本发明提供一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，包括电子标签设备、电子标签管理设备；所述电子标签设备包括传感器模块、处理器、存储模块、报警模块、第一无线通信模块，所述传感器模块用于采集周围的环境数据，所述处理器用于处理数据以及执行操作；所述存储模块用于存储电子标签设备接收到的数据；所述报警模块用于提示设备当前状态；所述第一无线通信模块用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输；所述电子标签管理设备包括采集模块，第一无线通信模块，联网模块、定位模块、蓝牙模块；本发明提供的设备能够对产品从出厂、运输到仓储过程中数据的采集、存储以及上传，便于产品数据完整的追溯和共享。
1.一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，其特征在于，包括电子标签设备、电子标签管理设备；
所述电子标签设备包括传感器模块、处理器、存储模块、报警模块、第一无线通信模块以及电源模块，所述传感器模块用于采集周围的环境数据，包含温湿度传感器、压力传感器、气体传感器和加速度传感器；所述处理器用于处理数据以及执行操作；所述存储模块用于存储电子标签设备接收到的数据；所述报警模块包括声光报警用于提示设备当前状态，报警情况包括设备当前的组网状态、网络状态、运输仓储环境异常、信息存储状态、电量状态；所述第一无线通信模块用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输；所述的电源模块用于给电子标签设备提供电量；
所述电子标签管理设备包括采集模块，第二无线通信模块，联网模块、定位模块、蓝牙模块；所述采集模块用于采集产品信息、运输信息和仓储信息，所述第一无线通信模块用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输，所述联网模块用于接收服务器发送的数据以及上传数据至服务器；所述的定位模块用于对电子标签管理设备位置信息的采集；
所述蓝牙模块用于与用户的手机、平板设备连接实现人机交互；
所述的电子标签设备与电子标签管理设备通过设备身份认证组成网络，通过无线通信模块接收电子标签管理设备发送的产品信息、运输信息和仓储信息，并在每个出厂、运输或仓储环节接收信息任务完成后，自动完成货品的分拣，并对接收的产品信息、运输信息和仓储信息进行提取hash摘要发送给电子标签管理设备，由电子标签管理设备上传至服务器，并将hash摘要作为下一段任务数据的开头；当完成运输、仓储其中一个环节后，自动退出与所述电子标签管理设备组成的网络，当需要进行下一个环节的运输或仓储，自动与下一环节的所述的电子标签管理进行设备身份认证并组成网络，同时通过所述的报警模块提醒工作人员搬运货物；
所述的电子标签管理设备实现对电子标签设备的管理，通过采集模块实现数据的采集、通过第二无线通信模块实现数据的传输以及通过联网模块实现数据的上传，通过蓝牙模块与用户的手机实现任务的查看、申请、管理以及设备状态的查看与管理；通过网络从服务器中获取任务信息，自动与电子标签设备完成设备身份认证以及组网，采集数据发送给电子标签设备并接收任务结束所返回的hash摘要上传至服务器中；
所述电子标签设备和所述电子标签管理设备在区块链服务器中注册，并预先安装设备证书、设备的公私钥对以及服务器的公钥；
电子标签管理设备从服务器中获取电子标签设备的MAC地址以及电子标签设备上一段任务数据的hash值；
电子标签管理设备向电子标签设备发送认证请求，电子标签设备生成随机数R1并用自己的私钥加密，将加密后的随机数与证书一同发送给电子标签管理设备；
电子标签管理设备生成随机数R2并用自己的私钥加密，将电子标签发送的内容和加密后的随机数以及证书上传至服务器；
服务器验证证书，并通过电子标签设备和电子标签管理设备的公钥解密获得随机数R1、R2，使用服务器公钥加密随机数R1、随机数R2以及电子标签设备上一段任务的数据hash值，并发送给电子标签管理设备；
电子标签管理设备验证签名，并将数据发送给电子标签设备；
电子标签设备验证签名，并判断上一段任务的数据hash值是否匹配，认证成功则加入网络。
2.一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储系统，包括权利要求1所述的基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，其特征在于，还包括区块链网络以及数据库；
区块链网络，用于上链电子标签管理设备上传的任务数据hash值以及涉及产业方内部信息的数据；还用于电子标签设备和电子标签管理设备身份认证、密钥管理以及任务分发；
一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及区块链、物联网和物流领域，特别是指一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备和系统。
背景技术
[0002] 随着国家经济实力的增强，人们的生活质量也得到不断提高同时，人们也开始注重对产品质量的监控，尤其是对食品、生鲜、药品等产品的运输与存储环境以及可追溯性。近年来，国家有关部门和各地政府也开始重视冷链行业的发展，在国内疫情得到有效的控制时，出现了多起由于冷链物流造成的外来病毒感染事件，使得对冷链物流的发展以及物流的可追溯性更是产生了高度的关注。
[0003] 目前，物流行业整体缺乏协同，物流信息共享、开放不够，“信息孤岛”现象突出，物流仓储行业在服务方面也还存在着散、弱的现象。同时，物流企业之间、不同地区之间、不同仓库之间、不同运输方式之间缺乏有效的衔接和互通，全国物流尚未形成统一的体系。产品从出厂、运输及仓储各个环节中数据存储不透明、数据缺乏安全性且共享难度大，导致产品溯源不完整难度大。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，以解决现有技术中存在的数据存储和共享的弊端，能够对产品从出厂、运输到仓储过程中数据的采集、存储以及上传，便于产品数据完整的追溯和共享。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，其特征在于，包括电子标签设备、电子标签管理设备；
[0007] 所述电子标签设备包括传感器模块、处理器、存储模块、报警模块、第一无线通信模块以及电源模块，所述传感器模块用于采集周围的环境数据，包含温湿度传感器、压力传感器、气体传感器和加速度传感器；所述处理器用于处理数据以及执行操作；所述存储模块用于存储电子标签设备接收到的数据；所述报警模块包括声光报警用于提示设备当前状态，报警情况包括设备当前的组网状态、网络状态、运输仓储环境异常、信息存储状态、电量状态；所述第一无线通信模块用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输；所述的电源模块用于给电子标签设备提供电量；
[0008] 所述电子标签管理设备包括采集模块，第一无线通信模块，联网模块、定位模块、蓝牙模块；所述采集模块用于采集产品信息、运输信息和仓储信息，所述第一无线通信模块用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输，所述联网模块用于接收服务器发送的数据以及上传数据至服务器；所述的定位模块用于对电子标签管理设备位置信息的采集；所述蓝牙模块用于与用户的手机、平板设备连接实现人机交互；
[0009] 电子标签设备和电子标签管理设备的工作步骤包括：
[0010] 所述的电子标签设备与电子标签管理设备通过设备身份认证组成网络，通过无线通信模块接收电子标签管理设备发送的产品信息、运输信息和仓储信息，并在每个出厂、运输或仓储环节接收信息任务完成后，自动完成货品的分拣，并对接收的产品信息、运输信息和仓储信息进行提取hash摘要发送给电子标签管理设备，由电子标签管理设备上传至服务器，并将hash摘要作为下一段任务数据的开头；当完成运输、仓储其中一个环节后，自动退出与所述电子标签管理设备组成的网络，当需要进行下一个环节的运输或仓储，自动与下一环节的所述的电子标签管理进行设备身份认证并组成网络，同时通过所述的报警模块提醒工作人员搬运货物。
[0011] 所述的电子标签管理设备实现对电子标签设备的管理，通过采集模块实现数据的采集、通过第二无线通信模块实现数据的传输以及通过联网模块实现数据的上传，通过蓝牙模块与用户的手机实现任务的查看、申请、管理以及设备状态的查看与管理；通过网络从服务器中获取任务信息，自动与电子标签设备完成设备身份认证以及组网，采集数据发送给电子标签设备并接收任务结束所返回的hash摘要上传至服务器中。
[0012] 具体地，所述设备身份认证具体执行包括以下步骤：
[0013] 所述电子标签设备和所述电子标签管理设备在区块链服务器中注册，并预先安装设备证书、设备的公私钥对以及服务器的公钥；
[0014] 电子标签管理设备从服务器中获取电子标签设备的MAC地址以及电子标签设备上一段任务数据的hash值；
[0015] 电子标签管理设备向电子标签设备发送认证请求，电子标签设备生成随机数R1并用自己的私钥加密，将加密后的随机数与证书一同发送给电子标签管理设备；
[0016] 电子标签管理设备生成随机数R2并用自己的私钥加密，将电子标签发送的内容和加密后的随机数以及证书上传至服务器；
[0017] 服务器验证证书，并通过电子标签设备和电子标签管理设备的公钥解密获得随机数R1、R2，使用服务器公钥加密随机数R1、随机数R2以及电子标签设备上一段任务的数据hash值，并发送给电子标签管理设备；
[0018] 电子标签管理设备验证签名，并将数据发送给电子标签设备；
[0019] 电子标签设备验证签名，并判断上一段任务的数据hash值是否匹配，认证成功则加入网络；
[0020] 本发明实施例另一方面提供一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储系统，包括所述的基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，还包括区块链网络以及数据库；
[0021] 区块链网络，用于上链电子标签管理设备上传的任务数据hash值以及涉及产业方内部信息的数据；还用于电子标签设备和电子标签管理设备身份认证、密钥管理以及任务分发；
[0022] 数据库，用于存储电子标签设备内存储模块内的数据。
[0023] 由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0024] (1)本发明利用提前在区块链服务器中注册设备信息并给予颁发证书以及密钥，由区块链服务器向电子标签管理设备任务信息及相关设备的信息，将货物分拣、设备认证和设备组网自动化，提高物流的工作效率和设备连接的安全性。
[0025] (2)本发明利用区块链和分布式存储保证数据的安全性，每段出厂、运输以及仓储的任务信息同时由不同的电子标签设备保存，并将任务信息进行hash 算法获得其hash摘要作为下端任务开头同时上传至区块链服务器中，利用区块链的特性保存任务的hash值以及任务中非公开性的数据，有效防范数据造假、篡改等行为，并提高数据的关联性、共享性。
[0026] (3)本发明利用电子标签设备记录产品从出厂、转运及仓储的全过程，并通过任务信息的hash值相连接，保证了产品追溯数据的完整性、安全性以及可靠性。
附图说明
[0027] 图1为本发明实施例提供的一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备的架构图；
[0028] 图2为本发明实施例提供的设备身份认证的流程图；
[0029] 图3为本发明实施例提供的一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储系统的架构图。
[0030] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
[0031] 本发明所述的一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储系统，基于物联网和联盟链区块链组成。本发明中，将运输企业、仓储企业以及产品厂家作为物流参与方加入到区块链网络中，组成由上述各参与方参与的联盟区块链网络；利用物联网采集每个出厂、运输和仓储环节中的数据，并对数据进行处理、存储以及上传，将公开数据储存在数据库中，将非公开数据上链至区块链网络中，提高了产品生命周期各个环节信息追溯的安全性、唯一性、完整性与透明性。
[0032] 如图1，本发明实施例提供一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，包括电子标签设备10、电子标签管理设备20；
[0033] 所述电子标签设备包括传感器模块101、处理器102、存储模块103、报警模块104、第一无线通信模块105以及电源模块106，所述传感器模块101用于采集周围的环境数据，包含温湿度传感器、压力传感器、气体传感器和加速度传感器；所述处理器102用于处理数据以及执行操作；所述存储模块103用于存储电子标签设备接收到的数据；所述报警模块104包括声光报警用于提示设备当前状态，报警情况104包括设备当前的组网状态、网络状态、运输仓储环境异常、信息存储状态、电量状态；所述第一无线通信模块105用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输；所述的电源模块106用于给电子标签设备提供电量；
[0034] 所述电子标签管理设备20包括采集模块201，第一无线通信模块202，联网模块203、定位模块204、蓝牙模块205；所述采集模块201用于采集产品信息、运输信息和仓储信息，所述第一无线通信模块202用于电子标签设备和电子标签管理设备之间的数据传输，所述联网模块203用于接收服务器发送的数据以及上传数据至服务器；所述的定位模块204用于对电子标签管理设备位置信息的采集；所述蓝牙模块205用于与用户的手机、平板设备连接实现人机交互；
[0035] 电子标签设备10和电子标签管理设备20的工作步骤包括：
[0036] 所述的电子标签设备与电子标签管理设备通过设备身份认证组成网络，通过无线通信模块接收电子标签管理设备发送的产品信息、运输信息和仓储信息，并在每个出厂、运输或仓储环节接收信息任务完成后，自动完成货品的分拣，并对接收的产品信息、运输信息和仓储信息进行提取hash摘要发送给电子标签管理设备，由电子标签管理设备上传至服务器，并将hash摘要作为下一段任务数据的开头；当完成运输、仓储其中一个环节后，自动退出与所述电子标签管理设备组成的网络，当需要进行下一个环节的运输或仓储，自动与下一环节的所述的电子标签管理进行设备身份认证并组成网络，同时通过所述的报警模块提醒工作人员搬运货物。
[0037] 所述的电子标签管理设备实现对电子标签设备的管理，通过采集模块实现数据的采集、通过第二无线通信模块实现数据的传输以及通过联网模块实现数据的上传，通过蓝牙模块与用户的手机实现任务的查看、申请、管理以及设备状态的查看与管理；通过网络从服务器中获取任务信息，自动与电子标签设备完成设备身份认证以及组网，采集数据发送给电子标签设备并接收任务结束所返回的hash摘要上传至服务器中。
[0038] 如图2，设备身份认证具体执行包括以下步骤：
[0039] S301：所述电子标签设备和所述电子标签管理设备在区块链服务器中注册，并预先安装设备证书、设备的公私钥对以及服务器的公钥；
[0040] S302：电子标签管理设备从服务器中获取电子标签设备的MAC地址以及电子标签设备上一段任务数据的hash值；
[0041] S303：电子标签管理设备向电子标签设备发送认证请求，电子标签设备生成随机数R1并用自己的私钥加密，将加密后的随机数与证书一同发送给电子标签管理设备；
[0042] S304：电子标签管理设备生成随机数R2并用自己的私钥加密，将电子标签发送的内容加密后的随机数以及证书上传至服务器；
[0043] S305：服务器验证证书，并通过电子标签设备和电子标签管理设备的公钥解密获得随机数R1、R2，使用服务器公钥加密随机数R1、随机数R2以及电子标签设备上一段任务的数据hash值，并发送给电子标签管理设备；
[0044] S306：电子标签管理设备验证签名，并将数据发送给电子标签设备；
[0045] S307：电子标签设备验证签名，并判断上一段任务的数据hash值是否匹配，认证成功则加入网络；
[0046] 如图3，本发明实施例还提供一种基于区块链和物联网的物流信息分布式存储系统，包括 基于区块链和物联网的物流信息分布式存储设备，还包括区块链网络30以及数据库40；
[0047] 区块链网络30，用于上链电子标签管理设备上传的任务数据hash值以及涉及产业方内部信息的数据；还用于电子标签设备和电子标签管理设备身份认证、密钥管理以及任务分发；
[0048] 主要涉及工厂、物流企业、仓储企业业务角色，三方作为上下游企业都是利益相关方，需要实现可信的数据共享、数据的可追溯防篡改。为保护商业机密实现数据隔离权限管理，区块链采用Fabric的联盟链以及多链多通道机制，为不同的商业合作过程创建一个通道，每个通道内只包含此次物流过程涉及的组织。本方案的区块链模块用于设备的注册、安全认证、任务管理以及对商业活动的非公开数据和任务数据的hash摘要上链，实现数据的安全性、透明性、唯一性与完整性；
[0049] 数据库40，用于存储电子标签设备内存储模块内的数据；用于存储每段任务的数据，使用任务数据的hash摘要对数据的寻址，便于产品公开数据的完整、唯一的追溯，其中公开数据包括出厂信息、运输仓储环节数据。
[0050] 本发明利用提前在区块链服务器中注册设备信息并给予颁发证书以及密钥，由区块链服务器向电子标签管理设备任务信息及相关设备的信息，将货物分拣、设备认证和设备组网自动化，提高物流的工作效率和设备连接的安全性。
[0051] (2)本发明利用区块链和分布式存储保证数据的安全性，每段出厂、运输以及仓储的任务信息同时由不同的电子标签设备保存，并将任务信息进行hash 算法获得其hash摘要作为下端任务开头同时上传至区块链服务器中，利用区块链的特性保存任务的hash值以及任务中非公开性的数据，有效防范数据造假、篡改等行为，并提高数据的关联性、共享性。
[0052] (3)本发明利用电子标签设备记录产品从出厂、转运及仓储的全过程，并通过任务信息的hash值相连接，保证了产品追溯数据的完整性、安全性以及可靠性。
[0053] 上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
