编者按：今年8月份，《计算机世界》报联合区块链与产业互联网融合应用60人论坛正式启动了“区块链与产业互联网融合应用案例评选活动”，得到了区块链产业界和相关机构的积极响应。一个月以来，我们收到了众多知名机构提交的各行各业应用案例。现挑选部分候选案例进行展示。

“区块链与产业互联网融合应用案例评选活动”参选案例系列展示（3）

案例名称：基于区块链及物联网的生猪规模化养殖数据追溯管理体系

提交机构：深圳金刚链计算技术有限公司，河南省神桥科技有限公司，河南省生猪产业技术创新战略联盟

应用领域：农业、物联网

申报奖项：区块链与产业互联网融合应用创新案例

01

拓展新领域

我国年出栏生猪7亿头，占世界一半以上。生猪养殖关系到国计民生，受到党和国家的高度重视。近年来，中央对农业升级转型的重视持续增加，习近平总书记在十九大报告中指出：要大力推进现代农业体系的建设，掌控国家粮食安全，中国人的饭碗，要牢牢握在自己手中。2016、2017年中央一号文件提出：大力推进“互联网+现代农业。应用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术，推动农业全产业链改造升级。

在规模化生猪养殖中，从种猪供应、养殖场所、屠宰加工厂、检疫部门、物流企业等，各个环节均存在数据可信采集和追溯的需求。目前养殖领域也已经有采用区块链技术对鸡进行追溯的案例。然而，生猪养殖体量更大，相关食品安全问题也更为突出，且生猪养殖领域存在非常多的特殊性问题，一方面更加凸显了流程信息监控和追溯的必要性和重要性，另一方面也加剧了相关信息获取和追溯的难度，使现有的技术方案全部失效。例如：生猪一般均需要在规模化的畜舍中进行养殖，养殖过程中，对养殖场舍的环境要求较高，需要严控氨气、硫化氢和粉尘等有害气体及成分的浓度，并严格管理光照、湿度、温度等环境条件，否则易产生大规模的呼吸系统等疾病，继而导致疫病和后续的抗生素滥用。此外，生猪养殖需要定时定量进行饲喂才能减少肠胃性疾病的发生以保证其健康生长，而我国长期存在的粗放式饲喂方法易导致过度饲喂并引发疾病和兽药滥用。确保猪在饲喂环节的合理健康进食是从源头保证肉品安全的真正刚需和科学诉求。

面向上述需求，不仅需要创新的物联网设备实现高效的环境感知控制和科学饲喂，更需要区块链所提供的可信全流程信息记录和追溯手段，让政府、消费者、养殖企业等均能够共享细粒度的真实信息，从而实现对肉品安全的真正把控和全流程的科学管理。本案例提出的基于物联网和区块链的解决方案，能够真正实现对生猪养殖的源头端可信监控，而源头端又恰恰是肉品问题的高发地。由于现有的技术方案无法完成对上述源头端的监控，无法真正实现对生猪养殖全流程的监控覆盖和追溯。这一管理体系是首个能够真正解决源头端管控，继而覆盖全流程追溯需求的方案。

02

研发新技术

本案例的技术创新性包括三个大的方面，覆盖了规模化生猪养殖全流程，解决流程中的信息追溯问题，分别为：区块链高通量共识算法创新、基于区块链的物联网感知前端技术创新、区块链与物联网混合架构创新。其中：

一、区块链高通量共识算法创新：提出了国际领先并具有完全自主知识产权的高TPS共识算法Bicomp，国际论文”Bicomp:ABilayerScalableNakamotoConsensusProtocol”已公开发表，并申请发明专利2项。该共识通过网络化分片和主链分片相结合、一二层扩容相协同的技术，解决了现存区块链系统TPS过低难以满足该业务需求中信息高效登记的问题，满足了本案例中规模化生猪养殖中海量业务数据登记所需的业务承载需求。

二、基于区块链的物联网养殖前端技术创新：国内外首创研发了面向区块链的物联网养殖饲喂终端和环境监测终端。饲喂终端能够实现对生猪成长过程中每一天进食情况和生理特征的监测，并利用区块链实现可信化记录；环境监控终端可实现9种养殖相关空气指标的监测，并实现了传感网络化监测和区块链可信记录。围绕该技术体系已申请国际专利1项（已进入美国阶段）及中国专利近20项。此外，该技术体系已经在国家科技部等主办的第六届中国创新创业大赛上获得先进制造全国总决赛优秀企业奖及全国前三十名、以及河南赛区第三名（二等奖）等荣誉的肯定。

三、区块链与物联网混合架构创新：提出了面向物联网的区块链分层多角色Hybrid架构，已申请发明专利1项，并已向国际标准组织IETF提交标准草案“Blockchain-basedIoTInfrastructureFunctionalRequirements”，此外，部分技术内容纳入IEEEP2418.1区块链标准组织的首个标准稿编写中。同时本案例申请单位深圳金刚链计算技术有限公司也成为了IEEEP2418.1北京专家组成员单位。

03

应用新模式

本创新案例中所提出的相关技术能够首次实现生猪养殖中的源头端可信监测及信息追溯，从而补足肉品追溯的重要一环，使流程能够得到真正的无缝衔接与贯通。在本技术案例之前，生猪生产环节的信息是欠缺及不可信的，现有方法即使在物流和检疫等环节进行了管控和追溯，但是无法避免生产源头的造假，因此难以达到真正的流程追溯。本案例的出现，使整个生产链上，从育种、养殖，到屠宰加工厂、检疫部门、物流企业等重要环节将不再存在信息沟壑，所有信息都能从源头开始通过区块链进行流转，并通过创新的共识算法，高效可靠的完成登记，保证信息的不可篡改，将每只猪和它成长过程中的每一天的健康情况都记录为了一个不可篡改的身份证。此外，相关数据完全开放，个人、企业、媒体等均可以自由加入体系生态并面向公众进行数据展示和上层封装，强化了公众的参与感和数据的透明度。

本案例的另一创新还体现在产业链条的合理配置和分工上：本案例第一申请单位深圳金刚链计算技术有限公司专注于区块链底层技术的实现与优化，在物联网区块链融合技术方面处在国内外领先地位。相关技术拥有完全自主知识产权，参与国际标准制定并承担了重要任务。企业曾入选ARM全球加速器成长营。本案例第二申请单位河南神桥科技有限公司专注于物联网养殖设备的研发，是该垂直领域的知名创新型企业，在业内具有知名度，相关产品已应用于包括温氏、牧原、正大等数个千亿级农牧业巨头在内的万余企业及养殖户。第三申请单位河南省生猪产业技术创新战略联盟是由河南农业大学、牧原集团等牵头成立的，是我国第一农业大省河南的最大生猪产业战略联盟，承担了本案例的实施推广任务。此外，本案例研发过程中还与中国科学院大学泛在与传感网络研究中心在感知及数据传输等方面展开了合作研究，并与区块链媒体北京八二七科技有限公司合作进行了媒体开放实验。因此，本案例也是区块链“产学研媒”的深度结合和模式创新。

由于生猪产业规模庞大，产业生态覆盖食品、饲料、兽药、保险等诸多产业，本案例所提出并实践的物联网+区块链创新应用能够带动上下游，打造可信的价值流通链条，盘活整个产业，拉动农业这一传统行业的转型升级。解决好农业领域中规模排在前列且实施难度最高的生猪养殖行业中的问题，必然能够给农业领域中其他应用带来好的影响和示范效应。

（本文图片来源于网络）

责任编辑：周星如