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基于 区 块链的农产品质量信息系统

阅读：135发布：2020-08-27

专利汇可以提供基于区块链的农产品质量信息系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于区块链的农产品质量信息系统，包括：数据采集模块、区块信息构建模块、存储共享模块、评定模块和查询模块，其中：数据采集模块采集土壤信息和农产品种类信息，并以结构化数据的形式传输到区块信息构建模块；区块信息构建模块为农产品分配身份标签，将接收到的结构化数据构建成Merkle树并进行数字签名和时间戳服务以形成区块信息，进行工作量证明后将该区块信息通过p2p传播；存储共享模块对接收到的区块信息进行工作量验证和数据检查后将该区块信息广播；评定模块根据区块信息对农产品进行质量评定得到质量分数；查询模块接收区块信息与质量分数生成查询二维码，本发明引入区块链技术，构建一个权威的统一的农产品质量信息系统。，下面是基于区块链的农产品质量信息系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于区块链的农产品质量信息系统，其特征在于，包括：数据采集模块、区块信息构建模块、存储共享模块、评定模块和查询模块，其中：数据采集模块采集土壤信息和农产品种类信息，并以结构化数据的形式传输到区块信息构建模块；区块信息构建模块为农产品分配身份标签，将接收到的结构化数据构建成Merkle树并进行数字签名和时间戳服务以形成区块信息，进行工作量证明后将该区块信息通过p2p传播；存储共享模块对接收到的区块信息进行工作量验证和数据检查后将该区块信息广播；评定模块根据区块信息对农产品进行质量评定得到质量分数；查询模块接收区块信息与质量分数生成查询二维码。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的数据采集模块包括：数据预处理单元和数据结构化单元，其中：数据预处理单元对土壤信息和农产品种类信息进行预处理而后经数据结构化单元生成结构化数据。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的土壤信息包括土壤的营养元素含量以及重金属元素含量。
4.根据权利要求2所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的存储共享模块通过Hash256 算法进行工作量证明。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的评定模块包括：计算单元和验证单元，其中：验证单元验证农产品的身份标签后，计算单元提取农产品对应的区块信息计算质量分数V(t)。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的质量分数其中：V(t)代表不同农产品通过公式计算出的质量分数，atl
为不同时间段中产品质量的权重，h为时间间隔数目，t是不同农产品的种类，wti是不同农产品通过训练获得的氮磷钾元素的权重，pi为土壤营养元素含量预处理后的值，j是土壤中重金属元素的种类，Mtj为不同农产品通过训练获得的重金属在计算中的影响权重，qj是指通过土壤重金属检测仪获得的重金属元素含量预处理后的结果。
7.根据权利要求5所述的基于区块链的农产品质量信息系统，其特征是，所述的查询模块包括：二维码生成单元和产品信息查询单元，其中：二维码生成单元接收区块信息与质量分数生成与农产品对应的二维码，产品信息查询单元向二维码扫描者提供该农产品的质量分数和农产品种类信息。

说明书全文

基于区 块链的农产品质量信息系统

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种信息处理领域的技术，具体是一种基于区块链的农产品质量信息系统。

背景技术

[0002] 随着社会与经济的发展，人们对农产品的质量要求越来越高，而农产品的质量安全的现状则令人堪忧。工业中的“三废”对农业生产环境的污染，一些农民为了增加产量和收入，大量使用化肥，杀虫剂，除草剂等，造成了我国不少地方的农产品及其加工产品中农药的残留。中国是典型的大市场小生产模式，生产力水平低、产业化程度弱、标准化程度差。农民没有意识和能力融入到产品标准化体系中。同时农产品的质量等级的评定没有一个统一的标准和方法，对于每个农产品进行单独的检测和分析又不切实际。

[0003] 区块链技术是以比特币的技术为基础，经过不断的发展演进，形成了由分布式总账、共识信任、非对称加密、智能合约和时间戳为主要特征的应用技术范式。最为重要的是，区块链可以让人们在没有中央权威机构的情况下，对互相协作彼此建立起信心，是用数学方法解决信任问题的产物。

发明内容

[0004] 本发明针对现有技术只能追溯物品的来源，无法对产品的质量等级进行评定分类的缺陷，提出一种基于区块链的农产品质量信息系统，引入区块链技术，使农产品的成长数据难以人为修改，构建一个权威的统一的农产品质量信息系统，利于农产品的电子商务化。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0006] 本发明包括：数据采集模块、区块信息构建模块、存储共享模块、评定模块和查询模块，其中：数据采集模块采集土壤信息和农产品种类信息，并以结构化数据的形式传输到区块信息构建模块；区块信息构建模块为农产品分配身份标签，将接收到的结构化数据构建成Merkle树并进行数字签名和时间戳服务以形成区块信息，进行工作量证明后将该区块信息通过p2p传播；存储共享模块对接收到的区块信息进行工作量验证和数据检查后将该区块信息广播；评定模块根据区块信息对农产品进行质量评定得到质量分数；查询模块接收区块信息与质量分数生成查询二维码。

[0007] 所述的数据采集模块包括：数据预处理单元和数据结构化单元，其中：数据预处理单元对土壤信息和农产品种类信息进行预处理而后经数据结构化单元生成结构化数据。

[0008] 所述的预处理过程包括：剔除收集过程中的异常数据，例如负数，在采集周期中急剧下降的数值；对各类采集数据的精度值进行统一；对缺省值的处理，默认为上一周期的数据或根据历史数据规律推测出的数据。

[0009] 所述的土壤信息包括土壤的营养元素含量以及重金属元素含量。

[0010] 所述的存储共享模块通过Hash256 算法进行工作量证明。

[0011] 所述的评定模块包括：计算单元和验证单元，其中：验证单元验证农产品的身份标签后，计算单元提取农产品对应的区块信息计算质量分数V(t)。

[0012] 所述的质量分数

[0013] 所述的查询模块包括：二维码生成单元和产品信息查询单元，其中：二维码生成单元接收区块信息与质量分数生成与农产品对应的二维码，产品信息查询单元向二维码扫描者提供该农产品的质量分数和农产品种类信息。附图说明

[0014] 图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

[0015] 如图1所示，本实施例包括：数据采集模块、区块信息构建模块、存储共享模块、评定模块和查询模块，其中：数据采集模块采集土壤信息和农产品种类信息，并以结构化数据的形式传输到区块信息构建模块；区块信息构建模块为农产品分配身份标签，将接收到的结构化数据构建成Merkle树并进行数字签名和时间戳服务以形成区块信息，进行工作量证明后将该区块信息通过p2p传播；存储共享模块对接收到的区块信息进行工作量验证和数据检查后将该区块信息广播给其它区块信息；评定模块根据区块信息对农产品进行质量评定得到质量分数；查询模块接收区块信息与质量分数生成查询二维码。

[0016] 所述的数据采集模块包括：数据预处理单元和数据结构化单元，其中：数据预处理单元对土壤信息和农产品种类信息进行预处理而后经数据结构化单元生成结构化数据。土壤中设置土壤成分检测仪和土壤重金属检测仪，土壤成分检测仪检测土壤中的营养元素含量，土壤重金属检测仪检测土壤中的重金属元素含量。营养元素含量以及重金属元素含量构成了土壤信息。

[0017] 所述的区块信息构建模块根据农场主的身份信息和农产品批次采用公钥哈希出农产品的身份标签，作为该批次的农产品的唯一标识。将一定时间段中采集到的结构化数据构Merkle树，从而可以只保留根节点信息来节省存储空间，以构建区块信息。然后循环猜测一个值和己有的信息一起用Hash256算法进行工作量证明，如果计算出的字符串的前n位零的个数与系统设置的一致，则认为工作量证明成功，然后将该区块信息向其它节点p2p传播。

[0018] 所述的存储共享模块接收到区块信息后，对其进行工作量验证，即获得的字符串的前n位零的个数是否符合系统设定的零的位数，然后对区块信息中的数据进行检查，例如数据是否重复等，如果检查通过，则将该区块信息连接到对应的区块下，以形成区块链。如果想修改某个区块的区块信息，则需要重新计算所有的区块的工作量证明工作，当某个区块后连接的区块数目到达某个值时，重新计算该区块及其后区块的所有工作量证明，是几乎不可能实现的，从而保证了区块中的数据无法被篡改。同时该区块向邻居节点广播收到的区块信息，从而更新整个区块链的信息，保持所有节点的信息基本一致，且所有的节点数据由集体维护，体现了系统的公开和公正性。

[0019] 所述的评定模块包括：计算单元和验证单元，其中：验证单元验证农产品的身份标签后，计算单元提取农产品对应的区块信息计算质量分数V(t)。验证单元会收到农场主的某批次农产品的身份标签，来判定该身份是否合法存在。若存在，则计算单元根据身份标签提取区块链中所有相关的农产品的成长数据信息、产品种类信息、土壤信息、地域信息和时间信息判定产品的质量分数。

[0020] 所述的质量分数其中：V(t)代表不同农产品通过公式计算出的质量分数，atl为不同时间段中产品质量的权重，h为时间间隔数目，t是不同农产品的种类，wti是不同农产品通过训练获得的氮磷钾元素的权重，pi为土壤营养元素含量预处理后的值，j是土壤中重金属元素的种类，Mtj为不同农产品通过训练获得的重金属在计算中的影响权重，qj是指通过土壤重金属检测仪获得的重金属元素含量预处理后的结果。

[0021] 所述的查询模块包括：二维码生成单元和产品信息查询单元，其中：二维码生成单元接收区块信息与质量分数生成与农产品对应的二维码，产品信息查询单元向二维码扫描者提供该农产品的质量分数和农产品种类信息。农场主输入身份标签后，二维码生成单元生成与该批次农产品对应的二维码。消费者作为二维码的扫描者，由产品信息查询单元向扫描者提供农产品的农产品种类信息、土壤信息和质量分数。

[0022] 与现有技术相比，本发明利用土壤检测仪和土壤重金属检测仪对农产品生长过程的土壤情况进行周期性地自动采集。引入区块链技术，使农产品的生长数据难以人为修改。根据经验和历史数据，训练获得农产品质量评定模型，从而构建一个统一的去中心化农产品质量信息系统，利于农产品的电子商务化。

[0023] 上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

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