烟叶全生命周期质量可信溯源系统及方法与流程

本发明涉及物联网与农业信息化，尤其涉及一种烟叶全生命周期质量可信溯源系统及方法。

背景技术：

1、烟草产业作为重要的经济作物领域，其产品质量安全直接关系到消费者健康与行业可持续发展。目前，行业内已初步建立了一些基于中心化数据库的质量追溯系统，主要通过给产品赋予二维码，将种植、采收、烘烤及加工等各环节由人工录入或传感器采集的信息存储于中心服务器中，供后续环节查询调用。此类系统通常采用层级化的数据管理架构，依赖单一管理机构对数据进行维护与更新，利用数字签名技术对传输过程中的数据进行完整性校验，并借助云计算平台实现海量溯源数据的集中存储与快速检索。随着物联网技术的发展，部分现有方案开始引入北斗定位模块对作业位置进行记录，或利用联盟区块链技术对关键节点的哈希值进行存证，试图通过分布式账本特性提升数据的防篡改能力，形成了从田间到工厂的初步数字化档案。

2、然而，在现有技术中，面对烟草生产链条长、参与主体多、环境复杂的现状，仍存在数据来源真实性难以从物理源头得到根本保障、全量生产细节数据与监管合规需求之间难以平衡、以及离散农事事件无法自动形成严密逻辑闭环等问题，导致追溯信息的可信度与穿透力受到限制。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种烟叶全生命周期质量可信溯源系统及方法，以至少解决上述现有技术中存在的问题之一。

2、技术方案：一种基于烟叶动态响应反馈的烘烤工艺自适应调控系统，包括：

3、多个物联数据锚定终端，分别部署于烟草生产各环节的作业装备或关键节点处，每个物联数据锚定终端用于在相应关键事件触发时采集业务数据，并生成附带可信时空戳与唯一设备身份凭证的源数据包；

4、多链协同区块链网络，与所述物联数据锚定终端通信连接，且其由至少一条生产联盟子链和至少一条监管主链构成，所述生产联盟子链用于对所述源数据包进行共识验证后分布式存证，所述监管主链用于通过跨链协议接收并存储来自所述生产联盟子链的、经聚合处理后的关键监管摘要数据；

5、可信查询服务平台，与所述多链协同区块链网络通信连接，且分别与所述生产联盟子链及所述监管主链数据连接，用于接收查询请求，并根据查询请求的权限等级，从相应区块链中获取并返回基于区块链存证数据的溯源信息或验证证明。

6、作为优选，所述物联数据锚定终端集成有北斗/gnss定位模块、存储有唯一设备数字指纹的安全芯片以及通讯模块；

7、所述生成附带可信时空戳与唯一设备身份凭证的源数据包，包括：

8、响应于所述作业装备执行关键操作时产生的触发信号，接收对应的业务数据；

9、调用所述北斗/gnss定位模块获取当前时刻的utc时间与地理坐标，生成北斗时空戳；

10、从所述安全芯片中读取所述唯一设备数字指纹；

11、至少将所述业务数据、所述北斗时空戳及所述设备数字指纹进行哈希运算，生成数字摘要；

12、将所述业务数据、北斗时空戳、设备数字指纹及所述数字摘要封装为所述源数据包，并通过所述通讯模块广播至所述多链协同区块链网络。

13、作为优选，所述多链协同区块链网络的运作机制，包括：

14、所述生产联盟子链，由烟草产业链中的多个实体节点构成，采用实用拜占庭容错共识算法，用于存储生产过程中的数据，所述生产联盟子链上部署有数据关联智能合约及监管摘要生成智能合约；

15、所述监管主链，由至少一个行业监管机构节点构成，用于存储由所述监管摘要生成智能合约生成并经所述跨链协议同步而来的关键监管摘要数据及违规证据哈希值。

16、作为优选，所述多链协同区块链网络还包括跨链中继组件；

17、所述跨链协议配置为：通过所述跨链中继组件接收由所述监管摘要生成智能合约提交的、包含所述关键监管摘要数据及原始交易默克尔证明的跨链请求，验证所述默克尔证明的有效性后，将所述关键监管摘要数据打包至所述监管主链的新区块中，并生成监管存证哈希；

18、其中，所述监管主链能够基于所述监管存证哈希和所述默克尔证明验证所述生产联盟子链上存证数据的真实性，但无权直接访问所述生产联盟子链上存储的全量明细数据。

19、作为优选，所述数据关联智能合约被配置为执行以下逻辑：

20、持续监听并接收被存证至所述生产联盟子链上的、且携带有相同地理单元标识或相同批次编码的多个源数据包；

21、按照各源数据包中北斗时空戳的时间顺序，将表征离散农事事件的源数据包自动串联为具有时序逻辑关系的事件链；

22、响应于接收到来自采收环节且携带有特定批次编码的源数据包，自动将该批次编码与所有已串联的、属于同一生产单元的源数据包进行数字绑定，生成并存储一个完整的数字批次档案。

23、作为优选，所述数据关联智能合约执行所述监听并接收的逻辑之前，还包括：

24、解析各源数据包中的北斗时空戳所包含的地理坐标，判断该地理坐标是否落入预定义的一个或多个地理围栏范围内，并将判断为落入同一地理围栏的源数据包关联至同一所述地理单元标识。

25、作为优选，所述物联数据锚定终端生成的所述源数据包中，所述北斗时空戳与所述设备数字指纹共同构成双因子锚定信息，用于为所述业务数据提供时空不可抵赖性与设备身份不可伪造性的双重证明；

26、其中，所述设备数字指纹基于安全芯片的真随机数发生器生成的会话随机数与设备id共同生成，以确保每次生成的指纹具有唯一性。

27、为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种烟叶全生命周期质量可信溯源方法。

28、根据本技术的一种应用所述系统进行烟叶全生命周期质量可信溯源方法，包括以下步骤：

29、数据源头锚定，在各烟草生产环节的关键事件发生时，由物联数据锚定终端实时采集业务数据，并为该业务数据附加北斗时空戳及设备数字指纹，生成可信源数据包；

30、子链共识存证，将所述可信源数据包广播至生产联盟子链网络，经多个节点共识验证后，打包上链形成不可篡改的存证记录；

31、智能合约聚合，由部署在所述生产联盟子链上的数据关联智能合约，持续将属于同一生产单元或同一批次的多个离散事件对应的存证记录，动态聚合成逻辑关联的批次档案；

32、跨链监管同步，由监管摘要生成智能合约从所述批次档案中提取关键监管摘要信息，并通过跨链协议将该关键监管摘要信息同步至监管主链进行存证；

33、多角色可信查询，通过可信查询服务平台接收并响应来自不同角色的查询请求，依据查询权限返回经区块链背书的溯源信息或数据完整性的加密证明。

34、作为优选，所述动态聚合成逻辑关联的批次档案包括：

35、所述数据关联智能合约解析每个可信源数据包中的北斗时空戳，提取其地理坐标；

36、调用预配置的地理围栏数据库，判断所述地理坐标所归属的地块标识；

37、将具有相同地块标识的、不同作业类型的可信源数据包，按照其北斗时空戳的时间先后顺序进行排序和链接，形成针对该地块的时序农事操作链；

38、当接收到携带批次编码的采收环节可信源数据包时，将所述时序农事操作链整体与该批次编码进行哈希关联，生成数字批次档案。

39、作为优选，所述依据查询权限返回经区块链背书的溯源信息或数据完整性的加密证明，包括：

40、响应于来自消费者终端的轻量查询请求，所述可信查询服务平台从监管主链或生产联盟子链中检索与查询标识对应的关键信息图谱并返回，所述关键信息图谱至少包括产地、采收时间及主要农事记录的可视化摘要；

41、响应于来自监管者终端的深度验证请求，所述可信查询服务平台调用跨链验证接口，从监管主链获取与目标批次对应的监管存证哈希及跨链验证证明，并从生产联盟子链获取与特定农事事件对应的交易哈希及默克尔证明，综合生成并返回包含多层次加密验证结果的穿透式验证报告，所述验证报告能够被独立的区块链浏览器所验证。

42、有益效果：本技术提供了一种烟叶全生命周期质量可信溯源系统，该方案通过在烟草生产各环节部署物联数据锚定终端，在关键事件触发时采集业务数据并生成附带可信时空戳与唯一设备身份凭证的源数据包，利用多链协同区块链网络将源数据包在生产联盟子链进行共识验证后分布式存证，并通过跨链协议将经聚合处理后的关键监管摘要数据存储至监管主链，最后由可信查询服务平台根据查询请求的权限等级从相应区块链中获取并返回溯源信息或验证证明。通过物联数据锚定终端集成北斗/gnss定位模块与安全芯片，使得每一笔上链数据均绑定了不可伪造的时空坐标与设备数字指纹，从而在数据产生源头即建立了时空+身份的双因子锚定机制，有效解决了传统溯源系统中源头数据易被篡改或伪造的问题；基于生产联盟子链与监管主链的分层架构，使得全量精细化生产数据保留在产业内部子链中，而仅将关键监管摘要同步至高权限主链，进而实现了企业数据主权与商业隐私的保护，同时满足了监管机构对关键风险的穿透式监控需求，避免了全量数据公开带来的隐私泄露风险；借助数据关联智能合约自动监听并按时间顺序串联离散农事事件，并在采收环节触发批次绑定逻辑，因此能够动态生成逻辑严密的数字批次档案，克服了人工关联导致的追溯链条断裂或逻辑混乱缺陷；从而有效解决了烟叶全生命周期中数据真实性难保障、隐私与监管难平衡、追溯逻辑难自动化等核心技术问题。该方案构建了从物理世界事件到数字链上存证的完整可信闭环，显著提升了溯源数据的司法证据效力与产业治理效率，为烟草行业的数字化转型提供了高可靠的技术支撑。

43、综上所述，本技术通过软硬件深度融合与多链协同机制，形成了一套逻辑自洽、安全可控的溯源体系，不仅确保了数据的不可篡改性与时空可验证性，还实现了多方参与下的信任最小化协作，具有极高的技术应用价值与推广前景。