本发明涉及粮食区块链技术领域，具体的说是一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法以及系统。
背景技术：
目前一般都是收购商到农户那里收购粮食。再由收购商将粮食运往粮库收储。这一环节中，粮库并不是很清楚收购商的粮食从哪里来。同时，由于没有足够的多方认可的数据，收购商的信用评价无法建立。目前市面上的粮食产品，也基本无法溯源。使得消费者无法对该产品的原来来源产生信心。当出现安全问题的时候，监管者也无法准确排查哪一步发生的问题。
同时，粮食部门的相关补贴，通常是针对某一项，或某一个群体，无法针对整个产业链中的相关环节进行精准补贴，激励作用单一。补贴的安全发放本身，也是一个耗时费事的高成本过程。
基于此，针对上述现状中存在的局限性，本发明提出了一种便于监管、透明公开化、能够建立信用评价、溯源粮食来源以及激励农户与生产企业工作能效的基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法以及系统。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种便于监管、透明公开化、能够建立信用评价、溯源粮食来源以及激励农户与生产企业工作能效的基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法以及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明例示的第一方面涉及一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法，包括以下步骤：
S1、建立由监管平台、收购平台、收储平台、生产企业平台以及消费者组成的区块链网络；
S2、根据收储平台的网络节点申请提交的记录触发区块链中的智能合约，所述智能合约包括收粮合约和出库合约，若智能合约为收粮合约，则转到步骤S3，若智能合约为出库合约，则转到步骤S4；
S3、若智能合约为收粮合约，则计算得到收购平台上对应的收购商的信用值以及该收购商对应农户的奖励代币，同时通过收储平台以及监管平台决定是否生成新的区块链接至对应链网络上；
S4、若智能合约为出库合约，则获取生产企业平台上对应的生产企业完成生产后的最终商品分装信息；
S5、区块链网络获取数据查询请求并反馈与所述数据查询请求对应的合约中所包含的溯源数据；
S6、消费者可以根据获取的溯源数据做出评价反馈，触发区块链中的满意度反馈合约，根据消费者的评价反馈信息，对于优评的评价反馈信息，其他网络节点可以向农户支付一定的奖励代币。
在第一方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法的基础上，本发明例示的第二方面为，所述步骤S2中，所述智能合约还包括预收购合约，具体为：
S201、收购商向农户提出收粮；
S202、收购商通过收购商终端在收购商节点将收粮信息上传到区块链中；
S203、区块链向农户终端发送预收购合约，同时发送对应生成该预收购合约对应的奖励代币的信息。
在第二方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法的基础上，本发明例示的第三方面为，所述步骤S3具体为：
S301、收购商在规定时间内将粮食上交到收储平台上的粮库，则转到步骤S302，若逾期未交，则转到步骤S303；
S302、粮库将收购完成信息上传至区块链，生成收购合约，增加收购商的信用值，并向对应农户的账号里充入相应的奖励代币，收购终止；
S303、扣除收购商一定信用值，若超时以后收购商交粮，粮库决定是否继续收购，若可以则转到步骤S302，并将奖励代币减少为原值的1/3，若不收购，则收购终止。
在第三方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法的基础上，本发明例示的第四方面为，所述步骤S3中，奖励代币的计算方法具体为：
M＝T*Q*C*T，
其中，M为农户每笔交易实际获得的奖励代币，T为交易的粮食量，Q为粮食质量系数，C为收购商信用系数，T为收购商上交粮库时间系数。
在第一方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法的基础上，本发明例示的第五方面为，所述步骤S6中，奖励代币的计算方法具体为：
bonus＝S*amount，
其中，bonus为其他网络节点向农户支付的奖励代币，S是满意度，amount是交易量。
在第一方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法的基础上，本发明例示的第六方面为，触发的智能合约的完成与否通过对应流程中相关的网络节点进行确认，若达成共识，则与智能合约相关的账本生效，若未达成共识，则与智能合约相关的账本失效。
本发明例示的第七方面涉及一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的系统，包括：
收购平台系统，包括Web模块、用户管理模块、信用管理模块、推送通知模块、交易模块、第一账户管理模块和第一PeerNode区块链接口，所述Web模块用于提供用于农户以及收购商的两种服务界面，所述用户管理模块用于管理用户注册以及身份信息，所述信用管理模块用于管理并记录收购商的信用值，所述推送通知模块用于给农户终端推送相关的平台通知，所述交易模块用于生成相应的收粮交易信息并调用第一PeerNode区块链接口，通过gRPC协议将信息写入区块链，所述第一账户管理模块用于管理用户的奖励代币相关交易动作，通过第一PeerNode区块链接口将奖励代币交易信息写入区块链，所述第一PeerNode区块链接口用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；
收储平台系统，包括出仓管理模块、收储管理模块、第二账户管理模块和第二PeerNode区块链接口，所述收储管理模块用于接收收购平台系统发送的交易信息与收购平台系统共同触发生成收粮合约，所述出仓管理模块用于粮仓向粮食生产企业卖出粮食时写入相应的出仓信息到区块链，并生成相应的批次唯一码，所述第二账户管理模块用于管理用户的奖励代币相关交易动作，通过第二PeerNode区块链接口将奖励代币交易信息写入区块链，所述第二PeerNode区块链接口用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；
生产企业平台，包括进货管理模块、分装出货管理模块、第三账户管理模块和第三PeerNode区块链接口，所述进货管理模块用于生产企业将从粮仓进货的信息从区块链中取出并对接企业的供应链平台，保存所述批次唯一码，与出仓管理模块通信共同触发生成出库合约，所述分装出货管理模块用于将最终的产品包装批次号与进货的粮仓批次唯一码对应存入区块链中，并向消费者提供产品溯源的接口和网页界面，并和消费者共同触发生成满意度反馈合约，所述第三账户管理模块用于生产企业根据消费者的评价反馈信息制定营销奖励措施，向相应的农户账户充入相应的奖励代币，所述第三PeerNode区块链接口用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；以及
监管平台系统，包括查询溯源模块、第四账户管理模块和第四PeerNode区块链接口，所述查询溯源模块用于根据产品编号来调用区块链接口以及查询粮食的溯源信息，所述第四账户管理模块用于根据补贴的相应政策，制定相应的兑换合约，来向区块链上的奖励代币用户兑换奖品；
其中，所述收购平台系统、收储平台系统、生产企业平台和监管平台系统通过对应的PeerNode区块链接口与各终端组成区块链网络。
在第七方面所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的系统的基础上，本发明例示的第八方面为，所述信用管理模块通过调用第一PeerNode区块链接口来查询存于区块链中的信息类计算收购商的信用值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、对于粮仓收粮，能够知道准确的粮食产地来源。
2、对于收购商，能够激励他们通过诚实经营，得到各方认可的信用评价，从而更好的收粮。
3、对于农户，能够获得一定的市场反馈和奖金，激励他们又好又快的上交粮食，找信誉高的收购商卖粮，不断的提高种植技术，和选用更好的良种。
4、对于监管部门和终端用户，能够使用产品溯源，来查询粮食原料的具体收储、流转过程。
5、对于粮食产品生产企业，他们能够获得完整的粮食流转数据，提高其市场竞争力。
6、对于粮食部门，能够通过奖励代币，使得相关的粮食补贴发挥事半功倍的效果，使补贴的经济效益最大化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的流程框架图；
图3为本发明中系统的框架图；
图4为本发明中收购场景的流程示意图；
图5为本发明中奖励代币转账算法流程示意图；
图6为本发明中收储过程算法流程示意图；
图7为本发明中出库分包流程示意图；
图8为本发明中溯源流程示意图。
附图标记如下：
1、收购平台系统，11、Web模块，12、用户管理模块，13、信用管理模块，14、推送通知模块，15、模块，16、第一账户管理模块，17、第一PeerNode区块链接口，2、收储平台系统，21、收储管理模块，22、出仓管理模块，23、第二账户管理模块，24、第二PeerNode区块链接口，3、生产企业平台，31、进货管理模块，32、分装出货模块，33、第三账户管理模块，34，第三PeerNode区块链接口，4、监管平台系统，41、查询溯源模块，42、第四账户管理模块，43、第四PeerNode区块链接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明所述的一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的方法，包括以下步骤：
S1、建立由监管平台、收购平台、收储平台、生产企业平台以及消费者组成的区块链网络；
S2、根据收储平台的网络节点申请提交的记录触发区块链中的智能合约，所述智能合约包括收粮合约和出库合约，若智能合约为收粮合约，则转到步骤S3，若智能合约为出库合约，则转到步骤S4；
S3、若智能合约为收粮合约，则计算得到收购平台上对应的收购商的信用值以及该收购商对应农户的奖励代币，同时通过收储平台以及监管平台决定是否生成新的区块链接至对应链网络上；
S4、若智能合约为出库合约，则获取生产企业平台上对应的生产企业完成生产后的最终商品分装信息；
S5、区块链网络获取数据查询请求并反馈与所述数据查询请求对应的合约中所包含的溯源数据；
S6、消费者可以根据获取的溯源数据做出评价反馈，触发区块链中的满意度反馈合约，根据消费者的评价反馈信息，对于优评的评价反馈信息，其他网络节点可以向农户支付一定的奖励代币。
在上述技术方案中，所述出库信息包括时间，数量，发货地，生产企业编号等，所述奖励代币是在本发明区块链中流传的一种代币，农户通过信用高的收购商向国家粮库卖粮，而获得的奖励代币。粮食部门，能够不定期的制定一些兑换计划，使得奖励代币能够有一定的官方变现能力。
奖励代币，可以在本区块链系统中自由流通。这使得，收购商能够在收购环节，除了收购农户粮食意外，也可以收购农户的奖励代币。这样省去农户个人向粮食部门兑换的繁琐流程。也使得，粮食部门的兑换工作量大大减小，效率得以提高。
在消费者进行溯源查询的时候，智慧链以及厂家可以同时搜集消费者的评价反馈信息。对于优质，好评的产品，企业或者其他机构可以向农户支付一定的奖励奖励代币，用来鼓励农户继续保持和改进粮食的质地、口感。这样，通过这种有效的反馈和激励措施，可以切实的激励农户选用优质稻种，和科学种植
具体实施时，所述步骤S2中，所述智能合约还包括预收购合约，具体为：
S201、收购商向农户提出收粮；
S202、收购商通过收购商终端在收购商节点将收粮信息上传到区块链中；
S203、区块链向农户终端发送预收购合约，同时发送对应生成该预收购合约对应的奖励代币的信息。
在上述技术方案中，收粮信息包括交易位置经纬度，数量，农户姓名、手机号。
具体实施时，所述步骤S3具体为：
S301、收购商在规定时间内将粮食上交到收储平台上的粮库，则转到步骤S302，若逾期未交，则转到步骤S303；
S302、粮库将收购完成信息上传至区块链，生成收购合约，增加收购商的信用值，并向对应农户的账号里充入相应的奖励代币，收购终止；
S303、扣除收购商一定信用值，若超时以后收购商交粮，粮库决定是否继续收购，若可以则转到步骤S302，并将奖励代币减少为原值的1/3，若不收购，则收购终止。
具体实施时，所述步骤S3中，奖励代币的计算方法具体为：
M＝T*Q*C*T，
其中，M为农户每笔交易实际获得的奖励代币，T为交易的粮食量，Q为粮食质量系数，C为收购商信用系数，T为收购商上交粮库时间系数。
其中，C的调整规则，主要靠粮库制定和评分。基于此公式，可以充分的调动农户与收购商的积极性，又好又快的上交粮食。
具体实施时，所述步骤S6中，奖励代币的计算方法具体为：
bonus＝S*amount，
其中，bonus为其他网络节点向农户支付的奖励代币，S是满意度，amount是交易量。
具体实施时，触发的智能合约的完成与否通过对应流程中相关的网络节点进行确认，若达成共识，则与智能合约相关的账本生效，若未达成共识，则与智能合约相关的账本失效。
如图3所示，一种基于区块链的粮食安全溯源与激励的系统，包括：
收购平台系统1，包括Web模块11、用户管理模块12、信用管理模块13、推送通知模块14、交易模块15、第一账户管理模块16和第一PeerNode区块链接口17，所述Web模块11用于提供用于农户以及收购商的两种服务界面，所述用户管理模块12用于管理用户注册以及身份信息，所述信用管理模块13用于管理并记录收购商的信用值，所述推送通知模块14用于给农户终端推送相关的平台通知，如奖励代币入账，奖励代币兑换等等，所述交易模块15用于生成相应的收粮交易信息并调用第一PeerNode区块链接口，通过gRPC协议将信息写入区块链，收购商每向农户进行一次收购，收购商填入交易信息，使用手机扫描农户的手机。此时，农户的手机端，以及收购商的手机端都会发送一条交易信息到系统的交易模块。交易模块会记录交易相关的信息，包括但不限于时间、地点、交易单价，交易量，预送往的粮仓等等。这些信息会写入到区块链中，生成一笔预收储订单。同时，交易模块会触发智能合约，根据合约的设定，向农户的奖励代币账户中转入一定的奖励代币值，通常为一固定值B，所述第一账户管理模块16用于管理用户的奖励代币相关交易动作，通过第一PeerNode区块链接口17将奖励代币交易信息写入区块链，所述第一PeerNode区块链接口17用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；
收储平台系统2，包括出仓管理模块22、收储管理模块21、第二账户管理模块23和第二PeerNode区块链接口24，所述收储管理模块21用于接收收购平台系统2发送的交易信息与收购平台系统2共同触发生成收粮合约，所述出仓管理模块22用于粮仓向粮食生产企业卖出粮食时写入相应的出仓信息到区块链，并生成相应的批次唯一码，所述第二账户管理模块23用于管理用户的奖励代币相关交易动作，通过第二PeerNode区块链接口24将奖励代币交易信息写入区块链，所述第二PeerNode区块链接口24用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；
生产企业平台3，包括进货管理模块31、分装出货管理模块32、第三账户管理模块33和第三PeerNode区块链接口34，所述进货管理模块31用于生产企业将从粮仓进货的信息从区块链中取出并对接企业的供应链平台，保存所述批次唯一码，与出仓管理模块22通信共同触发生成出库合约，所述分装出货管理模块32用于将最终的产品包装批次号与进货的粮仓批次唯一码对应存入区块链中，并向消费者提供产品溯源的接口和网页界面，并和消费者共同触发生成满意度反馈合约，所述第三账户管理模块33用于生产企业根据消费者的评价反馈信息制定营销奖励措施，向相应的农户账户充入相应的奖励代币，所述第三PeerNode区块链接口34用于区块链Peer节点通信的基本调用SDK；以及
监管平台系统4，包括查询溯源模块41、第四账户管理模块42和第四PeerNode区块链接口43，所述查询溯源模块41用于根据产品编号来调用区块链接口以及查询粮食的溯源信息，所述第四账户管理模块42用于根据补贴的相应政策，制定相应的兑换合约，来向区块链上的奖励代币用户兑换奖品；
其中，所述收购平台系统1、收储平台系统2、生产企业平台3和监管平台系统4通过对应的PeerNode区块链接口与各终端(如消费者终端、农户终端、收购商终端等)组成区块链网络。
在上述技术方案中，所述信用管理模块13中信用值的管理及记录的方法为：收购商的信用值初始值C＝100；根据收购商的交易信息，平台方抽查信息，以及投诉信息来进行相应的加减管理。如，查出一次虚假交易扣30分，一次有效投诉扣10分，3笔正常交易加5分，……之类的业务规则，来管理收购商的信用值。
所述收储管理模块21具体用于：当收购商向商户完收购，向区块链生成一笔预收储订单时，本模块会监听达区块链的时间通知，向粮仓发出预收储信息。粮仓信息系统会搜集这些信息，并开始安排相应的智能仓储进入准备状态。当收购商将粮食送到粮仓收储时候，相应的预收储订单执行完成。将粮食的收储状态，并智能仓储的信息一并写入区块链中。此时，将触发收储智能合约，根据合约中的之前预定的收储计划，向农户的账号存入一定的奖励代币，其计算公式如下：
交易的奖励代币M值＝交易的粮食量T*粮食质量系数Q*收购商信用系数C*收购商上交粮库时间系数T
其中C的调整规则细则，主要靠粮库制定和评分。
当收购商未能在预期时间内将粮食送到粮仓，及超时的情况，会触发收购智能合约，预售出订单关闭，并相应的扣减该收购商一定的信用积分。如果，粮仓检查粮食的标准达不到收储质量，则触发收购智能合约，对收购商同收购超时情况一样处理，对农户方扣减一定的奖励代币(农户奖励代币账户值可以为负)。
所述批次唯一码，能够在粮仓内部信息管理系统与系统中查询跟踪到粮食存储调拨的轨迹。
具体实施时，所述信用管理模块13通过调用第一PeerNode区块链接口来查询存于区块链中的信息类计算收购商的信用值。
流程实施例1：
如图4所示，收购场景流程：
SG1、收购商在手机app中输入待收购品种、价格、收购量；
SG2、农户打开手机app中二维码；如果农户会使用本系统app，则到步骤SG3，否者跳到步骤SG4；
SG3、收购商扫描农户手机app中二维码。转到步骤SG5
SG4、收购商扫描输入农户的手机号，转到步骤SG5；
SG5、交易完成，相关信息从手机上报到交易平台系统；
SG6、交易平台子系统将交易信息存入区块链；
SG7、交易信息被P2P网络分发到区块链上的粮仓、监管等节点；
SG8、经过粮仓和监管节点，确认该交易是合法后，区块链网络形成共识，交易信息被最终存入区块链各个节点中；
SG9、交易被区块链确认以后，会自动触发区块链的收购智能合约，发起一笔从补贴户到农户账号的奖励代币转账；
SG10、如果区块链网络无法达成共识，即粮仓或监管节点否决了这项交易。交易平台会将区块链最终的结果，返回给手机端，农户和收购商，都能明了具体原因。
在步骤SG8共识的算法中，粮仓和监管节点，根据各自的信息系统中的业务数据，来做出是否同意该交易的决策。
流程实施例2：
如图5所示，奖励代币转账算法实现过程：
MB1、支付方(个人账户，或者其他智能合约如SG9)通过该节点上的奖励代币管理模块，发起一笔从账户A到账户B的转账支付提议；
MB2、该提议通过子系统节点间的P2P协议被全网广播；
MB3、网络的各方查询自己节点上账户A的信息，确定该笔转账是否合法(比如账户是否有足够余额，是否有被冻结等情况)；
MB4、在网络各方确认该笔记账合法的情况下达成转账成功共识；
MB5、共识将有支付方节点向全网广播，各节点确认该共识生效，修改自己得本地账本，记录该笔交易；
MB6、如果共识没有达成，则向支付方式返回支付错误信息。
由于区块链分布式账本的特性，存在于各个节点账本中的奖励代币是安全的，不可篡改的。
流程实施例3：
如图6所示，收储过程算法流程：
SC1、收购方将粮食交到粮仓，粮仓检查后从收购平台录入相关信息到对应的交易订单中，其中，
SC1-1、如果粮食质量或者交付时间不满足粮仓要求，粮仓触发信用合约，扣减收购商的信用分数10分，收购终止；
SC1-2、如果粮仓选择给收购商加分，可以通过平台，增加收购商信用分数值；
SC2、交易信息由收购平台通过PeerNode接口模块发送到区块链表示该项交易完成。
SC3、区块链平台通过P2P协议广播该交易的状态到其他节点；
SC4、其他节点确认该交易状态修改正确，达成共识；如果为达成共识，表面账本状态不一致，更改状态失败，流程结束；
SC5、在共识达成之后，收储平台调用补贴智能合约开始计算农户最终的交粮补贴；
SC6、补贴合约，会向补贴公共账户查询余额，并检测是否预设的符合补贴条件；
SC7、如果满足预设的条件，则发起奖励代币转账，后续流程同奖励代币转账算法流程。
这样作为粮食部门监管方可以很好利用区跨链溯源的特性，了解其补贴的发放与那些交易相关联，其数据可以用来进一步分析补贴产生有哪些效用。
流程实施例4：
如图7、图8所示，出库与分包溯源流程：
CK1、粮仓将粮食出库，通过收储平台向区块链调用生成出库批次信息；
CK2、区块链网络自动P2P分发这些信息到各个节点；
CK3、生产企业将产品批次信息发送到区块链平台，并与出库批次信息相关联；
CK4、消费者通过手机app扫描商品上的二维码，发起向企业平台的查询调用，并填入满意度S；
CK5、企业平台，向区块链发起溯源请求调用；
CK6、区块链返回粮食流转的溯源信息给企业，进而反馈给消费者；
CK7、区块链触发满意度反馈合约，根据bonus＝f(S，amount)函数关系，触发一笔资金从补贴户转入农户账号，具体流程同如图5所示的奖励代币转账算法实现过程，f函数的选择，跟根据具体的业务适用。这样，消费者可以通过生产厂商的Web系统，查询到该商品的溯源信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。