基于区块链的水产品撮合交易模型与系统实现

为缓解水产品线上撮合交易效率低、交易双方隐私信息泄露和商品信息造假安全漏洞多、平台监管成本高等问题,针对水产品撮合交易多属性匹配的特点,提出一种基于区块链的水产品撮合交易模型,将水产品的交易过程转移到区块链上,实现水产品交易的去中心化可信、不可篡改性,并使用改进的蚁群算法对撮合交易模型进行寻优求解,最大化匹配精度和效率。以Hyperledger Fabric为底层架构搭建实验环境,实现原型系统,测试该模型的有效性。结果表明,基于区块链的撮合交易模型可以满足水产品交易双方和交易平台在成本、效率、安全性方面的需求,当2 h内累计提交系统的供需单数量小于1 626时,不超过模型规定的交易匹配时间上限,撮合交易系统可以正常运行,该数据量基本能够满足B2B平台线上交易量的需求。     

基于公证人机制的水产品跨链交易模型研究

随着水产品交易规模的扩大,区块链技术在产品溯源和数据共享方面得到广泛的应用,但不同企业内或同一供应链内的不同环节构建的区块链之间数据无法有效交互和共享,致使信息孤岛问题依然存在。因此提出了基于公证人机制的水产品跨链交易模型,旨在实现水产品不同环节之间的跨链交易,解决单点故障问题,并提升交易效率。同时针对水产品跨链交易业务特点,提出两阶段跨链交易流程,完善交易错误处理机制,从而解决跨链交易过程中的数据一致性、原子性需求,并基于Hyperledger Fabric平台构建系统原型。实验结果表明,在交易量较大的情况下,交易平均成功率高于99%,平均延迟时间为0.21s左右,模型在保证交易安全性的前提下,满足了水产品区块链跨链交易需求。     

基于区块链跨链技术的水产品交易模型研究

为解决现有水产品供应链中各企业环节的区块链间信息孤岛的问题以及实现各企业间的安全交易,提出了基于区块链跨链技术的水产品交易模型。在分析水产品供应链交易业务流程的基础上,针对水产品跨链交易的功能需求,构建基于跨链技术的水产品交易模型;基于此模型设计跨链交易流程及相应的智能合约,实现水产品供应链中企业间的跨链交易;最后,利用Hyperledger Fabric平台实现了水产品跨链交易模型的原型系统。系统性能测试结果表明,平均交易成功率为99%左右,而平均交易延迟为0.2s左右。因此,所提出的水产品跨链交易模型既能够满足现有水产品供应链在区块链链上交易的需求,也保证了跨链交易的可行性。     

基于智能合约的果蔬区块链溯源数据存储方法研究

随着区块链农产品溯源技术的发展,果蔬产品质量安全得到保障。由于我国果蔬产品溯源跨度大、追溯周期长、涉及面广,并且区块链网络数据账本由全网节点共同记账备份,海量溯源数据存储压力大,同时所有数据透明共享,造成供应链溯源数据无法全部上链,引起产品数据上下游溯源企业共享不及时、追溯数据安全性难以得到保障、监管部门无法实时监管全部溯源数据,出现农产品质量安全问题时,责任无法定位、产品难以找到问题源头。基于上述问题,设计基于区块链多链架构的果蔬产品溯源框架,设计溯源数据存储模型,并通过智能合约实现溯源数据分类链上加密存储、链间授权访问、基于授权凭证解密查询,保证果蔬全供应链溯源隐私数据密文上链,减缓区块链存储压力、实现上下游溯源企业隐私数据无孤岛授权共享。基于联盟链Hyperledger Fabric通道技术实现多链溯源系统,经过扩散性测试,由对称加密与椭圆曲线混合加密的“链上加密存证、链间基于授权凭证共享、链上解密查询”智能合约方案,隐私数据密文变化率达95%以上,密钥密文变化率达94%以上,具备较高的安全性和混淆性;经过性能测试,所设计并实现的多链架构溯源系统公开溯源数据查询平均时延为56.9ms,基于授权凭证的隐私溯源数据平均解密查询时延为62.87ms,处理企业节点发起数据上链请求的平均时延为2.16s,能够满足果蔬产品追溯实际的应用需求。     

面向农产品交易流程的多链式区块链应用技术研究

区块链技术由于其分布式存储、交易信息透明、可追溯性强等特点,同中国农产品交易体系具有很好的互补性和适用性,应用前景广阔。然而中国的农产品交易体系又具有产品多样性,交易流程复杂性,用户群体的广泛性、分散性,隐私保护性等特点,为区块链技术在中国的农产品交易信息体系中的应用造成了很多现实困难。针对以上问题,本研究采用联盟链的设计思想,提出了包括农产品交易信息链、用户信息链、农产品信息链的多链式农产品交易信息区块链应用技术。农产品信息链提供农产品的详细信息,并保证信息的可追溯性和不可篡改性。在用户信息链中引入区块链节点准入机制,为农产品交易平台提供实名制凭证登记与管理功能。交易信息链记录所有交易智能合约的处理结果,通过加入通道技术,实现不同交易信息的相互隔离,可满足交易信息和用户数据的隐私保护和交易数据的快速处理。通过智能合约对交易利润进行自动分成,提高执行效率,降低交易成本。最终建立透明、高效、适用性强的农产品交易区块链架构。     

基于区块链的多工序协同制造模型

针对传统多工序制造过程中存在的中心化数据信息存储、工序制造任务协同困难,造成效率低下的问题,提出了基于区块链的多工序协同制造模型,构建了该模型的区块链模型、智能合约以及共识机制。最后,基于Hyperledger Fabric平台搭建协同制造的实验环境,验证了基于区块链的多工序协同制造的有效性,为产品制造的多工序加工过程提供一种新的解决思路与方法。     

基于多链的果蔬全程全息信息管理模型构建与系统化实现

果蔬全供应链既具有业务环节繁杂、数据多源异构、利益角色众多等通用食品供应链特征,又具有风险演变趋势复杂、时效性要求强、存在突发新发风险等特性。为有效解决传统果蔬供应链监管方案存在的监管覆盖面不足、溯源效应周期长、各主体间协同效应差等问题,构建了基于区块链多链的果蔬全程全息信息管理模型,并进行了系统化验收。首先,在果蔬全程全息信息解析的基础上,构建基于多链的果蔬全程全息信息管理模型。然后,提出一种基于区块综合索引指数的果蔬信息快速检索方法,并设计了基于公证链的果蔬信息跨链安全交互机制。其次,基于长安链开源区块链平台设计并开发了果蔬全程全息信息管理原型系统。最后,进行了实验验证和系统案例应用分析。结果表明,本系统公开数据上链平均耗时为589.03ms,隐私数据上链平均耗时为708.59ms,公开数据查询平均耗时为26.87ms,隐私数据查询平均耗时为30.67ms。本文设计的基于多链的果蔬全程全息信息管理模型及系统在满足不同需求用户对于不同权限信息的上链和查询需求的同时,实现了对果蔬全程全息信息的穿透式监管,满足了企业对隐私数据的权限控制与安全共享需求,提高了果蔬信息检索效率,为果蔬全程全息信息管理模型开发提供参考与借鉴。     

基于区块链的种质资源数据安全共享模型

目前,农业领域种质资源数据的共享管理工作大多采用中心化的数据共享模式,存在数据泄露、易篡改等问题。根据区块链技术具备的去中心化、安全可靠、防篡改的特点,提出一种基于区块链的种质资源数据安全共享系统,采用以太坊框架设计基于区块链的种质资源数据安全共享系统模型,针对用户身份数据和种质资源数据提出“IPFS+区块链”的链上链下协同存储模型,使用非对称加密技术确保种质资源数据安全性和用户身份数据隐私性,通过智能合约交互方式给出协同存储模型设计结果,展示模型的合理性。     

基于区块链的三文鱼冷链多链协同监管模型研究

在冷链行业集群式发展的背景下,为解决在三文鱼冷链多链协同过程中由于监管数据持续性与碎片化所带来的跨链签名数据传输且真实性验证效率缓慢的问题,设计了基于区块链的三文鱼冷链多链协同监管模型,该模型包括基于聚合签名算法的数据验证与冷链模式监管的方法,该方法在提升跨链监管数据真实性验证效率的同时保证了三文鱼冷链监管的细粒度与完整性。最后,基于以太坊平台实现了三文鱼冷链多链协同监管模型的原型系统。经系统性能测试,在监管性能方面,多链架构监管性能相较于单链架构平均提高17.98%,且随着区块链交易增多,多链架构监管性能优势将更加明显;在真实性验证效率方面,根据验证时间曲线的趋势线斜率分析,传统验证算法的斜率为57.448,而聚合签名算法的斜率为0.553。这表明随着签名数量的增加,聚合签名算法在验证效率方面具有明显的优势;在通信消耗方面,传统签名算法所需要的签名通信量在理论极限值下最多可达到4875B,而聚合签名算法所需的签名通信量即使在未压缩的情况下也一直保持在96B。测试结果表明,在三文鱼冷链场景中,聚合签名与验证的方法在数据批量传输批量验证的条件下具有良好的效率优势,为可信冷链监管、集群式冷链发展提供借鉴与参考。     

基于创业孵化区块链模型的农机数字化设计系统研究

近年来,为了提高农机产品的研发速度,提高产品的设计质量,农机产品的数字化设计被应用到了产品的研发过程中,并出现了农机数字化工厂.在农机数字化设计过程中,协同区块化分工不仅可提高设计效率,还可以降低设计成本,对提升农机新产品的设计能力具有重要的意义.为此,在农机数字化设计平台上引入了创业孵化区块链模型,并以播种机的区块化...     

基于粒子群优化算法的拖拉机动力匹配优化

带悬挂系统的拖拉机在工作时,要充分考虑拖拉机牵引力能否满足液压悬挂加载装置、牵引装置等作用下产生的耕作阻力要求.本文建立了驱动牵引力数学模型,参考耕作阻力模型,主要考察了驱动轮滑转率、耕作速度、耕作深度等主要因素的影响,利用约束优化问题粒子群优化算法,得出了满足特定使用条件的驱动牵引力,同时确定了耕深、速度、滑转率等参数的对应值,为带悬挂系统拖拉机的动力匹配提供了重要的方法依据.     

基于TiDE-PatchTST模型的柑橘冷藏效率时序预测模型优化

柑橘低温贮藏过程中果实温度波动是引发果品品质安全风险与增加制冷能耗的关键因素,同时果品品质与制冷能耗也是评判柑橘冷藏效率的重要评价指标,实现两者动态预测可为科学预知与精准优化柑橘冷藏效率提供可靠支持。本文提出一种基于PatchTST的柑橘冷藏效率时序预测模型。首先,基于自注意力机制和独立预测方法(Channel independent,CI)构建基础PatchTST模型;其次,通过融合基础PatchTST模型与TiDE模型中的协变量特征提取模块,实现对多元时序数据集中全部序列的特征提取,并有效改进模型预测精度;最后,基于皮尔森相关性分析方法定量分析冷库制冷参数与能耗、柑橘温度的相关性,确定TiDE-PatchTST模型输入参数,并基于5000组实验数据实现多种模型训练与测试,对比验证TiDE-PatchTST模型的准确性与优越性。结果表明,基于TiDE-PatchTST模型的冷库能耗预测值与实验值平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为3.645W·h和10.421W·h,柑橘温度预测值与实验值的MAE和RMSE分别为0.034℃和0.042℃,相比Transformer模型,能耗预测的MAE和RMSE最高分别下降41.43%和39.27%,柑橘温度预测的MAE和RMSE最高分别下降46.03%和28.81%。本研究可为柑橘冷藏过程温度波动与能耗动态感知与优化调控等提供可靠方法支持与参考。     

基于O2O模式的智能农产品销售平台

通过实地考察陕西禾益现代观光农业科技开发有限公司万亩樱桃园的种植栽培、运营、管理和销售模式,提出了构建基于O2O模式的智能农产品销售平台的思路。研究表明,O2O农产品智能销售平台,能够实现线上线下有效结合,优化农产品产业链,扩宽农产品销售渠道,发展地方经济。     

基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法

为缩短复杂液压产品的研发周期和提高系列化产品的开发效率,提出一种基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法。该方法利用粒子群算法寻求产品设计参数的优化和性能指标的约束,将每个仿真程序视作粒子群个体。采用两级加速策略,即CVODE求解器加速和多核CPU加速。以非对称轴向柱塞泵三角槽优化设计为研究对象,通过物理样机试验对CVODE求解器加速方法的准确性进行验证,结果显示,试验与仿真结果吻合度较高。利用粒子群算法对三角槽主要参数进行优化以降低泵输出流量脉动。对比三角槽结构优化前后的流量脉动率,结果显示,在不增加柱塞腔压力的条件下,非对称轴向柱塞泵三角槽优化后的流量脉动相比优化前降低了36%。该方法可脱离专业仿真软件平台,能够独立运行于Windows操作系统,解决液压动态仿真对专业软件依赖的问题,且多进程比多线程编程更容易实现。在8核CPU工作站仿真条件下,与SimulationX平台仿真方法相比,该多核CPU并行方法的仿真效率提高10倍以上,与双核计算机并行运行效率相比提高近5倍。     

基于支持向量机的储粮仓壁动态侧压力预测模型

影响筒仓动态侧压力的影响因素十分复杂,如何全面考虑影响因素,高效、简单地预测筒仓动态侧压力是重要问题。针对此问题,尝试提出了基于支持向量机的预测模型。首先,将影响因素进行归一化处理,将归一化后的数据作为预测模型的输入向量,筒仓动态侧压力作为预测模型的输出向量;其次,以400组PFC模拟数据作为训练样本,运用交叉验证和网格搜索法寻优获得最优支持向量机参数,最终建立基于SVM的筒仓动态侧压力预测模型,并对105组PFC模拟数据进行筒仓动态侧压力预测。结果表明:SVM预测模型的均方误差MSE小于0.0005,相关系数R;大于0.98,模型具有较高的准确率和较好的泛化性能。将模型试验、数值模拟、公式计算与预测数据进行对比分析,结果拟合良好;利用该模型验证筒仓动态侧压力随着相关参数的变化趋势,结果与前人研究结果相一致。该预测模型与传统方法相结合对筒仓动态侧压力进行研究可行性较高,可为筒仓动态侧压力预测、影响因素研究提供一种新的方法。     

基于三维线框模型的类球体农产品体积和表面积测量

为了快速无损测量不规则类球体形状农产品的体积和表面积,提出了基于三维线框模型的图像处理方法。即以Android系统为工作平台,利用Java结合OpenCV函数库,以三维线框模型为理论指导编写包括图像采集、图像分割、体积和表面积计算的应用软件。用3种不同直径的标准球体在6个拍摄距离下进行测量,所获测量值与理论值的误差小于0.3%,表明摄像头自身畸变小,在图像能完整呈现被测物的拍摄距离,被测物轮廓的大小对测量精度的影响在可接受的误差范围之内。用所提方法、排水法和扫描图像处理法对不规则形状的柑橘、苹果、梨各10组进行体积和表面积测量,结果显示3种测量方法的相关系数大于0.98,表明该方法可较精确测量类球体农产品的体积和表面积。