CN114756846A - 一种基于区块链技术的电子防疫系统 - Google Patents

一种基于区块链技术的电子防疫系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的电子防疫系统，包括终端模块、存储模块和后台管理模块；终端模块用于对防疫员进行身份验证，以及用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；存储模块用于通过区块链技术对防疫数据进行存储；后台管理模块用于对存储模块中存储的防疫数据进行管理。本发明通过终端模块来获取防疫数据，然后通过后台管理模块对防疫数据进行管理，这样的设置方式有效地提高了对防疫工作进行记录和统计的便捷程度。改变了原来通知层层下发，数据层层汇总上报的方式，有利于准确掌握全区防疫工作数据，为产地检疫提供数据依据。

Description

一种基于区块链技术的电子防疫系统
技术领域
本发明涉及防疫领域，尤其涉及一种基于区块链技术的电子防疫系统。
背景技术
动物防疫主要是指对动物采取免疫接种、驱虫、药浴、疫病监测和对动物饲养场所实施环境安全型畜禽舍改造以及采取消毒、生物安全控制、动物疫病的区域化管理等一系列综合性措施，防止动物疫病的发生。
传统的防疫工作中，一般是通过纸质材料来记录防疫数据，从而导致对防疫工作的记录和统计非常不方便。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于区块链技术的电子防疫系统，解决现有技术中，通过纸质材料来记录防疫数据，从而导致对防疫工作的记录和统计非常不方便的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于区块链技术的电子防疫系统，包括终端模块、存储模块和后台管理模块；
终端模块用于对防疫员进行身份验证，以及用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
存储模块用于通过区块链技术对防疫数据进行存储；
后台管理模块用于对存储模块中存储的防疫数据进行管理。
优选地，所述终端模块包括身份验证单元、输入单元和通信单元；
身份验证单元用于对防疫员进行身份验证；
输入单元用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
通信单元用于将防疫数据传输至存储模块。
优选地，所述存储模块还用于通过区块链技术对防疫员信息进行存储。
优选地，所述防疫员信息包括防疫员姓名、手机号码和关联的养殖户。
优选地，基于区块链技术的电子防疫系还包括管理员模块；
管理员模块用于对防疫员信息和防疫数据进行管理。
优选地，所输入单元还用于获取通过身份认证的防疫员输入的权限申请请求；
所述通信单元还用于将权限申请请求发送至管理员模块。
优选地，所述管理员模块还用于对所述权限申请请求进行处理。
优选地，所述防疫数据包括养殖户信息、存栏信息和防疫记录；
养殖户信息包括地址、姓名、手机号和身份证号；
存栏信息包括牲畜类别和存栏数量；
防疫记录包括养殖户的姓名、圈舍地址、防疫时间、牲畜类别、实防数量、防疫员的姓名、疫苗编号、疫苗类别和养殖户的签名。
优选地，所述对存储模块中存储的防疫数据进行管理，包括：
对养殖户信息进行查询、修改和统计；
对存栏信息进行查询和统计；
对防疫记录进行统计以及基于防疫记录生成防疫地图。
优选地，所述对防疫员信息和防疫数据进行管理，包括：
对防疫员数量和养殖户数量进行统计；
基于防疫数据计算防疫进度和防疫密度。
本发明通过终端模块来获取防疫数据，然后通过后台管理模块对防疫数据进行管理，这样的设置方式有效地提高了对防疫工作进行记录和统计的便捷程度。改变了原来通知层层下发，数据层层汇总上报的方式，有利于准确掌握全区防疫工作数据，为产地检疫提供数据依据。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种基于区块链技术的电子防疫系统的一种示例性实施例图。
图2，为本发明终端模块的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于区块链技术的电子防疫系统，包括终端模块、存储模块和后台管理模块；
终端模块用于对防疫员进行身份验证，以及用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
存储模块用于通过区块链技术对防疫数据进行存储；
后台管理模块用于对存储模块中存储的防疫数据进行管理。
本发明通过终端模块来获取防疫数据，然后通过后台管理模块对防疫数据进行管理，这样的设置方式有效地提高了对防疫工作进行记录和统计的便捷程度。改变了原来通知层层下发，数据层层汇总上报的方式，有利于准确掌握全区防疫工作数据，为产地检疫提供数据依据。另外，通过区块链技术对防疫数据进行存储，能够有效地避免防疫数据被恶意修改，从而有效地保证了防疫数据的真实性。
优选地，所述存储模块包括读写单元、节点单元和秘钥管理单元；
读写单元用于从终端模块中获取防疫数据，以及用于向节点单元发起写入请求；
节点单元包括多个分布式设置的区块链数据节点，多个区块链数据节点用于在接收到写入请求后，通过生成随机数来确定响应写入请求的区块链数据节点T；
秘钥管理单元用于生成公钥和私钥，并将公钥和私钥发送至读写单元；
读写单元还用于使用公钥对防疫数据进行加密，获得加密数据，并将加密数据发送至区块链数据节点T；
区块链数据节点T用于对加密数据进行存储。
具体的，当读写单元需要对区块链数据节点T中的加密数据进行读取时，则先向区块链数据节点T发送读取请求；区块链数据节点T接收到读取请求后，将加密数据发送至读写单元；读写单元通过将私钥对加密数据进行解密，从而获得防疫数据。
优选地，通过生成随机数来确定响应写入请求的区块链数据节点T，包括：
每个区块链节点生成一个随机数，随机数最大的区块链节点作为响应写入请求的区块链数据节点T，
然后区块链数据节点T向读写单元发送信息，表明自己将负责对读写单元发送过来的数据进行存储。
进一步地，写入请求中包含了预估的待写入的防疫数据在进行非对称加密后的文件大小；
若区块链数据节点T无法满足存储需求，则与随机数排名第二大的区块链数据节点Z一起对加密数据进行存储，
而在读写单元获取加密数据时，则由区块链数据节点T将读取请求转发至区块链数据节点Z，然后区块链数据节点T和区块链数据节点Z分别将自身所负责存储的加密数据的部分发送至读写单元。
以此类推，若两个区块链数据节点都无法满足存储需求，则以随机数从大到小为顺序，直到有足够的区块链数据节点满足存储需求。
优选地，如图2所示，所述终端模块包括身份验证单元、输入单元和通信单元；
身份验证单元用于对防疫员进行身份验证；
输入单元用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
通信单元用于将防疫数据传输至存储模块。
优选地，所述对防疫员进行身份验证，包括：
获取防疫员的面部图像；
获取面部图像中包含的特征数据S；
将特征数据S和存储模块中存储的特征数据集合U进行匹配，判断特征数据集合U中是否存在与特征数据S之间相似度大于设定的相似度阈值的特征数据，
若存在，则表示防疫员通过身份验证，若不存在，则表示防疫员没有通过身份认证。
特征数据集合U中包含的是所有的防疫员在进行账号注册时存储的面部图像的特征数据。
优选地，所述获取面部图像中包含的特征数据S，包括：
对面部图像进行灰度化处理，获得灰度图像；
对灰度图像进行降噪处理，获得降噪图像；
对降噪图像进行边缘检测处理，获得前景图像；
使用图像特征提取算法对前景图像进行处理，获得特征数据S。
优选地，所述对面部图像进行灰度化处理，获得灰度图像，包括：
通过如下公式分别对面部图像中的每个像素点进行灰度化处理，获得灰度图像：
hg(x,y)＝w1×R(x,y)+w2×G(x,y)+w3×B(x,y)
式中，hg表示灰度图像，(x,y)表示像素点的坐标，w1、w2、w3表示预设的灰度化系数，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别表示坐标为(x,y)的像素点在面部图像在RGB颜色模型中对应的红色分量、绿色分量和蓝色分量中的像素值，hg(x,y)表示示坐标为(x,y)的像素点在hg中的像素值。
具体的，通过对面部图像进行灰度化处理，能够降低后续运算所需要输入的数据量，从而提高特征数据获取的速度。
优选地，所述对灰度图像进行降噪处理，获得降噪图像，包括：
将灰度图像分成多个子图像；
分别对每个子图像进行降噪处理，获得降噪后的子图像；
将所有降噪后的子图像组成降噪图像。
现有技术中的降噪处理方式，一般是直接对整幅灰度图像进行降噪处理，即对每个像素点都采用同样的降噪处理方式，显然，这样的降噪方式并没有考虑到像素值分布的差异，从而使得无法兼顾降噪效果与降噪效率，若要取得好的降噪效果，则需要使用较为复杂的降噪处理算法，但是，这样会影响降噪处理的时间，使得降噪所需时间较长。在本发明中，则会影响用户体验。
优选地，所述将灰度图像分成多个子图像，包括：
采用多轮划分的方式将灰度图像分成多个子图像：
第一轮划分：
将灰度图像分成面积相同的Q×Q个子图像；
分别计算每个子图像的像素值分布系数，若像素值分布系数大于设定的系数阈值，则将子图像存入下一轮划分集合nextU1，若像素值分布系数小于等于设定的系数阈值，则将子图像存入划分结果集合resU；
第n轮划分：
将第n-1轮划分获得的下一轮划分集合nextUn-1中的每个元素分别分成面积相同的Q×Q个子图像；
分别计算每个子图像的像素值分布系数，若像素值分布系数大于设定的系数阈值，则将子图像存入下一轮划分集合nextUn，若像素值分布系数小于等于设定的系数阈值，则将子图像存入划分结果集合resU；
若nextUn中包含的元素的数量为零，则将划分结果集合resU中的元素作为最终获得的子图像。
发明人在研究过程中发现，在像素值变化较为平缓、分布较为均匀的区域，表明该区域的存在噪声像素点的概率比较低，而在像素值变化较为剧烈的区域，则表示该区域存在噪声像素点的概率比较大。因此，本发明利用这一特性，基于像素值分布系数对灰度图像进行多轮的划分，将灰度图像分成多个子图像，降低每个子图像内的所有像素点的像素值之间的差异。然后再根据每个子图像的噪声情况，采用不同的降噪算法进行降噪处理，这种这样的设置方式，能够在获得较好的降噪处理结果的同时，实现对降噪处理时间的有效缩短。
优选地，通过如下方式获取子图像的像素值分布系数：
对子图像中的像素点按照像素值从高到低的顺序进行排序；
获取像素值排在前10％的像素点和像素值排在后10％的像素点存入集合V；
通过如下公式计算子图像的像素值分布系数：
Figure BDA0003611578830000061
式中，validx表示像素值分布系数，numV表示集合V中包含的像素点的总数，hg(c)表示集合V中的像素点c的在灰度图像中的像素值。
在上述实施方式中，并不是直接将子图像中所有的像素点用来计算像素值分布系数，而是分别获取像素点较大和像素值较小的这两部分的像素点来计算像素值分布差异。因为如果参与计算分布系数的像素点的数量越多，则最终获得的像素值分布系数就越难以反映像素值分布的差异。因此，本发明的这种设置方式，有利于使得像素值分布系数更为准确地反应子图像中的像素点的像素值分布差异。
优选地，所述分别对每个子图像进行降噪处理，获得降噪后的子图像，包括：
对子图像进行噪声检测，获取子图像中包含的噪声像素点的数量；
若噪声像素点的数量与子图像的像素点总数之间的比值大于设定的数量阈值，则使用小波降噪算法对子图像进行降噪处理，获得降噪后的子图像；
若噪声像素点的数量与子图像的像素点总数之间的比值小于等于设定的数量阈值，则使用非局部均值降噪算法对子图像中的噪声像素点进行降噪处理，获得降噪后的子图像。
在上述实施方式中，本发明主要是通过噪声像素点的数量来选择降噪处理的方式，比值越大，则表示噪声像素点越多，该子图像中的像素值分布差异越大，因此，采用降噪效果更好，但是花费时间较多的小波降噪算法进行降噪处理，反之，则采用降噪速度更快，降噪效果稍差的非局部均值降噪算法进行降噪处理。从而在尽可能地获得较好的降噪处理结果的同时，实现对降噪处理时间的有效缩短。
优选地，所述对降噪图像进行边缘检测处理，获得前景图像，包括：
使用边缘检测算法对降噪图像进行边缘检测处理，获得边缘图像；
对边缘图像进行边缘修复处理，获得修复图像；
获取修复图像中的面积最大的连通区域D；
将连通区域D在降噪图像中对应的区域作为前景图像。
通过对边缘图像进行边缘修复，能够提高最终获得的前景图像的完整性。
优选地，所述对边缘图像进行边缘修复处理，获得修复图像，包括：
获取边缘图像中的端点像素点的集合K；
分别对集合K中的每个端点像素点进行边缘修复处理，获得修复图像；
其中，对集合K中的第k个像素点pixk进行边缘修复处理，包括：
S1，将像素点pixk作为基准像素点，
S2，判断以基准像素点为中心的，3×3的窗口W内是否存在肤色像素点，
若否，则结束对第k个像素点pixk的边缘修复处理；
若是，则将窗口W内所有的肤色像素点存入集合T；
S3，在边缘图像中将集合T中的平均梯度值最大的像素点修改为边缘像素点，将集合T中的平均梯度值最大的像素点作为新的基准像素点，进入S2。
本发明在进行边缘修复处理时，并不是采用传统的膨胀和腐蚀的方式进行，因为这样的处理方式很容易将原本不属于边缘像素点的像素点作为边缘像素点，从而导致最终获取的前景图像包含较多的背景信息。因此，本发明通过以当前进行修复处理的像素点为中心，建立窗口W，对于窗口W中的像素点，先判断是否存在肤色像素点，若是，则再基于所有肤色像素点的集合进行基准像素点的获取。这样的设置方式，能够有效地避免降低将背景像素点作为前景区域的边缘像素点的概率。本发明通过平均梯度值来获取新的基准像素点，因为若一个像素点为边缘像素点，显然其与周围的像素点之间的梯度差异会比较大，因此，通过计算平均梯度值，则能够提高选出的基准像素点的概率。
优选地，所述肤色像素点通过如下方式获取：
使用皮肤检测模型在面部图像中进行检测，将符合皮肤检测模型的像素点存入集合H；
将集合H中的像素点在边缘图像中对应的像素点作为肤色像素点。
优选地，所述平均梯度值通过如下方式进行计算：
Figure BDA0003611578830000071
式中，avefv表示平均梯度值，tdj表示像素点的8领域中的第j个像素点的梯度值。
优选地，所述存储模块还用于通过区块链技术对防疫员信息进行存储。
优选地，所述防疫员信息包括防疫员姓名、手机号码和关联的养殖户。
进一步地，防疫员信息还包括微信头像、微信昵称、角色创建时间、创建人、关联防疫机构等。
优选地，基于区块链技术的电子防疫系还包括管理员模块；
管理员模块用于对防疫员信息和防疫数据进行管理。
具体的，管理员模块可以对与本防疫机构关联的防疫员信息和防疫数据进行管理。
优选地，所输入单元还用于获取通过身份认证的防疫员输入的权限申请请求；
所述通信单元还用于将权限申请请求发送至管理员模块。
具体的，权限申请请求包括权限类型、防疫员的名字和申请时间。
权限类型包括创建新的养殖户、删除养殖户等。
优选地，所述管理员模块还用于对所述权限申请请求进行处理。
具体的，管理员通过对防疫员信息和权限申请请求进行核实，判断是否通过防疫员提出的权限申请请求，若是，则通过该权限申请请求，并将该权限申请请求包含的信息发送至存储模块进行存储。
优选地，所述防疫数据包括养殖户信息、存栏信息和防疫记录；
养殖户信息包括地址、姓名、手机号和身份证号；
存栏信息包括牲畜类别和存栏数量；
防疫记录包括养殖户的姓名、圈舍地址、防疫时间、牲畜类别、实防数量、防疫员的姓名、疫苗编号、疫苗类别和养殖户的签名。
优选地，所述对存储模块中存储的防疫数据进行管理，包括：
对养殖户信息进行查询、修改和统计；
对存栏信息进行查询和统计；
对防疫记录进行统计以及基于防疫记录生成防疫地图。
具体的，对养殖户信息进行查询，可以通过输入手机号、身份证号、姓名等进行查询。对查询到的结果进行修改。
而对养殖户信息进行统计则可以根据圈舍地址等，对不同区域内的养殖户数量进行统计。
对存栏信息进行查询，可以分别统计不同类型的牲畜的数量、不同地区的牲畜的数量等。
对防疫记录进行统计，包括统计各种类别的疫苗的接种数量等。
基于防疫记录生成防疫地图，包括：在地图上显示选定的时间段内的防疫记录。同时将防疫记录发生的位置在地图上进行标记。
优选地，所述对防疫员信息和防疫数据进行管理，包括：
对防疫员数量和养殖户数量进行统计；
基于防疫数据计算防疫进度和防疫密度。
具体的，防疫进度为已经完成防疫的养殖户的数量占总的的养殖户的数量的百分比。防疫密度为已经接种疫苗的牲畜的数量占所有牲畜数量的百分比。
优选地，存储模块还用于对疫苗信息进行存储。疫苗信息包括生产厂家、疫苗类别、疫苗编号等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。
实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

Claims (10)

1.一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，包括终端模块、存储模块和后台管理模块；
终端模块用于对防疫员进行身份验证，以及用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
存储模块用于通过区块链技术对防疫数据进行存储；
后台管理模块用于对存储模块中存储的防疫数据进行管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述终端模块包括身份验证单元、输入单元和通信单元；
身份验证单元用于对防疫员进行身份验证；
输入单元用于获取通过身份验证的防疫员输入的防疫数据；
通信单元用于将防疫数据传输至存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述存储模块还用于通过区块链技术对防疫员信息进行存储。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述防疫员信息包括防疫员姓名、手机号码和关联的养殖户。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，还包括管理员模块；
管理员模块用于对防疫员信息和防疫数据进行管理。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所输入单元还用于获取通过身份认证的防疫员输入的权限申请请求；
所述通信单元还用于将权限申请请求发送至管理员模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述管理员模块还用于对所述权限申请请求进行处理。
8.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述防疫数据包括养殖户信息、存栏信息和防疫记录；
养殖户信息包括地址、姓名、手机号和身份证号；
存栏信息包括牲畜类别和存栏数量；
防疫记录包括养殖户的姓名、圈舍地址、防疫时间、牲畜类别、实防数量、防疫员的姓名、疫苗编号、疫苗类别和养殖户的签名。
9.根据权利要求8所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述对存储模块中存储的防疫数据进行管理，包括：
对养殖户信息进行查询、修改和统计；
对存栏信息进行查询和统计；
对防疫记录进行统计以及基于防疫记录生成防疫地图。
10.根据权利要求8所述的一种基于区块链技术的电子防疫系统，其特征在于，所述对防疫员信息和防疫数据进行管理，包括：
对防疫员数量和养殖户数量进行统计；
基于防疫数据计算防疫进度和防疫密度。
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