区块链食品溯源系统软件设计建设解决方案

文章出处:http://www.t3315.com | 责任编辑: 兆信股份 | 发表时间:2020-04-08

随着区块链技术的发展,为食品溯源的问题带来了一丝曙光。用区块链开发出来的区块链食品溯源系统软件,可以精确地定位到食品流通的各个环节,从产生到货架,再到食用。区块链让食品流通环节变得透明。除了数字货币之外,区块链技术对于实体经济有哪些有价值的场景?在技术嫁接实践中如何遵循行业规律和需求?区块链如何与物联网、云计算、大数据结合达到真正理想的效果?将针对如今的食品安全运输难题,为大家深度介绍如何区块链食品溯源系统软件解决方案架构,即如何使用区块链支持分布式账本网络和物联网设备需求,并实现过程跟踪等内容。

区块链食品溯源系统软件设计

食品安全追溯,是指采用信息技术把食品供、产、销各环节中的信息和数据进行采集存储,形成食品供应链信息数据系统,通过该系统实现对食品安全的相关信息,进行从生产源头到消费终端的顺向追踪以及从消费终端到生产源头的逆向回溯,从而保证食品的整个生产经营活动始终处于有效监控之下。

2.“区块链食品溯源系统软件中心化”追溯缺点

目前的食品安全追溯系统基本都是依赖权威数据中心的“中心化”架构,“中心化”的数据无法排除人为修改的可能性,整个数据的真实性无从保障,导致系统数据的可靠性不高;另外现有追溯系统在整个食品供应链中存在的信息孤岛问题也难以克服,整个供应链存在的多个信息系统之间很难交互,信息核对繁琐,数据交互不均衡,需要线下大量的核对及重复检查来弥补多系统交互问题,导致追溯系统效率低、耗时长。

区块链技术被认为是继人工智能、大数据和云计算之后,互联网技术的第四次革命性创新。通俗地讲,就是一种去中心化的分布式账本数据库,相当于一项事务的所有参与者共同负责记账的“超级大账本”,可以自动记录和核实该项事务相关的大量数字交易信息数据。

区块链之所以能够保证信息数据真实可靠,一是基于人人平等参与,实现去中心化;二是基于密码源公开,实现透明公开真实记录,不受人为控制,每个区块对应一串函数密码,如果修改,那么后续区块便不再匹配,就导致信息篡改操作作废;区块链技术的去中心化、不可篡改性、公开透明性,对于食品安全的溯源非常适用。

想要知道食物进入你的胃之前,都经历了什么?话不多说,看干货吧;区块链食品溯源系统软件追溯+区块链如何操作将区块链技术运用到食品追溯工作中,食品从生产到流通的全流程数据都能通过网络和区块链技术进行非人工干预的智能信息登记,存储记录到安全可信任的分布式数据库上,使追溯体系从过去对单一数据中心的信任和依赖,转化为对去中心化的、公开透明的、不可篡改的数据链的信任。

这样就能够让食品供应链上的原料供应商、生产加工者、经销商、监管部门以及消费者随时获取到食品的来源与状态真实信息,及时追踪有问题的食品,有效阻止食品安全问题的蔓延

区块链食品溯源系统软件设计解决方案架构

区块链食品溯源系统软件基于物联网和区块链的食品链解决方案架构,并重点探讨主题:业务方面将回顾业务组件构成和主要参与者,以及生产和消费者之间的交易过程技术方面,将展示我们技术解决方案的架构软件方面:将展示解决方案细节

1.食品产业

现代食品链大而复杂,参与者们直接或间接地影响着食品的生产和运输;我们首先了解一下现代食品生产过程,现代食品链面临哪些挑战,并提出一种基于区块链和物联网技术的解决方案:现代食品链业务流程的简化版,实际链条要比上图庞大得多。例如,很多超市都有它们自己的销售中心,所以这里也没有涵盖例如港口和海关等其他参与者。

对于我们的应用案例,我们将设法从产品交付给生产商时起对其进行说明。产品任选,这里以鸡腿为例;假设我们管理的资产是一个装满鸡腿的盒子,另一个资产是一个装满装着鸡腿的盒子的搬运托盘。在食品链中,我们将关注以下参与者流程:生产商、配送中心和零售商;现代食品链中有许多参与者,但我们遵循的是一个更简单的流程,而不一定是现实生活中所遵循的实际流程,目标是了解物联网和区块链如何帮助食品链中的各方解决实际问题。

区块链食品溯源系统软件的挑战我们选择关注的食品链中有许多挑战,在这里简单列示如下:农民面临的挑战:确保有关原材料关键信息的安全可靠,包括产品说明、检查日期、库存信息等;生产商面临的挑战:确保产品来源安全;产品能够安全交付和接收;尽量用电子装置包装产品,减少人工参与;使用条形码和二维码为监管者和消费者提供信息标签。零售商面临的挑战,检查包装的完整性,保证产品运输过程的可视化,对产品生产日期、仓库检验和质量控制等方面进行管理;消费者面临的挑战,对产品的原产地等包装中的信息充分信任,可迅速识别产品,且必要时能够排除可疑产品。

区块链食品溯源系统软件食品加工环节从我们的目标开始。案例中,产品原料到达工厂后,被切割、打包、装盒、储存,在交货前将盒子放在搬运托盘上;搬运托盘是用于运输货物的木制、金属或塑料平台,

产品在加工环节必须进行登记的重要数据包括:库存量单位(Stock Keeping Unit,SKU)动物来源\生产厂家名称\动物信息质量控制\减排日期\是否冷藏\技术主管信息\发货日期\温度和物流信息

在登记盒子或搬运托盘时记录下列详细信息:库存量单位\日期\厂家地址\冷藏温度\质量记录\搬运托盘代码

我们来看下一个环节:食品配送环节经过切割、包装和运输后,产品到达配送中心,那里负责接收货物并检查产品储存情况。根据实际运输需求,产品可能会被放在一个更大的搬运托盘中,以便更适合火车或卡车运输。

为了避免产品出现任何问题,配送中心会检查工厂发送的数据。如果有任何额外变化,如搬运托盘转移,都需要在产品信息包中添加相应信息。

对于产品来讲,要记录如下信息:收货日期\搬运托盘号\收货温度\储存温度\运输公司名称\密封情况对于搬运托盘来讲,要记录如下信息:经过检验,产品被送到零售商手中。

食品零售环节\商店收到产品后需要查货物是否符合要求,拆开搬运托盘,打开盒子,产品检查过程结束:在零售环节,一定要记录如下信息:收货日期\搬运托盘号\收货温度\储存温度\运输公司名称\密封情况;商店可以在产品上贴上标签了,产品将直接或过一段时间被摆在货架上出售。

区块链食品溯源系统软件设计技术方案现在我们已经了解了食品链的整个过程以及每个环节的潜在问题,下面我们来看看区块链和物联网技术在此如何发挥作用。对每层架构进行解读:前端应用,该层负责数据输入,可以是一个数据包,比如来自SAP、Salesforce或Siebel的数据包,或者是自定义的应用。它还可以与物联网设备交互,收集数据并在区块链账号中注册

区块链食品溯源系统软件设计基于物联网的资产跟踪技术物联网在食品链中起着重要作用。物联网设备可以跟踪资产,而且有很多型号可供选择。有测量温度的传感器,进行位置跟踪的GPS、信标、SigFox、Wi-Fi、4G和Sub1Ghz。这些设备和网络可以广泛应用于农场、工厂、运输公司、配送中心和零售网点,适用范围涵盖食品链中的所有参与者。

食品链的主要挑战来自运输环节。许多食品的运输需要特定环境,因为一些食品易腐烂,而温度控制对于预防食品污染和腐烂至关重要。如何使用物联网设备来解决这个问题。粒子电子资产跟踪器(The Particle Electron Asset Tracker,如下图所示)可用于收集温度和环境数据,识别GPS定位,并进行蜂窝三角测量等:这个跟踪器允许我们连接u-blox M8 GNSS GPS接收器和Adafruit LIS3DH三轴加速器。我们也可以将Grove传感器与其连接。

消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT):这是指一个基于TCP的可发布–订阅消息的传递协议;专门用于远程连接,需要少量代码占用,或者对网络带宽有要求;发布–订阅消息传递模式需要消息代理;Node-RED:这是一个编程工具,利用可以创建JavaScript函数的流编辑器将硬件设备、API和在线服务以一种简单的方式连接起来。

IBM Cloud:这是一组云计算服务;Bosch IoT Rollouts:这是博世物联网套件中的一项云服务,使用户能够管理边缘设备、控制器和网关的软件更新。

那么,这些组件是如何结合在一起来帮助食品链运转的呢;Node-RED控制面板仪表盘使我们能够选择一个资产跟踪器,并检查位置、数据、设备状态和其他信息;资产跟踪器可以在移动网络上激活或更新;地理位置数据可以定期传输,通过Node-RED仪表盘进行跟踪\资产跟踪器设备查询温度数据,然后查询位置或速度数据\Node-Red可以将温度、位置和速度数据写入Hyperledger Fabric中\Node-Red仪表盘查询Hyperledger结构中的各种任务信息,例如交易历史记录、日期和时间数据以及地理传感器数据

c) API/SDK

API/SDK是区块链网络中连接的集成层,通常使用Node.js开发,在调用智能合约中起着重要的作用。今天,我们可以找到使用Go和Java的API/SDK文档,以及 Python文档。

区块链食品溯源系统软件组件将从架构师的角度来看看解决方案的软件组件。这是熟悉所有组件并更好地理解它们是如何集成的一个好方法。首先,我们探究最重要的组件之一:身份验证过程;如何保证食品链中的每个成员在前端应用中都有正确的访问权限?在回答了这个问题之后,我们将深入研究Hyperledger Composer最重要的组件:建模语言和交易处理器功能。

Composer REST服务器,要验证客户端,我们需要设置一个REST服务器。有了这个选项,在允许客户端在REST API中进行调用之前,应该对其进行身份验证。REST服务器使用一个名为PASSPORT的开源软件,它是Node.js的身份验证中间件。它灵活且模块化,支持通过用户名和密码、Facebook、Twitter、Google和轻量级目录访问协议(Lightweight Directory Access Protocol,LDAP)等进行身份验证。在第7章中,我们将就此进行详细说明。现在,让我们回顾一下组件将如何工作。

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区块链食品溯源系统软件

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