本發(fā)明專利技術公開了一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)感知設備設置在物流資產(chǎn)上，用于生成物流數(shù)據(jù)，邊緣區(qū)塊鏈包括邊緣網(wǎng)關，邊緣網(wǎng)關包括固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關，固定邊緣網(wǎng)關與移動邊緣網(wǎng)關之間通過同步引擎實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理同步，固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關包括計算模塊，計算模塊收集物流數(shù)據(jù)并對其進行驗證以及預處理，隨后生成數(shù)據(jù)塊，云區(qū)塊鏈包括云服務器，云服務器接收數(shù)據(jù)塊并進行儲存。本發(fā)明專利技術還公開一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法。本發(fā)明專利技術提供的一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法，能夠實現(xiàn)在操作轉變時持續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)感知和數(shù)據(jù)交換，基本消除了數(shù)據(jù)點缺失的情況，保證傳感器數(shù)據(jù)的完整性和實時可視性，以實現(xiàn)冷鏈物流的質(zhì)量管理。管理。管理。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法
[0001]本專利技術涉及一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法，屬于供應鏈
技術介紹
[0002]供應鏈物流(冷鏈物流)正面臨很大挑戰(zhàn)。同時，由于供應鏈中成員的自私以及信息不對稱，嚴重質(zhì)量丑聞的數(shù)量正在增加，導致產(chǎn)品質(zhì)量和可信度的降低。
[0003]其中易腐貨品：如冷凍肉，冷藏海鮮和新鮮水果以及疫苗等會有更嚴格的要求。即使微小的溫度超常都會導致產(chǎn)品的質(zhì)量受損并造成不必要的損失。由于配送過程中存在多種不受控制的變量，因此合適的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)至關重要。為延長物流過程中產(chǎn)品的保質(zhì)期，降低運輸中的損失和浪費，迫切需要一個先進的供應鏈物流質(zhì)量管理方法。
[0004]供應鏈物流通常存在物流延遲、多方數(shù)據(jù)不同步、監(jiān)控機制不規(guī)范以及共享數(shù)據(jù)被隱藏等問題，大大降低產(chǎn)品質(zhì)量和可信度，這對下游制造商不利。由于消費者需要獲得他們所購買產(chǎn)品的質(zhì)量的相關信息，故需要保證供應鏈物流中信息的公開。萬物互聯(lián)實現(xiàn)計算機元素和傳感器在日常物體中的嵌入和互連，從周圍環(huán)境中不斷收集數(shù)據(jù)并處理，然而它總是受到互操作性不良、物聯(lián)網(wǎng)設備資源限制、隱私和安全漏洞的困擾。
[0005]區(qū)塊鏈則是物聯(lián)網(wǎng)的補足品，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種分布式賬本，展示出不可篡改、去中心化治理和可跟蹤交易等特征，使用點對點模式幫助創(chuàng)建可信的交易環(huán)境。與以大公司為中心的系統(tǒng)不同，每個參與者都是平等的并共享權利和信息。區(qū)塊鏈中的共識機制可以讓交易在雙方互不信任的分布式環(huán)境中進行，且不需要可信的第三方的參與。因為網(wǎng)絡中的每個參與者都將所有提交的交易保存在區(qū)塊鏈中，所以保存在區(qū)塊鏈中的每筆交易都是不可變的，附加的時間戳保證了區(qū)塊鏈的可追溯性。此外，加密算法、數(shù)字簽名、哈希函數(shù)等加密機制保證了區(qū)塊鏈中數(shù)據(jù)塊的完整性，確保交易不可否認。因此，區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)和冷鏈物流領域有著巨大的潛力。
[0006]盡管如此，在物聯(lián)網(wǎng)中部署區(qū)塊鏈時仍有幾個挑戰(zhàn)。首先，物聯(lián)網(wǎng)終端設備的計算能力、存儲資源有限，大量帶有噪聲的傳感器數(shù)據(jù)會給物聯(lián)網(wǎng)設備中的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)塊的驗證、生成和存儲帶來很大壓力。其次，供應鏈物流的運作和活動在位置上是分散的，因此設備在儲存和運輸過程中的互連性是不穩(wěn)定的，這可能會對冷鏈物流冷鏈物流數(shù)據(jù)的完整性、實時性和可視性造成負面影響。最后，對于冷鏈物流的利益相關者來說，冷鏈物流數(shù)據(jù)的獲取和處理應遵循不可變和不可否認的原則，因為在任何冷鏈物流移動過程中，數(shù)據(jù)造假、延遲和對質(zhì)量問題的延期響應都會造成經(jīng)濟損失和健康風險。
技術實現(xiàn)思路
[0007]本專利技術要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能夠平滑噪聲并壓縮海量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，便于邊緣區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)塊的驗證、生成和儲存的冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法；進一步地，提供一種能夠實現(xiàn)在整個傳輸過程中，特別是在操作轉變時持續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)感知和數(shù)據(jù)交換，基本消除了數(shù)據(jù)點缺失的情況，保證傳感器數(shù)據(jù)的完整性和實時可
視性的冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法；更進一步地，提供一種能夠實現(xiàn)低延遲和快速響應，使利益相關者能夠及時采取糾正行動，并在風險進一步發(fā)展前減少經(jīng)濟損失并降低安全風險的冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)及其方法。
[0008]為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
[0009]一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)感知設備、邊緣區(qū)塊鏈和云區(qū)塊鏈，所述物聯(lián)網(wǎng)感知設備設置在物流資產(chǎn)上，例如拖車頭、冷凍車廂、貨品、保溫箱等，用于生成物流數(shù)據(jù)，所述邊緣區(qū)塊鏈包括邊緣網(wǎng)關，所述邊緣網(wǎng)關包括固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關，所述固定邊緣網(wǎng)關與所述移動邊緣網(wǎng)關之間通過同步引擎實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理同步，所述固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關包括計算模塊，所述計算模塊收集所述物流數(shù)據(jù)并對其進行進行驗證以及預處理，隨后生成數(shù)據(jù)塊，所述云區(qū)塊鏈包括云服務器，所述云服務器接收所述數(shù)據(jù)塊并進行儲存。
[0010]所述物聯(lián)網(wǎng)感知設備包括溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽和有源藍牙標簽，所述有源藍牙標簽內(nèi)部設置有通訊模塊a，所述有源藍牙標簽讀取所述溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽的物流數(shù)據(jù)，并通過所述通訊模塊a傳輸給所述邊緣區(qū)塊鏈的通訊模塊b，所述通訊模塊b與所述計算模塊以及云服務器通訊連接。
[0011]一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，包括以下步驟：
[0012]將貨物放入冷箱，在冷箱上設置溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽和有源藍牙標簽，再將冷箱整理并堆放到運輸車內(nèi)；
[0013]將邊緣網(wǎng)關以分布式的方式安裝在每輛車的駕駛室內(nèi)；
[0014]采集冷箱的溫濕度數(shù)據(jù)，生成物流數(shù)據(jù)，并通過藍牙形式將其傳輸給邊緣網(wǎng)關的計算模塊；
[0015]對物流數(shù)據(jù)進行處理生成數(shù)據(jù)塊傳輸給云區(qū)塊鏈進行儲存。
[0016]邊緣網(wǎng)關包括固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關，其中固定邊緣網(wǎng)關固定在駕駛室內(nèi)，移動邊緣網(wǎng)關設置在駕駛員智能手機上，駕駛員未離車時，固定邊緣網(wǎng)關工作，駕駛員離車去送貨時，同步引擎自動調(diào)用移動邊緣網(wǎng)關進行工作。
[0017]邊緣網(wǎng)關上部署有智能合約，所述智能合約中預設溫度和濕度閾值，當物流數(shù)據(jù)中溫度和濕度達到閾值，智能合約阻止邊緣網(wǎng)關生成數(shù)據(jù)塊，并激活警報發(fā)送到云區(qū)塊鏈。
[0018]溫濕度數(shù)據(jù)中溫度數(shù)據(jù)進行處理包括以下步驟：
[0019]采用卡爾曼濾波器對溫度數(shù)據(jù)進行降噪，并消除冷箱需打開和關閉期間的誤報；
[0020]采用旋轉門壓縮算法對經(jīng)卡爾曼濾波器降噪后的溫度數(shù)據(jù)進行線性擬合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)變化趨勢動態(tài)調(diào)整溫度數(shù)據(jù)采集的時間間隔。
[0021]卡爾曼濾波器對溫度數(shù)據(jù)進行降噪具體包括：
[0022]確定卡爾曼濾波狀態(tài)模型和觀測模型，其中狀態(tài)模型的表達式為：
[0023]x
t
＝x
t
?1+ω
t
???
(1)觀測模型的表達式為：z
t
＝x
t
+v
t
???
(2)，其中x
t
和x
t
?1分別表示t時刻和t
?
1時刻狀態(tài)向量，ω
t
表示系統(tǒng)自身的噪聲，v
t
表示溫度傳感器產(chǎn)生的測量噪聲，
t
表示傳感器的觀測值；根據(jù)卡爾曼濾波時間更新方程計算先驗估計和先驗估計協(xié)方差時間更新方程為：
[0024][0025]其中μ
(t
?
1)
表示t
?
1時刻的溫度預估值，表示t時刻先驗估計值，E
(t
?
1)
表示最優(yōu)估計協(xié)方差，Q表示過程噪聲方差；
[0026]計算卡爾曼增益K
t
，具體計算方法為：其中R 表示測量噪聲的方差；
[0027]計算t時刻的后驗估計值μ
t
以及更新后的誤差協(xié)方差E
t
，
[0028][0029]將后驗估計值μ
t
以及更新后的誤差協(xié)方差E
t<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)，其特征在于：包括物聯(lián)網(wǎng)感知設備、邊緣區(qū)塊鏈和云區(qū)塊鏈，所述物聯(lián)網(wǎng)感知設備設置在物流資產(chǎn)上，用于生成物流數(shù)據(jù)，所述邊緣區(qū)塊鏈包括邊緣網(wǎng)關，所述邊緣網(wǎng)關包括固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關，所述固定邊緣網(wǎng)關與所述移動邊緣網(wǎng)關之間通過同步引擎實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理同步，所述固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關包括計算模塊，所述計算模塊收集所述物流數(shù)據(jù)并對其進行驗證以及預處理，隨后生成數(shù)據(jù)塊，所述云區(qū)塊鏈包括云服務器，所述云服務器接收所述數(shù)據(jù)塊并進行儲存。2.根據(jù)權利要求1所述的一種冷鏈物流質(zhì)量管理系統(tǒng)，其特征在于：所述物聯(lián)網(wǎng)感知設備包括溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽和有源藍牙標簽，所述有源藍牙標簽內(nèi)部設置有通訊模塊a，所述有源藍牙標簽讀取所述溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽的物流數(shù)據(jù)，并通過所述通訊模塊a傳輸給所述邊緣區(qū)塊鏈的通訊模塊b，所述通訊模塊b與所述計算模塊以及云服務器通訊連接。3.一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，其特征在于：包括以下步驟：將貨物放入冷箱，在冷箱上設置溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽和有源藍牙標簽，再將冷箱整理并堆放到運輸車內(nèi)；將邊緣網(wǎng)關以分布式的方式安裝在每輛車的駕駛室內(nèi)；通過溫度/濕度監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)標簽采集冷箱的溫濕度數(shù)據(jù)，生成物流數(shù)據(jù)，并通過藍牙形式將其傳輸給邊緣網(wǎng)關的計算模塊；對物流數(shù)據(jù)進行處理生成數(shù)據(jù)塊，并傳輸給云區(qū)塊鏈進行儲存。4.根據(jù)權利要求3所述的一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，其特征在于：邊緣網(wǎng)關包括固定邊緣網(wǎng)關和移動邊緣網(wǎng)關，其中固定邊緣網(wǎng)關固定在駕駛室內(nèi)，移動邊緣網(wǎng)關設置在駕駛員智能手機上，駕駛員未離車時，固定邊緣網(wǎng)關工作，駕駛員離車去送貨時，同步引擎自動調(diào)用移動邊緣網(wǎng)關進行工作。5.根據(jù)權利要求3所述的一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，其特征在于：邊緣網(wǎng)關上部署有智能合約，所述智能合約中預設溫度和濕度閾值，當物流數(shù)據(jù)中溫度和濕度達到閾值，智能合約阻止邊緣網(wǎng)關生成數(shù)據(jù)塊，并激活警報發(fā)送到云區(qū)塊鏈；同時所述智能合約判定物流數(shù)據(jù)無法進行空間時間分析時，阻止邊緣網(wǎng)關生成數(shù)據(jù)塊。6.根據(jù)權利要求3所述的一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，其特征在于：溫濕度數(shù)據(jù)中溫度數(shù)據(jù)進行處理包括以下步驟：采用卡爾曼濾波器對溫度數(shù)據(jù)進行降噪，并消除冷箱需打開和關閉期間的誤報；采用旋轉門壓縮算法對經(jīng)卡爾曼濾波器降噪后的溫度數(shù)據(jù)進行線性擬合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)變化趨勢動態(tài)調(diào)整溫度數(shù)據(jù)采集的時間間隔。7.根據(jù)權利要求5所述的一種冷鏈物流質(zhì)量管理方法，其特征在于：卡爾曼濾波器對溫度數(shù)據(jù)進行降噪具體包括：確定卡爾曼濾波狀態(tài)模型和觀測模型，其中狀態(tài)模型的表達式為：x<...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：趙之恒，楊惠鑫，張登銀，
申請(專利權)人：南京郵電大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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