【摘 要】
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随着全球化进程的加快,食品安全已经成为全球关注的焦点,我国国民对农产品的食品质量安全也越来越重视。然而,由于供应链的复杂程度与日俱增,农产品的假冒问题也频频出现在人们的日常生活中。以绿糖心冬枣为例,作为新疆的一种特色农产品,新疆绿糖心冬枣有着极高的营养和品牌价值,但由于市场上出现的一些扰乱了市场秩序的仿冒产品,严重影响了新疆原产地的冬枣声誉。在该背景下,溯源系统作为一种可以追溯和跟踪食品来源的技术
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随着全球化进程的加快,食品安全已经成为全球关注的焦点,我国国民对农产品的食品质量安全也越来越重视。然而,由于供应链的复杂程度与日俱增,农产品的假冒问题也频频出现在人们的日常生活中。以绿糖心冬枣为例,作为新疆的一种特色农产品,新疆绿糖心冬枣有着极高的营养和品牌价值,但由于市场上出现的一些扰乱了市场秩序的仿冒产品,严重影响了新疆原产地的冬枣声誉。在该背景下,溯源系统作为一种可以追溯和跟踪食品来源的技术,在保障食品真伪性方面发挥了至关重要的作用。但是目前的农产品溯源系统在供应链信息采集方式上存在着一定的漏洞,例如温度、湿度等在人工采集期间的不可控因素所导致的信息真实性问题。此外,在信息采集过程中物联网路由的服务质量对溯源源头数据传输的安全可靠性至关重要。在数据存储方面,传统意义上的集中式数据库溯源无法保证数据的防篡改问题。为此,本文通过研究冬枣溯源物联网安全路由优化算法和区块链技术,设计新型架构的冬枣产品溯源系统,以避免人工参与录入可能出现的失误问题和数据篡改问题,从而实现冬枣产品的数据共享、可信和可追溯。本文主要开展了以下研究工作:（1）本文针对冬枣产品溯源过程中的物联网路由安全性和服务质量,提出了一种多目标混沌精英自适应蚁群算法MCEAACO-QSRP。具体工作提出了一个Qo S安全路由数学模型,并在该模型的基础上进行了路由的性能优化。MCEAACO-QSRP充分结合了蚁群算法、混沌初始化、精英策略和自适应策略的优点,其设计主要包括蚁群初始化、路由适应度评价、路径选择和信息素更新策略。在仿真中针对冬枣溯源物联网安全路由问题,对比了三种流行的安全路由算法。仿真结果表明,当网络规模为300节点时,MCEAACO-QSRP在数据分组投递率方面相较于三种算法分别提升了0.94%、1.70%和1.79%,有效提高了冬枣溯源物联网的安全性和服务质量性能。（2）本文基于区块链技术与物联网技术进行冬枣产品溯源系统研究。主要研究为设计了冬枣产品溯源系统四层架构,分别为设备接入层、数据层、业务服务层和应用层。其中,设备接入层实现了环境信息采集的自动化数据流转,以太坊私有链的设计保证了数据的可靠性、去中心化和防篡改。设计了冬枣数据上链智能合约,并对智能合约进行了安全性验证。提出了溯源图片防伪机制来减少上链的数据量,将系统业务功能分模块设计以增强系统的可扩展性。（3）本文对冬枣产品溯源系统进行了实现和测试。主要工作为搭建了以太坊私有链和部署智能合约、集成物联网平台进行数据的上报和流转至业务平台、实现了溯源系统的各业务功能模块,开发了溯源小程序以及实现了NFC、RFID和二维码三种标签的溯源方式。最后对冬枣产品溯源系统进行了功能测试以保证系统服务的鲁棒性和可靠性。通过本文的研究,不仅可以提高冬枣产品溯源物联网路由的安全性和服务质量、改善溯源环节关键信息如温度、湿度等人工失误写入数据问题,实现冬枣溯源数据防篡改,产品安全质量可追溯,还能有效打击仿冒伪劣产品,增强原产品市场竞争力,有利于促进新疆农业产业化,信息化的发展。
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