接，所述仓储物流数据上链模块用于获取仓储物流环境数据并进行加密上链，所述仓储物流数据上链模块输出端与卖场支付数据上链模块输入端相连接，所述卖场支付数据上链模块用于获取商场超市支付数据。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述区块链数据生成方法包括数据需求方发起数据使用请求，数据使用请求在全局广播后将请求数据发送至所有数据拥有方，数据拥有方在对数据需求方进行确权后，区块链账本对数据适用法进行查询后，进行公钥加密的P2P数据传输，在传输时，数据需求方进行数据共享的智能合约交易，此时在数据需求方得到数据并根据区块链账本进行演算后，生成数据包并加密后入区块链账本尾链内，根据数据包在区块链账本内的位置能够快速追溯对应数据适用方和数据拥有方溯源数据。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述摄像头监控模块包括多个网络摄像头和微距摄像头，且摄像头能够24小时存储，实时远程查看并回看，且回看数据存储在云存储模块内，同时摄像头能够进行定时拍照，所述微距摄像头具有声音收纳功能。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述硬件系统还包括120度间距分布式捕虫高压网、可持续能源供电系统、4G无线通信系统及物联网MCU管理模块，且捕捉高压网还连接有杀虫灯，且杀虫灯通过摄像头检测连动控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，环境和土壤传感器将采集由嵌入式模块处理的植物生长数据，并将数据存储到本地数据收集区域，所有者或客户发出请求时，传感器数据经边缘计算后存储至本地，等待云网关发送或接收来自所有者或客户的命令，从而能够实现对植物生长的远程监控调用，有利于配合区块链数据实现农作物成长数据的快速追溯定位，通过物联网及区块链的结合对传感器采集的各项农作物生长及环境数据进行智能的关联性分析，出具农作物生长问题的诊断报告及精准的问题解决方案，农场主或客户对物联网硬件生成的或经授权后人工输入的产品的生长期数据感兴趣，可根据区块链数据进行产品溯源。
附图说明
图1为本发明提出的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统的作物成长流程示意图；
图2为本发明提出的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统的区块链加密示意图；
图3为本发明提出的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统的区块链监控平台系统框图；
图4为本发明提出的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统的硬件结构示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，包括分布式硬件系统，所述分布式硬件系统输出端连接有区块链监管平台，所述分布式硬件系统包括摄像头监控模块，所述摄像头监控模块用于设置于种植区监控农产品种植生长状态，所述摄像头监控模块输出端连接有边缘数据管理模块，所述边缘数据管理模块用于通过边缘算法对植物生长状态进行判定，其中，边缘计算指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求；
所述边缘数据管理管理模块输出端连接有云网关模块，所述云网关模块用于控制物联网数据通信，所述云网关输出端连接有多个物联网传感器，物联网传感器用于检测农作物生长环境数据，所述物联网传感器与数据存储模块输入端通讯连接，所述数据存储模块用于存储边缘数据以及云网关总管数据，所述云网关与云数据存储以及数据存储之间数据通信均通过区块链监管平台加密处理，所述物联网传感器收集信息包括环境温湿度、土壤温湿度、PH、EC、N、P、K、阳光照度和CO2，其中，环境温湿度通过环境温度传感器和环境湿度传感器进行检测，土壤温湿度通过土壤埋入式温度传感器和环境温度传感器进行检查，且PH、EC、N、P、K均通过对应的土壤检测设备进行检查，且检测设备通过物联网MCU管理模块进行连通。
且物联网传感器为嵌入式模块，所述硬件系统还包括120度间距分布式捕虫高压网、可持续能源供电系统、4G无线通信系统及物联网MCU管理模块，其中，微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，其中，物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能；
且捕捉高压网还连接有杀虫灯，且杀虫灯通过摄像头检测连动控制，杀虫灯用于灭杀蝇虫，从而能够提高对作物的作物能力，所述云网关后台可通过用户ID进行分级登录，具体包括农场主、管理者和多级客户，所述云网关输出端与云数据存储模块输入端相连通，所述云数据存储模块用于存储云端数据进行安全备份。
所述区块链监控平台包括农场生产环节监控单元和仓储物流数据监管单元，所述农场生产环节监控单元用于监控农场生产数据并进行区块链加密上传，所述仓储物流数据监管单元用于监控仓储物流及监测数据并进行区块链加密上传；
所述农场生产环节监控单元包括农场信息上链模块，所述农场信息上链模块用于选择农场信息，所述农场信息上链模块输出端连接有种子来料上链模块，所述种子来料上链模块用于对农场种子选择信息进行区块链加密上链，所述种子来料上链模块输出端与环境土壤数据上链模块输入端相连接，所述环境土壤数据上链模块用于对环境土壤数据采集进行区块链加密上链，所述环境土壤数据上链模块输出端与农药化肥数据上链模块输入端相连接，所述农药化肥数据上链模块用于对农药化肥数据采集并通过区块链加密上链，所述农药化肥数据上链模块输出端与视频影像数据上链模块输入端相连接，所述视频影像数据上链模块用于对蔬菜生长影像数据进行区块链加密上链，所述视频影像数据上链模块输出端与存储物料数据监管单元输入端相连接，农场生产环节监控单元能够对生产的全流程至采摘段的物联网监控查询追溯；
所述仓储物流数据监管单元包括采摘信息上链模块，所述采摘信息上链模块用于获取采摘人员时间数据并加密上链，所述采摘信息上链模块输出端与农残检测数据上链模块输入端相连接，所述农残检测数据上链模块用于获取农残及营养数据并加密上链，所述农残检测数据上链模块输出端与仓储物流数据上链模块输入端相连接，所述仓储物流数据上链模块用于获取仓储物流环境数据并进行加密上链，所述仓储物流数据上链模块输出端与卖场支付数据上链模块输入端相连接，所述卖场支付数据上链模块用于获取商场超市支付数据，其中，仓储物流数据监管单元能够对采摘后农作物至售卖时的全流程监控；
其中，商场超市支付数据为支付时间和支付金额的数据，并且整体区块链加密算法为公私钥加密，非对称加密，是指通过公钥判定后与私钥进行实时演算获得解密数据；
所述区块链数据生成方法包括数据需求方发起数据使用请求，数据使用请求在全局广播后将请求数据发送至所有数据拥有方，数据拥有方在对数据需求方进行确权后，区块链账本对数据适用法进行查询后，进行公钥加密的P2P数据传输，在传输时，数据需求方进行数据共享的智能合约交易，此时在数据需求方得到数据并根据区块链账本进行演算后，生成数据包并加密后入区块链账本尾链内，根据数据包在区块链账本内的位置能够快速追溯对应数据适用方和数据拥有方溯源数据；
所述摄像头监控模块包括多个网络摄像头和微距摄像头，且摄像头能够24小时存储，实时远程查看并回看，且回看数据存储在云存储模块内，同时摄像头能够进行定时拍照，所述微距摄像头具有声音收纳功能
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，包括分布式硬件系统，其特征在于，所述分布式硬件系统输出端连接有区块链监管平台，所述分布式硬件系统包括摄像头监控模块，所述摄像头监控模块用于设置于种植区监控农产品种植生长状态，所述摄像头监控模块输出端连接有边缘数据管理模块，所述边缘数据管理模块用于通过边缘算法对植物生长状态进行判定，所述边缘数据管理管理模块输出端连接有云网关模块，所述云网关模块用于控制物联网数据通信，所述云网关输出端连接有多个物联网传感器，物联网传感器用于检测农作物生长环境数据，所述物联网传感器与数据存储模块输入端通讯连接，所述数据存储模块用于存储边缘数据以及云网关总管数据，所述云网关与云数据存储以及数据存储之间数据通信均通过区块链监管平台加密处理。
2.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述物联网传感器收集信息包括环境温湿度、土壤温湿度、PH、EC、N、P、K、阳光照度和CO2，且物联网传感器为嵌入式模块。
3.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述云网关后台可通过用户ID进行分级登录，具体包括农场主、管理者和多级客户。
4.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述云网关输出端与云数据存储模块输入端相连通，所述云数据存储模块用于存储云端数据进行安全备份。
5.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述区块链监控平台包括农场生产环节监控单元和仓储物流数据监管单元，所述农场生产环节监控单元用于监控农场生产数据并进行区块链加密上传，所述仓储物流数据监管单元用于监控仓储物流及监测数据并进行区块链加密上传。
6.根据权利要求5所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述农场生产环节监控单元包括农场信息上链模块，所述农场信息上链模块用于选择农场信息，所述农场信息上链模块输出端连接有种子来料上链模块，所述种子来料上链模块用于对农场种子选择信息进行区块链加密上链，所述种子来料上链模块输出端与环境土壤数据上链模块输入端相连接，所述环境土壤数据上链模块用于对环境土壤数据采集进行区块链加密上链，所述环境土壤数据上链模块输出端与农药化肥数据上链模块输入端相连接，所述农药化肥数据上链模块用于对农药化肥数据采集并通过区块链加密上链，所述农药化肥数据上链模块输出端与视频影像数据上链模块输入端相连接，所述视频影像数据上链模块用于对蔬菜生长影像数据进行区块链加密上链，所述视频影像数据上链模块输出端与存储物料数据监管单元输入端相连接。
7.根据权利要求5所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述仓储物流数据监管单元包括采摘信息上链模块，所述采摘信息上链模块用于获取采摘人员时间数据并加密上链，所述采摘信息上链模块输出端与农残检测数据上链模块输入端相连接，所述农残检测数据上链模块用于获取农残及营养数据并加密上链，所述农残检测数据上链模块输出端与仓储物流数据上链模块输入端相连接，所述仓储物流数据上链模块用于获取仓储物流环境数据并进行加密上链，所述仓储物流数据上链模块输出端与卖场支付数据上链模块输入端相连接，所述卖场支付数据上链模块用于获取商场超市支付数据。
8.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述区块链数据生成方法包括数据需求方发起数据使用请求，数据使用请求在全局广播后将请求数据发送至所有数据拥有方，数据拥有方在对数据需求方进行确权后，区块链账本对数据适用法进行查询后，进行公钥加密的P2P数据传输，在传输时，数据需求方进行数据共享的智能合约交易，此时在数据需求方得到数据并根据区块链账本进行演算后，生成数据包并加密后入区块链账本尾链内，根据数据包在区块链账本内的位置能够快速追溯对应数据适用方和数据拥有方溯源数据。
9.根据权利要求1所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述摄像头监控模块包括多个网络摄像头和微距摄像头，且摄像头能够24小时存储，实时远程查看并回看，且回看数据存储在云存储模块内，同时摄像头能够进行定时拍照，所述微距摄像头具有声音收纳功能。
10.根据权利要求9所述的一种分布式农作物生长与环境成长数据的溯源管理系统，其特征在于，所述硬件系统还包括120度间距分布式捕虫高压网、可持续能源供电系统、4G无线通信系统及物联网MCU管理模块，且捕捉高压网还连接有杀虫灯，且杀虫灯通过摄像头检测连动控制。
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2021
- 2021-10-28 CN CN202111259738.6A patent/CN114006923A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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