基于区块链和物联网的生物资产监管平台

摘要：

通过构建数智+交易+金融的业务模式，首先推动农业产业数字化，形成产业大数据，将产业大数据上链形成不可篡改的数据资产，通过监管平台向金融机构一方面输出不可篡改的生产经营数据，一方面输出动态视频数据，确保数据流真实可靠。已达到将生物资产作为可抵押的资产向金融机构申请资金支持的目的。对于金融机构而言，农信数智搭建的交易平台还可以协助处理逾期之后的生物资产变现。该项目的难点在于获取生产经营数据、生物资产动态监控和生物资产处置三方面，上线后预计将极大的帮助小微农户获得金融支持，从而为乡村振兴贡献农信力量；生物资产监管平台获取的生产经营数据经过匿名化处理后存储在可信执行环境中，可通过隐私计算平台向金融机构提供隐私数据的建模服务，进一步帮助金融机构控制风险。

关键词：物联网、区块链、AI算法、活体抵质押

正文：

一、案例背景及意义

农信生物资产监管平台畜养殖场景，主要是为了化解农牧产业链上下游中小微企业融资难、融资贵问题，运用物联网、区块链与大数据等科技手段，面向大型养殖企业、中小型养殖户等不同类型畜养殖场景量身定制设计相应端到端农牧产业的智能化、数字化金融产品如活畜贷、冻品贷、订单贷、物流贷等，在风险可控的前提下实现“审批快、放款快、随贷随还”的新一代数字资产供应链金融服务模式。

本项目需要全面对接核心企业的物联网设备（活畜项圈及网关基站）、养殖管理系统、精准饲喂系统以及称重系统等信息化系统自动采购生物资产真实交易信息、养殖信息、生物资产动态监测信息以及生产经营成本信息。金融机构开展“智慧畜牧贷”，通过技术手段对生物资产抵押标地物实现实时线上监测，包括但不限于监测盘点活畜品种、性别、年龄、体重、是否种畜等生物特征，防疫接种信息、保险信息，并针对生物资产的市场价格以及生长状况进行合理生物资产估值、资产评价与资产评估。

二、“智慧畜牧”场景项目建设目标如下：

1、实现活畜资产数字化：通过主动式智能耳标与蓝牙网关等物联网设备为每个活畜资产提供唯一数字身份识别码，实现一物一码、一物一卡，并建立活畜资产360度全息数字档案，全面了解活畜资产生命体征、活动量、定位以及生存环境；

2、解决活畜资产登记确权难：通过区块链技术不可篡改、隐私加密、可溯源等技术特点，搭建监管方、金融机构以及养殖户之间多方协同互信的可信环境，将链上生物资产抵押单通过人民银行征信中心的动产担保登记系统进行登记与公示，确保抵押资产的有效性与合规性；

3、解决活畜资产监管难问题：通过物联网设备实现线上实时监测与预警，实现7*24小时只要在有网络信号覆盖的地方均可以实时了解活畜资产的生命体征情况、健康情况以及存栏情况。管户人员可远程实时线上盘点活畜资产，真正实现生物资产的贷后监管的可视、可控与可管；

4.解决活畜资产评估难问题：活畜资产价值随着市场价格的变化、地域性差异以及活畜自身成长情况而不同，设计活畜资产动态价值评估模型能够实时动态的评估生物资产价值，确保抵押资产的价值充足性；

三、案例主要特征及实施过程

1.1.1. 系统架构设计

基于上述目标，本方案设计生物资产风险监管平台系统架构如图1所示。系统架构从下至上分为数据感知层、边缘网关层、服务管理层、业务应用层四个层级。如图1所示：

（1）数据感知层

数据感知层是系统架构的最底层，其作用是实现系统基础数据的感知。在实地部署时，数据感知层部署于养殖场内的每一个圈舍中。

数据感知层由许多具有不同功能、不同数据传输方式的传感器组成，如AI摄像头、智能监控摄像头、活畜项圈、数据采集器、车辆追踪定位器、养殖场报警器等传感器。通过这些传感器的部署，系统能够实时感知圈舍内活畜发情、繁育、疾病、死亡等环节的基础数据，并进一步上报至边缘网关层，为系统的运行提供基本的数据支撑。

（2）边缘网关层

为了保证生物资产监管平台具有更快速的数据处理、更高的安全性及隐私性，本方案将边缘网关的思路融入到系统设计中。边缘网关层处于数据感知层的上一层，其作用是为生物资产监管提供基础的网络服务和数据转发等服务。即，将数据感知层获取的数据转发至服务管理层统一汇集管理。在实地部署时，边缘网关层部署于每一个生物资产监管内部。

由于数据感知层的不同传感器往往具备不同的数据传输方式，边缘网关与不同类型的传感器相连接后，可以将不同协议格式的数据整合处理，并且按照统一的格式上报至服务管理层。提高了系统数据处理效率、保障生物资产监管数据的安全性和隐私性。

（3）服务管理层

服务管理层位于边缘网关层的上一层，是系统的“中心”和“大脑”，本系统所有的数据在服务管理层汇总、聚合、分析、计算。在实地部署时，服务管理层部署于大商所服务器机房，为业务应用层提供基础服务。

服务管理层主要包括业务中台、资产管理后台、数据中台三部分，其中，业务中台为系统提供借款人管理、借款人资质管理、保单管理、企业管理、养殖场管理、结构管理、个体档案等；资产管理后台为系统提供、体征管理、健康管理、生产管理资产详情信息、活畜资产检测及活畜资产盘点服务；数据中台为系统提供物联网厂商管理服务、设备管理、终端管理、视频管理、硬盘录像机管理、边缘网关管理、设备预警管理、设备数据管理、设备数据接口、视频信息接口、事件信息接口、预警信息接口等数据服务。其中活畜资产管理为本系统核心模块，基于区块链底层技术将活畜资产信息数据同步到区块链上，确保资产数据的安全性、可靠性。

（4）业务应用层（文字和应用增加资产抵质押管理）

业务应用层又称为风险视图是系统架构的最顶层，依照“档案管理”、“养殖场管理”、“圈舍管理”、“活畜资产管理”、“设备管理”及API接口管理等六大功能模块为监管人员提供相关展示、推送、监管、及风控的功能。

业务应用层主要面向监管人员，是监管人员与平台交互的重要窗口和枢纽。业务应用层包括档案管理、养殖场管理、圈舍管理、活畜资产管理、设备管理及API接口等，为养殖场资产风险管理模块化、标准化、简单化、可视化监管及运行提供保障。

图1 系统架构图

1.1.2. 网络拓扑

系统网络拓扑图如图2所示。在养殖场的每个圈舍内部署摄像头、传感器等设备，通过摄像头与交换机、硬盘录像机相连接采集视频数据，通过传感器与从网关相连接采集传感器数据，最后通过边缘网关对视频、传感数据做汇总及转发至公共互联网并通过专线网络至服务器。生物资产智能监管平台、手机移动端、监控及第三方业务平台可通过专线网络、移动网络、API接口等访问服务器。

图2 网络拓扑图

1.1.3. 设计依据

《物联网感知层安全要求》（DB37/T 2656-2015）

《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008）；

《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）；

《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）；

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）；

《无线网络访问控制技术规范》（GB/T 31491-2015）

《计算机场地通用规范》（GB/T 2887-2011）；

《计算机场地安全要求》 （GB/T 9361-2011）；

《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）；

《建筑内部装修设计防火规范》（GB 50222-2015）；

《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311-2007）；

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB 50198-2011）；

《出入口控制系统工程设计规范》（GB 50396-2007）；

《视频安防监控系统工程设计规范》（GB 50395-2007）；

《安全防范工程技术规范》（GB 50348-2004）；

《物联网中间体开发技术规范》（DB37/T 2456-2013）

《信息技术 大数据 术语》(GB/T 35295-2017)；

《网络接入服务器（NAS）技术规范》（YD/T 1045-20007）

《传感器网络第3部分：通信与信息交互》（20091416-T-469）

《传感器网络第4部分：接口》（20091417-T-469）

《信息技术软件工程术语》（GB/T 11457-2006）

《互联网数据中心（IDC）工程设计规范》（YD/T 5193-2010）

《视频安防监控系统设计规范规范》（GB50395-2007）

《信息技术行业职业技能第3部分：软件开发》（DB21/T 2347.3-2014）

《软件工程开发方法元模型》（GB/T 26239-2010）

1.1. 生物资产管理系统

生物资产管理系统，该系统基于B/S软件架构，是“智慧畜牧”场景项目生物资产综合管理软件系统。软件系统结构如下图所示，系统主要包含档案管理、养殖场管理、圈舍管理、活畜资产管理、设备管理、抵质押管理、API接口等模块。其中档案管理包含借款人管理、借款人资质管理、保单管理；养殖场管理包含企业管理、结构管理、个体档案；圈舍管理包含体征管理、健康管理、生产管理；活畜资产管理包含活畜资产详情信息、活畜资产监测、活畜资产盘点；设备管理包含物联网厂商管理、设备管理、终端管理、视频管理、硬盘录像机管理、边缘网关管理、设备数据管理、设备预警管理等；API接口主要包括设备数据接口、视频接口、事件信息接口、预警信息接口等。

1.1.1. 档案管理

档案管理主要实现“智慧畜牧”场景项目过程中的基础信息管理，档案管理包含借款人管理、借款人资质管理、保单管理等部分。

借款人管理：借款人管理主要用于对使用本系统的借款人信息进行统一管理并分配相应的管理权限。通过对借款人的姓名、手机号、姓名、性别、身份证号、邮箱、民族等借款人信息的增、删、改、查及权限控制，保障了系统应用过程的垂直型、隐私性、安全性，用户信息可从项目提供的已有的软件平台系统通过接口获取；

借款人资质管理：借款人资质管理主要用于不同的数字金融产品如活畜贷、冻品贷、订单贷、物流贷等设置的资质管理入口，可对借款人的征信、资产、负债情况进行录入，生成用户画像评估贷款资质，通过区块链技术不可篡改、隐私加密、可溯源等技术特点，保障了系统应用过程的隐私安全性，借款人资质可从项目提供的已有的软件平台系统通过接口获取；

保单管理：保单管理主要为数字金融产品如活畜贷、冻品贷、订单贷、物流贷的电子保单管理入口，通过保单管理入口可对保单像金融机构或保险公司进行保单贷款，保单可从项目提供的已有的软件平台系统通过接口获取；

1.1.2. 养殖场管理

养殖场管理主要实现“智慧畜牧”场景项目过程中的养殖场基础信息管理，包含企业管理、结构管理、个体档案等部分。

企业管理：企业管理主要用于对养殖场养殖企业信息进行统一管理。养殖企业信息是本平台最重要的基础信息之一，以该信息为基础才能进一步的实现对养殖场信息管理。养殖场养殖企业信息主要包括企业名称、详细地址、联系人、联系电话、企业营业信息等，可从项目已有的软件系统通过接口获取；

养殖场管理：养殖场管理依托于企业管理信息，在企业信息下通过新增养殖场等操作添加该企业下的养殖场，养殖场信息主要包括养殖场名称、类型、关联所属企业、关联借款人、详细地址等内容；

结构管理：结构管理依托于养殖场管理中新建的养殖场，完善养殖场栋舍数量、活畜分类、批次新建等信息；

个体档案：活畜个体通过主动式智能耳标、项圈与蓝牙网关等物联网设备为每个活畜资产提供唯一数字身份识别码。通过录入平台系统，清晰展示个体档案，支持批量导出、编辑个体信息，实现一物一码、一物一卡，实现个体精细化管理，有迹可循，辅助平台建立活畜资产360度全息数字档案，全面了解活畜资产生命体征、活动量、定位以及生存环境。

1.2. 圈舍管理

圈舍管理主要实现“智慧畜牧”场景项目过程中的养殖场圈舍内信息管理，圈舍管理包含体征管理、健康管理、生产管理。

体征管理：活畜个体通过佩戴智能耳标、项圈与蓝牙网关等物联网设备，不仅为每个活畜资产提供唯一数字身份识别码，实现个体精细化管理，而且耳标、项圈能辅助平台了解活畜资产生命体征、活动量、定位以及生存环境，并做可视化展示，实时监管活畜体征；

健康管理：通过物联网设备实现线上实时监测与算法预警，可预估预警活畜发情、疫病、死亡等，并做可视化展示；

生产管理：支持对接核心企业的物联网设备（活畜项圈及网关基站）、养殖管理系统、精准饲喂系统以及称重系统等信息化系统等，可视化展示活畜防疫接种信息、每日采食饮水、每日下料生产等数据。

1.3. 活畜资产管理

活畜资产管理主要实现“智慧畜牧”场景项目过程中的养殖场活畜资产信息管理，活畜资产管理包含活畜资产详情信息、活畜资产监测、活畜资产盘点。

活畜资产详情信息：依托养殖场管理，可通过柱状图、饼状图、线形图、分布地图、视频等多种方式展示场内活畜存栏资产，数据可视化展示；

活畜资产监测：通过物联网设备实现线上实时监测与预警，实现7*24小时只要在有网络信号覆盖的地方均可以实时了解活畜资产的生命体征情况、健康情况以及存栏情况。管户人员可远程实时线上盘点活畜资产，真正实现生物资产的贷后监管的可视、可控与可管；

活畜资产盘点：可根据活畜市场价格的变化、地域性差异以及活畜自身成长情况不同，展示活畜资产动态价值评估模型，从而实时动态评估生物资产价值，达到活畜资产盘点效果，活畜价格变动可从项目提供的已有的软件平台系统通过接口获取；

1.4. 设备管理

   设备管理主要实现对部署于养殖场的前端系设备进行管理，设备管理包含物联网厂商管理、设备管理、终端管理、视频管理、硬盘录像机管理、设备数据管理、设备预警管理等。

物联网厂商管理：物联网厂商管理主要用于接入平台的物联网企业信息进行统一管理。物联网厂商企业信息是本平台最重要的基础信息之一，以该信息为基础，才能进一步的实现对设备、视频、预警等信息的管理。厂商信息主要包括名称、详细地址、联系人、联系电话、设备品牌、主营设备型号等；

设备管理：设备管理主要为接入平台厂商的设备类型管理，在设备管理可对厂商主营设备进行启用或禁用；

终端管理：在本平台中需要对部署在养殖场的终端实现统一的管理，形成物联网化的“端-边-网-云”数据体系。在本模块，通过对终端名称、终端SN码、终端类型、部署场地、部署位置、运行状态等信息的管理，保证了终端硬件系统的数据、视频等信息始终和云端正常交互；

视频管理：视频管理模块主要实现对本系统中各个环节的视频监控、关键事件截取的视频图像的统一管理。通过本模块，监管人员可以随时查看相应环节的实时视频、视频片段及回放，同时经过AI视觉算法引擎计算后得到的结果数据也随着实时视频及时更新。

硬盘录像机管理：大量的视频数据离不开硬盘录像机的存储支撑。在本模块，通过对录像机名称、录像机SN码、录像机型号、部署场地、部署位置、运行状态、IP地址、通道数量等信息实现硬盘录像机的的管理；

边缘网关管理：边缘网关管理模块能够实现对边缘网关的统一管理。边缘网关信息主要包括名称、SN号、型号、所属企业、所属猪场、运行状态、在线状态、固件版本、算法名称、算法版本、变量配置、日志获取、在线更新等内容；

设备数据管理：在设备数据管理模块实现对终端设备获取的数据统一管理。通过实时显示终端上报的数据，能够随时远程养殖场养殖过程；

设备预警管理：在设备预警模块可对终端产生预警进行统一的分类管理，通过设备预警实时上报推送，实现远程管理养殖场。

1.5. 抵质押管理

 抵押单管理：将物联网识别的活畜信息通过区块链进行存证，每个智能存证对应活畜生命周期的整个过程。当资金端审核通过抵质押时，将本批次活畜的抵质押单据与存证对应。

解押单管理：当资金还款后，系统对该批活畜状态进行解栏操作。

补栏单管理：该功能进行手动补栏或减栏，将新增的活畜生命周期、状态、栏舍等信息补录到系统中。

事件管理：对活畜生命周期每个节点，进行事件预警。

养殖户申请、评估、审核：养户通过系统，选择抵质押的活畜批次，并登录中登网进行登记，提交至评估公司；评估公司接到申请，进行现场尽调和评估。评估公司将结果及现场影像资料、尽调文件上传至系统，提交资金方审核；资金方能够查询到养殖户申请、评估的过程。资金方根据评估公司的尽调资料，完成抵质押审核。

1.6. API接口管理

API接口是本系统与外部系统进行数据交互的重要方式，API接口主要包括设备数据接口、视频接口、事件信息接口、预警信息接口等。

Ø 设备数据接口：通过本接口，外部系统可以获取本系统中硬件设备采集的数据；

Ø 视频信息接口：通过本接口，外部系统可以获取本系统中摄像头采集的视频数据，包括原始视频和事件视频片段；

Ø 事件信息接口：通过本接口，外部系统可以获取本系统中生成的所有事件信息；

Ø 预警信息接口：通过本接口，外部系统可以获取本系统中生成的所有预警信息；

Ø 软件系统API接口对接：对接外部银行内部系统或畜牧企业的养殖系统、饲喂系统，获取活畜品种、性别、年龄、体重、是否种畜等生物特征，为每个活畜资产创建唯一数字身份识别码，实现一物一码、一物一卡，并建立活畜资产360度全息数字档案，全面了解活畜资产生命体征、活动量、定位以及生存环境。

2. 生物资产价值评估与风险评价体系开发

2.1. 资产评价

针对不同养殖场、不同抵押单开展合法性评价、合格性评价、经济性评价、健康性评价、市场波动性评价等综合得分、根据得分映射到相应的抵押物评价等，进而获得相应的风险等级；

2.2资产评估

生物资产价格评估模块是公司利用深耕畜牧行业多年的经验优势，设计一套生物资产评估体系。

2.2.1生物资产基准价格评估

我司生物资产评估数据来源于我司自建畜牧分析师团队，通过对全国省市县的畜牧市场的主要投入品价格波动、当地团队收集的实时价格、农业农村部发布的畜牧行情等多方数据源进行综合分析，生成当日畜牧行情价格及主要投入品价格。

2.2.2生物资产价值评估及风险体系

生物资产价值评估是特色模块，我司自建生物资产价值评估团队，及线下尽调团队。通过我司自建生物资产价值评估模型，以“行情宝”为价格基准，根据系统从养殖端获取的生物资产二级品类、生长周期等，对活畜资产进行精准评估。

线下尽调团队对养殖场现场情况进行尽调，将影像资料和尽调数据形成资信报告，通过系统上传至总部评估团队；总部评估团队通过自建风控前置模型（自接百行征信、多头借贷、自建黑灰名单等数据源）对养殖场及其法人实控人进行风控筛查，将有风险的养殖户进行排除。

总部团队根据生物资产基准价格，对不同畜牧品类，以及细分二级品类进行单位资产价值的下限资产和上限资产评估，同时根据线下尽调结果，会提供养殖场授信参考额度及风险评分；

2.3风险预警  

风险预警分为8个预警指标，分别如下：

2.3.1盈亏预警

通过我司研发的成本仪表盘，对养殖场数据、当地行业成本进行分析，得出养殖场综合成本，将单场成本与当地养殖成本对比，若低于当地综合养殖成本则触发预警。

2.3.2价格波动预警

 通过我司对全国省市县活畜价格的掌握，对行业价格波动过大、与当时授信价格波动过大等三级自定义预警设置，对低于设置价格则触发预警事件。

2.3.3生物安全预警

对养殖场周边环境，以及养殖场大批减栏增栏、活畜处理等事件进行预警，以防养殖场大批处理患病活畜、用周围养殖场活畜假冒标的活畜。 

3. 物联网硬件对接

设备和平台对接过程中，设备可通过以下方式发送数据到物联网平台：

设备消息上报：设备可以通过消息上报接口将设备的自定义数据上报到平台，平台对设备上报的消息不进行解析和存储，通过数据转发规则转发到物联网平台上进行存储和处理，然后通过其他云服务的控制台或者API接口进行进一步的数据处理。

设备原始数据（二进制）上报：设备可以通过二进制上报接口上报设备的原始码流，平台通过编解码插件将设备原始数据解析为产品模型定义的JSON格式后，再进行后续处理。

设备属性上报：设备通过属性上报接口，将产品模型中定义的属性数据上报给平台，平台解析后再进行后续处理。

网关批量属性上报：网关设备将批量设备的数据一次性上报到平台，平台解析后再进行后续处理。

3.1. 智能耳标/项圈

针对畜牧养殖业以其养殖空间和成本策略不同，采用不同的无线物联网技术。这一领域较为常有的技术有RFID、低功耗蓝牙、NB-IoT和LoRa等。

其中RFID方面都是采用无源技术，它成本最低，无需电池供电，可存储和传输的数据极简短，主要用于牲畜的身份识别，并便于统计，须在人工操作读取设备的情况下完成数据采集, 对牲畜而言，这样的操作通常在围栏状态下采集会更为方便。

低功耗蓝牙、NB-IoT和LoRa这三种技术都是有源技术，需要电池供电，均能主动传输数据，可存储和传输的数据量也远超过RFID, 这些通信技术与传感器组合在一起，便可以将有固安牲畜或家禽的关键数据即时上传，为数据化精准管理提供了基础。

牧栏入口读卡器：该读卡器由传感器、GPS定位模块、NB-IOT通信模块、电源管理模块、门禁系统等组成，读卡器用来自动判别和记录畜牧出入栏时间，同时非出入栏时间时有出入现象将会触发报警信。

平台可支持直连和MQTT网关方式对接。

直连方式，首先智能耳标设备配置当前平台的地址和端口，其次设备第一次接入物联网平台时需要进行绑定操作，通过平台调用该接口传入设备序列号或者MAC地址以及设备信息来绑定到当前平台。平台就会接收到耳标设备上报的信息化数据。直连设备状态通过设备的登录状态进行管理，当直连设备连接断开则表示设备离线，当直连设备连接或重连成功，则表示设备上线。

若采用网关接入，则有新设备接入网关后，通过调用设备添加接口将非直连设备接入物联网平台，并且获得平台分配的唯一设备逻辑ID，并在平台上配置相关的设备信息。

3.2. 网关对接

目前平台支持MQTT/HTTP等标准协议接入，如果设备是其他协议由于第三方协议设备不能直接接入平台，需要在平台外部完成协议转换。使用网关来完成协议转换，将第三方协议转成MQTT协议。我们把用来进行协议转换的网关称为协议转换网关。协议转换网关是一个网关，可以部署在云上或者本地。第三方协议设备作为协议转换网关的子设备接入平台。

协议转换网关一般由三部分组成：

1.第三方协议接入。完成第三方协议的解析，鉴权。

2.协议转换。负责完成第三方协议数据和平台格式数据的互相转换。

·上行：把第三方协议数据转成平台格式数据，并调用设备SDK接口进行上报。

·下行：收到平台下行数据时，转换为第三方协议数据转发给第三方协议设备。

3.3. 摄像头

平台支持实时WebRTC（Web 实时通信），RTMP（实时消息传送协议）、RTSP（实时流协议），HTTP, 华为好望云HLS等视频协议，播放器通过流媒体协议与媒体服务器通信，获取视频数据，播放视频。

摄像头的视频媒体采用流式传输技术在网络上连续实时播放的媒体格式。通过双向消息多路复用，在通讯双方之间运载音频、视频和数据消息，及其相关时间信息的并行流数据。把音视频流通过WebRTC，RTMP或者RTSP等协议形式发布。

3.4. 智能洗消

针对车辆的生物安全防控主要包括三个流程：车辆洗消、司机洗消、物资消毒。

车辆洗消：

车辆从场外进场，部署在入场口的车辆识别系统对车辆进行识别记录，相关数据通过网关上报平台，信息确认确认无误后，放行车辆进入场内，车辆进场后，首先由畜牧场生物安全防控人员对车辆进行泡沫浸泡、全方位冲洗等过程，车辆冲洗完毕后，进入到车辆沥水区，进行沥水。车辆沥水完毕后，车辆驶入到车辆烘消棚，对车辆进行烘消。

对于车辆烘消过程，方案设计智能化烘消监管系统实现对车辆烘消的监管。具体为，在烘消棚中多点部署温度传感器，且温度传感器可通过有线或无线的方式与边缘网关相连接，当开始烘消后，温度传感器实时监测烘消棚内的温度，当达到65℃时，系统认定有效烘消开始，直到有效烘消持续30分钟以上，系统判定此次烘消过程有效。

司机洗消监控：

在车辆洗消的同时，司机须下车在指定的人员洗消区域完成洗消。司机洗消监控流程如下

经由AI摄像头人脸识别，通过设备网关上报数据平台确认人员信息后放行进入智能人员洗消通道，人员进入之后全过程实现自动化人员淋浴，雾化消毒，人员AI人脸识别工服检测，相关传感器数据通过有线或无线的方式与边缘网关相连接进行数据上报。上述流程全部合格后生成关联人员信息数据信息记录通过网关上报平台。其中平台根据传感器上报数据记录信息分析该人员洗消过程是否合规。

物资消毒：

在车辆洗消和司机洗消的同时，如车上或司机身上有物资进场，则还需要对物资进行洗消，物资的洗消一般通过臭氧来消毒。 

安全防控人员将物资带入到指定的物资消毒区域，生物安全防控人员通过人脸识别门禁进入到物资消毒间。

设备传感器通过有线或无线的方式与边缘网关相连接进行数据上报。设定消毒执行时间经由平台通过网关指令下行开启和关闭设备传感器。

4. 生物资产抵押管理系统及APP定制化需求

生物资产抵押管理、资产监控及资产评估、风险监测及预警等功能均可在手机APP端实现。

APP端用户：养殖端、评估公司端、资金方端等不同身份；

养殖端：主要提供生物资产盘点、抵质押申请、增补栏功能、生产预警等模块；

评估公司端：主要提供尽调报告及影像资料、资产评估结果上传的功能（可增加地理围栏、水印相机等在APP端，保证现场尽调过程真实有效）

资金方端：资产监控、风控系统预警、资产评估审核等功能。

5. 区块链底层技术

我司区块链是在开源系统上进行自主研发的区块链底层平台，相比其他集成第三方平台的优势在于可以更好的进行定制化的开发，而且国密算法部分进行了很多优化工作，能够实现更快的国密上链操作。

区块链在本项目中的作用是生物资产凭证上链存证，存证后的信息通过生物资产抵押管理系统上传人民银行征信中心的动产担保登记系统进行登记与公示。

5.1. 智能合约

开发生物资产凭证对应的智能合约，实现生物资产凭证的产生，变更，销毁等功能，并通过权限合约控制不同角色的权限。

智能合约上链信息示意图：

5.2. 存证上链

生物资产凭证系统将智能合约对应的信息组织起来，然后进行上链存证，存证结果可在生物资产凭证系统中展示。

5.3. 数据隐私保护

区块链上存储的数据都是公开的，因此需要将不同信息通过不同隐私保护方式进行处理存储在区块链上。

将图像、文件等大块数据通过哈希运算加密，可起到减少上链数据量、可验证但不可见的效果。将需要进行运算的数据如生物资产数量通过同态加密的方式上链，可起到数据相关方可用可见，非相关方可验证不可见的效果。其他需要保护的信息通过对称加密的形式存证。区块链使用这三种方式进行数据隐私保护

区块链底层技术：

1. 共识机制：CITA-BFT 是一个两阶段投票的拜占庭容错算法，该算法在对 BFT 类算法广泛研究的基础上对 PBFT 进行了优化，以更好地与区块链的微服务架构融合，是一种专为区块链设计的高性能共识算法。

2. 智能合约：采用solidity合约语音和EVM合约引擎执行智能合约，同时可使用预编译合约来执行椭圆曲线运算和隐私计算等运算量较大的操作。

3. 区块链服务技术架构设计

区块链节点服务：

区块链核心服务，根据pbft的最低可容错数量（3f+1），选f=1时的共识节点数4。每个共识节点都有一整套区块链服务，包括交易共识、合约引擎、链式存储、网络同步、服务网关和验证服务等微服务组件，通过消息总线进行通信。

底层服务选取使用国密SM2+SM3算法的分支，并在开源底层的基础上优化国密验签性能。

上链前置服务：

通过该服务调用合约方法完成上链。上链前置可以单独做成服务接收其他服务的信息上链，也可以将SDK集成在现有后端中直接上链。上链前置服务在SDK基础上通过使用WASM技术提高国密签名性能。

链数据缓存：

将区块列表、交易列表、事件日志缓存在数据库中，区块链浏览器和其他查询服务可直接访问数据缓存服务，减少查询对区块链的压力。

区块链浏览器：

用于查询区块链上信息，如区块信息、交易信息、账户信息等，需要与链缓存配合。

区块链监控：

区块链的运行状态监控系统，监控指标包括区块链数据、服务进程状态、运行环境的 CPU/存储器/磁盘使用率等主机信息等。

5.4. 安全性

共识、交易验证：采用国密SM2+SM3进行签名验签。节点间数据通讯（共识、同步区块）：使用 TLS加密传输。存证数据：哈希算法采用SHA256或国密SM3，对称加密数据采用国密SM4算法。

5.5. 跨链技术

同构链：采用状态树验证的方式实现同构侧链的跨链。

异构链：采用哈希锁定的方式实现异构链跨链。

5.6. 国密支持

支持国密SM2/SM3算法签名验签。底层链优化了国密验签性能，经测试每秒存证处理能力提高两倍以上。SDK通过使用WASM技术提高国密签名性能，经每秒存证签名性能提高5倍以上。

5.7. 自主信息技术体系兼容适配

经测试可适配国产ARM处理器和国产操作linux操作系统，如采用华为鲲鹏CPU的服务器和飞腾CPU的服务器和中标麒麟操作系统。

四、案例应用效果

目前基于智能畜牧场景的案例全国已有300家，对接智能物联网设备200+款，生物监管平台已与多家金融机构合作。

北京农信互联科技集团有限公司

二〇二二年十月三十一日