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专利号: 2018103559561
申请人: 柳亚军
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-04-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种野外养殖位置信息存储与验证方法,基于区块链和数字签名,将野外养殖牲畜、电子标签、区块链中不可篡改数据进行一对一的硬链接,通过区块链保障牲畜活动轨迹的可信性,其特征在于:

包括以下步骤:

Step1.基于区块链的位置信息采集装置所有权检查与所有权变更;该装置拥有专门的区块链地址DAddr0记录所有者情况,装置生产厂家公开认证区块链地址AuthAddr,规定装置出厂前所有者为AuthAddr地址所有者,并规定装置所有权转移需在区块链发送一种特定的区块链交易,该交易输入地址为装置原所有者控制地址,交易输出地址为装置新所有者控制地址和DAddr0,并附言装置设备编号DSSID,装置根据DAddr0中交易记录追溯当前装置所有者,并获得装置所有者公钥,基于数字签名验证收到的指令,拒绝非所有者传来的指令;

Step2.区块链数据初始化与基于区块链的位置信息采集装置自检;在装置初始化过程中,标签和装置均生成私密的区块链私钥,并和装置所有者共同形成3-2多重签名地址MultisigAddr作为记录工作用地址,由该地址发交易公开标签和装置区块链公钥,并宣告自检通过;

Step3.基于区块链的位置信息采集装置的安装;在需要进行位置记录野外养殖牲畜耳上打孔,将该装置穿过耳孔并启动;

Step4.基于区块链的位置信息采集装置采集牲畜活动轨迹并上传;到达预设采集周期后,生成一条记录,记录格式包含序号、UTC时间、经度、纬度、高度、当前区块高度BlockHeight、当前区块哈希Blockhash;多条记录通过Merkle树方式组织成一个文件;到达预设存储周期后,将该文件上传云存储,并将该文件Merkle根由标签进行数字签名,由MultisigAddr发起向自身的转账交易,在支付一定的交易手续费后,通过交易附言,将该签名和云存储地址公开;

Step5.验证方对野外养殖牲畜活动轨迹数据的获取与验证;验证方由MultisigAddr获得所有历史交易,从中提取标签公钥,各轨迹文件下载地址和签名,从云存储下载各轨迹文件,并验证签名,验证通过说明文件没有被冒用和篡改,不通过否认该记录;基于区块链逐条记录检查记录中区块高度和区块哈希是否正确,且检查各记录中UTC时间和区块链中对应区块生成时间的匹配性,不通过否认该记录,防止数据时间被向后修改;将各记录按时间排序,检查记录UTC时间的连续性,不连续则否认该记录,防止数据时间向前修改;通过GPRS网络发送签名命令,标签可实时签名,证明装置当前的有效性;全部验证完毕后,该轨迹文件为牲畜的真实轨迹,可通过该轨迹验证牲畜是否是野外养殖;

Step6.基于区块链的位置信息采集装置的回收;牲畜售出时需现场拆下装置,装置所有者发起装置回收操作,由装置所有者和装置共同签名,提走MultisigAddr中区块链代币,并删除MultisigAddr私钥,该装置在更换电子标签后装置可回收再利用;装置内的电子标签在拆卸后自毁,防止装备所有者将野外放养牲畜的位置信息采集装置置换到普通圈养牲畜上。

2.根据权利要求1所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:在Step1-6中,所述基于区块链的位置信息采集装置包括罩体(1),控制模块(2),多向动能发电模块(3),电源模块(4),散热片(5),太阳能接收板(6),密封塞(7),固定螺栓(8),光电转换器(9),太阳能输入接头Ⅰ(10),防水密封垫Ⅰ(11-1),收缩膜(62);其中罩体(1)安装在散热片(5)上部;太阳能接收板(6)安装在罩体(1)表面;罩体(1)顶部表面有一凹陷,凹陷内部安装有穿过罩体(1)顶部的固定螺栓(8),固定螺栓(8)穿过散热片(5);凹陷顶部安装有密封塞(7);光电转换器(9)安装在罩体(1)内侧顶部,太阳能输入接头Ⅰ(10)与光电转换器(9)连接;防水密封垫Ⅰ(11-1)安装在罩体(1)边缘底部;散热片(5)下部与控制模块(2)相连;控制模块(2)下方安装有圆柱形的多向动能发电模块(3);电源模块(4)可套在多向动能发电模块(3)上结合为一体;收缩膜(62)受热后将电源模块(4)与多向动能发电模块(3)接合处密封。

3.根据权利要求2所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:所述控制模块(2)包括防腐蚀外壳(12),防水密封垫Ⅱ(11-2),控制电路板(13),固定底板(14),散热片固定螺丝(15),控制电路板固定螺丝(16),内嵌式开关(63),RFID读写器(69),电子标签(70);其中散热片(5)利用散热片固定螺丝(15)安装在防腐蚀外壳(12)上,防腐蚀外壳(12)顶部边缘处安装有防水密封垫Ⅱ(11-2);控制电路板(13)安装在防腐蚀外壳(12)内侧中部,其下方安装有固定底板(14);若干散热片固定螺丝(15)将控制电路板(13)固定在固定底板(14)上;内嵌式开关(63)安装在控制模块(2)底部,穿过固定底板(14)与控制电路板(13)相连;RFID读写器(69)安装在固定底板(14)上,电子标签(70)插入在RFID读写器(69)中,RFID读写器(69)与控制电路板(13)相连。

4.根据权利要求3所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:所述控制电路板(13)包括电路板Ⅰ(17),STM32单片机(18),北斗定位芯片(19),进线口Ⅰ(20),太阳能输入接口Ⅰ(21),电源与控制排线(22),电源与控制接口Ⅰ(23),电池槽(66),纽扣电池(67),通讯芯片(68);其中STM32单片机(18)安装在电路板Ⅰ(17)的下方,北斗定位芯片(19)位于STM32单片机(18)右侧;电路板Ⅰ(17)中部开有小孔,使罩体(1)顶部的固定螺栓(8)穿过;进线口Ⅰ(20)位于电路板Ⅰ(17)上部,太阳能输入接口Ⅰ(21)和电源与控制排线(22)放置在进线口Ⅰ(20)中;太阳能输入接口Ⅰ(21)与罩体(1)中的太阳能输入接头Ⅰ(10)相连;电源与控制接口Ⅰ(23)安装在电路板Ⅰ(17)上,并与电源与控制排线(22)相连;STM32单片机(18)与北斗定位芯片(19)、电源与控制接口Ⅰ(23)以及控制模块(2)中的内嵌式开关(63)相连;

电池槽(66)位于STM32单片机(18)左上方,电池槽(66)中安装有纽扣电池(67),电池槽(66)与STM32单片机(18)和北斗定位芯片(19)连接;通讯芯片(68)安装在STM32单片机(18)左侧,并与STM32单片机(18)相连。

5.根据权利要求2所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:所述多向动能发电模块(3)包括壳体(24),垂直线圈柱(25-1),弧形线圈柱(25-2),隔板(26),永磁球体(27),线管Ⅰ(28),线管Ⅱ(29),太阳能输入接口Ⅱ(30),动能输入接口(31),电源与控制接口Ⅱ(32),固定槽(33),固定内衬(34),球形卡扣(35),触点开关(64);其中壳体(24)为圆柱形中空柱并与控制模块(2)相连,壳体(24)中部安装有垂直走向垂直线圈柱(25-1),垂直线圈柱(25-1)顶部和底部安装有隔板(26),若干弧形线圈柱(25-2)围绕垂直线圈柱(25-

1)对称安装;垂直线圈柱(25-1)与弧形线圈柱(25-2)均有一可活动的永磁球体(27);线管Ⅰ(28)安装在壳体(24)内部一侧并穿过控制模块(2)中的固定底板(14),与控制电路板(13)的进线口Ⅰ(20)相连;线管Ⅱ(29)安装在上下隔板(26)左侧并从上部隔板中穿过,与线管Ⅰ(28)相连,垂直线圈柱(25-1)和弧形线圈柱(25-2)的电流输出线路通过线管Ⅱ(29)进入线管Ⅰ(28)中,并从线管Ⅰ(28)下部伸出与动能输入接口(31)相连;太阳能输入接口Ⅰ(21)连接的电流输出线路和电源与控制排线(22)进入线管Ⅰ(28)中,并从线管Ⅰ(28)下部伸出分别与太阳能输入接口Ⅱ(30)、电源与控制接口Ⅱ(32)相连;壳体(24)外部表面开有若干固定槽(33);固定槽(33)槽中安装有固定内衬(34);触点开关(64)安装在固定槽(33)下方,与控制模块(2)中的内嵌式开关(63)串联在同一电路中;位于触点开关(64)下方,与固定槽(33)在同一直线方向上安装有具有弹性的球形卡扣(35)。

6.根据权利要求2所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:所述电源模块(4)包括密封套(36),电池仓(37),圆形卡槽(38),卡扣(39),太阳能充电电池(40),动能充电电池(41),固定台(42),支撑板(43),电池固定螺丝(44),电源控制板(45),固定顶板(46),电源控制板固定螺丝(47),线管Ⅲ(48),电源与控制接头(49),太阳能输入接头Ⅱ(50),动能输入接头(51);压块(65);其中密封套(36)为圆柱形中空,切面直径略大于多向动能发电模块(3)中的壳体(24),密封套(36)下部开有若干与多向动能发电模块(3)中球形卡扣(35)数量一致的圆形卡槽(38),顶部有若干与多向动能发电模块(3)中固定槽(33)数量一致的向内弯曲的卡扣(39);电池仓(37)顶部与密封套(36)连接,电池仓(37)内侧底部左右分别安装有太阳能充电电池(40)和动能充电电池(41);电池仓(37)内部上方左右两侧安装有固定台(42),电池固定螺丝(44)穿过支撑板(43)将电池放置在固定台(42)上;固定顶板(46)安装在电池仓(37)内部右方顶部,电源控制板(45)位于固定顶板(46)下方,并使用电源控制板固定螺丝(47)固定在固定顶板(46)上;线管Ⅲ(48)位于密封套(36)内,其中一端穿过固定顶板(46),另一端分别有电源与控制接头(49)、太阳能输入接头Ⅱ(50)、动能输入接头(51),电源与控制接头(49)与发电模块(3)中的电源与控制接口Ⅱ(32)连接,太阳能输入接头Ⅱ(50)发电模块(3)中的与太阳能输入接口Ⅱ(30)连接,动能输入接头(51)与发电模块(3)中的动能输入接口(31)连接;压块(65)为密封套(36)内侧突起物,与多向动能发电模块(3)中的触点开关(64)相对应。

7.根据权利要求6所述的一种野外养殖位置信息存储与验证方法,其特征在于:所述电源控制板(45)包括电路板Ⅱ(52),MPPT控制器(53),电量检测模块(54),电源切换模块(55),进线口Ⅱ(56),MPPT连接端(57),动能输入连接端(58),电源与控制接口Ⅲ(59),电源与控制排线Ⅱ(60),集成稳压器(61);其中MPPT控制器(53)安装在电路板Ⅱ(52)左侧,并与电源模块(4)中的太阳能充电电池(40)相连;电量检测模块(54)位于MPPT控制器(53)下方,与电源模块(4)中的太阳能充电电池(40)和动能充电电池(41)连接,并通过电源与控制接口Ⅲ(59)与控制模块(2)中的STM32单片机(18)相连;集成稳压器(61)位于MPPT控制器(53)右侧,并与电源模块(4)中的动能充电电池(41)相连;电源切换模块(55)安装在电路板Ⅱ(52)右侧,通过电源与控制接口Ⅲ(59)与控制模块(2)中的STM32单片机(18)连接;进线口Ⅱ(56)位于电源切换模块(55)左侧并与电源模块(4)中的线管Ⅲ(48)连接;电源与控制接口Ⅲ(59)和电源与控制排线Ⅱ(60)连接,电源与控制排线Ⅱ(60)另一端与电源模块(4)中的电源与控制接头(49)相连;MPPT连接端(57)与MPPT控制器(53)相连,另一端与太阳能输入接头Ⅱ(50)连接;动能输入连接端(58)一端与集成稳压器(61)连接,另一端与电源模块(4)中的动能输入接头(51)相连。