一种基于区块链的种植业农产品溯源系统

摘要

本发明涉及一种基于区块链的种植业农产品溯源系统，本发明有效解决了由于流水线上农产品包装箱摆放状态不同造成扫描不到溯源码的问题，常规流水线只能扫描溯源码处于包装箱顶部的物品，如果溯源码处于包装箱侧面或底面时不便于对其进行扫描，且重新摆放会影响后续农产品输送，从而影响流水线溯源扫码效率问题；解决的技术方案包括：该基于区块链的种植业农产品溯源系统通过升降旋转机构将农产品包装箱顶起旋转，使第一扫码摄像头对包装箱的四个侧面进行扫描，旋转夹紧机构能将包装箱夹紧并旋转，使包装箱底面朝上，从而通过第二扫码结构对包装箱底面扫描，最终实现对农产品包装箱各个面均进行扫描，保证对流水线上所有农产品信息均进行溯源和记录。

说明书

技术领域

本发明涉及农产品溯源技术领域，尤其涉及一种基于区块链的种植业农产品溯源系统。

背景技术

区块链是由不同区块组成的链式数据结构，具有不易篡改、去中心化、可追溯、多方共同维护和无法造假等特点，可以有效解决溯源上下游数据在传递过程中的信任问题，区块是由区块头和区块体两部分组成，区块头是由上一区块哈希值、版本号、Merkle根和时间戳组成，可以实现链上数据的可信追溯，在链上修改任何一个区块的数据将会导致本区块的哈希值无效，从而引起断链，需要消耗很大算力重新计算本区块和所有后续区块的哈希值；Merkle根可以快速验证交易数据的篡改，这两种机制保障了区块数据一经验证写入便不易更改，区块体包含了经过验证的所有追溯信息。

当前我国种植业农产品质量安全问题仍然十分严峻，主要有：化肥的大量低效使用，导致生态环境被破坏，土壤板结；农药的不规范使用，导致水土及农产品中药物残留超标；土壤重金属污染比较严重，造成农产品有害成分超标等，为了使消费者重拾对农产品质量安全的信心，溯源系统的研究成为热点，而传统溯源系统存在数据易篡改、溯源档案不真实等问题，区块链技术在溯源系统中的应用能有效解决这一问题。

尤其对于种植业农产品而言，具有参与主体节点多、产业链长、涉及范围广、数据量大且多源异构等特征，因此可以采用区块链技术对种植业农产品各环节信息进行整合，在对种植业农产品进行下一环节操作时需要扫描对应的溯源码信息并将后续相应的信息节点上传至区块链，但是在对农产品扫码时，流水线上农产品的包装箱可能摆放状态不同，如果溯源码处于包装箱侧面和底面时不便于对其进行扫描，且重新摆放会影响后续农产品的输送，从而影响对后续农产品的扫描效率。

鉴于以上我们提供一种基于区块链的种植业农产品溯源系统用于解决以上问题。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种基于区块链的种植业农产品溯源系统，该装置通过升降旋转机构能将农产品包装箱顶起旋转，使第一扫码摄像头对包装箱的四个侧面进行扫描，旋转夹紧机构能将包装箱夹紧并旋转，使包装箱的底面朝上，从而通过第二扫码结构能对包装箱的底面扫描，能对农产品包装箱的各个面均进行扫描，保证对流水线的上所有农产品信息均进行溯源和记录。

一种基于区块链的种植业农产品溯源系统，包括第一传送架，所述第一传送架的表面设置有第一扫码结构，所述第一传送架的一侧设置有推动结构，所述第一传送架的一侧设置有第二传送架，所述第一传送架的一端设置有第三传送架，所述第三传送架的内部设置有升降旋转机构，所述升降旋转机构的一侧设置有U形杆且U形杆的顶端固定连接有第一扫码摄像头，所述升降旋转机构的另一侧设置有升降齿条，所述第三传送架的上表面设置有支撑架，所述支撑架的顶端设置有第二扫码结构，所述支撑架的侧面设置有旋转夹紧机构且旋转夹紧机构与升降齿条传动连接。

优选的，所述第一扫码结构包括固定架和第二扫码摄像头，所述固定架固定连接在第一传送架上表面的一侧，所述第二扫码摄像头卡接在固定架上表面的中部。

优选的，所述推动结构包括支板、推动气缸、推板和第一传感器，支板固定连接在第一传送架的侧面，所述推动气缸固定连接在支板的上表面且输出端固定连接有推板，所述第一传感器设置在支板和固定架的中部且固定连接在第一传送架的上表面。

优选的，所述第一传送架靠近第二传送架的一侧固定连接有斜滑板，所述斜滑板设置在第二传送架上方的一侧。

优选的，所述升降旋转机构包括气动杆、旋转板和驱动电机，所述驱动电机通过螺栓连接在第三传送架的下表面且输出端驱动有气动杆，所述气动杆穿设在第三传送架的内部且顶端固定连接有旋转板，所述升降旋转机构设置在第三传送架的中部。

优选的，所述旋转板的下表面开设有环形槽，所述环形槽内部的两侧均卡接有卡板，其中一个所述卡板与U形杆固定连接，另一个所述卡板与升降齿条固定连接。

优选的，所述第二扫码结构包括第三扫码摄像头和距离传感器，所述第三扫码摄像头卡接在支撑架顶端的中部，所述距离传感器穿设在支撑架的顶端。

优选的，所述旋转夹紧机构包括旋转电机、气缸、夹紧臂和齿条，所述旋转电机固定连接在齿条的顶端且齿条的侧面通过直齿轮与升降齿条传动连接，所述气缸与旋转电机的输出轴固定连接且气缸的两侧均穿设有夹紧臂。

优选的，所述第三传送架的两侧均传动连接有同步传送带，所述旋转板设置在两个同步传送带之间。

上述技术方案有益效果在于：

（1）该基于区块链的种植业农产品溯源系统通过升降旋转机构、第一扫码摄像头、第二扫码结构和旋转夹紧机构的设置，升降旋转机构能将农产品包装箱顶起旋转，使第一扫码摄像头对包装箱的四个侧面进行扫描，旋转夹紧机构能将包装箱夹紧并旋转，使包装箱的底面朝上，从而通过第二扫码结构能对包装箱的底面扫描，能对农产品包装箱的各个面均进行扫描，保证对流水线的上所有农产品信息均进行溯源和记录；

（2）该基于区块链的种植业农产品溯源系统通过第一扫码结构、推动结构和第二传送架的设置，生产线上的农产品会初步经过第一扫码结构，第一扫码结构能对农产品包装箱的上表面进行扫描，扫描成功后的农产品会被推动结构推动至第二传送架上，然后继续向后运输，扫描失败的农产品则输送至第三传送架上，从而继续完成扫码溯源，保证了生产线的快速输送，提高了效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明第三传送架示意图；

图3为本发明旋转板顶起状态示意图；

图4为本发明第三传送架拆分示意图；

图5为本发明升降旋转机构示意图；

图6为本发明旋转板下表面示意图；

图7为本发明旋转夹紧机构示意图；

图8为本发明图7的拆分示意图；

图9为本发明气缸示意图；

图10为本发明夹紧臂拆分示意图；

图11为本发明图1中A处放大示意图；

图12为本发明第一传送架和第二传送架示意图；

图13为本发明图12中B处放大示意图。

图中：1、第一传送架；2、第二传送架；3、第三传送架；4、U形杆；5、第一扫码摄像头；6、升降齿条；7、支撑架；8、固定架；9、第二扫码摄像头；10、支板；11、推动气缸；12、推板；13、第一传感器；14、斜滑板；15、气动杆；16、旋转板；17、驱动电机；18、卡板；19、第三扫码摄像头；20、距离传感器；21、旋转电机；22、气缸；23、夹紧臂；24、齿条；25、滚动轴；26、第二传感器；27、卡块；28、压力传感器。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图13对实施例的详细说明中，可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

本实施例提供一种基于区块链的种植业农产品溯源系统，如附图1-13所示，包括第一传送架1，第一传送架1的表面设置有第一扫码结构，第一扫码结构包括固定架8和第二扫码摄像头9，固定架8固定连接在第一传送架1上表面的一侧，第二扫码摄像头9卡接在固定架8上表面的中部，第一传送架1的一侧设置有推动结构，推动结构包括支板10、推动气缸11、推板12和第一传感器13，第一传感器13与推动气缸11通过电信号的形式相互连接，支板10固定连接在第一传送架1的侧面，推动气缸11固定连接在支板10的上表面且输出端固定连接有推板12，第一传感器13设置在支板10和固定架8的中部且固定连接在第一传送架1的上表面，第一传送架1的一侧设置有第二传送架2，第一传送架1靠近第二传送架2的一侧固定连接有斜滑板14，斜滑板14设置在第二传送架2上方的一侧，生产线的上农产品大都处于正常摆放状态，溯源二维码处于上表面，能直接扫码溯源，不过会有少部分包装箱摆放状态不同，所以不便于对所有的包装箱进行扫码，当农产品输送至第一传送架1上后，第二扫码摄像头9会对下方经过的农产品包装箱上表面进行扫描，如果溯源二维码处于包装箱上表面，则第二扫码摄像头9扫码成功，并将信息反馈至外部控制单元，外部控制单元向推动结构发送运行指令，当扫码成功的包装箱输送至第一传感器13部位后，第一传感器13感应到包装箱，从而使控制单元控制推动气缸11向外推出，此时推板12刚好能将包装箱向第二传送架2一侧推动，并通过斜滑板14移动至第二传送架2上，然后继续向后输送，推动气缸11完成动作后迅速复位，不会影响后续农产品的输送；

第一传送架1的一端设置有第三传送架3，当第二扫码摄像头9没有扫描到溯源二维码时，证明溯源二维码处于包装箱的侧面或者底面，此时第二扫码摄像头9将扫描失败的信息反馈至控制单元，控制单元向推动结构发送静止指令，使第一传感器13感应到包装箱时推动气缸11不动作，让包装箱继续向后输送至第三传送架3，第一传送架1和第二传送架2的表面均套接有传送带，第一传送架1、第二传送架2和第三传送架3侧面的一端均固定连接有电机，电机的型号为YBX3，电机的输出轴穿设在传送带和同步传送带的一端且与其传动连接，电机能带动传送带和同步传送带转动，达到输送农产品的作用，第三传送架3的两侧均传动连接有同步传送带，第三传送架3的顶部卡接有滚动轴25，滚动轴25穿设在两个同步传送带的内部，第三传送架3顶端的中部固定连接有横板，横板穿设在同步传送带的内部，第三传送架3上表面的一侧设置有第二传感器26，第二传感器26能感应到包装箱是否移动到其对应位置，第三传送架3的内部设置有升降旋转机构，升降旋转机构包括气动杆15、旋转板16和驱动电机17，驱动电机17的型号为57HD，驱动电机17通过螺栓连接在第三传送架3的下表面且输出端驱动有气动杆15，气动杆15穿设在第三传送架3的内部且顶端固定连接有旋转板16，旋转板16设置在两个同步传送带之间，旋转板16初始状态下处于横板的中部且与横板高度相同，气动杆15处于收缩状态，旋转板16和横板的高度低于同步传送带上表面的高度，因此不会对上方输送的包装箱有影响，升降旋转机构设置在第三传送架3的中部，旋转板16的下表面开设有环形槽，环形槽内部的两侧均卡接有卡板18，其中一个卡板18与U形杆4固定连接，另一个卡板18与升降齿条6固定连接，U形杆4和升降齿条6均通过卡板18卡接在旋转板16下表面的环形槽内，不会对旋转板16的旋转造成影响，旋转板16旋转也不会带动U形杆4和升降齿条6活动，升降旋转机构的一侧设置有U形杆4且U形杆4的顶端固定连接有第一扫码摄像头5，第三传送架3靠近U形杆4的一侧固定连接有卡环，U形杆4插接在卡环的内部，对U形杆4起到了固定限位的作用，第一扫码摄像头5卡接在支撑架7的侧面且可在支撑架7的侧面上下移动，升降旋转机构的另一侧设置有升降齿条6，第三传送架3的上表面设置有支撑架7，支撑架7的顶端设置有第二扫码结构，第二扫码结构包括第三扫码摄像头19和距离传感器20，第三扫码摄像头19卡接在支撑架7顶端的中部，距离传感器20穿设在支撑架7的顶端，支撑架7的侧面设置有旋转夹紧机构且旋转夹紧机构与升降齿条6传动连接，旋转夹紧机构包括旋转电机21、气缸22、夹紧臂23和齿条24，旋转电机21的型号为130M-05030C5-CH，旋转电机21固定连接在齿条24的顶端且齿条24的侧面通过直齿轮与升降齿条6传动连接，气缸22与旋转电机21的输出轴固定连接且气缸22的两侧均穿设有夹紧臂23，气缸22卡接在支撑架7的侧面且可在支撑架7的侧面上下滑动，推动气缸11、气动杆15和气缸22均通过高压气管与外部的气动设备连通，支撑架7靠近旋转夹紧机构的一侧固定连接有卡块27，卡块27的内部卡接有直齿轮，升降齿条6和齿条24分别穿设在卡块27的两侧，且升降齿条6的顶端和齿条24的底端均与直齿轮啮合，当经过第二扫码摄像头9扫码失败的包装箱输送至第三传送架3上后，同步传送带带动包装箱继续向后移动，第二传感器26与第三传送架3上的电机和驱动电机17以电信号的形式相互连接，当第二传感器26感应到包装箱时，通过反馈回路使控制单元停止同步传送带移动，包装箱正好处于旋转板16上方，然后使气动杆15和驱动电机17同步运行，能使旋转板16将包装箱向上顶起的同时使包装箱旋转，在卡板18的作用下，旋转板16能带动U形杆4和升降齿条6同步向上移动，使第一扫码摄像头5始终对应着旋转板16的上方部位，包装箱在旋转时，第一扫码摄像头5能对包装箱的四个侧面均进行扫描，如果溯源二维码处于包装箱的侧面，则第一扫码摄像头5扫码成功，当扫码成功后，则不需要后续步骤，第一扫码摄像头5能将信息通过反馈回路反馈至控制单元，控制单元控制驱动电机17停止，并将气动杆15复位，重新将包装箱放回同步传送带上，同步传送带开始移动，从而将包装箱继续向后输送；

当包装箱旋转一周仍没有扫码成功后，则证明溯源二维码处于包装箱的底面，此时驱动电机停止运行，由于旋转板16向上顶起时带动升降齿条6向上移动，升降齿条6又通过直齿轮与齿条24传动连接，所以升降齿条6向上移动时会带动齿条24和旋转电机21向下移动，从而使夹紧臂23下落至包装箱两侧，距离传感器20能感应到包装箱与第三扫码摄像头19的距离，防止包装箱顶到第三扫码摄像头19，然后使气缸22运行，将两侧的夹紧臂23相对移动夹紧在包装箱两侧，其中一个夹紧臂23的侧面设置有压力传感器28，能感应到夹紧臂23与包装箱之间的夹紧力度，第一扫码摄像头5、第二扫码摄像头9、第一传感器13、驱动电机17、第三扫码摄像头19、距离传感器20、旋转电机21、第二传感器26和压力传感器28均通过导线与外部电路呈电性连接，当压力传感器28到达指定压力后，证明夹紧臂23将包装箱完全夹紧，然后使气动杆15下落一段距离，旋转夹紧机构会同步向上移动一段距离，接着运行旋转电机21，使旋转电机21带动气缸22旋转180度，能将包装箱的底面转动朝上，然后通过第三扫码摄像头19对包装箱底面上的溯源二维码进行扫描，扫描成功后，重新使气动杆15顶起，升降齿条6能带动旋转夹紧机构向下，将包装箱重新放回旋转板16上，然后控制气缸22松开夹紧臂23，并使气动杆15复位至初始状态，既能对包装箱底面的溯源二维码进行扫描，又能将包装箱调整至溯源二维码处于上表面的状态，便于后续加工，当包装箱落至同步传送带上后，重新运行同步传送带，将扫描成功后的包装箱继续向后运输，对溯源二维码扫描后，可以看到扫码之前的各个生产加工信息，而且能将此次扫码时间和内容上传至服务器，而服务器在区块链系统中被称为节点，它们为整个区块链系统提供存储空间和算力支持，如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事，因此保证了农产品到达消费者手中时能快速准确的查到所有的生产加工信息，提高了农产品质量的可信度。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。