CN114723462A - 一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，包括：用户管理单元、信息存储单元、基础信息管理单元和监管查询单元；用户管理单元用于对不同类别的企业单位信息进行注册管理和登录验证；信息存储单元用于获取供应链上各企业单位上传的基本信息和药材信息以及用户注册信息，并将上传信息存储至区块链网络中；基础信息管理单元用于对区块链中区块、交易和节点信息进行管理；监管查询单元用于获取供应链上各企业单位的交易信息，消费者或监管部门通过所述监管查询单元对药材供应链的详细信息进行审查，本发明通过区块链技术为中药材质量管理提供追溯体系，可实现整个流通环节的监督和信息查询，降低了药害风险。

Description

一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统

技术领域

本发明涉及信息溯源管理技术领域，具体涉及到一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统。

背景技术

药材安全问题是民生健康的重要问题之一。而目前的中药材质量安全方面还存在很多问题，包括农药残留、造假或以次充好等问题。而要解决这些问题，就需要建立中药材生产环节的追溯体系，并对各环节进行质量强化管理。

目前的中药材贮藏质量管理系统，大多以射频识别等技术收集药材信息并存储在传统的数据库中，采用基于中心化的模式对药材数据进行追溯和管理。这样会导致各环节之间、不同中药材间存在数据壁垒，数据繁杂冗余，难以共享和透明。且传统的中药材追溯系统具有中心化的特点，即某个中药材追溯流程的构建，依赖于单个企业或机构，对于己经录入系统的数据，企业或机构的权限人员可能因一己私利擅自篡改，当中药材出现质量问题时，也不排除企业非法篡改数据逃避责任。同时，集中化管理的数据在安全性上也难以保证。另外，目前与中药材追溯相关的业务流程分散，这容易造成各业务部门之间协调不统一，职责不明确的问题；业务数据多次登记与传递，在一定程度上造成了人力物力的浪费；由于无法准确定位中药材的相应信息，在出现产品质量安全问题时，不易追溯与追责。

综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，包括：用户管理单元、信息存储单元、基础信息管理单元和监管查询单元；

所述用户管理单元用于对不同类别的企业单位信息进行注册管理和登录验证；

所述信息存储单元与所述用户管理单元相连接，所述信息存储单元用于获取供应链上各企业单位上传的基本信息和药材信息以及用户注册信息，并将上传信息存储至区块链网络中；

所述基础信息管理单元用于对区块链中区块、交易和节点信息进行管理，并通过区块链将开放信息公开到网络中；

所述监管查询单元用于获取供应链上各企业单位的交易信息，并将供应链的流通过程信息完整的显示在WEB页面上，消费者或监管部门通过所述监管查询单元对药材供应链的详细信息进行审查。

进一步地，所述用户管理单元包括用户注册模块、信息验证模块、信息注销管理模块和登录管理模块；所述用户注册模块用于供应链上的商家注册各自的企业资质信息和商业信息，所述信息验证模块与所述用户注册模块相连接，所述信息验证模块用于对商家的注册信息进行验证，当验证成功后，系统将分配一个唯一性的地址给商家作为唯一识别的标识，所述信息注销管理模块用于对商家的注册信息进行注销和修改，所述登录管理模块包括请求模块和身份认证模块，所述请求模块用于接收用户的登录信息后发送登录请求至所述身份认证模块，所述身份认证模块根据用户的登录信息和注册信息对用户身份进行认证和分类。

更进一步地，所述信息存储单元包括信息上传模块和区块链存储模块，所述信息上传模块用于商家利用射频识别、电子标签、无线传感网络和物联网技术建立种植、加工、物流环节和销售终端的全生命周期信息流，并将获取的相关信息上传至智能合约中，通过智能合约将所述获取的相关信息存储在数据库中作为数据源，所述信息上传模块包括第一信息上传模块、第二信息上传模块、第三信息上传模块和第四信息上传模块，所述第一信息上传模块用于种植商或供应商上传企业数据信息、药材名称、药材种植周期、采集时间、采集人员信息、施肥时间、施肥人员信息、药材批次和产地状态，种植商或供应商将信息上传后，所述第一信息模块会生产对应的追溯码，利用所述追溯码可对产品信息进行追溯，所述第二信息上传模块用于运输商上传种植商或供应商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、运输时间、运输人员信息、物流车状态信息和追溯码，所述第三信息上传模块用于贮藏企业上传运输商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、贮藏氮气浓度状态、贮藏人员信息、贮藏地址和出库及入库时间，所述第四信息上传模块用于零售商录入贮藏商信息在区块链中的地址、销售人员信息、销售地址、上架及售出时间和追溯码。

更进一步地，所述区块链存储模块与所述信息上传模块相连接，所述区块链存储模块包括智能合约模块和分布式数据库模块，所述智能合约模块用于获取区块链网络的确认信息，并根据确认信息将存储在智能合约中的药材的相关信息传输至所述分布式数据库模块，还用于调用存储的交易信息和药材信息，分布式数据库模块包括链上存储模块和链下存储模块，所述链上存储模块包括多个数据信息记录节点，所述链下存储模块用于存储企业的隐私信息，并采用非对称加密算法对所述隐私信息进行数据保护。

更进一步地，所述基础信息管理单元包括交易信息管理模块、安全管理模块和数据区块管理模块；

所述交易信息管理模块用于获取每次交易的哈希值并存储管理，然后再前端界面显示，交易哈希值是唯一指向其交易信息的；

所述安全管理模块包括数据加密模块和哈希函数模块，所述数据加密模块用于对所述链下存储模块中用户的身份信息和隐私信息进行加密保护，所述哈希函数模块用于利用哈希函数对区块链中的信息进行单向加密；

所述数据区块管理模块根据设定规则生成第一个区块，并在同样的规则下生成了第二个区块和剩余区块，将当前生成的所有区块通过主链连接起来，形成区块链，并将通过验证的新的区块加到所述区块链上。

更进一步地,所述数据加密模块的数据加解密过程包括：用户A对自己的数据加密生成一对秘钥,所述一对秘钥包括公钥和私钥，并将公钥公开，当用户B向获取加密数据内容时，用户B使用用户A的公钥对加密的数据信息加密再发送给A，用户A收到信息后用秘钥对加密的数据进行解密，用户A回复用户B时采用同样的方法。

更进一步地,所述基础信息管理单元还包括节点管理模块，所述节点管理模块包括共识模块和激励模块，所述共识模块用于通过共识机制确定那个节点将新的区块加到区块链中，所述激励模块用于通过预设的激励分配机制为区块链中的节点提供奖励和惩罚。

进一步地，所述监管查询单元包括数据获取模块、报告输出模块和预警模块；

所述数据获取模块用于监管部门通过私钥来完成对隐私数据的查询，还用于获取各流通环节的数据信息和追溯码；

所述报告输出模块与所述数据获取模块相连接，所述报告输出模块用于根据获取的各流通环节的数据信息和追溯码生成查询报告，并通过打印系统打印查询报告，监管部门或消费者可基于所述查询报告或者药材条形码查询药材流通环节的详细流通信息；

所述预警模块用于当药材出现质量问题时，快速对购买用户进行定位和对有问题的药材进行提前预警，并告知购买用户追回有问题的药材。

从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明通过区块链技术为中药材质量管理提供追溯体系，可实现整个流通环节的监督和信息查询，降低了药害风险。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为本发明一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统的组成结构示意图。

图2为本发明中数据采集单元的组成结构示意图。

图3为本发明中项目绩效评估单元的组成结构示意图。

图4为本发明中项目管理的组成结构示意图。

图5为本实施例中赋值过程的具体步骤示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

目前采用的基于中心化模式对药材数据进行追溯和管理的药材质量管理系统，会导致各环节之间、不同中药材间存在数据壁垒，数据繁杂冗余，难以共享和透明的问题。且传统的中药材追溯系统对于己经录入系统的数据，企业或机构的权限人员可能因一己私利擅自篡改。同时，集中化管理的数据在安全性上也难以保证。另外，目前与中药材追溯相关的业务流程分散，这容易造成各业务部门之间协调不统一，职责不明确的问题，还有业务数据多次登记与传递，在一定程度上造成了人力物力的浪费，因此，本申请提出了一种通过区块链技术为中药材质量管理提供追溯体系，可实现整个流通环节的监督和信息查询，降低了药害风险的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统。

本申请通过利用射频识别、电子标签和无线传感网络等物联网技术，建立种植、加工、物流环节和销售终端的全生命周期信息流，并基于区块链具有的去中心化、信息安全性高的特性，建立由非信任的参与者共同维护且系统中数据不可被篡改的中药材溯源系统，并利用区块链建立中药材质量追溯业务流程和每个环节的关键质量控制点，并建立基于区块链和物联网耦合的质量追溯体系框架。

如图1至图5所示，该系统包括：用户管理单元、信息存储单元、基础信息管理单元和监管查询单元，其中，所述用户管理单元用于对不同类别的企业单位信息进行注册管理和登录验证。

具体地，所述用户管理单元包括用户注册模块、信息验证模块、信息注销管理模块和登录管理模块；所述用户注册模块用于供应链上的商家注册各自的企业资质信息和商业信息，所述信息验证模块与所述用户注册模块相连接，所述信息验证模块用于对商家的注册信息进行验证，当验证成功后，系统将分配一个唯一性的地址给商家作为唯一识别的标识，所述信息注销管理模块用于对商家的注册信息进行注销和修改，所述登录管理模块包括请求模块和身份认证模块，所述请求模块用于接收用户的登录信息后发送登录请求至所述身份认证模块，所述身份认证模块根据用户的登录信息和注册信息对用户身份进行认证和分类。

在本实施例中，对用户的注册信息和身份进行验证管理，在用户登录以后分配一个地址给用户作为该用户的唯一性标识，是为了通过该地址可找到对应的用户，对于各个流通环节的商家，信息验证模块会对其注册信息进行判断，并通过用户名对各商家进行分类，例如，种植商、运输商、贮藏机构和零售机构等。

所述信息存储单元与所述用户管理单元相连接，所述信息存储单元用于获取供应链上各企业单位上传的基本信息和药材信息以及用户注册信息，并将上传信息存储至区块链网络中。

具体地，所述信息存储单元包括信息上传模块和区块链存储模块，所述信息上传模块用于商家利用射频识别、电子标签、无线传感网络和物联网技术建立种植、加工、物流环节和销售终端的全生命周期信息流，并将获取的相关信息上传至智能合约中，通过智能合约将所述获取的相关信息存储在数据库中作为数据源，所述信息上传模块包括第一信息上传模块、第二信息上传模块、第三信息上传模块和第四信息上传模块，所述第一信息上传模块用于种植商或供应商上传企业数据信息、药材名称、药材种植周期、采集时间、采集人员信息、施肥时间、施肥人员信息、药材批次和产地状态，种植商或供应商将信息上传后，所述第一信息模块会生产对应的追溯码，利用所述追溯码可对产品信息进行追溯，所述第二信息上传模块用于运输商上传种植商或供应商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、运输时间、运输人员信息、物流车状态信息和追溯码，所述第三信息上传模块用于贮藏企业上传运输商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、贮藏氮气浓度状态、贮藏人员信息、贮藏地址和出库及入库时间，所述第四信息上传模块用于零售商录入贮藏商信息在区块链中的地址、销售人员信息、销售地址、上架及售出时间和追溯码。

所述区块链存储模块与所述信息上传模块相连接，所述区块链存储模块包括智能合约模块和分布式数据库模块，所述智能合约模块用于获取区块链网络的确认信息，并根据确认信息将存储在智能合约中的药材的相关信息传输至所述分布式数据库模块，还用于调用存储的交易信息和药材信息，分布式数据库模块包括链上存储模块和链下存储模块，所述链上存储模块包括多个数据信息记录节点，所述链下存储模块用于存储企业的隐私信息，并采用非对称加密算法对所述隐私信息进行数据保护。

在本申请中，中药材贮藏采用密封氮气进行绿色贮藏，另外，信息上传模块可以将不同流通环节的商家数据进行独立上传，用于获取对应的详细流通信息。与传统的基于中心化模式的药材质量管理系统不同的是，信息的存储由以往的存储在数据库改变成存储在区块链分布式账本。因为传统的药材质量管理系统都是基于中心化的模式，因此依然存在着难以提供可信、隐私数据保护和不易篡改的供应链生态，尤其可能在信息被篡改时无法及时察觉而导致损失。而区块链技术具有去中心化、防篡改、信息共享和可追溯等基本特性，可用于解决上述存在的问题。区块链是一种分布式数据存储等计算机技术综合为一体的数据管理模式，它的数据结构以及其加密算法可以使得存储在区块链网络中的数据永久储存并不易被篡改，且区块链网络内的各个节点均拥有相同的数据账本，数据透明度和共享程度较高。

所述基础信息管理单元用于对区块链中区块、交易和节点信息进行管理，并通过区块链将开放信息公开到网络中。具体地，所述基础信息管理单元包括交易信息管理模块、安全管理模块和数据区块管理模块；所述交易信息管理模块用于获取每次交易的哈希值并存储管理，然后再前端界面显示，交易哈希值是唯一指向其交易信息的；所述安全管理模块包括数据加密模块和哈希函数模块，所述数据加密模块用于对所述链下存储模块中用户的身份信息和隐私信息进行加密保护，所述哈希函数模块用于利用哈希函数对区块链中的信息进行单向加密；所述数据区块管理模块根据设定规则生成第一个区块，并在同样的规则下生成了第二个区块和剩余区块，将当前生成的所有区块通过主链连接起来，形成区块链，并将通过验证的新的区块加到所述区块链上，区块包括区块头和区块体，区块头存储上一区块的哈希值，实现链上数据的可信追溯，在链中修改任一区块的数据将导致本区块哈希无效，并引起断链；根据区块头存储的Merkle根能够快速验证交易数据的篡改，这保证了区块数据一经验证写入便不可篡改，且区块体则包含了经过验证的、块创建过程中发生价值交换的所有追溯记录，具体追溯记录字段因节点不同而存在差异。其中，所述数据加密模块的数据加解密过程包括：用户A对自己的数据加密生成一对秘钥,所述一对秘钥包括公钥和私钥，并将公钥公开，当用户B向获取加密数据内容时，用户B使用用户A的公钥对加密的数据信息加密再发送给A，用户A收到信息后用秘钥对加密的数据进行解密，用户A回复用户B时采用同样的方法。

更具体地，所述基础信息管理单元还包括节点管理模块，所述节点管理模块包括共识模块和激励模块，所述共识模块用于通过共识机制确定那个节点将新的区块加到区块链中，常见的共识机制有PoW(工作量证明)、PoS(权益证明)、D PoS(股份授权证明)和BFT(拜占庭共识机制)，所述激励模块用于通过预设的激励分配机制为区块链中的节点提供奖励和惩罚。

所述监管查询单元用于获取供应链上各企业单位的交易信息，并将供应链的流通过程信息完整的显示在WEB页面上，消费者或监管部门通过所述监管查询单元对药材供应链的详细信息进行审查。所述监管查询单元包括数据获取模块、报告输出模块和预警模块；所述数据获取模块用于监管部门通过私钥来完成对隐私数据的查询，还用于获取各流通环节的数据信息和追溯码；所述报告输出模块与所述数据获取模块相连接，所述报告输出模块用于根据获取的各流通环节的数据信息和追溯码生成查询报告，并通过打印系统打印查询报告，监管部门或消费者可基于所述查询报告或者药材条形码查询药材流通环节的详细流通信息；所述预警模块用于当药材出现质量问题时，快速对购买用户进行定位和对有问题的药材进行提前预警，并告知购买用户追回有问题的药材。

如图5所示，本系统的业务工作流程如下：种植商通过注册信息在系统进行注册后，由管理员进行信息审核，审核成功后，则分配唯一标识用于识别对应商家，商家登录后，登录模块根据注册信息对商家进行验证登录，登录成功后，种植商则录入对应的药材种植信息并生成溯源码，在系统中注册成功的运输商再录入物流运输信息并生成溯源码，在系统中注册成功的贮藏商再录入贮藏信息并生成溯源码，最后由零售商再录入销售信息并生成溯源码。而消费者或监管部门通过所述监管查询单元可对药材供应链的详细信息进行审查。

应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，包括:用户管理单元、信息存储单元、基础信息管理单元和监管查询单元；

所述用户管理单元用于对不同类别的企业单位信息进行注册管理和登录验证；

所述信息存储单元与所述用户管理单元相连接，所述信息存储单元用于获取供应链上各企业单位上传的基本信息和药材信息以及用户注册信息，并将上传信息存储至区块链网络中；

所述基础信息管理单元用于对区块链中区块、交易和节点信息进行管理，并通过区块链将开放信息公开到网络中；

所述监管查询单元用于获取供应链上各企业单位的交易信息，并将供应链的流通过程信息完整的显示在WEB页面上，消费者或监管部门通过所述监管查询单元对药材供应链的详细信息进行审查。

2.如权利要求1所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，所述用户管理单元包括用户注册模块、信息验证模块、信息注销管理模块和登录管理模块；所述用户注册模块用于供应链上的商家注册各自的企业资质信息和商业信息，所述信息验证模块与所述用户注册模块相连接，所述信息验证模块用于对商家的注册信息进行验证，当验证成功后，系统将分配一个唯一性的地址给商家作为唯一识别的标识，所述信息注销管理模块用于对商家的注册信息进行注销和修改，所述登录管理模块包括请求模块和身份认证模块，所述请求模块用于接收用户的登录信息后发送登录请求至所述身份认证模块，所述身份认证模块根据用户的登录信息和注册信息对用户身份进行认证和分类。

3.如权利要求2所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，所述信息存储单元包括信息上传模块和区块链存储模块，所述信息上传模块用于商家利用射频识别、电子标签、无线传感网络和物联网技术建立种植、加工、物流环节和销售终端的全生命周期信息流，并将获取的相关信息上传至智能合约中，通过智能合约将所述获取的相关信息存储在数据库中作为数据源，所述信息上传模块包括第一信息上传模块、第二信息上传模块、第三信息上传模块和第四信息上传模块，所述第一信息上传模块用于种植商或供应商上传企业数据信息、药材名称、药材种植周期、采集时间、采集人员信息、施肥时间、施肥人员信息、药材批次和产地状态，种植商或供应商将信息上传后，所述第一信息模块会生产对应的追溯码，利用所述追溯码可对产品信息进行追溯，所述第二信息上传模块用于运输商上传种植商或供应商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、运输时间、运输人员信息、物流车状态信息和追溯码，所述第三信息上传模块用于贮藏企业上传运输商信息在区块链中的地址、拿到药材的时间、贮藏氮气浓度状态、贮藏人员信息、贮藏地址和出库及入库时间，所述第四信息上传模块用于零售商录入贮藏商信息在区块链中的地址、销售人员信息、销售地址、上架及售出时间和追溯码。

4.如权利要求3所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，所述区块链存储模块与所述信息上传模块相连接，所述区块链存储模块包括智能合约模块和分布式数据库模块，所述智能合约模块用于获取区块链网络的确认信息，并根据确认信息将存储在智能合约中的药材的相关信息传输至所述分布式数据库模块，还用于调用存储的交易信息和药材信息，分布式数据库模块包括链上存储模块和链下存储模块，所述链上存储模块包括多个数据信息记录节点，所述链下存储模块用于存储企业的隐私信息，并采用非对称加密算法对所述隐私信息进行数据保护。

5.如权利要求4所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，所述基础信息管理单元包括交易信息管理模块、安全管理模块和数据区块管理模块；

所述交易信息管理模块用于获取每次交易的哈希值并存储管理，然后再前端界面显示，交易哈希值是唯一指向其交易信息的；

所述安全管理模块包括数据加密模块和哈希函数模块，所述数据加密模块用于对所述链下存储模块中用户的身份信息和隐私信息进行加密保护，所述哈希函数模块用于利用哈希函数对区块链中的信息进行单向加密；

所述数据区块管理模块根据设定规则生成第一个区块，并在同样的规则下生成了第二个区块和剩余区块，将当前生成的所有区块通过主链连接起来，形成区块链，并将通过验证的新的区块加到所述区块链上。

6.如权利要求5所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于,所述数据加密模块的数据加解密过程包括：用户A对自己的数据加密生成一对秘钥,所述一对秘钥包括公钥和私钥，并将公钥公开，当用户B向获取加密数据内容时，用户B使用用户A的公钥对加密的数据信息加密再发送给A，用户A收到信息后用秘钥对加密的数据进行解密，用户A回复用户B时采用同样的方法。

7.如权利要求6所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于,所述基础信息管理单元还包括节点管理模块，所述节点管理模块包括共识模块和激励模块，所述共识模块用于通过共识机制确定那个节点将新的区块加到区块链中，所述激励模块用于通过预设的激励分配机制为区块链中的节点提供奖励和惩罚。

8.如权利要求1所述的基于区块链技术的中药材贮藏质量管理系统，其特征在于，所述监管查询单元包括数据获取模块、报告输出模块和预警模块；

所述数据获取模块用于监管部门通过私钥来完成对隐私数据的查询，还用于获取各流通环节的数据信息和追溯码；

所述报告输出模块与所述数据获取模块相连接，所述报告输出模块用于根据获取的各流通环节的数据信息和追溯码生成查询报告，并通过打印系统打印查询报告，监管部门或消费者可基于所述查询报告或者药材条形码查询药材流通环节的详细流通信息；

所述预警模块用于当药材出现质量问题时，快速对购买用户进行定位和对有问题的药材进行提前预警，并告知购买用户追回有问题的药材。

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