中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (9): 157-164.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0547
所属专题: 农业工程
• 农业信息·科技教育 • 上一篇
收稿日期:
2021-05-24
修回日期:
2021-07-26
出版日期:
2022-03-25
发布日期:
2022-04-02
通讯作者:
孟军
作者简介:
吕星辰,女,1993年出生,湖北襄阳人,博士,研究方向:农业大数据。通信地址:150030 黑龙江省哈尔滨市香坊区长江路600号 东北农业大学工程学院,Tel:19845074193,E-mail: Received:
2021-05-24
Revised:
2021-07-26
Online:
2022-03-25
Published:
2022-04-02
Contact:
MENG Jun
摘要:
随着消费者对农产品质量安全的要求不断提高,快速响应、高效控制、安全保障成为现代农产品安全领域的重要课题。由于传统溯源系统存在原始信息少、信息不透明和可靠性差等问题,消费者对农产品溯源技术并不信任。且各组织之间互不信任,信息断层现象时常发生,出现问题后职责追溯困难,安全管控的效果难以满足社会需求。区块链技术的可追溯性、不可篡改和去中心化等特点,可以很好的解决传统溯源系统的缺陷。区块链作为一项新兴技术,在农产品溯源方面具有巨大的潜力。然而,基于区块链技术的农产品溯源系统的优势、挑战和亟需解决的问题,还没有得到充分探讨。本研究以大米溯源系统为例,提出了基于区块链技术的农产品溯源系统的框架设计。详细介绍了如何通过物联网技术获取大米的供应链数据信息。最后,分析了基于区块链技术的农产品溯源方法的优势和挑战。本研究为研究人员和从业人员提供了基于区块链技术的农产品溯源系统的宝贵信息,并对改善农产品可持续性产生了积极的影响。
中图分类号:
吕星辰, 孟军. 基于区块链的农产品溯源:优势与挑战[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 157-164.
LV Xingchen, MENG Jun. Blockchain-Based Agricultural Traceability: Advantages and Challenges[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(9): 157-164.
用户节点 | 追溯信息 | 节点功能 |
---|---|---|
农户 | 种植环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
生产/加工企业 | 加工环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
物流公司 | 物流环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
零售商 | 销售环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
消费者 | 所有环节基础信息 | 查询 |
检测机构 | 所有环节详细信息 | 查询 |
监管部门 | 所有环节详细信息 | 查询 |
用户节点 | 追溯信息 | 节点功能 |
---|---|---|
农户 | 种植环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
生产/加工企业 | 加工环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
物流公司 | 物流环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
零售商 | 销售环节详细信息、其他环节基础信息 | 查询、录入、确认 |
消费者 | 所有环节基础信息 | 查询 |
检测机构 | 所有环节详细信息 | 查询 |
监管部门 | 所有环节详细信息 | 查询 |
[1] | 艾金龙, 冯晖, 王欢. 智慧农业背景下农产品质量溯源的社会机制[J]. 乡技, 2019(36):8-11. |
[2] | BEHNKE K, JANSSEN M F W H A. Boundary conditions for traceability in food supply chains using blockchain technology[J]. International journal of information management, 2020(52):101969. |
[3] |
LIU H, KERR W A, HOBBS J. E. A review of Chinese food safety strategies implemented after several food safety incidents involving export of Chinese aquatic products[J]. British food journal, 2012, 114(3):372-386.
doi: 10.1108/00070701211213474 URL |
[4] |
RESENDE-FILHO M A, HURLEY T M. Information asymmetry and traceability incentives for food safety[J]. International journal of production economics, 2012, 139(2),596-603.
doi: 10.1016/j.ijpe.2012.05.034 URL |
[5] | 杨彦. 基于RFID和二维码技术的农产品溯源商务平台建设的探讨[J]. 浙江农业科学, 2013(9):1218-1222. |
[6] | 赵训铭, 刘建华. 射频识别(RFID)技术在食品溯源中的应用研究进展[J]. 食品与机械, 2019, 35(2):212-216. |
[7] | 王祖良, 郭建新, 张婷, 等. 农产品质量溯源RFID标签批量识别[J]. 农业工程学报, 2020, 36(10):150-157. |
[8] | 宋泽. 基于分层视图的WSN溯源压缩算法的研究[D]. 镇江:江苏大学, 2017. |
[9] | 袁浩浩, 蒋联源, 张联盟. 基WSN的冷链物流监控溯源系统[J]. 物流技术, 2014, 33(11):369-371,378. |
[10] | VELIS C A, BRUNNER P H. Recycling and resource efficiency: it is time for a change from quantity to quality[J]. Waste management & research, 2013, 36(6),539-540. |
[11] | IMERI A, KHADRAOUI D The security and traceability of shared information in the process of transportation of dangerous goods[J]. In: 2018 9th IFIP International Conference on New Technologies, Mobility and Security (NTMS), 2018:1-5. |
[12] | 徐苗苗, 孙小越, 吕尧, 等. 基于5G-IoT和区块链的农产品供应链溯源平台研究[J]. 网络空间安全, 2020, 11(11):91-97. |
[13] |
HABER S, STORNETTA WS. How to time-stamp a digital document[J]. Journal of Cryptology, 1991, 3(2):99-111.
doi: 10.1007/BF00196791 URL |
[14] | NAKAMOTO S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system[EB/OL]. Available: http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf. 2008. |
[15] | 杨保华, 陈昌. 区块链原理、设计与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2017:9-10. |
[16] | 邵奇峰, 金澈清, 张召, 等. 区块链技术:架构及进展[J]. 计算机学报, 2017, 40(11):1-21. |
[17] | 何蒲, 于戈, 张岩峰, 等. 区块链技术与应用前瞻综述[J]. 计算机科学, 2017, 44(4):1-7. |
[18] | 黄征, 李祥学, 来学嘉, 等. 区块链技术及应用[J]. 信息安全研究, 2017, 3(3):237-245. |
[19] | 邓爱民, 李云凤. 基于区块链的供应链“智能保理”业务模式及博弈分析[J]. 管理评论, 2019, 31(9):231-240. |
[20] | SARANTI P G, CHONDROGIANNI D, KARATZAS S. Autonomous vehicles and blockchain technology are shaping the future of transportation[J]. Advances in intelligent systems and computing. skiathos: ieee, 2018:797-803. |
[21] | AZARIA A, EKBLAW A, VIEIRA T, et al. MedRec: Using blockchain for medical data access and permission management[J]. Open and big data international conference, ieee, 2016:25-30. |
[22] | 曹洋, 苏振民, 李娜. 基于区块链的建筑供应链信息共享管理系统架构研究[J]. 建筑经济, 2019, 40(5):69-74. |
[23] | 陈玥婧, 周爱莲, 谢能付, 等. 基于区块链和物联网的农产品质量安全追溯系统[J]. 农业大数据学报, 2020, 2(3):61-67. |
[24] | 刘福涛, 李悦. 农产品质量安全溯源系统建设现状与建议[J]. 辽宁农业职业技术学院学报, 2020, 22(5):14-15. |
[25] | 史亮. 基于区块链+物联网的果蔬农产品供应链追溯体系研究[D]. 泰安:山东农业大学, 2020. |
[26] |
KSHETRI N. 1 Blockchain’s roles in meeting key supply chain management objectives[J]. International journal of information management, 2018, 39:80-89.
doi: 10.1016/j.ijinfomgt.2017.12.005 URL |
[27] |
BADIA-MELIS R, MISHRA P, RUIZ-GARCÍA L. Food traceability: new trends and recent advances. a review[J]. Food control, 2015, 57:393-401.
doi: 10.1016/j.foodcont.2015.05.005 URL |
[28] | CONOSCENTI M, VETRO A, DE MARTIN J C. Blockchain for the Internet of Things: a systematic literature review[J]. In: 2016 IEEE/ACS 13th International Conference of Computer Systems and Applications (AICCSA). IEEE, 2016(1-6). |
[29] | PUTHAL D, MALIK N, MOHANTY S P, et al. The blockchain as a decentralized security framework[J]. IEEE consumer electronics magazine, 2018, 7(2):18-21. |
[30] |
FENG H, WANG X, DUAN Y, et al. Applying blockchain technology to improve agri-food traceability: A review of development methods, benefits and challenges[J]. Journal of cleaner production, 2020, 260:121031.
doi: 10.1016/j.jclepro.2020.121031 URL |
[31] | T TIAN, F. An agri-food supply chain traceability system for China based on RFID & blockchain technology[J]. In: 2016 13th International Conference on Service Systems and Service Management (ICSSSM). IEEE, 2016:1-6. |
[32] |
CERF O, DONNAT E. Application of hazard analysis-critical control point (HACCP) principles to primary production: What is feasible and desirable[J]. Food control, 2011, 22(12):1839-1843.
doi: 10.1016/j.foodcont.2011.04.023 URL |
[33] |
SHI C, QIAN J, HAN S, et al. Developing a machine vision system for simultaneous prediction of freshness indicators based on tilapia (Oreochromisniloticus) pupil and gill color during storage at 4°C[J]. Food chemistry, 2018, 243:134-140.
doi: 10.1016/j.foodchem.2017.09.047 URL |
[34] | 钱建平, 吴文斌, 杨鹏. 新一代信息技术对农产品追溯系统智能化影响的综述[J]. 农业工程学报, 2020, 36(5):182-191. |
[35] |
YIANNAS F. A new era of food transparency powered by blockchain[J]. Innovations: technology, governance, globalization, 2018, 12(1-2):46-56.
doi: 10.1162/inov_a_00266 URL |
[36] | JABBOUR CJC, DE SOUSA JABBOUR ABL, SARKIS J, et al. Unlocking the circular economy through new business models based on large-scale data: an integrative framework and research agenda[J]. Technological forecasting & social change, 2017:546-552. |
[37] | MACARTHUR E, ZUMWINKEL K, STUCHTEY M. Growth within: a circular economy vision for a competitive Europe[C]. Brussels: ellen macarthur foundation, 2015. |
[38] | KALMYKOVA Y, SADAGOPAN M, ROSADO L. Circular economy-from review of theories and practices to development of implementation tools[J]. Resources, conservation & recycling, 2018:190-201. |
[39] | PAN X, PAN X, SONG M, AI B, et al. Blockchain technology and enterprise operational capabilities: an empirical test[J]. International Journal of Information Management, 2019: 52. |
[40] | DUBEY R, GUNASEKARAN A, CHILDE SJ, et al. Empirical investigation of data analytics capability and organizational flexibility as complements to supply Chain resilience[J]. International journal of production research, 2019:1-19. |
[41] | 任守纲, 何自明, 周正己, 等. 基于CSBFT区块链的农作物全产业链信息溯源平台设计[J]. 农业工程学报, 2020, 36(3):279-286. |
[42] | EYAL I, GENCER A, E, SIRER E G. et al. Bitcoin-ng: a scalable blockchain protocol[A]. Proceedings of the 13th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation, 2016:45-59. |
[43] | 赵磊, 石佳. 依法治链:区块链的技术应用与法律监管[J]. 法律适用, 2020(3):33-49. |
[44] | 郭才, 李续然, 陈炎华, 等. 区块链技术在物联网中的应用概述[J]. 物联网学报, 2021, 5(01):72-89. |
[45] |
WANG P, GAO R X, FAN Z Y. Cloud computing for cloud manufacturing: benefits and limitations[J]. Journal of manufacturing science and engineering, 2015, 137(4):040901.
doi: 10.1115/1.4030209 URL |
[1] | 武雅娟, 苏本营, 李晶, 高同雨. 基于区块链技术的特色农产品质量供应链设计研究:以“门头沟京白梨”为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(33): 152-157. |
[2] | 张慧敏, 鲍广灵, 周晓天, 高琳琳, 胡宏祥, 马友华. 严格管控类耕地特定农作物重金属安全性评估[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 52-58. |
[3] | 钟存, 魏鹏, 张海静. “气候好”农产品贵德软梨评价指标研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(23): 88-94. |
[4] | 张耿苗, 赵钰杰. 诸暨市不同作物对土壤镉铅吸收的研究:富集系数和安全阈值[J]. 中国农学通报, 2022, 38(18): 100-106. |
[5] | 郑广智, 张珊, 郭海涛, 仕文凤, 陆启升, 王魏. 物联网和PLC技术在鱼菜共生系统中的应用[J]. 中国农学通报, 2021, 37(30): 133-138. |
[6] | 田耿智. 基地蔬菜水果中农药残留暴露风险和预警风险评估[J]. 中国农学通报, 2021, 37(27): 112-116. |
[7] | 郭思依, 孙明娜, 董旭, 褚玥, 童舟, 王梅, 高同春, 段劲生. 免疫分析技术在农药残留快速检测中的应用及研究进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(23): 106-112. |
[8] | 欧非凡, 张超群. 农业信息处理技术研究与应用进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(20): 113-118. |
[9] | 钟德福, 艾红, 张良国, 陈胜军. 区块链技术及其在农产品质量安全追溯应用的研究进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(19): 143-150. |
[10] | 王婷婷, 胡建东. SPR生物传感技术在农产品安全检测中的应用[J]. 中国农学通报, 2020, 36(6): 93-99. |
[11] | 汪汇涓, 周爱莲, 梁晓贺, 谢能付, 李小雨, 吴赛赛. 区块链技术在农产品溯源领域的应用研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(36): 158-164. |
[12] | 虞轶俊, 马军伟, 陆若辉, 邬奇峰, 朱伟锋, 孔海民, 王峰. 有机肥对土壤特性及农产品产量和品质影响研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(35): 64-71. |
[13] | 胡亮, 曹艳, 唐江云, 刘永波, 雷波. 基于物联网的玉米病害环境监测系统研究与实现[J]. 中国农学通报, 2020, 36(22): 154-164. |
[14] | 安学武. 应用STM32系统设计基于物联网的农业小气候观测传感器[J]. 中国农学通报, 2020, 36(16): 143-148. |
[15] | 胡圣英, 任红波, 张军, 孟利. 大米产地溯源方法研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(14): 148-155. |
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