基于5G-IoT和區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源平臺研究

徐苗苗 孫小越 呂堯 周一平

摘 ? 要：可追溯性在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全管理中起著至關(guān)重要的作用，基于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)為農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控和信息追溯提供了可行的解決方案。但是，目前IoT下的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)信息傳輸效率低、實時性差，而且大多數(shù)依賴于集中式服務(wù)器-客戶端的模式，使得消費者很難獲取準(zhǔn)確的交易信息并跟蹤農(nóng)產(chǎn)品的來源。因此，文章設(shè)計了基于區(qū)塊鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺。將5G技術(shù)應(yīng)用于IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源，可以有效地解決IoT系統(tǒng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)實時傳輸慢的問題;區(qū)塊鏈可以保證信息不可篡改，其中聯(lián)盟區(qū)塊鏈具有較強(qiáng)的可控性，非常適用于多種責(zé)任主體的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。文章首先介紹了當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源的環(huán)節(jié)和存在的問題，然后基于5G-IoT對農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，設(shè)計了基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺。研究結(jié)果證明了該平臺能夠提高農(nóng)產(chǎn)品信息溯源的效率，為從業(yè)人員、管理人員和消費者提供真實、可靠的農(nóng)產(chǎn)品信息，并對改善農(nóng)產(chǎn)品的可持續(xù)質(zhì)量管理具有積極作用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品溯源;IoT系統(tǒng);5G;區(qū)塊鏈

中圖分類號： TP3-05 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Traceability plays a vital role in agricultural product quality and safety management. The Internet of Things （IoT） based agricultural product traceability system provides a viable solution for agricultural product quality monitoring and information tracing. However， the current agricultural product traceability system under the IoT has low information transmission efficiency and poor real-time performance， and most of them rely on a centralized server-client model， making it difficult for consumers to obtain accurate transaction information and track the origin of agricultural products. Therefore， the article designed a 5G-IoT agricultural product traceability platform based on blockchain. The application of 5G technology to the traceability of IoT agricultural products can effectively solve the problem of slow transmission of massive data generated by the IoT system in real time; the blockchain can ensure that the information cannot be tampered with， and the consortium blockchain has strong controllability and is very suitable for the traceability system of agricultural products of multiple responsible subjects. The article first introduces the links and problems of the current agricultural product supply chain traceability， then based on the 5G-IoT traceability system for agricultural products， a 5G-IoT traceability platform for agricultural products based on the alliance chain was designed. The results of the research prove that the platform can improve the efficiency of agricultural product information tracing， provide real， reliable agricultural product information for practitioners， managers and consumers， and play a positive role in improving the sustainable quality management of agricultural products.

Key words： traceability of agricultural products; IoT system; 5G; blockchain

1 引言

對農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行溯源有助于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的可持續(xù)性管理[1]，同時可以提高農(nóng)產(chǎn)品鏈的安全性和可靠性，增加消費者對農(nóng)產(chǎn)品的信任度和購買意愿。廠家、商家、消費者和監(jiān)管部門都需要全面了解農(nóng)產(chǎn)品的生命周期，以確保農(nóng)產(chǎn)品的安全、可持續(xù)和高質(zhì)量[2]。農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，數(shù)據(jù)的實時傳輸和信息防篡改問題對于農(nóng)產(chǎn)品溯源至關(guān)重要，也已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域需要緊迫解決的問題。5G具有系統(tǒng)容量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高、延遲少的優(yōu)勢;另外，還允許大規(guī)模的設(shè)備連接，為大量傳感數(shù)據(jù)的實時傳輸提供了可能。區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是一種有前景的技術(shù)，可以幫助建立安全和共享的信任機(jī)制，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中沒有任何一方可以更改現(xiàn)有信息，為農(nóng)產(chǎn)品信息溯源和防篡改提供了保障[3]。

本文首先介紹了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈及其在信息溯源方面存在的問題，然后利用5G的技術(shù)設(shè)計了基于5G-IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，接著介紹了區(qū)塊鏈在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的優(yōu)勢，并通過對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行選型，設(shè)計了基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺，幫助消費者和管理人員快速和實時查詢供應(yīng)鏈上的農(nóng)產(chǎn)品信息，提高溯源效率，更好地提高農(nóng)產(chǎn)品信息的真實性和共享性，保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。

2 農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源概述

農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的分布廣泛，涉及許多不同的主體，例如原料供應(yīng)商、生產(chǎn)加工者、運輸公司、批發(fā)商和零售商等，終端是消費者，中間還會涉及到政府等監(jiān)管部門。農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的主要階段如圖1所示，分為五個階段，分別是生產(chǎn)、加工、分銷、零售和消費。

（1）生產(chǎn)：是指農(nóng)戶進(jìn)行種植養(yǎng)殖作業(yè)，為農(nóng)產(chǎn)品加工商提供糧食、蔬菜和肉類等原料。

（2）加工：將一種或幾種主、副農(nóng)產(chǎn)品制成各種食品或其他用品，隨后進(jìn)入包裝階段，每個包裝都通過一個生產(chǎn)批處理碼進(jìn)行唯一標(biāo)識，包含生產(chǎn)日期和所用原材料清單等信息。

（3）分銷：包裝并貼有標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品在分銷階段發(fā)布。不同農(nóng)產(chǎn)品交貨時間范圍不同，并且會有不同的存儲步驟。

（4）零售：在分銷結(jié)束時，將農(nóng)產(chǎn)品交付給執(zhí)行農(nóng)產(chǎn)品銷售的零售商。

（5）消費：鏈的最終用戶是消費者，他們購買產(chǎn)品，并對產(chǎn)品質(zhì)量提出要求，如生產(chǎn)日期、生產(chǎn)方法、原材料等可追溯信息。

目前，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系，可以實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品的位置跟蹤、來源追溯、實現(xiàn)信息共享，還可以對農(nóng)產(chǎn)品整個流通過程進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控。但是，受傳統(tǒng)IoT技術(shù)的限制，目前基于IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)存在明顯不足。

（1）數(shù)據(jù)存儲容量不足。隨著農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的數(shù)字化程度越來越高，IoT系統(tǒng)中上傳和下載的數(shù)據(jù)量越來越大，海量數(shù)據(jù)使IoT系統(tǒng)的存儲容量受到限制，系統(tǒng)容易出現(xiàn)卡頓問題，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也受到影響。

（2）數(shù)據(jù)傳輸效率低。農(nóng)產(chǎn)品信息要想通過網(wǎng)絡(luò)實時準(zhǔn)確傳遞出去，需要穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸支持，當(dāng)供應(yīng)鏈中間環(huán)節(jié)較多或數(shù)據(jù)量過大時，受通信技術(shù)的限制，必然造成數(shù)據(jù)傳輸效率低的問題。

（3）中心化系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性低。IoT系統(tǒng)管理農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息，普遍采用的是中心化管理方式，數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)能夠人為進(jìn)行篡改，數(shù)據(jù)的可靠性和安全性無法保證，而且存在信息不對稱的現(xiàn)象，導(dǎo)致責(zé)任主體難以確定。

（4）多主體信息共享難實現(xiàn)。農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中多個企業(yè)在各環(huán)節(jié)之間的信息對接過程十分冗雜，信息流動不暢導(dǎo)致供應(yīng)鏈上的各節(jié)點難以第一時間掌握相關(guān)情況，影響供應(yīng)鏈信息傳遞效率。傳統(tǒng)統(tǒng)溯源系統(tǒng)難以建立多方共同信任體系和隱私保護(hù)體系，物流信息在共享過程中容易被泄露，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，同時多方的供應(yīng)鏈溯源系統(tǒng)也存在被攻擊、侵入、信息篡改的風(fēng)險。

以上問題使企業(yè)無法對市場需求進(jìn)行實時、準(zhǔn)確地預(yù)測，消費者難以查詢到購買的農(nóng)產(chǎn)品的真實源頭信息，同時監(jiān)管部門也無法實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品市場的實時監(jiān)控。因此，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源要保證系統(tǒng)存儲量大，數(shù)據(jù)傳輸效率高，還要確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的真實性和不可篡改，并實現(xiàn)供應(yīng)鏈多主體間的信息共享。

3 基于5G-IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源

3.1 5G技術(shù)應(yīng)用于IoT系統(tǒng)

5G作為新一代移動通信技術(shù)，是一個多業(yè)務(wù)技術(shù)融合的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時、隨地、萬物互聯(lián)，以其特有的優(yōu)勢助力各個行業(yè)發(fā)展。5G通信技術(shù)具有三大特點。

（1）超大容量。與4G通信技術(shù)相比較，5G的數(shù)據(jù)信息承載量高出1，000倍，即便在網(wǎng)絡(luò)擁堵的環(huán)境下，也可以滿足大量IoT系統(tǒng)設(shè)備的需求。

（2）超高傳輸速率。5G數(shù)據(jù)流量傳輸速度極快，峰值速率的下行可以達(dá)到20Gbit/s，上行速率可以達(dá)到10Gbit/，是4G速率的20倍，能夠保障信息長時間傳送在一個高速率的狀態(tài)下。

（3）超低時延。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了全光網(wǎng)來降低空中傳輸時延，利用新型多址技術(shù)節(jié)省調(diào)度開銷，通過網(wǎng)絡(luò)切片來減少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，實現(xiàn)超低時延通信。

將5G技術(shù)作為大體量傳感器數(shù)據(jù)的傳輸媒介應(yīng)用于IoT系統(tǒng)，可以有效解決系統(tǒng)存儲容量不足和數(shù)據(jù)傳輸效率低的問題，信息交換更加迅速高效，實時、精準(zhǔn)地將需求數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng)中?；?G的IoT系統(tǒng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次，如圖2所示。

感知層可以用來識別物體，采集物體信息，感知設(shè)備包括各種傳感器、RFID以及圖像視頻采集設(shè)備等[4]，根據(jù)工作環(huán)境的不同，可以利用不同的感知設(shè)備搭建相應(yīng)的傳感器網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)層主要由局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、有線無線通訊網(wǎng)組成，負(fù)責(zé)感知層采集的信息的傳遞。5G-IoT是將網(wǎng)絡(luò)層替換為5G通訊網(wǎng)絡(luò)，讓傳感器于終端服務(wù)器間的信息交流更加迅速高效。

應(yīng)用層面向的是平臺用戶，主要指的是網(wǎng)絡(luò)層與用戶之間的接口，可以應(yīng)用于各個行業(yè)，如農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療等。

3.2 基于5G-IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)

農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上各個環(huán)節(jié)的原始數(shù)據(jù)及相關(guān)交易數(shù)據(jù)均通過IoT系統(tǒng)中的感知設(shè)備進(jìn)行獲取。生產(chǎn)商需要提供原料信息，如果訂單較多，信息在由服務(wù)器傳輸?shù)綉?yīng)用端就會產(chǎn)生超體量數(shù)據(jù)和較大時延;加工階段信息量大，農(nóng)產(chǎn)品的狀態(tài)信息需要穩(wěn)定高效傳輸，隨著市場擴(kuò)大必定要留有技術(shù)空間以應(yīng)對服務(wù)提升裕量;物流信息在整個鏈中都要進(jìn)行及時傳遞，當(dāng)供應(yīng)鏈中間環(huán)節(jié)較多時必然造成數(shù)據(jù)量膨脹。

基于5G-IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)涉及了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的全部環(huán)節(jié)，在各個環(huán)節(jié)上的原始數(shù)據(jù)及其相關(guān)交易數(shù)據(jù)均通過傳感器進(jìn)行獲取，組成實時數(shù)據(jù)采集網(wǎng)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的迅速采集及供應(yīng)鏈信息的實時監(jiān)控，基于5G-IoT的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

5G超大容量、超高傳輸速率及超低時延的特性，使IoT系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的處理與實時傳輸成為了可能，系統(tǒng)建設(shè)成本大大降低，各責(zé)任主體可以根據(jù)信息迅速做出相應(yīng)的對策，最終得到更加精準(zhǔn)、科學(xué)的管理，消費者和監(jiān)管部門可以及時獲知農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的全信息，便于對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行信息追溯和對企業(yè)實時監(jiān)督。

4 基于區(qū)塊鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺

4.1 區(qū)塊鏈在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的優(yōu)勢

由于5G只是通信技術(shù)，其本質(zhì)并不能保證數(shù)據(jù)的真實性與共享性。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、對等傳輸、共識機(jī)制、加密算法和其他信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用[5]，能夠解決農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、分銷、物流、監(jiān)管中存在的信息不對稱問題，提高整個產(chǎn)業(yè)鏈上信息的共享性。區(qū)塊鏈在農(nóng)產(chǎn)品溯源中的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在四個方面。

（1）確保記錄信息不可篡改。通過在生產(chǎn)廠商、經(jīng)銷商、物流商、零售商、政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)等責(zé)任主體建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點將產(chǎn)品的原料、生產(chǎn)加工、存儲、物流、銷售等信息存儲在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，信息上鏈后會自動同步到各方節(jié)點，無法單方面篡改，保障源頭信息的真實性。

（2）實現(xiàn)全程信息共享。全鏈條的信息通過分布式賬本進(jìn)行維護(hù)，共同監(jiān)督;各環(huán)節(jié)之間信息共享，上下游企業(yè)之間及時了解整體狀態(tài)，便于快速做出決策;將全流程的信息以可視化的方式傳遞給消費者，提升消費者對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的信任。

（3）聯(lián)通各個主體提升效率。通過商品統(tǒng)一的身份標(biāo)識，將全流程信息進(jìn)行記錄、傳遞、核驗、分析，保證了數(shù)據(jù)的聯(lián)通性、一致性、完整性和價值度，解決各企業(yè)之間信息孤島的問題，提升農(nóng)產(chǎn)品整體的流轉(zhuǎn)效率。

（4）助力政府部門實現(xiàn)有效監(jiān)管。通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的信息同步，監(jiān)管部門可以作為其中一個節(jié)點加入到整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，快速實現(xiàn)信息監(jiān)管。在發(fā)現(xiàn)問題時，快速定位問題來源，實現(xiàn)來源可查，去向可追，責(zé)任可究。

綜上所述，利用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、共識機(jī)制、不可篡改、信息可追溯等特點，可以有效地解決農(nóng)產(chǎn)品溯源中信息真實性與共享性的問題，為消費者提供及時的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯查詢服務(wù)，為農(nóng)業(yè)部門提供有效的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理機(jī)制和手段。

4.2 區(qū)塊鏈的技術(shù)選型

聯(lián)盟鏈?zhǔn)遣糠秩ブ行幕膮^(qū)塊鏈，由某個機(jī)構(gòu)或組織管理，只有盟內(nèi)成員達(dá)成共識，才可對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。與公有鏈相比，聯(lián)盟鏈具有較強(qiáng)的可控性，交易時具有固定的節(jié)點數(shù)量，因此處理速度更快，數(shù)據(jù)安全性高，適用于對動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、管理和監(jiān)控。農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈較長，對其進(jìn)行全流程溯源，會涉及到多種類型的利益相關(guān)方，這些參與主體上鏈時均需要進(jìn)行身份認(rèn)證，同時方便政府主管部門進(jìn)行監(jiān)管，因此需要中心節(jié)點[6]。聯(lián)盟鏈的特點使其完全可以滿足以上需求，因此本文采用聯(lián)盟鏈技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品溯源。

Hyperledger Fabric是專門為提高企業(yè)之間、企業(yè)與政府之間信息流通效率而創(chuàng)建的，它服務(wù)于聯(lián)盟團(tuán)體，屬于聯(lián)盟鏈的一種。Hyperledger Fabric可以在原有框架的基礎(chǔ)上增加功能模塊，從而減少模塊修改、升級帶來的影響，方便實現(xiàn)區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和部署，這種高度模塊化架構(gòu)非常適用于多個機(jī)構(gòu)或組織的部署，充分滿足農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺的多角色業(yè)務(wù)需求。因此，選擇Hyperledger Fabric作為區(qū)塊鏈技術(shù)平臺對本系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計，其基本架構(gòu)如圖4所示。

Hyperledger里主要有應(yīng)用客戶端、排序服務(wù)、Peer節(jié)點三種服務(wù)器角色。應(yīng)用客戶端是將終端用戶的交易請求發(fā)送到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。排序服務(wù)是接受交易信息，將其排序后打包生成區(qū)塊，放入?yún)^(qū)塊鏈，最后將結(jié)果返回。Peer負(fù)責(zé)維護(hù)區(qū)塊鏈賬本，主要是背書和記賬服務(wù)，背書是對客戶端提交的每筆交易進(jìn)行驗證并簽名，記賬則是將排序節(jié)點打包好的區(qū)塊記錄下來。會員服務(wù)主要負(fù)責(zé)其他節(jié)點的授權(quán)認(rèn)證，聯(lián)盟鏈由加盟企業(yè)的服務(wù)器進(jìn)行區(qū)塊打包與存儲，這些服務(wù)器必須經(jīng)過授權(quán)認(rèn)證才能被接納到聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)中。

4.3 基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺

通過采用5G-IoT和聯(lián)盟鏈技術(shù)來實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息追溯和品質(zhì)保障，可以有效地解決農(nóng)產(chǎn)品溯源的痛點問題。IoT系統(tǒng)中的傳感器采集整個農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的信息，保證數(shù)據(jù)的實時和準(zhǔn)確;5G網(wǎng)絡(luò)“大連接”“廣覆蓋”和“低功耗”的特點有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時與精準(zhǔn)傳輸;聯(lián)盟鏈技術(shù)建立的溯源平臺確保信息的不可篡改和可控性。

本文提出了基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺，如圖5所示。該平臺在保證數(shù)據(jù)實時、完整傳輸?shù)耐瑫r，能夠提高整個農(nóng)產(chǎn)品溯源過程中交易數(shù)據(jù)的真實性與安全性。

基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺包括五部分。

（1）Hyperledger Fabric底層平臺：負(fù)責(zé)農(nóng)產(chǎn)品溯源的具體實現(xiàn)。其中包括：1）在區(qū)塊鏈上進(jìn)行注冊、身份驗證、簽發(fā)數(shù)據(jù)證書，使用到Fabric的成員管理;2）編寫鏈碼（智能合約）運行Ddockor中，供客戶端通過SDK調(diào)用發(fā)起交易確認(rèn);3）平臺底層是P2P網(wǎng)絡(luò)，將為各接入第三方建立Peer節(jié)點形成分布式賬本;4）區(qū)塊鏈形成后存儲了包含各節(jié)點的農(nóng)產(chǎn)品來源信息，當(dāng)前端發(fā)起查詢后，區(qū)塊鏈溯源平臺通過API或SDK方式返回查詢結(jié)果。

（2）農(nóng)產(chǎn)品溯源服務(wù)平臺：提供整個平臺的后臺管理和前臺展示功能。后臺功能包括接入平臺各成員管理、農(nóng)產(chǎn)品其它流通數(shù)據(jù)接入與存儲、系統(tǒng)管理等，前臺展示包括第三方會員注冊在內(nèi)的各類頁面、查詢頁面等。

（3）農(nóng)產(chǎn)品溯源信息可視化平臺：可以對系統(tǒng)內(nèi)的所有信息進(jìn)行查看，包括聯(lián)盟鏈中各節(jié)點的運行情況、農(nóng)產(chǎn)品溯源結(jié)果等。

（4）第三方系統(tǒng)接入：通過5G網(wǎng)絡(luò)接口對接生產(chǎn)者、加工商、分銷商、零售商各方系統(tǒng)，接受各方在溯源平臺的注冊、上傳數(shù)據(jù)信息。各節(jié)點的信息主要包括：1）生產(chǎn)信息：記錄農(nóng)作物種植過程，包括種子、農(nóng)藥、肥料使用情況以及所采用的耕作方式、土壤水分等，可能會添加季節(jié)天氣、耕作和收獲時間等信息;2）加工信息：記錄有關(guān)工廠及使用設(shè)備、原料加工方法、廠商信息、批號等信息，記錄與供應(yīng)商、分銷商和配送方之間的交易數(shù)據(jù);3）配送與分銷信息：運輸?shù)脑敿?xì)信息，包括運輸軌跡、存儲條件（例如溫度、濕度）、運輸方法、配送日期等。分銷商之間的所有交易以及最終收件人（即零售商）都記錄在區(qū)塊鏈上;4）零售信息：有關(guān)零售商及每種售賣產(chǎn)品的詳細(xì)信息，如當(dāng)前質(zhì)量和數(shù)量、有效期、存儲條件和在貨架上花費的時間均存儲在鏈上。

（5）監(jiān)管平臺：監(jiān)管部門對平臺中部署的容器、各類服務(wù)、消息傳遞進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。

農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)過以上階段后，最終到達(dá)消費者手中，消費者可以使用手機(jī)端APP或小程序掃描農(nóng)產(chǎn)品的二維碼，詳細(xì)了解與農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的信息，并且可以從生產(chǎn)供應(yīng)商那里購買，對發(fā)生的產(chǎn)品質(zhì)量問題能夠及時并有效追溯其發(fā)生原因并反饋監(jiān)管部門處理結(jié)果，有利于對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管。

5 結(jié)束語

通過5G-IoT技術(shù)可以實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到消費使用全過程的信息追蹤、動態(tài)監(jiān)測、風(fēng)險預(yù)警、應(yīng)急處理和直銷直采等多方位的管理服務(wù)。聯(lián)盟鏈技術(shù)打通了農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到消費者的各環(huán)節(jié)信息采集，讓全鏈路信息實現(xiàn)了防篡改、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和高效率交換。本文設(shè)計的基于聯(lián)盟鏈的5G-IoT農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺可以全程追溯產(chǎn)品信息，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的真?zhèn)瘟⒈?，同時方便監(jiān)管部門對農(nóng)產(chǎn)品流程中不合規(guī)的信息進(jìn)行監(jiān)測，確保了農(nóng)產(chǎn)品流通過程中的質(zhì)量安全。

參考文獻(xiàn)

[1] Galvez J F， Mejuto J C，Simal-Gandara J.Future challenges on the use of blockchain for food trace ability analysis[J].TrAC Trends in Analytical Chemistry，2018，107：222-232.

[2] Hassan M U，Rehmani M H，Chen J.Privacy preservation in blockchain based IoT systems：integration issues， prospects，challenges，and future research directions[C].Future Generation Computer Systems，2019，97：512-529.

[3] 黃忠義.區(qū)塊鏈在邊緣計算與物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)空間安全，2018，9（08），25-30.

[4] 劉曉莎，王林.5G超級物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能智慧交通體系建設(shè)[J].機(jī)械與電子，2020，38（2）：7-10.

[5] 劉權(quán).區(qū)塊鏈與人工智能 構(gòu)建智能化數(shù)字經(jīng)濟(jì)世界[M].北京：人民郵電出版社，2019.

[6] 章洪波，馮惠新.基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的商品全流程溯源方法研究[J].現(xiàn)代信息科技，2020，4（1）：165-167.