摘 要：文章針對寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)在供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、存在有害健康的添加劑和“假冷鏈”運(yùn)輸?shù)惹闆r，以及單鏈溯源系統(tǒng)存儲負(fù)荷重、并行能力弱等缺點(diǎn)，在分析寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合供應(yīng)鏈中的養(yǎng)殖、加工、檢測、運(yùn)輸、交易等環(huán)節(jié)，設(shè)計了隱私鏈、共享鏈、監(jiān)管鏈與溯源鏈等多鏈共存的主體鏈，搭建了涵蓋數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)預(yù)處理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、區(qū)塊鏈存儲層、智能合約層、應(yīng)用服務(wù)層、監(jiān)管審計層與交互展示層的8層框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對寧鄉(xiāng)花豬肉從養(yǎng)殖到銷售全過程的追溯與監(jiān)管，能夠確保產(chǎn)品信息的全過程透明化，提高消費(fèi)者對所購買產(chǎn)品質(zhì)量安全的信任度，促進(jìn)市場的良性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；寧鄉(xiāng)花豬肉；冷鏈物流；溯源

中圖分類號：F326.6；TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.22.037

Abstract： In view of the uneven product quality， harmful additives and "fake cold chain" transportation issues in the supply chain links of the Ningxiang pork cold chain logistics traceability system， as well as the shortcomings of the single chain traceability system， such as heavy storage load and weak parallel ability， on the basis of the analysis of the cold chain logistics process of Ningxiang pork， and combined with the five links in the supply chain， such as breeding， processing， testing， transportation and trading， this article designs the main chain with multiple chains such as privacy chain， sharing chain， supervision chain and traceability chain， builds the eight-layer framework structure of data perception layer， data preprocessing layer， network transmission layer， blockchain storage layer， intelligent contract layer， application service layer， regulatory audit layer and interactive display layer， and realizes the traceability and supervision of Ningxiang pork from breeding to sales， in order to ensure the transparency of the whole process of product information， improve the consumers' trust in the quality and safety of the products they buy， and promote the benign development of the market.

Key words： blockchain; Ningxiang pork; cold chain logistics; traceability

收稿日期：2024-04-23

基金項(xiàng)目：2022年度湖南省自然科學(xué)基金“基于區(qū)塊鏈技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)開發(fā)與研究”（2022JJ60068）的階段性成果

作者簡介：袁 鑫（1982—），女，湖南長沙人，湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，高級電子商務(wù)師、國家信息項(xiàng)目管理師、教授，碩士，研究方向：職業(yè)教育、電子商務(wù)、移動商務(wù)、區(qū)塊鏈。

引文格式：袁鑫．基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)研究[J]．物流科技，2024，47（22）：146-149，159.

0 引 言

地理標(biāo)志即農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地標(biāo)志，由“地域名+產(chǎn)品名”組成，是中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)可的國家級區(qū)域公用品牌，受專門保護(hù)。湖南省作為我國的農(nóng)業(yè)大省，素有“魚米之鄉(xiāng)”“九州糧倉”的美譽(yù)，盛產(chǎn)各種特色農(nóng)產(chǎn)品。截至2023年3月，湖南省共有地理標(biāo)志316個，地理標(biāo)志的地域范圍覆蓋14個市州111個縣市區(qū)[1]。其中獲評“地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品”的湖南農(nóng)產(chǎn)品特產(chǎn)有126種[2]。來自湖南省長沙市的“寧鄉(xiāng)花豬”，于2010年3月25日被中華人民共和國農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記保護(hù)。在2022年中國品牌的價值評估中，“寧鄉(xiāng)花豬”品牌價值高達(dá)52.4億元，標(biāo)志著這一特色產(chǎn)業(yè)又邁上了新的發(fā)展階段。近年來，雖然監(jiān)管與懲罰機(jī)制已得到進(jìn)一步完善，也加大了管理力度，但市場上的豬肉品質(zhì)仍參差不齊，農(nóng)貿(mào)市場鮮豬肉經(jīng)營戶涉嫌銷售未經(jīng)檢疫的鮮豬肉的違法案例已屢見不鮮，飼養(yǎng)過程中大量添加瘦肉精等有害人體健康的物質(zhì)，物流運(yùn)輸中存在“假冷鏈”等情況，給生豬產(chǎn)業(yè)帶來了一系列挑戰(zhàn)與問題，這些問題的存在使消費(fèi)者無法信任產(chǎn)品的品質(zhì)與安全，對“寧鄉(xiāng)花豬”的品牌價值造成了不小的影響。

課題組在知網(wǎng)上以“寧鄉(xiāng)花豬”為主題進(jìn)行檢索，共獲取68條文獻(xiàn)記錄，其中包括8篇碩士論文，分別對肉質(zhì)特性、保鮮技術(shù)、生態(tài)養(yǎng)殖、品牌建設(shè)等進(jìn)行了分析與研究。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉浩波在2010年指出要對“寧鄉(xiāng)花豬”養(yǎng)殖戶和企業(yè)進(jìn)行全過程質(zhì)量管理，對每一個環(huán)節(jié)實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使用各種手段，加強(qiáng)防偽，進(jìn)行品牌維護(hù)[3]；中南林業(yè)科技大學(xué)盧亞洲2022年認(rèn)為長沙市花豬產(chǎn)業(yè)的信息化對花豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有顯著的正向影響，但在發(fā)展過程中存在信息化建設(shè)體制不健全、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不夠完善、專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)嚴(yán)重滯后、從業(yè)人員信息化操作能力較弱等問題[4]。課題組發(fā)現(xiàn)對寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流溯源系統(tǒng)問題的研究匱乏，試圖通過區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息公開透明與溯源技術(shù)升級，開發(fā)并實(shí)施冷鏈物流溯源系統(tǒng)，有效提升消費(fèi)者對品牌市場的信任度，促進(jìn)“寧鄉(xiāng)花豬”品牌的長遠(yuǎn)發(fā)展，為湖南“湘字號”品牌強(qiáng)農(nóng)戰(zhàn)略的實(shí)施提供助力。

1 冷鏈物流與區(qū)塊鏈技術(shù)理論

1.1 豬肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈特性與冷鏈物流過程

冷鏈物流（Cold Chain Logistics）是指在應(yīng)用冷凍工藝學(xué)與制冷技術(shù)的基礎(chǔ)上，對蔬菜、水果、肉、禽、蛋等需要冷藏冷凍來保鮮的食品，在生產(chǎn)、流通、銷售和消費(fèi)等供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)進(jìn)行低溫控制與管理，從而最大限度保障食品的新鮮度，減少因?yàn)楸４鏁r間過長造成產(chǎn)品變質(zhì)等損耗，為消費(fèi)者帶來極佳的食物體驗(yàn)。

豬肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈存在運(yùn)營成本高、部門協(xié)調(diào)多、時間要求急等基本特性。運(yùn)營成本高體現(xiàn)為豬肉從生產(chǎn)、養(yǎng)殖、加工到銷售等全過程都離不開各種專用設(shè)備與環(huán)境的使用與搭建，為確保豬肉的質(zhì)量安全，生豬在生長與養(yǎng)殖過程中需要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、檢疫設(shè)備等智能系統(tǒng)，豬肉從生產(chǎn)到銷售都離不開各種冷藏保溫設(shè)備，系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)備配置等需要極高的人才、物力與財力投入。部門協(xié)調(diào)多體現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展與智慧養(yǎng)殖方案的推進(jìn)，豬肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈涉及的部門和人員越來越多了，從而產(chǎn)生了更為復(fù)雜的協(xié)調(diào)溝通工作。比如豬肉的流通環(huán)節(jié)包括種豬的運(yùn)送、生豬屠宰場的運(yùn)送與各銷售點(diǎn)的運(yùn)輸。其中生豬運(yùn)輸屬于活體運(yùn)輸，需要注意氣溫變化及路程長短，車程過長會使豬出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)或掉膘的情況；豬肉運(yùn)輸與配送主要指從屠宰場把加工后的豬肉經(jīng)各級流通環(huán)節(jié)，運(yùn)輸?shù)戒N售點(diǎn)，為保證豬肉的品質(zhì)，需要各部門人員積極配合，建立完善的溫度檢測管理制度與信息交接制度，方便上下游供應(yīng)鏈及時獲取準(zhǔn)確信息。時間要求急體現(xiàn)為豬肉產(chǎn)品的高品質(zhì)具有極強(qiáng)的時限性，上游哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯，都會影響下游供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量，負(fù)責(zé)豬肉物流的企業(yè)與人員需嚴(yán)格控制運(yùn)輸時間，遵守冷鏈物流的操作規(guī)則，建立安全、高效的冷鏈物流系統(tǒng)，縮短交易流程，提高物流時效。

豬肉產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈主要包括養(yǎng)殖生產(chǎn)、屠宰加工、配送運(yùn)輸、銷售四個流程[5]，每個環(huán)節(jié)都有各自的操作規(guī)范與制度。冷鏈物流把豬肉加工、包裝、運(yùn)輸、銷售這四個環(huán)節(jié)串聯(lián)在一起，形成了一條完整的豬肉冷鏈物流體系，如圖1所示。

豬肉加工后運(yùn)輸前，要在-28℃的冷凍環(huán)境下貯藏，將冷藏運(yùn)輸車儲存部分的溫度控制在-10℃以下。然后在運(yùn)輸中途與轉(zhuǎn)移交貨的過程中，使豬肉持續(xù)保持冰凍狀態(tài)，直至到達(dá)消費(fèi)者手中。整個過程要對存儲環(huán)境、運(yùn)輸車駕駛員、運(yùn)輸車編號、運(yùn)輸車倉溫度、出入庫時間等做好數(shù)據(jù)交接與及時記錄。在圖1所示的豬肉冷鏈物流結(jié)構(gòu)中，豬肉養(yǎng)殖成熟后，主要經(jīng)過三種冷鏈物流運(yùn)輸方式。第一，生豬被物流運(yùn)送到屠宰場進(jìn)行加工處理，直接配送運(yùn)輸至超市與農(nóng)貿(mào)市場等，最后被消費(fèi)者買走；第二，豬肉送至食品加工企業(yè)，制作成肉干、肉脯等食品，配送運(yùn)輸至超市與農(nóng)貿(mào)市場等[6]，最后到達(dá)消費(fèi)者手中；第三，豬肉經(jīng)過中間商、供應(yīng)商等環(huán)節(jié)，不經(jīng)過配送中心，輸送至超市與農(nóng)貿(mào)市場，最終到達(dá)消費(fèi)者手中[6]。無論是哪一種，豬肉的冷鏈物流結(jié)構(gòu)都不算太復(fù)雜，降低了后續(xù)溯源系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的難度[6]。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)包含分布式賬本和智能合約這兩個關(guān)鍵特性。分布式賬本的特點(diǎn)就是每個節(jié)點(diǎn)都處于透明狀YwWptpc/xT5rOI7v1PERDg==態(tài)，且可以被正向追蹤與反向溯源；智能合約的特點(diǎn)是公開透明與不可篡改。相比于傳統(tǒng)的中心化數(shù)據(jù)庫，利用區(qū)塊鏈存儲信息，可有效降低數(shù)據(jù)丟失率，且數(shù)據(jù)不易被篡改，每個節(jié)點(diǎn)都會存儲一份信息，其他節(jié)點(diǎn)不能對該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除或修改。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用到溯源系統(tǒng)中，也歸結(jié)于其信息傳輸快與拓展性強(qiáng)的能力，能夠與各行各業(yè)的需求靈活結(jié)合，構(gòu)建不同的應(yīng)用場景。

區(qū)塊鏈的基本存儲單位是區(qū)塊，各區(qū)塊一般由區(qū)塊頭與區(qū)塊體構(gòu)成，為防止資源浪費(fèi)和DOS攻擊，其大小一般控制在1M以內(nèi)。區(qū)塊頭中是該區(qū)塊的元數(shù)據(jù)，比如區(qū)塊的版本號、時間戳、上一個區(qū)塊的哈希值等，其中Merkle樹根節(jié)點(diǎn)是最重要的內(nèi)容，可以保護(hù)區(qū)塊中的交易數(shù)據(jù)免受篡改或刪除。每個區(qū)塊都包括上一個區(qū)塊的哈希值，若有一個信息出現(xiàn)變化，此后的每個區(qū)塊的哈希值都會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，所以在區(qū)塊鏈中私自修改某一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)幾乎是不可能的。區(qū)塊體包含該區(qū)塊中的交易信息，主要有交易信息與數(shù)字簽名，數(shù)字簽字一般需要交易付款人用私鑰對交易進(jìn)行簽名?；窘Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

區(qū)塊鏈一般分為公共鏈、私有鏈與聯(lián)盟鏈[7]。不同類型區(qū)塊鏈的適用范圍也不同，公共鏈適用于訪問量不大、數(shù)據(jù)處理速度要求不高的系統(tǒng)，用戶可以隨時讀取系統(tǒng)信息；私有鏈適用于企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、訪問與管理，一般只有擁有權(quán)限的企業(yè)內(nèi)部工作人員才能訪問，不具有開放性；目前溯源系統(tǒng)主要使用聯(lián)盟鏈來構(gòu)建，具有權(quán)限的上下游企業(yè)可以進(jìn)行系統(tǒng)管理，具有區(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)。

1.3 區(qū)塊鏈技術(shù)解決豬肉冷鏈物流溯源問題的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的豬肉溯源系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)真實(shí)性缺乏監(jiān)管、企業(yè)協(xié)同難以實(shí)現(xiàn)、隱私數(shù)據(jù)安全性低等一系列問題，且只能運(yùn)用于生豬企業(yè)內(nèi)部，無法形成上下游企業(yè)協(xié)同實(shí)施的環(huán)境。此類系統(tǒng)一般采用中心化管理策略，企業(yè)內(nèi)部可以輕易修改各類數(shù)據(jù)，企業(yè)之間的終端用戶彼此隔離，無法獲取全面、可靠且能公開透明的產(chǎn)品信息，導(dǎo)致發(fā)生食品安全事故時，無法第一時間追溯到導(dǎo)致問題的環(huán)節(jié)，盡快找到解決方案。而區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的去中心化、數(shù)據(jù)不可篡改、公開透明等特點(diǎn)，剛好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生豬溯源系統(tǒng)存在的不足。

2 基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流溯源方案設(shè)計

2.1 溯源體系模型設(shè)計

2.1.1 平臺選擇

聯(lián)盟鏈典型的代表有Linux基金會支持的超級賬本（Hyperledger）項(xiàng)目、R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟開發(fā)的Corda，以及趣鏈科技推出的Hyperchain平臺等。其中，Hyperledger Fabric是一個具備創(chuàng)建多通道能力的區(qū)塊鏈框架，能為不同溯源主體設(shè)置不同權(quán)限提供便利，且能利用跨鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)各條主條鏈之間的數(shù)據(jù)共享，有效解決網(wǎng)絡(luò)速率、隱私保護(hù)、權(quán)限共享、可信溯源等功能需求[7]。本文所研究的寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)就采用Hyperledger Fabric作為區(qū)塊鏈開發(fā)平臺。

2.1.2 設(shè)計思路

豬肉全產(chǎn)業(yè)鏈包括生豬的出生、生長、飼養(yǎng)、屠宰、批發(fā)、分割、物流、零售等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及的生產(chǎn)單位有豬場、物流公司、屠宰場、批發(fā)商、門店、超市等。寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源主要包括六個交易主體，分別為養(yǎng)殖方、屠宰加工方、物流公司、銷售單位、消費(fèi)者以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)，每個交易主體都是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)。通過分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)的不同生產(chǎn)單位，拆解豬肉冷鏈物流結(jié)構(gòu)，可以將流程分為養(yǎng)殖、加工、檢測、運(yùn)輸、交易這5個環(huán)節(jié)，養(yǎng)殖發(fā)生于養(yǎng)豬過程，加工發(fā)生于屠宰與處理過程，檢測發(fā)生于獨(dú)立主體上傳數(shù)據(jù)、不同主體間的數(shù)據(jù)對接和冷鏈物流過程，運(yùn)輸環(huán)節(jié)全程屬于冷鏈物流，交易則發(fā)生于養(yǎng)殖方與加工方、加工方與配送方、配送方與商超等交易主體之間。在基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)中，考慮到傳統(tǒng)單鏈溯源系統(tǒng)存在存儲負(fù)荷重、并行能力弱等缺點(diǎn)[7]，結(jié)合“寧鄉(xiāng)花豬肉”供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程，設(shè)計多鏈并存結(jié)構(gòu)。如圖3所示。

第一步：養(yǎng)殖場數(shù)據(jù)采集。該環(huán)節(jié)可以確保從生豬出生到成長過程中的所有數(shù)據(jù)都得到完整、準(zhǔn)確的記錄，并能夠?qū)崟r上傳到系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)包括唯一標(biāo)識符、飼養(yǎng)記錄、健康狀況、生長曲線、環(huán)境數(shù)據(jù)等。每頭豬出生時都會被分配一個唯一的標(biāo)識符，例如電子標(biāo)簽或耳標(biāo)。該標(biāo)識符將伴隨這頭豬的一生，用于在區(qū)塊鏈上標(biāo)識并追蹤其所有相關(guān)信息。飼養(yǎng)員會定期記錄每頭豬的飼養(yǎng)情況，包括飼料種類、投喂量、投喂時間等。這些數(shù)據(jù)可以通過手持設(shè)備或自動化系統(tǒng)實(shí)時上傳至養(yǎng)殖鏈。豬的健康狀況是關(guān)注的重點(diǎn)，因此會對其進(jìn)行定期體檢，并記錄其體溫、體重、疫苗接種情況等信息。若豬出現(xiàn)疾病或異常情況，會立即記錄并采取相應(yīng)的治療措施。為了解豬的生長情況，需要定期測量豬的體重、體長等數(shù)據(jù)，并繪制生長曲線，這些數(shù)據(jù)有助于飼養(yǎng)員判斷豬的生長速度和健康狀況。養(yǎng)殖場內(nèi)會安裝傳感器來監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、氨氣濃度等。這些數(shù)據(jù)能夠反映豬的生活環(huán)境是否適宜，并實(shí)時上傳到系統(tǒng)以供分析。養(yǎng)殖場采集的所有數(shù)據(jù)都會通過智能合約上傳到系統(tǒng)。智能合約能夠確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和不可篡改性，因?yàn)橐坏?shù)據(jù)被上傳至區(qū)塊鏈[8]，就無法被修改或刪除了。

第二步：屠宰加工處理。這個環(huán)節(jié)主要記錄屠宰、處理、分割等加工過程的信息，包括屠宰時間、加工人員、處理工藝等。屠宰場和加工廠作為節(jié)點(diǎn)，可將加工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)。

第三步：豬肉質(zhì)量檢測。這個環(huán)節(jié)采集的數(shù)據(jù)主要分為疫病檢疫、藥物殘留、瘦肉精等添加劑與環(huán)境污染物等四類檢測數(shù)據(jù)，其中疫病檢疫檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是對生豬進(jìn)行疫病檢疫，記錄檢疫結(jié)果、檢疫時間、檢疫人員等信息，確保進(jìn)入加工環(huán)節(jié)的生豬無疫病問題；藥物殘留檢測數(shù)據(jù)是對豬肉進(jìn)行藥物殘留檢測，并記錄檢測結(jié)果、檢測時間、檢測方法等信息，確保豬肉中無超標(biāo)藥物殘留；瘦肉精等添加劑檢測數(shù)據(jù)是對豬肉進(jìn)行瘦肉精等添加劑的檢測，確保豬肉的質(zhì)量和安全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；環(huán)境污染物檢測數(shù)據(jù)是對加工環(huán)境進(jìn)行污染物檢測，如重金屬、微生物等，確保加工環(huán)境符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

第四步：冷鏈物流運(yùn)輸。這個環(huán)節(jié)記錄了豬肉從養(yǎng)殖場到加工廠、再到銷售點(diǎn)的冷鏈物流運(yùn)輸信息，包括運(yùn)輸時間、溫度記錄、車輛信息等。物流公司或運(yùn)輸車輛作為節(jié)點(diǎn)，會實(shí)時上傳運(yùn)輸過程中的數(shù)據(jù)。為確保運(yùn)輸過程安全且衛(wèi)生，物流公司還會定期對運(yùn)輸車輛進(jìn)行清洗和消毒，并對運(yùn)輸人員進(jìn)行培訓(xùn)和監(jiān)督。這些措施旨在減少潛在污染源，確保豬肉在運(yùn)輸過程中的質(zhì)量和安全。

第五步：豬肉上市交易。這個環(huán)節(jié)記錄了各交易主體之間的交易信息，如價格、數(shù)量、交易時間等。系統(tǒng)將各交易主體（養(yǎng)殖方、加工方、物流公司、銷售單位等）連接在一起，形成一個完整的交易網(wǎng)絡(luò)。通過智能合約，可以自動執(zhí)行交易并確保交易的公平性和安全性。

2.2 基于區(qū)塊鏈的溯源平臺系統(tǒng)設(shè)計

在區(qū)塊鏈六層架構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流過程，將基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流溯源系統(tǒng)設(shè)計為八層，根據(jù)功能差異將其分為數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)預(yù)處理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、區(qū)塊鏈存儲層、智能合約層、應(yīng)用服務(wù)層、監(jiān)管審計層與交互展示層。

數(shù)據(jù)感知層：負(fù)責(zé)實(shí)時感知并采集寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、位置等關(guān)鍵信息，可以利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和RFID等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化采集和傳輸。主要通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括傳感器、RFID標(biāo)簽等，實(shí)時采集冷鏈物流過程中的各種數(shù)據(jù)，如溫度、濕度等。利用邊緣計算或云計算技術(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和分析。

數(shù)據(jù)預(yù)處理層：對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、格式化和初步驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。使用大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合和格式化。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，提取冷鏈物流過程中的關(guān)鍵信息和模式。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：負(fù)責(zé)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時性和可靠性。采用點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確保數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)間的安全傳輸。利用加密技術(shù)（如AES、RSA等）保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。通過共識機(jī)制（如工作量證明、權(quán)益證明等）確保數(shù)據(jù)的一致性和不可篡改性。

區(qū)塊鏈存儲層：用區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式賬本特性，將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)以區(qū)塊的形式加以存儲。每個區(qū)塊都包含了寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流的詳細(xì)信息，如運(yùn)輸時間、溫度記錄、車輛信息等，并能通過哈希值和鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性。

智能合約層：封裝業(yè)務(wù)邏輯和規(guī)則，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化處理、分析以及溯源查詢等功能。使用Solidity等智能合約編程語言編寫規(guī)則和條件。智能合約在區(qū)塊鏈上自動執(zhí)行，無需第三方干預(yù)。通過事件觸發(fā)機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)對冷鏈物流過程的自動化管理和監(jiān)控。

應(yīng)用服務(wù)層：根據(jù)用戶需求，提供多樣化的應(yīng)用服務(wù)，如溯源查詢、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警系統(tǒng)等。通過開發(fā)Web端或移動應(yīng)用等方式，為用戶提供友好的交互界面和操作體驗(yàn)，方便用戶查詢寧鄉(xiāng)花豬的溯源信息、了解產(chǎn)品的生長和運(yùn)輸過程等。

監(jiān)管與審計層：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)管與審計，確保系統(tǒng)的合規(guī)性和安全性。建立監(jiān)管機(jī)制，對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和審計；同時，與政府部門和監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，確保系統(tǒng)符合相關(guān)法律法規(guī)的要求。設(shè)計專門的監(jiān)管接口，供政府部門實(shí)時查看冷鏈物流數(shù)據(jù)。利用區(qū)塊鏈的透明性和不可篡改性，為審計機(jī)構(gòu)提供可靠的審計依據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析工具，對冷鏈物流過程進(jìn)行合規(guī)性評估和風(fēng)險評估。

交互展示層：通過圖表、動畫等形式，直觀展示寧鄉(xiāng)花豬的冷鏈物流過程和相關(guān)信息。提供個性化設(shè)置和定制化服務(wù)，滿足不同用戶的需求，提升用戶的使用體驗(yàn)和滿意度。

通過這樣的八層結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以使基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬冷鏈物流溯源系統(tǒng)更加完善、高效和安全。其每層都有明確的職責(zé)和功能，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、查詢、分析和監(jiān)管等全流程管理，為食品安全和冷鏈物流領(lǐng)域的發(fā)展提供有力支持。

3 結(jié) 論

本研究成功設(shè)計并實(shí)施了基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效整合了數(shù)據(jù)感知、預(yù)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、區(qū)塊鏈存儲、智能合約、應(yīng)用服務(wù)、監(jiān)管與審計以及交互展示等八層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流全過程的透明化管理和監(jiān)控。通過采用區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式賬本、加密技術(shù)和共識機(jī)制，確保了冷鏈物流數(shù)據(jù)的完整性、安全性和不可篡改性[9]，數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中得到了有效保護(hù)，提高了數(shù)據(jù)的可信度和可靠性。基于區(qū)塊鏈的溯源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對寧鄉(xiāng)花豬肉從養(yǎng)殖到銷售的全過程溯源，消費(fèi)者可以通過系統(tǒng)查詢產(chǎn)品的詳細(xì)信息，包括運(yùn)輸記錄、溫度曲線、質(zhì)量檢測報告等，不僅可以提升消費(fèi)者對產(chǎn)品的信任度，也為政府監(jiān)管部門提供了有效的監(jiān)管手段。通過智能合約的自動執(zhí)行和事件觸發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對冷鏈物流過程的自動化管理和監(jiān)控。系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測冷鏈物流環(huán)境，并在出現(xiàn)異常情況時及時發(fā)出警報，提高冷鏈物流管理的智能化水平。

綜上所述，基于區(qū)塊鏈的寧鄉(xiāng)花豬肉冷鏈物流溯源系統(tǒng)研究不僅提高了冷鏈物流管理的效率和可靠性，也為消費(fèi)者提供了更加透明可信的產(chǎn)品信息。未來，該系統(tǒng)有望得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溯源領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 湖南省人民政府．湖南大力推進(jìn)質(zhì)量強(qiáng)省戰(zhàn)略 316個地理標(biāo)志帶動產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值逾千億元[EB/OL]. （2023-05-06）[2024-02-23]. https：//www.hunan.gov.cn/hnszf/hnyw/zwdt/202305/t20230506_29330154.html.

[2] 湖南省人民政府．湖南新增10個農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志 總數(shù)達(dá)到126個[EB/OL]. （2021-06-16）[2024-02-23]. https：//hunan. gov.cn/hnszf/hnyw/sy/hnyw1/202106/t20210616_19518961.html.

[3] 劉浩波，辛麗萍．農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域品牌形成的障礙因素分析及對策探討——以寧鄉(xiāng)土花豬品牌建設(shè)為例[J]．經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊， 2010（13）：105-106.

[4] 盧亞洲．農(nóng)業(yè)信息化對寧鄉(xiāng)花豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響研究[D]．長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2020.

[5] 王帥．基于多鏈的食品溯源系統(tǒng)在豬肉領(lǐng)域的應(yīng)用[D]．武漢：武漢大學(xué)，2019.

[6] 徐麗蕊．冷鏈農(nóng)產(chǎn)品RFID溫度標(biāo)簽溯源系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，61（1）：143-145.

[7] 袁鑫．基于區(qū)塊鏈的多鏈金銀花溯源系統(tǒng)研究與設(shè)計[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2023（7）：28-31.

[8] 陸偉強(qiáng)．區(qū)塊鏈技術(shù)在財務(wù)報告審計工作中的應(yīng)用[J]．財會學(xué)習(xí)，2024（9）：109-111.

[9] 陳茜．基于區(qū)塊鏈的食品冷鏈追溯系統(tǒng)研究[D]．烏魯木齊：新疆財經(jīng)大學(xué)，2021.