基于区块链与物联网的冬枣产品溯源系统设计与实现
这是一篇关于溯源系统,区块链,物联网,蚁群算法的论文, 主要内容为随着全球化进程的加快,食品安全已经成为全球关注的焦点,我国国民对农产品的食品质量安全也越来越重视。然而,由于供应链的复杂程度与日俱增,农产品的假冒问题也频频出现在人们的日常生活中。以绿糖心冬枣为例,作为新疆的一种特色农产品,新疆绿糖心冬枣有着极高的营养和品牌价值,但由于市场上出现的一些扰乱了市场秩序的仿冒产品,严重影响了新疆原产地的冬枣声誉。在该背景下,溯源系统作为一种可以追溯和跟踪食品来源的技术,在保障食品真伪性方面发挥了至关重要的作用。但是目前的农产品溯源系统在供应链信息采集方式上存在着一定的漏洞,例如温度、湿度等在人工采集期间的不可控因素所导致的信息真实性问题。此外,在信息采集过程中物联网路由的服务质量对溯源源头数据传输的安全可靠性至关重要。在数据存储方面,传统意义上的集中式数据库溯源无法保证数据的防篡改问题。为此,本文通过研究冬枣溯源物联网安全路由优化算法和区块链技术,设计新型架构的冬枣产品溯源系统,以避免人工参与录入可能出现的失误问题和数据篡改问题,从而实现冬枣产品的数据共享、可信和可追溯。本文主要开展了以下研究工作:(1)本文针对冬枣产品溯源过程中的物联网路由安全性和服务质量,提出了一种多目标混沌精英自适应蚁群算法MCEAACO-QSRP。具体工作提出了一个Qo S安全路由数学模型,并在该模型的基础上进行了路由的性能优化。MCEAACO-QSRP充分结合了蚁群算法、混沌初始化、精英策略和自适应策略的优点,其设计主要包括蚁群初始化、路由适应度评价、路径选择和信息素更新策略。在仿真中针对冬枣溯源物联网安全路由问题,对比了三种流行的安全路由算法。仿真结果表明,当网络规模为300节点时,MCEAACO-QSRP在数据分组投递率方面相较于三种算法分别提升了0.94%、1.70%和1.79%,有效提高了冬枣溯源物联网的安全性和服务质量性能。(2)本文基于区块链技术与物联网技术进行冬枣产品溯源系统研究。主要研究为设计了冬枣产品溯源系统四层架构,分别为设备接入层、数据层、业务服务层和应用层。其中,设备接入层实现了环境信息采集的自动化数据流转,以太坊私有链的设计保证了数据的可靠性、去中心化和防篡改。设计了冬枣数据上链智能合约,并对智能合约进行了安全性验证。提出了溯源图片防伪机制来减少上链的数据量,将系统业务功能分模块设计以增强系统的可扩展性。(3)本文对冬枣产品溯源系统进行了实现和测试。主要工作为搭建了以太坊私有链和部署智能合约、集成物联网平台进行数据的上报和流转至业务平台、实现了溯源系统的各业务功能模块,开发了溯源小程序以及实现了NFC、RFID和二维码三种标签的溯源方式。最后对冬枣产品溯源系统进行了功能测试以保证系统服务的鲁棒性和可靠性。通过本文的研究,不仅可以提高冬枣产品溯源物联网路由的安全性和服务质量、改善溯源环节关键信息如温度、湿度等人工失误写入数据问题,实现冬枣溯源数据防篡改,产品安全质量可追溯,还能有效打击仿冒伪劣产品,增强原产品市场竞争力,有利于促进新疆农业产业化,信息化的发展。
肉羊养殖管理与溯源平台的开发
这是一篇关于养殖管理系统,溯源系统,溯源平台,SSH框架的论文, 主要内容为中国是肉羊以及羊肉制品的生产大国。近年来我国肉羊的养殖方式逐渐从传统的分散养殖模式向现代化、规模化、自动化和智能化模式转变,因此羊场的信息化管理非常重要。为了最大程度上提高肉羊的养殖效益,降低养殖成本,提高饲养水平,开发肉羊养殖管理系统。目前市场上频繁发生的肉制品质量安全事件对人们的身体健康和安全造成极大的威胁,为了使消费者能够对羊肉制品进行溯源查询并且使羊肉制品的经营者对羊肉的质量进行监控与监督,开发羊肉溯源系统。虽然我国有很多肉羊的养殖管理系统和肉质品溯源系统,但是目前把肉羊养殖管理系统和肉羊溯源系统结合起来组成一个完整的系统比较少。为了既能提高肉羊的养殖效益和肉羊的产品质量,又能方便消费者和经营者对羊肉制品的质量进行溯源查询,我们需要开发一个肉羊养殖管理与溯源平台。本文通过对大量的文献进行分析和归纳,总结出目前通用的溯源方式为横向的链式溯源方式。其弊端为正向跟踪时,当溯源链断链,溯源功能就无法继续进行;逆向回溯时,只能由当前企业向前回溯一个企业的信息,回溯效率太低。因此本文开发实现了纵向实现溯源功能的平台,打破了传统溯源链的方式,既解决了正向跟踪溯源链断链的问题,又降低了企业之间耦合度,解决了逆向回溯效率低的问题。平台的开发使用目前流行的Java Web开发平台,本文采用软件工程的思想方法和技术,对肉羊养殖管理与溯源平台进行分析、设计、开发、实现和测试,具体内容包括:(1)构建平台的体系结构本文采用ExtJS前台框架技术以及Struts2、Spring和Hibernate后台框架技术设计了平台的体系结构,将体系结构从下往上分为数据存储层、数据访问层、业务逻辑层、控制层和视图层,基于Java EE技术实现了体系结构五个层次之间的数据通讯,完成了肉羊养殖管理与溯源平台体系结构的构建。(2)开发肉羊养殖管理系统本文基于软件工程的思想方法对肉羊养殖管理系统的用户和功能进行分析,通过UML技术的用例图对该系统的用户角色进行用例分析,通过流程图对该系统功能的业务流程进行详细分析,并基于MVC设计思想,分模型层、控制层和视图层分别实现该肉羊养殖管理子系统的各模块的功能,最终完成肉羊养殖管理系统的开发。(3)开发溯源系统根据对羊肉溯源查询的实际需求,分析确定该溯源子系统的用户和功能。将用户分为系统管理员、消费者、相关流通企业和政府监管部门。通过UML技术的用例图对各个角色进行用例分析,通过具体的流程图对该溯源子系统功能的业务进行详细分析,最终基于MVC设计思想,分模型层、控制层和视图层设计实现该系统的功能。基于EPC编码规则分析确定该溯源系统中溯源码的编码方式和标准,基于XML和JSON相关技术,分析溯源数据的传输过程和传输方式,最终完成溯源子系统的开发。(4)设计实现Web Service接口肉羊养殖管理与溯源平台利用Web Service技术,实现该平台与各个企业之间的通讯功能。其中通讯的数据格式采用XML格式和JSON格式,通讯的协议采用SOAP,描述语言采用WSDL,通讯方法采用RPC远程过程调用和消息传递两种方法。Web Service接口的设计实现为不同的应用程序之间数据交换提供了解决方法,为整个平台甚至多个企业之间的业务以及数据流程提供了一个通讯机制。本文依托山东省枣庄市奥华集团有限公司的肉羊养殖管理项目,开发肉羊养殖管理与溯源平台。肉羊的科学健康养殖管理对提高养殖效益、降低养殖成本有着极其重要的作用。通过肉羊养殖管理与溯源平台能利用现代化信息技术实现肉羊的科学健康养殖,保证羊肉的质量。该平台可以降低各个企业之间的依赖性,纵向实现肉羊生产从养殖、屠宰、运输到销售等环节的科学管理。肉羊养殖管理与溯源平台从根源保证羊肉质量的安全性的同时使消费者和羊肉经营者能够对羊肉制品进行追溯,在一定程度上解决了当代社会羊肉质量安全隐患的一大难题。
肉羊养殖管理与溯源平台的开发
这是一篇关于养殖管理系统,溯源系统,溯源平台,SSH框架的论文, 主要内容为中国是肉羊以及羊肉制品的生产大国。近年来我国肉羊的养殖方式逐渐从传统的分散养殖模式向现代化、规模化、自动化和智能化模式转变,因此羊场的信息化管理非常重要。为了最大程度上提高肉羊的养殖效益,降低养殖成本,提高饲养水平,开发肉羊养殖管理系统。目前市场上频繁发生的肉制品质量安全事件对人们的身体健康和安全造成极大的威胁,为了使消费者能够对羊肉制品进行溯源查询并且使羊肉制品的经营者对羊肉的质量进行监控与监督,开发羊肉溯源系统。虽然我国有很多肉羊的养殖管理系统和肉质品溯源系统,但是目前把肉羊养殖管理系统和肉羊溯源系统结合起来组成一个完整的系统比较少。为了既能提高肉羊的养殖效益和肉羊的产品质量,又能方便消费者和经营者对羊肉制品的质量进行溯源查询,我们需要开发一个肉羊养殖管理与溯源平台。本文通过对大量的文献进行分析和归纳,总结出目前通用的溯源方式为横向的链式溯源方式。其弊端为正向跟踪时,当溯源链断链,溯源功能就无法继续进行;逆向回溯时,只能由当前企业向前回溯一个企业的信息,回溯效率太低。因此本文开发实现了纵向实现溯源功能的平台,打破了传统溯源链的方式,既解决了正向跟踪溯源链断链的问题,又降低了企业之间耦合度,解决了逆向回溯效率低的问题。平台的开发使用目前流行的Java Web开发平台,本文采用软件工程的思想方法和技术,对肉羊养殖管理与溯源平台进行分析、设计、开发、实现和测试,具体内容包括:(1)构建平台的体系结构本文采用ExtJS前台框架技术以及Struts2、Spring和Hibernate后台框架技术设计了平台的体系结构,将体系结构从下往上分为数据存储层、数据访问层、业务逻辑层、控制层和视图层,基于Java EE技术实现了体系结构五个层次之间的数据通讯,完成了肉羊养殖管理与溯源平台体系结构的构建。(2)开发肉羊养殖管理系统本文基于软件工程的思想方法对肉羊养殖管理系统的用户和功能进行分析,通过UML技术的用例图对该系统的用户角色进行用例分析,通过流程图对该系统功能的业务流程进行详细分析,并基于MVC设计思想,分模型层、控制层和视图层分别实现该肉羊养殖管理子系统的各模块的功能,最终完成肉羊养殖管理系统的开发。(3)开发溯源系统根据对羊肉溯源查询的实际需求,分析确定该溯源子系统的用户和功能。将用户分为系统管理员、消费者、相关流通企业和政府监管部门。通过UML技术的用例图对各个角色进行用例分析,通过具体的流程图对该溯源子系统功能的业务进行详细分析,最终基于MVC设计思想,分模型层、控制层和视图层设计实现该系统的功能。基于EPC编码规则分析确定该溯源系统中溯源码的编码方式和标准,基于XML和JSON相关技术,分析溯源数据的传输过程和传输方式,最终完成溯源子系统的开发。(4)设计实现Web Service接口肉羊养殖管理与溯源平台利用Web Service技术,实现该平台与各个企业之间的通讯功能。其中通讯的数据格式采用XML格式和JSON格式,通讯的协议采用SOAP,描述语言采用WSDL,通讯方法采用RPC远程过程调用和消息传递两种方法。Web Service接口的设计实现为不同的应用程序之间数据交换提供了解决方法,为整个平台甚至多个企业之间的业务以及数据流程提供了一个通讯机制。本文依托山东省枣庄市奥华集团有限公司的肉羊养殖管理项目,开发肉羊养殖管理与溯源平台。肉羊的科学健康养殖管理对提高养殖效益、降低养殖成本有着极其重要的作用。通过肉羊养殖管理与溯源平台能利用现代化信息技术实现肉羊的科学健康养殖,保证羊肉的质量。该平台可以降低各个企业之间的依赖性,纵向实现肉羊生产从养殖、屠宰、运输到销售等环节的科学管理。肉羊养殖管理与溯源平台从根源保证羊肉质量的安全性的同时使消费者和羊肉经营者能够对羊肉制品进行追溯,在一定程度上解决了当代社会羊肉质量安全隐患的一大难题。
基于区块链技术的宣化牛奶葡萄溯源系统设计与实现
这是一篇关于宣化牛奶葡萄,溯源系统,区块链,数据库,以太坊的论文, 主要内容为农产品溯源是监管部门和消费者获得所售农产品包括种植、加工、运输等一系列信息的一个重要手段。目前,对于牛奶葡萄在种植、采摘、加工和运输等多个环节中出现的质量安全问题,很难进行追溯。针对这一问题,进行产品溯源是一种有效的解决方案。目前市场上大多数溯源系统采用的是中心化存储数据的方式。这种溯源系统存在容易被纂改的特点,导致用户对传统的溯源系统信任感低,使用效果不佳。将区块链技术与溯源技术相结合可以保障溯源数据的真实性,为葡萄溯源系统提供了一种解决方案。因此,根据近些年国内外基于区块链的溯源体系的研究与应用,本文以宣化牛奶葡萄为研究对象,将区块链技术与葡萄溯源系统相结合,设计基于区块链的适合宣化牛奶葡萄溯源的系统方案,从而提高宣化牛奶葡萄溯源系统的真实性和安全性。通过研究目前国内外的溯源系统研究进展,了解现有溯源系统的特点,以及基于区块链技术的溯源系统的数据加密逻辑和设计难点。通过实地考察的方式了解可能对宣化牛奶葡萄安全以及品质造成影响的因素,并以此来进行用户的需求分析、溯源流程分析、经济、技术可行性分析。根据需求分析进行系统的总体设计整体框架设计了基于B/S框架的三层总体框架结构。数据库方面采用SQL Server加以太坊的双数据库,SQL Server用来存储用户信息,区块链用来存储溯源数据,相比于其他区块链溯源系统可以做到更低的开发经济成本,同时使用者在后台进行人员管理也会更加简洁,高效。最后根据以上溯源系统的设计进行软件开发实现并且进行测试,进行Fabric环境搭建进行系统测试。包括区块链网络创建与部署测试、溯源平台组织查询测试、溯源平台用户查询测试。测试结果如预期正常运行,可以做到保证溯源数据的真实性。
基于Fabric框架的跨境电商物流品质溯源系统的设计与实现
这是一篇关于跨境电商,区块链,Fabric,溯源系统的论文, 主要内容为2010年以来,随着国内消费背景在不断的升级,消费者的需求不断增加,这也导致了产品更加多样化与多元化,在此情况下,国内的产品已经不能完全满足国内消费者的需求。而跨境的冷链物流信息的低效传播导致信息的可靠性被削弱,物流运输链的各个参与方互相之间缺乏信任,因此需要引入可以进行第三方监管的物流链来解决此类问题。在本文的研究中,一方面根据前人的研究结论提出了区块链系统可以与现有追溯系统进行结合,改变现有追溯中的监管体系的观点,另一方面通过Fabric的部署以及智能合约的设计来解决当前出现的消费者与企业的信任问题,具有一定的现实与理论意义。本文首先对跨境冷链物流的溯源系统研究的研究背景与研究意义进行了分析,通过对目前我国的跨境冷链物流溯源系统现状的讨论,总结了本研究拥有解决消费者对企业不信任、机构对企业监管流程复杂的问题以及商业群体中的信任问题,同时对涉及到的领域,包括跨境冷链物流的发展情况、区块链的出现于发展以及区块链在溯源系统中的应用研究情况进行综述。在第三、第四章节中,将系统分析区块链的应用特点以及在跨境冷链物流中的应用方式,结合现有区块链框架进行分析,提出区块链在当前研究基础下可以使得现存问题较为良好的解决。并结合Fabric的准入网络环境与高度模块化、支持编程语言、拥有可插拔的共识机制等特点对系统进行初步的分析与判断。同时对整个跨境冷链物流中的数据结构与系统架构进行拆分,设计区块链系统的结构、数据上链问题并完成链码的解释说明。系统在构建的过程中结合实际业务,同时对业务过程尽量做出简化,以最小存量数据来标识整个业务流程。最后本文选择Caliper进行区块链系统的性能分析。在进行了性能测试之后,讨论了系统的性能以及出现此种性能的原因,其中包括Fabric本身的性能,虚拟机的硬件配置以及区块的大小等对整体性能产生的影响。结合Fabric的特点对区块链中可能影响性能的关键元素例如区块大小、请求发送速度等做必要的分析,最终得出目前系统性能已经达到较为良好的观点。同时总结了研究可能存在的不足、目前无法解决的关键问题并提出仍需要进一步研究的课题,并针对此类问题尝试性提出了一定的解决思路和办法。
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