CN114244839A - 一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统 - Google Patents

一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开的属于区块链技术领域，具体为一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，包括天线，还包括连接天线的传感器模组，和连接传感器模组的数据采集单元、NB‑I0T通讯模块和GPSBD模块，所述传感器模组通过天线收集的环境信息，所述传感器模组通过数据采集单元发给NB‑I0T通讯模块，所述NB‑I0T通讯模块通过基站定位、GPSBD模块、北斗模块将所获得所有信息上传到云服务器库，所述云服务器库将信息传输给APP服务器，所述APP服务器将信息投放到手机端，本发明实现可以接入海量的设备，实现超低的功率损耗的效果，达到能够兼顾海量数据的上链，同时保证了共识机制的平衡的效果。

Description

一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体为一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统。
背景技术
区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征，基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的信任基础，创造了可靠的合作机制，具有广阔的运用前景。
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
现有的溯源追踪系统溯源追踪系统功率损耗较高，且接入设备较少，为此，我们提出一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，通过结合区块链与物联网技术的各自优势，使移动物品或生物实时状态信息采集，数据上传到云端服务器中的区块链上并可在手持终端APP上呈现实现方案，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其包括：天线，还包括连接天线的传感器模组，和连接传感器模组的数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块；
所述传感器模组通过天线收集的环境信息，所述传感器模组通过数据采集单元发给NB-I0T通讯模块，所述NB-I0T通讯模块通过基站定位、GPSBD模块、北斗模块将所获得所有信息上传到云服务器库，所述云服务器库将信息传输给APP服务器，所述APP服务器将信息投放到手机端。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述传感器模组通过NB-I0T通讯模块将数据传输给电信服务平台，所述电信服务平台将数据传输给java服务对接电信服务商，所述java服务对接电信服务商将信息上传到云服务器库。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述java服务对接电信服务商通过Node进行交易，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述手机端通过APP服务器对追踪器的传感器信息进行显示，所述追琮器位置信息在APP地图上呈现，同时区块链信息也在APP上呈现。
区块链整体流程的操作方法，包括以下操作步骤：
S1：用户通过操作SDK或直接编写curl命令向所连接的节点发起交易；
S2：节点收到交易后，若当前交易池未满则将交易附加至TxPool中并向自己所连的节点广播该交易，否则丢弃交易并输出告警；
S3：Sealer会不断从交易池中取出交易，并立即将收集到的交易打包为区块并发送至共识引擎；
S4：共识引擎调用BlockVerifier对区块进行验证并在网络中进行共识，BlockVerifier调用Executor执行区块中的每笔交易，当区块验证无误且网络中节点达成一致后，共识引擎将区块发送至BlockChain；
S5：BlockChain收到区块，对区块信息进行检查，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述Node为区块节点，所述TxPool为交易池，所述TxPool的节点自身维护。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述Sealer为打包器，所述Storage为底层存储，所述BlockVerifier为区块验证器。
作为本发明所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统的一种优选方案，其中：所述Executor为执行引擎，所述BlockChain为唯一有写权限的模块。
与现有技术相比：通过区块链实现去中化结构的数据解决方案，对系统进行去中心化，实现零知识证明，智能合约，点对点通信，使数据的公开透明和数据的不可篡改的存储，进而在开源代码下保障了数据是可信性；
通过NB-10T通讯模块，使NB-10T通讯模块通过轻量化数据和窄带通信技术的物联网协议，来实现可以接入海量的设备，实现超低的功率损耗的效果；
通过区块链整体流程操作，使区块链达到能够兼顾海量数据的上链，同时保证了共识机制的平衡的效果。
附图说明
图1为本发明提供的传感器连接示意图；
图2为本发明提供的数据传输连接示意图；
图3为本发明提供的区块链整体流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，具有可以接入海量的设备，超低的功率损耗的优点，请参阅图1-3，包括天线、传感器模组、数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块；
传感器模组通过天线收集的环境信息，收集的数据包括温度、湿度、亮度、电池状态、震动，增加对环境的精准定位信息，通过传感器模组、数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块通过电池进行供电，能够对传感器模组、数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块进行正常使用，传感器模组通过数据采集单元发给NB-I0T通讯模块，起到信号传输的效果，其中NB-I0T通讯模块构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖，在此作用为可以接入海量的设备，实现超低的功率损耗的效果；
NB-I0T通讯模块通过基站定位、GPSBD模块、北斗模块将所获得所有信息上传到云服务器库，从而达到传输数据的效果，云服务器库将信息传输给APP服务器，APP服务器将信息投放到手机端，使溯源追踪的定位能够在手机端的APP上进行显示，传感器模组通过NB-I0T通讯模块将数据传输给电信服务平台，从而进行区块上链操作，电信服务平台将数据传输给java服务对接电信服务商，通过java服务对接电信服务商对区块上链进行操作，使区块链设计兼顾海量数据的上链的同时保证了共识机制的平衡的效果，java服务对接电信服务商将信息上传到云服务器库，使区块链信息也能在APP上进行呈现，java服务对接电信服务商通过Node进行交易，进行交易数据存储，并将区块数据与表数据写入底层存储中，进行存储操作，完成区块上链，手机端通过APP服务器对追踪器的传感器信息进行显示，追琮器位置信息在APP地图上呈现，同时区块链信息也在APP上呈现，进而达到显示数据信息的效果，且达到能够同时兼容接入海量的设备和海量信息数据的效果；
区块链整体流程的操作方法，包括以下操作步骤：
S1：用户通过操作SDK或直接编写curl命令向所连接的节点发起交易；
S2：节点收到交易后，若当前交易池未满则将交易附加至TxPool中并向自己所连的节点广播该交易，否则丢弃交易并输出告警，其中xPool为交易池，xPool的节点自身维护，且用于暂存收到的交易的内存区域；
S3：Sealer会不断从交易池中取出交易，并立即将收集到的交易打包为区块并发送至共识引擎，Sealer为打包器，用于对数据进行打包，Consensus Engine为共识引擎，其中共识引擎维系着区块链世界的正常运转，共识算法就是为了达到共同认识所涉及的算法，它主要解决多点统一意见的问题；
S4：共识引擎调用BlockVerifier对区块进行验证并在网络中进行共识，BlockVerifier调用Executor执行区块中的每笔交易，当区块验证无误且网络中节点达成一致后，共识引擎将区块发送至BlockChain，BlockVerifie为区块验证器，BlockVerifie用于验证一个区块的正确性，Executor为执行引擎，Executor用于执行单个交易，BlockChain是唯一有写权限的模块，BlockChain用于提交区块接口需要同时传入区块数据和执行上下文数据，区块链管理将两种数据整合成一个事务提交到底层存储；
S5：BlockChain收到区块，对区块信息进行检查，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链；
通过区块链整体流程操作，使区块链达到能够兼顾海量数据的上链，同时保证了共识机制的平衡的效果。
在具体使用时，本领域技术人员通过电池对传感器模组、数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块进行供电，能够使传感器模组、数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块进行正常使用，在操作时，通过传感器模组通过天线收集的环境信息，传感器模组通过数据采集单元发给NB-I0T通讯模块，NB-I0T通讯模块通过基站定位、GPSBD模块、北斗模块将所获得所有信息上传到给电信服务平台，从而进行区块上链操作，而电信服务平台将数据传输给java服务对接电信服务商，通过java服务对接电信服务商对区块上链进行操作，此时用户通过操作SDK或直接编写curl命令向所连接的节点发起交易，节点收到交易后，若当前交易池未满则将交易附加至TxPool中并向自己所连的节点广播该交易，否则丢弃交易并输出告警，Sealer会不断从交易池中取出交易，并立即将收集到的交易打包为区块并发送至共识引擎，共识引擎调用BlockVerifier对区块进行验证并在网络中进行共识，BlockVerifier调用Executor执行区块中的每笔交易，当区块验证无误且网络中节点达成一致后，共识引擎将区块发送至BlockChain，BlockChain收到区块，对区块信息进行检查，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链，并将数据上传到云服务器库，此时手机端通过APP服务器对追踪器的传感器信息进行显示，追琮器位置信息在APP地图上呈现，同时区块链信息也在APP上呈现，进而达到显示数据信息的效果，且达到能够同时兼容接入海量信息数据的效果，且在NB-I0T通讯模块的作用下，能够达到可以接入海量的设备，实现超低的功率损耗的效果。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，包括天线，其特征在于：还包括连接天线的传感器模组，和连接传感器模组的数据采集单元、NB-I0T通讯模块和GPSBD模块；
所述传感器模组通过天线收集的环境信息，所述传感器模组通过数据采集单元发给NB-I0T通讯模块，所述NB-I0T通讯模块通过基站定位、GPSBD模块、北斗模块将所获得所有信息上传到云服务器库，所述云服务器库将信息传输给APP服务器，所述APP服务器将信息投放到手机端。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述传感器模组通过NB-I0T通讯模块将数据传输给电信服务平台，所述电信服务平台将数据传输给java服务对接电信服务商，所述java服务对接电信服务商将信息上传到云服务器库。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述java服务对接电信服务商通过Node进行交易，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述手机端通过APP服务器对追踪器的传感器信息进行显示，所述追琮器位置信息在APP地图上呈现，同时区块链信息也在APP上呈现。
5.根据权利要求4所述的区块链整体流程的操作方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：用户通过操作SDK或直接编写curl命令向所连接的节点发起交易；
S2：节点收到交易后，若当前交易池未满则将交易附加至TxPool中并向自己所连的节点广播该交易，否则丢弃交易并输出告警；
S3：Sealer会不断从交易池中取出交易，并立即将收集到的交易打包为区块并发送至共识引擎；
S4：共识引擎调用BlockVerifier对区块进行验证并在网络中进行共识，BlockVerifier调用Executor执行区块中的每笔交易，当区块验证无误且网络中节点达成一致后，共识引擎将区块发送至BlockChain；
S5：BlockChain收到区块，对区块信息进行检查，并将区块数据与表数据写入底层存储中，完成区块上链。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述Node为区块节点，所述TxPool为交易池，所述TxPool的节点自身维护。
7.根据权利要求5所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述Sealer为打包器，所述Storage为底层存储，所述BlockVerifier为区块验证器。
8.根据权利要求5所述的一种基于区块链和物联网技术的溯源追踪系统，其特征在于，所述Executor为执行引擎，所述BlockChain为唯一有写权限的模块。
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