基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：獼猴桃是一種典型的呼吸躍變型水果，對(duì)環(huán)境敏感，冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中溫濕度等的變化均會(huì)導(dǎo)致獼猴桃的品質(zhì)劣變，嚴(yán)重影響獼猴桃的商品價(jià)值。文章提出了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，利用區(qū)塊鏈去中心化和不可篡改的特點(diǎn)，結(jié)合IoT技術(shù)，對(duì)獼猴桃冷鏈運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)無(wú)線通信方式上傳至區(qū)塊鏈，將數(shù)據(jù)加權(quán)平均處理之后與獼猴桃冷鏈運(yùn)輸?shù)倪m宜環(huán)境閾值進(jìn)行比較，對(duì)超過(guò)閾值的環(huán)境參數(shù)，開(kāi)啟相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整至適宜環(huán)境，并對(duì)狀態(tài)異常的獼猴桃及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而減少運(yùn)輸過(guò)程中獼猴桃的變質(zhì)損耗，提高運(yùn)輸過(guò)程中溫濕度等關(guān)鍵信息的透明度。

關(guān)鍵詞：獼猴桃；冷鏈運(yùn)輸；區(qū)塊鏈；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP39" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：朱文鑫（2002— ），女，本科生；研究方向：物流工程。

0" 引言

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《物流術(shù)語(yǔ)》（GB/T 18354—2021）對(duì)冷鏈物流的定義為：根據(jù)物品特性，為保持其品質(zhì)而采用的從生產(chǎn)到消費(fèi)的過(guò)程中始終處于低溫狀態(tài)的物流網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)的獼猴桃產(chǎn)量和種植面積均居世界第一位，但是我國(guó)獼猴桃種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出供需兩端在地域上不匹配的現(xiàn)象［1］，因此衍生出了獼猴桃冷鏈運(yùn)輸這個(gè)獼猴桃產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)。獼猴桃冷鏈運(yùn)輸是連接獼猴桃種植戶、加工流通、銷售市場(chǎng)、消費(fèi)者等各個(gè)環(huán)節(jié)的有力橋梁［2］。

但是，獼猴桃屬于不耐藏類型的農(nóng)產(chǎn)品，在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)極易因?yàn)橥獠繙貪穸鹊拳h(huán)境參數(shù)變化而發(fā)軟［3］，從而導(dǎo)致運(yùn)輸過(guò)程中存在大量損耗，增加了流通成本。因此，獼猴桃“賣難買(mǎi)貴”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了獼猴桃的流通［4］，不利于獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何有效地監(jiān)控獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中所處的環(huán)境，已成為以獼猴桃為代表的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

近年來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，“互聯(lián)網(wǎng)+”與各行各業(yè)深度融合。2024年中央一號(hào)文件中提出持續(xù)實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展行動(dòng)，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，促進(jìn)信息技術(shù)與鄉(xiāng)村的融合。針對(duì)獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境變化引起獼猴桃變質(zhì)的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用區(qū)塊鏈技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面進(jìn)行了相關(guān)研究。雙海軍等［5］通過(guò)分析區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)和在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中的應(yīng)用，得出區(qū)塊鏈技術(shù)能有效幫助農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)冷鏈物流全鏈條溫度可控、過(guò)程可視。張學(xué)軍等［6］將STM32微控制器、物聯(lián)網(wǎng)傳感器與區(qū)塊鏈結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可信溯源，提升了運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。吳文斗等［7］將區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深度融合，使用百度開(kāi)源區(qū)塊鏈Xuperchain構(gòu)建數(shù)據(jù)安全鏈，實(shí)現(xiàn)所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上鏈，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性和不可篡改性。

但是，目前在獼猴桃冷鏈運(yùn)輸領(lǐng)域區(qū)塊鏈主要用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和可溯源性，對(duì)獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)，依然主要依靠監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警后，司機(jī)或相關(guān)管理人員的控制調(diào)節(jié)，缺乏一定的及時(shí)性，不利于獼猴桃所處環(huán)境適宜性的保障。因此，本文在先前研究的基礎(chǔ)上提出了基于區(qū)塊鏈技術(shù)獲取獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)IOT控制相關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸環(huán)境的自動(dòng)調(diào)控，從而保障運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境的適宜穩(wěn)定，減少獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，為獼猴桃運(yùn)輸管理智能化決策提供參考。

1" 獼猴桃運(yùn)輸環(huán)境影響因子分析

獼猴桃屬于呼吸躍變型水果，對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中所處的環(huán)境極其敏感，運(yùn)輸過(guò)程中溫濕度等的變化都會(huì)影響獼猴桃的品質(zhì)。對(duì)于獼猴桃運(yùn)輸環(huán)境的影響因子，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了以下研究。張翼釗［8］研究發(fā)現(xiàn)，溫度波動(dòng)會(huì)引起獼猴桃的呼吸強(qiáng)度和乙烯等氣體的變化，從而影響獼猴桃的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。田津津等［9］對(duì)新采摘的新鮮獼猴桃進(jìn)行16天的連續(xù)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在貯藏溫度為0℃時(shí)，溫度波動(dòng)為3℃的獼猴桃硬度變化是溫度波動(dòng)為0℃的1.94倍，是溫度波動(dòng)為1.5℃的1.27倍。謝丹丹［10］通過(guò)在獼猴桃僅受運(yùn)輸振動(dòng)脅迫條件下，比較不同成熟度、振動(dòng)強(qiáng)度及振動(dòng)時(shí)間對(duì)獼猴桃品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)獼猴桃成熟度越高、振動(dòng)強(qiáng)度越大、振動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，獼猴桃品質(zhì)劣變的速度越快。唐曉東等［11］通過(guò)研究不同冷藏溫濕度對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)“秦紅”獼猴桃的最佳冷藏溫濕度條件為冷藏溫度2℃、冷藏時(shí)間35 d、冷藏濕度85%。Xu等［12］研究發(fā)現(xiàn)了冷鏈運(yùn)輸?shù)臏囟缺３衷?℃時(shí)，能夠較好地保證獼猴桃的品質(zhì)，并且運(yùn)輸時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響獼猴桃的半透明程度。

綜上所述，考慮到冷鏈運(yùn)輸車輛的環(huán)境限制和成本控制以及其動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，本文通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，綜合獼猴桃冷鏈運(yùn)輸適宜的環(huán)境參數(shù)考慮，選擇溫度、濕度、乙烯濃度作為影響獼猴桃品質(zhì)的環(huán)境因子對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，減少運(yùn)輸過(guò)程中獼猴桃的損耗。

2" 獼猴桃運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本文提出一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，旨在利用IoT設(shè)備采集和上傳獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境參數(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)連接到區(qū)塊鏈客戶端運(yùn)行讀取操作，并通過(guò)智能合約自動(dòng)執(zhí)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、處理和存儲(chǔ)到區(qū)塊鏈賬本中，對(duì)超過(guò)閾值的環(huán)境參數(shù)開(kāi)啟相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控并對(duì)狀態(tài)異常的獼猴桃及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

2.1" 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)整體框架

本系統(tǒng)框架分為5層：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、核心層、應(yīng)用層［13］。實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)輸環(huán)境的智能控制，系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集的主要作用是通過(guò)安裝在冷鏈運(yùn)輸車輛內(nèi)部的氣體及溫濕度傳感器等傳感器獲取運(yùn)輸車內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)，通過(guò)GPS等獲取運(yùn)輸車輛的位置信息，并通過(guò)紅外攝像頭獲取獼猴桃的狀態(tài)信息。

數(shù)據(jù)層主要包括數(shù)據(jù)區(qū)塊、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、時(shí)間戳、哈希函數(shù)、Merkle樹(shù)、非對(duì)稱加密?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)加密算法和哈希算法，保證運(yùn)輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的可靠性和不可篡改。數(shù)據(jù)層儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中區(qū)塊體中的數(shù)據(jù)主要是傳感器獲取的環(huán)境參數(shù)信息、車輛位置信息以及獼猴桃的狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)層主要封裝了獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)方式、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。監(jiān)控系統(tǒng)采用P2P的傳播方式，將各傳感器上鏈的數(shù)據(jù)當(dāng)成一筆交易，通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和共識(shí)協(xié)議將鏈上數(shù)據(jù)同步至其他所有節(jié)點(diǎn)中［14］。節(jié)點(diǎn)在接收到鄰近節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證機(jī)制如圖3所示。

核心層包括共識(shí)機(jī)制和智能合約。共識(shí)機(jī)制是管理分布式賬本更新的管理規(guī)則，通過(guò)調(diào)用共識(shí)算

法，保證區(qū)塊鏈各個(gè)賬本的一致性。智能合約負(fù)責(zé)將區(qū)塊鏈系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯以代碼的形式實(shí)現(xiàn)、編譯并部署，完成既定規(guī)則的條件觸發(fā)和自動(dòng)執(zhí)行。

應(yīng)用層通過(guò)調(diào)取區(qū)塊鏈中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車輛內(nèi)部環(huán)境自動(dòng)調(diào)整功能、異常狀態(tài)獼猴桃報(bào)警功能以及環(huán)境狀態(tài)管理查詢功能。其中，查詢功能的網(wǎng)頁(yè)版采用JSP方式開(kāi)發(fā)，Web界面顯示實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)以及獼猴桃狀態(tài)；移動(dòng)版采用JavaScript和WXML方式開(kāi)發(fā)的微信小程序提供給管理人員使用。

2.2" Fabric框架下核心層設(shè)計(jì)

Hyperledger Fabric是一個(gè)提供分布式賬本平臺(tái)帶有節(jié)點(diǎn)許可管理的聯(lián)盟鏈系統(tǒng)，擁有允許可插拔使用的模塊化架構(gòu)。經(jīng)過(guò)許可后的成員才能加入Fabric網(wǎng)絡(luò)，所有參與者都有一定的信任基礎(chǔ)［15］。與比特幣不同的是，F(xiàn)abric通過(guò)執(zhí)行區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的智能合約來(lái)寫(xiě)入交易或查詢區(qū)塊歷史。監(jiān)控系統(tǒng)的共識(shí)機(jī)制采用可插拔的共識(shí)算法PBFT算法，確保系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

2.2.1" Fabric框架設(shè)計(jì)

Fabric系統(tǒng)主要提供成員管理、區(qū)塊鏈服務(wù)、智能合約服務(wù)、監(jiān)聽(tīng)服務(wù)等功能，本文監(jiān)控系統(tǒng)的Fabric實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖4所示。Fabric采用PKI公鑰體系，所有成員在Hyperledger Fabric的獨(dú)立通道中，須要在證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)（CA）申請(qǐng)并獲得證書(shū)后，才能加入Fabric網(wǎng)絡(luò)，連接到該通道內(nèi)的賬本。本文的監(jiān)控系統(tǒng)主要包含種植企業(yè)、物流企業(yè)、銷售企業(yè)3個(gè)組織，每個(gè)組織有自己的Orderer節(jié)點(diǎn)、背書(shū)節(jié)點(diǎn)、主節(jié)點(diǎn)和記賬節(jié)點(diǎn)。監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)部署如圖5所示，其中客戶端通過(guò)發(fā)送交易請(qǐng)求與Fabric網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，本文采用JavaScript的API用于開(kāi)發(fā)Fabric客戶端應(yīng)用程序。

2.2.2" 共識(shí)機(jī)制設(shè)計(jì)

在Fabric系統(tǒng)中，所有交易均要通過(guò)共識(shí)服務(wù)對(duì)交易服務(wù)進(jìn)行排序共識(shí)，然后按順序打包進(jìn)區(qū)塊鏈，以保證在整個(gè)Fabric系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的一致性和唯一性。考慮到獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的效率和安全性要求，本文將采用PBFT共識(shí)算法對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的共識(shí)機(jī)制進(jìn)行設(shè)計(jì)。PBFT共識(shí)算法主要包括主節(jié)點(diǎn)和副本節(jié)點(diǎn)2種節(jié)點(diǎn)。其中主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收客戶端的請(qǐng)求，并在驗(yàn)證后將請(qǐng)求廣播給各副本節(jié)點(diǎn)，同時(shí)負(fù)責(zé)收集和處理來(lái)自副本節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)，并決定是否提交該請(qǐng)求。主節(jié)點(diǎn)的選取公式為p=vmod|R|。其中，v是視圖編號(hào)；|R|是節(jié)點(diǎn)總數(shù)，即|R|=3f+1，f為可容忍的拜占庭節(jié)點(diǎn)數(shù)；p是主節(jié)點(diǎn)的編號(hào)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)失效或者被副本節(jié)點(diǎn)推翻時(shí)，進(jìn)行視圖更新，利用上述公式重新選取主節(jié)點(diǎn)。

PBFT共識(shí)算法的執(zhí)行流程如下，具體如圖6所示。

請(qǐng)求階段：客戶端向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求消息，并用時(shí)間戳來(lái)保證客戶端請(qǐng)求只執(zhí)行一次。

預(yù)準(zhǔn)備階段：主節(jié)點(diǎn)從客戶端收到消息后，依次為消息分配一個(gè)編號(hào)，并向副本節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播。

準(zhǔn)備階段：副本節(jié)點(diǎn)在接收到消息后對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到2f+1個(gè)由其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的確認(rèn)消息，則創(chuàng)建準(zhǔn)備消息并發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)。

確認(rèn)階段：如果節(jié)點(diǎn)接收到2f+1個(gè)有效的確認(rèn)消息并和預(yù)準(zhǔn)備消息相同，則向客戶端發(fā)送確認(rèn)消息。

回復(fù)階段：客戶端接收到f+1個(gè)確認(rèn)消息時(shí)，則認(rèn)為系統(tǒng)對(duì)消息達(dá)成一致性共識(shí)，請(qǐng)求結(jié)束。

2.2.3" 智能合約設(shè)計(jì)

智能合約負(fù)責(zé)將區(qū)塊鏈系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯以代碼的形式實(shí)現(xiàn)、編譯并部署，完成既定規(guī)則的條件觸發(fā)和自動(dòng)執(zhí)行。在Fabric中智能合約也被稱為鏈碼，是上層應(yīng)用程序和底層Fabric之間的媒介，在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，利用Go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)智能合約。智能合約是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)將收集到的運(yùn)輸環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的安全范圍進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)據(jù)超出安全范圍時(shí)，將自動(dòng)開(kāi)啟相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)控并對(duì)狀態(tài)異常的獼猴桃及時(shí)發(fā)出警報(bào)。其運(yùn)作機(jī)理如圖7所示。

3" 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

本文提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)不僅包括用于收集運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備，還包括用于控制調(diào)節(jié)設(shè)備和信息查詢的軟件部分。

3.1" 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)選用STM32F103作為主控制器，連接溫濕度傳感器以及氣體傳感器，負(fù)責(zé)運(yùn)輸過(guò)程中運(yùn)輸環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，并通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈平臺(tái)，然后區(qū)塊鏈平臺(tái)根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果控制是否開(kāi)啟相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備，以保證獼猴桃在運(yùn)輸過(guò)程中始終處于適宜的環(huán)境中。

獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境參數(shù)主要包括溫度、相對(duì)濕度以及乙烯濃度等。考慮到獼猴桃是呼吸躍變型水果，對(duì)環(huán)境敏感，因此本文設(shè)計(jì)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)選用具有高精度和高靈敏度的SHT21溫濕度傳感器測(cè)量環(huán)境的溫濕度參數(shù)，其測(cè)溫精度為±0.3℃，測(cè)濕精度為±2%；選用ME3-C2H4乙烯傳感器測(cè)量運(yùn)輸環(huán)境的乙烯濃度，其量程為0～100ppm，分辨率為0.5ppm。此外，考慮到運(yùn)輸過(guò)程中獼猴桃狀態(tài)的獲取，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)選用FLIR A6750紅外攝像頭用于獼猴桃狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

3.2" 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集并控制自動(dòng)設(shè)備的調(diào)節(jié)。軟件與硬件之間的數(shù)據(jù)傳輸采用遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊。根據(jù)程序設(shè)置的采集周期來(lái)驅(qū)動(dòng)傳感器采集獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主控制器STM32經(jīng)過(guò)初始化后，定時(shí)周期開(kāi)始，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，當(dāng)定時(shí)周期結(jié)束后，STM32將依次讀取各傳感器的數(shù)據(jù)，然后再次進(jìn)入低功耗模式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，通過(guò)通信模塊上傳至區(qū)塊鏈平臺(tái)。

由于運(yùn)輸環(huán)境狀況復(fù)雜，傳感器的測(cè)量會(huì)受到周圍環(huán)境的干擾，因此產(chǎn)生的測(cè)量誤差是不可避免的，對(duì)此，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用多傳感器收集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用加權(quán)平均法對(duì)不同位置的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，對(duì)測(cè)量精度更高的傳感器賦予較大的權(quán)重，從而減小單一傳感器受環(huán)境影響產(chǎn)生的誤差。然后通過(guò)與智能合約設(shè)定的各環(huán)境參數(shù)的閾值進(jìn)行比較，對(duì)超過(guò)范圍的參數(shù)開(kāi)啟相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備，以保證運(yùn)輸環(huán)境的適宜性，并對(duì)狀態(tài)異常的獼猴桃及時(shí)發(fā)出警報(bào)。該監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程如圖8所示。

4" 結(jié)語(yǔ)

本文提出的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的獼猴桃冷鏈運(yùn)輸

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)集成數(shù)據(jù)采集、處理和區(qū)塊鏈技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并記錄獼猴桃在運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境參數(shù)，通過(guò)與系統(tǒng)設(shè)定閾值進(jìn)行比較并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證獼猴桃在運(yùn)輸過(guò)程中所處環(huán)境的適宜性。綜上，該監(jiān)控系統(tǒng)可以減少運(yùn)輸過(guò)程中環(huán)境變化引起的獼猴桃品質(zhì)的劣變甚至腐敗的問(wèn)題，并保證獼猴桃運(yùn)輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的可靠性。本文提出的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以減少運(yùn)輸過(guò)程中獼猴桃的損耗，還可以為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)降低運(yùn)輸成本，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，具備一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

［1］齊秀娟，郭丹丹，王然，等.我國(guó)獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議［J］.果樹(shù)學(xué)報(bào)，2020（5）：754-763.

［2］趙瓊.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)與配送模式研究［D］.貴陽(yáng)：貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)，2022.

［3］徐麗蕊.冷鏈農(nóng)產(chǎn)品RFID溫度標(biāo)簽溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022（1）：143-145.

［4］倫閏琪，楊亞?wèn)|，羅其友，等.獼猴桃流通問(wèn)題與對(duì)策：基于陜西省眉縣的調(diào)研［J］.農(nóng)業(yè)展望，2018（11）：127-133.

［5］雙海軍，陳金迪，趙芷靜.區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中的應(yīng)用分析［J］.物流科技，2023（15）：124-126，131.

［6］張學(xué)軍，周寅峰，谷群遠(yuǎn)，等.基于STM32的樣品運(yùn)輸環(huán)境可信監(jiān)測(cè)方案研究與實(shí)現(xiàn)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2022（23）：152-158.

［7］吳文斗，周兵，朱磊，等.基于STM32的山區(qū)核桃基地環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)學(xué)報(bào)，2022（1）：145-156.

［8］張翼釗.獼猴桃采后品質(zhì)評(píng)價(jià)及溫度適應(yīng)性研究［D］.邯鄲：河北工程大學(xué)，2024.

［9］田津津，張秋梅，張哲，等.冷藏運(yùn)輸過(guò)程中溫度波動(dòng)對(duì)獼猴桃品質(zhì)的影響［J］.海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019（4）：381-389.

［10］謝丹丹.模擬運(yùn)輸振動(dòng)對(duì)獼猴桃果實(shí)生理及品質(zhì)的影響［D］.杭州：浙江大學(xué)，2018.

［11］唐曉東，張文慧，楊昌寬.冷藏溫濕度對(duì)“秦紅”獼猴桃果實(shí)感官品質(zhì)的影響［EB/OL］.（2023-12-29）［2024-05-22］.https：//doi.org/10.19870/j.cnki.11-3716/ts.20231127.002.

［12］XU R R，CHEN Q，ZHANG Y Z，et al.Research on flesh texture and quality traits of kiwifruit （cv. Xuxiang） with fluctuating temperatures during cold storage［J］.Foods，2023（21）：1-12.

［13］山紅梅，張?jiān)?基于區(qū)塊鏈的生鮮冷鏈物流追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.物流技術(shù)，2023（3）：123-129，147.

［14］吳海燕，李永峰，于婉寧，等.基于可插拔式區(qū)塊鏈的生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.水利信息化，2024（1）：78-82.

［15］馬榮坤.基于區(qū)塊鏈的防偽溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京：北京郵電大學(xué)，2023.

（編輯" 沈" 強(qiáng)）

Design of kiwifruit cold chain transport environment monitoring system based on blockchain technology

ZHU" Wenxin

（College of Information Management，Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）

Abstract：" Kiwi fruit is a typical respiratory jump type fruit， sensitive to the environment， cold chain transport process temperature and humidity changes， will lead to the quality of kiwi deterioration， seriously affect the value of kiwi fruit. This paper proposes a monitoring system for kiwifruit cold chain transportation environment based on blockchain technology. By utilizing the characteristics of blockchain decentralization and immutability， combined with IOT technology， the environment of kiwifruit cold chain transportation is detected， uploaded to the blockchain through wireless communication， and the data is compared with the appropriate environmental threshold of kiwifruit cold chain transportation after weighted average processing. For the environmental parameters exceeding the threshold， the relevant equipment is automatically adjusted to the appropriate environment， and the abnormal state of the kiwifruit is timely alerted， so as to reduce the deterioration of the kiwifruit during transportation and improve the transparency of key information such as temperature and humidity during transportation.

Key words： kiwi fruit; cold chain transport; blockchain; monitoring system