基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统及控制方法，属于气瓶安全监管技术领域。

背景技术

目前，在安全监管领域，气瓶作为涉及民生安全的特种设备，其质量安全有着非常重要的经济及社会效益。在信息化监管过程中，固接在气瓶上的信息化标识（一维码、二维码、电子标签等）易被复制或替换，将好的信息化标识拆解并安装到实际存在问题的气瓶上，扫A充B，以次充好。同时，气瓶企业一般使用自建和第三方平台，这类系统使用的都是中心化的存储模式，在这种模式下，由于企业和第三方平台都是利益相关方，一旦存在信息不利于自身的情况时，这些企业会虚假登记、篡改数据甚至是抵赖等，造成举证、追责困难，为安全监管带来很大隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统及控制方法，通过OCR技术识读钢印编号，替代现有信息化标识识读，防止被复制、拆解、替换；应用区块链技术，保障去中心化应用和数据不可篡改；应用智能合约定义监管规则，防止气瓶企业造假。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统，它包括数据采集层、气瓶追溯层和区块链平台层；

数据采集层，气瓶相关业务参与方通过OCR识读设备将气瓶钢印作为唯一的信息编码进行识读，将识读出的气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息上传至气瓶追溯层；

气瓶追溯层，接收来自数据采集层的气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，将气瓶的生产制造、充装登记、定期检验、流转追溯过程的数据录入到区块链平台进行存储；

区块链平台层，接收气瓶追溯层发送的气瓶的生产制造、充装登记、定期检验、流转追溯过程的数据，采用联盟链架构，使气瓶相关业务参与方共同参与账本的建设和维护；在数据上链过程中，约束各企业上传和下载交易数据，满足业务逻辑需要。

进一步，所述区块链平台层包括：

追溯系统，用于气瓶相关业务参与方与系统之间的交互，将相关业务参与方对数据的操作进行封装，并获得封装后的交易请求；

智能合约，在智能合约中部署监管规则和业务逻辑，由追溯系统通过SDK来调用已部署在区块链中的智能合约，将交易请求与智能合约相结合，由智能合约接收并完成相应的业务逻辑；

区块链网络及分布式账本，是由气瓶相关业务参与方和监管部门共同组成的联盟链，各相关业务参与方和监管部门作为区块链网络节点，共同维护区块链网络账本。

进一步，所述气瓶相关业务参与方包括制造单位、充装单位、检验机构、经营单位和监管部门，所述制造单位录入气瓶生产制造信息，所述充装单位录入气瓶充装信息，所述检验机构录入气瓶检验信息，所述经营单位录入气瓶流转追溯信息。

一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、气瓶制造单位在气瓶上镂刻钢印，每个气瓶均以钢印作为唯一的信息编码，气瓶制造单位与其余气瓶相关业务参与方通过OCR方式识读钢印编号、气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，并上传到追溯系统；

S2、当钢印编号、气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息数据上传到气瓶追溯层后，则开始上链流程；

S3、监管部门具有对区块链网络账本的访问权利，负责将区块链网络中所有数据上传到数据库中，供社会公众查询；社会公众可通过钢印编号获取气瓶的生产质量信息，实现安全监管。

进一步，步骤S1中所述气瓶制造单位与其余气瓶相关业务参与方通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，包括如下步骤：

S11、气瓶制造单位在生产气瓶时，由原先的气瓶护罩上镂刻钢印，每个气瓶均以钢印作为唯一的信息编码，通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶生产制造信息并上传到追溯系统，

S12、气瓶充装单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶充装信息并上传到追溯系统，充装信息包括钢印编号、充装日期、充装单位、充装人员、充装重量或压力；

S13、气瓶检验单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶检验信息并上传到追溯系统，检验信息包括钢印编号、检验日期、检验单位、检验人员、检验结论；

S14、气瓶经营单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶流转追溯信息并上传到追溯系统，流转追溯信息包括钢印编号、流转日期、经营单位、操作人员、出库信息、入库信息。

进一步，步骤S2中所述上链流程，包括如下步骤：

S21、追溯系统调用身份认证的智能合约，为数据上传单位验证用户信息及权限；若身份请求验证不通过，则追溯系统提示上传单位尚未注册或分配节点，请求失败；如身份请求验证通过，则从区块中获取该用户身份及配置权限；

S22、追溯系统将数据封装成上链交易请求作为对应智能合约的参数，利用sdk接口调用智能合约，并存储到区块链网络；在智能合约执行成功后将生成一个map结构，该结构存储着钢印编号及本次交易信息，便于将来的查询核对；

S23、智能合约根据预设的监管规则和业务逻辑，结合身份认证信息，对上链交易进行规则验证；如验证失败，则追溯系统提示交易失败原因，请求失败；如验证成功，则交易请求存储到区块链网络。

进一步，步骤S23中在所述智能合约中预设监管规则和业务逻辑，包括如下步骤：

S231、对所有需要上链的数据进行合规校验，包括数据格式、数值大小、数据类型；

S232、对制造信息进行校验，包括上传用户类型、气瓶是否经过监检、是否有钢印信息；

S233、对充装信息进行校验，包括上传用户类型、是否有制造信息、气瓶状态是否正常；

S234、对检验信息进行校验，包括上传用户类型、是否有制造信息、是否有检验资质；

S235、对追溯信息进行校验，包括上传用户类型、是否有前置充装信息、气瓶状态是否正常。

进一步，所述生产制造信息包括钢印编号、制造单位、制造年月、气瓶类型、气瓶规格、使用年限；

所述充装信息包括钢印编号、充装日期、充装单位、充装人员、充装重量或压力；

所述检验信息包括钢印编号、检验日期、检验单位、检验人员、检验结论；

所述流转追溯信息包括钢印编号、流转日期、经营单位、操作人员、出库信息、入库信息。

采用了上述技术方案，本发明通过OCR技术识读气瓶钢印，从源头上解决了监管过程中的作弊行为，减少安全隐患；无需安装信息化标识，同时也大量减轻企业和监管部门的负担，为信息化监管打下良好基石。通过区块链技术的应用，保障了数据真实及不可篡改，为政府监管及公众使用提供真实可信的气瓶质量信息。万一发生事故，倒查溯源责任到人。

附图说明

图1为本发明的一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统的区块链平台层的原理框图；

图2为本发明的一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统的系统拓扑图；

图3为本发明的气瓶护罩上固接信息化标识升级为在护罩上镂刻钢印的流程图；

图4为本发明的在智能合约中预设监管规则和业务逻辑的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1～4所示，一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统，它包括数据采集层、气瓶追溯层和区块链平台层；

数据采集层，气瓶相关业务参与方通过OCR识读设备将气瓶钢印作为唯一的信息编码进行识读，将识读出的气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息上传至气瓶追溯层；

气瓶追溯层，接收来自数据采集层的气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，将气瓶的生产制造、充装登记、定期检验、流转追溯过程的数据录入到区块链平台进行存储；

区块链平台层，接收气瓶追溯层发送的气瓶的生产制造、充装登记、定期检验、流转追溯过程的数据，采用联盟链架构，使气瓶相关业务参与方共同参与账本的建设和维护；在数据上链过程中，约束各单位上传和下载交易数据，满足业务逻辑需要。

其中，区块链平台层包括：

追溯系统，用于气瓶相关业务参与方与系统之间的交互，将相关业务参与方对数据的操作进行封装，并获得封装后的交易请求；

智能合约，在智能合约中部署监管规则和业务逻辑，由追溯系统通过SDK来调用已部署在区块链中的智能合约，将交易请求与智能合约相结合，由智能合约接收并完成相应的业务逻辑，约束各企业上传和下载交易数据，满足业务逻辑需要；

区块链网络及分布式账本，是由气瓶相关业务参与方和监管部门共同组成的联盟链，各相关业务参与方和监管部门作为区块链网络节点，共同维护区块链网络账本。

其中，气瓶相关业务参与方包括制造单位、充装单位、检验机构、经营单位和监管部门，制造单位录入气瓶生产制造信息，充装单位录入气瓶充装信息，检验机构录入气瓶检验信息，经营单位录入气瓶流转追溯信息。

一种基于OCR和区块链的气瓶质量安全追溯系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、气瓶制造单位在气瓶上镂刻钢印，每个气瓶均以钢印作为唯一的信息编码，气瓶制造单位与其余气瓶相关业务参与方通过OCR方式识读钢印编号、气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，并上传到追溯系统；

S2、当钢印编号、气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息数据上传到气瓶追溯层后，则开始上链流程；

S3、监管部门具有对区块链网络账本的访问权利，负责将区块链网络中所有数据上传到数据库中，供社会公众查询；社会公众可通过钢印编号获取气瓶的生产质量信息，实现安全监管。

其中，步骤S1中气瓶制造单位与其余气瓶相关业务参与方通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶生产制造信息、充装信息、检验信息和流转追溯信息，包括如下步骤：

S11、气瓶制造单位在生产气瓶时，如图3所示，由原先的气瓶护罩上固接信息化标识，升级为在护罩上镂刻钢印，钢印作为永久性标识无法被复制、拆解、替换。每个气瓶均以钢印作为唯一的信息编码，通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶生产制造信息并上传到追溯系统，

S12、气瓶充装单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶充装信息并上传到追溯系统，充装信息包括钢印编号、充装日期、充装单位、充装人员、充装重量或压力；

S13、气瓶检验单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶检验信息并上传到追溯系统，检验信息包括钢印编号、检验日期、检验单位、检验人员、检验结论；

S14、气瓶经营单位通过OCR方式识读钢印编号、记录气瓶流转追溯信息并上传到追溯系统，流转追溯信息包括钢印编号、流转日期、经营单位、操作人员、出库信息、入库信息。

其中，步骤S2中上链流程，包括如下步骤：

S21、追溯系统调用身份认证的智能合约，为数据上传单位验证用户信息及权限；若身份请求验证不通过，则追溯系统提示上传单位尚未注册或分配节点，请求失败；如身份请求验证通过，则从区块中获取该用户身份及配置权限；

S22、追溯系统将数据封装成上链交易请求作为对应智能合约的参数，利用sdk接口调用智能合约，并存储到区块链网络；在智能合约执行成功后将生成一个map结构，该结构存储着钢印编号及本次交易信息，便于将来的查询核对；

S23、智能合约根据预设的监管规则和业务逻辑，结合身份认证信息，对上链交易进行规则验证；如验证失败，则追溯系统提示交易失败原因，请求失败；如验证成功，则交易请求存储到区块链网络。

其中，如图4所示，步骤S23中在智能合约中预设监管规则和业务逻辑，包括如下步骤：

S231、对所有需要上链的数据进行合规校验，包括数据格式、数值大小、数据类型；

S232、对制造信息进行校验，包括上传用户类型、气瓶是否经过监检、是否有钢印信息；

S233、对充装信息进行校验，包括上传用户类型、是否有制造信息、气瓶状态是否正常；

S234、对检验信息进行校验，包括上传用户类型、是否有制造信息、是否有检验资质；

S235、对追溯信息进行校验，包括上传用户类型、是否有前置充装信息、气瓶状态是否正常。

其中，生产制造信息包括钢印编号、制造单位、制造年月、气瓶类型、气瓶规格、使用年限；

充装信息包括钢印编号、充装日期、充装单位、充装人员、充装重量或压力；

检验信息包括钢印编号、检验日期、检验单位、检验人员、检验结论；

流转追溯信息包括钢印编号、流转日期、经营单位、操作人员、出库信息、入库信息。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。