质谱数据管理系统和方法与流程

本发明涉及一种便携式质谱仪数据评估系统。本发明还涉及一种通过使用便携式质谱仪数据评估单元建立用于保护测量结果并从中读取所述测量结果的基于云的质谱仪数据库的方法。

背景技术：

1、确保食品安全取决于对污染物(如杀虫剂、毒素、细菌和抗生素)的监测以及沿供应链收集的数据的可靠性。由于供应链网络旨在解决不同合作伙伴或供应商之间的众多商业活动，因此围绕商业交易的供应链网络往往较为复杂。

2、大公司的典型供应链网络需要处理供应商和合作伙伴的潜在的数千个节点，节点数量可能随着不同的供应商或合作伙伴加入或离开该系统而动态地增加或减少。这些供应商和合作伙伴部分是通过不同的内部系统、人力、会议、电话等进行管理的。

3、如今，这种监测是在实验室(外部和内部)完成的，费用高昂，而且需消耗大量时间。即使实验室作为集中方，托管供应链网络，从所有参与方获取结果数据并向所有参与方发送所述结果数据，但是，由于转录错误，错误可能不经意地被插入这些点对点的交易中，或者可能会完全丢失这些结果数据。

4、这种方法在物流方面也面临挑战。在有些情况下，当使用质谱仪进行测量的测量结果出来时，受污染或质量差的食品已经进入超市。氟虫腈鸡蛋丑闻和沙门氏菌婴儿牛奶丑闻就是与当前方法相关的挑战的最好例子。在被报道的食品丑闻中，大约99％的丑闻无法追溯到源头。

5、已经提出了区块链系统，可能为上述问题提供部分解决方案，但这些系统仍是不够的。虽然为了供应链的目的，目前的区块链实现方式可用于记录产品(或产品部件)的保管情况，但是，在质谱仪中对产品进行分析时，目前的区块链实现方式仍不能提供实时更新。通常，在对产品进行测试的实验室中，产品的分析数据由用户上传至区块链。这可能导致数据被篡改和延迟的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种便携式质谱仪数据评估系统以及一种用于建立基于云的质谱仪数据库的方法，所述系统和方法适于提供改进的供应链网络，以实现改进的且实时的数据传输算法，并提高可靠性。

2、本发明的各方面在随附的独立和从属权利要求中列出。从属权利要求中的特征可酌情与独立权利要求中的特征相结合，而不仅仅是如权利要求中明确阐述的那样。

3、鉴于上述内容，本发明提供一种便携式质谱仪数据评估系统，包括：

4、便携式质谱仪，被配置为获取样品的测量结果；

5、第一计算设备，所述第一计算设备连接到便携式质谱仪，被配置为从便携式质谱仪实时检索测量结果，其中，当所述第一计算设备连接到互联网时，所述第一计算设备在第一组节点中定义第一节点，所述第一节点被配置为对所述测量结果进行散列(hash)以将所述测量结果转换为分散数据，所述第一节点被配置为在所述第一组节点中发布所述分散数据，并且所述第一组节点被配置为对所述分散数据进行加密；以及

6、中央服务器单元，所述中央服务器单元通过互联网连接到所述第一组节点，其中，所述第一组节点被配置为在中央服务器单元中即时发布所述分散数据。

7、所述便携式质谱仪可与第一计算设备物理连接。第一计算设备可立即扫描测量结果。来自便携式质谱仪的每个测量结果均可通过第一计算设备实时保存在中央服务器单元上。由此，所述测量结果可以以防篡改的方式用于未来分析和/或参考。

8、可在中央服务器单元上从第一组节点中的一个或多个节点接收测量结果。例如，测量结果可从一个或多个便携式质谱仪传输到第一计算设备。此外，一个或多个第一计算设备可以连接到一个或多个便携式质谱仪。第一计算设备可选自包括计算设备(例如，平板电脑、计算机、智能手机等)的组。

9、第一组节点可定义区块链网络，数据评估系统可适于在产品分销链中提供实时更新和预测功能。测量结果在分销存储单元上进行加密，从而为分销链提供分散数据。分散数据可包括产品的质量评估。以此方式，所述系统可适于提供分析以发现产品中的任何污染物。所述系统可相应地产生警告通知。

10、加密的分散数据可直接从便携式设备上传到中央服务器单元。分散数据可包括从便携式质谱仪提供的每一种测试细节(日期、设备、地点和其他细节)。中央服务器单元可包括数据库，所述数据库包括分散数据的测试细节。分散数据可以与第一组节点交叉检查，以确保其真实性。

11、中央服务器单元的所述数据库可以是基于sql的数据库，所述基于sql的数据库将存储结果参数，用于进一步处理分散数据。因此，中央服务器单元还可包括处理和展示模块，所述处理和展示模块负责处理和展示从中央服务器单元的基于sql的数据库中获取的分散数据。所述处理和展示模块还将在分散数据被处理之前与第一组节点进行数据真实性检查。

12、在根据本发明的系统的实施例中，第一组节点的第一节点被配置为对第一组节点中的分散数据进行加密。

13、第一组节点可以在中央服务器单元中定义分布式账本网络。第一组节点的第一节点可适于运行分布式账本网络的区块链节点，以将测量结果文件的散列值(分散数据)直接记录到分布式账本网络。随后，第一节点还可以对分散数据进行加密，并将加密的分散数据与分布式账本网络的交易哈希值一起上传到中央服务器单元。

14、第一组节点中的第一节点可具有api(应用编程接口)库模块，以实现便携式质谱仪和中央服务器单元之间的通信。所述模块可以定义中央服务器单元的库中的功能/方法。

15、在根据本发明的系统的实施例中，第一组节点中与第一节点连接的第二节点被配置为对中央服务器单元中的分散数据进行加密。

16、第一组节点可包括相互连接的不同节点。这些节点可位于相关各方的计算机/服务器中。与便携式质谱仪相连且用于从便携式质谱仪实时检索测量结果的第一节点被配置为对测量结果进行散列以将测量结果转换为分散数据，并被配置为将加密的分散数据上传到中央服务器单元。与第一组节点中的第一节点相连的第二节点也可以对中央服务器单元中的分散数据进行加密。

17、在根据本发明的系统的实施例中，数据评估系统包括第二计算设备，所述第二计算设备被配置为向用户提供分散数据，其中，当第二计算设备连接到中央服务器单元时，所述第二计算设备在中央服务器单元上的第二组节点中的节点。

18、第二组节点可包括由分销链中的各个用户定义的各种节点。第二组节点中的每个节点均可由任何数量的供应商(例如，参与部件建造、部件合并等的供应商、工厂等)进行定义，这些供应商可被实现为系统上第二组节点中的节点。所述系统还可包括任何数量的合作伙伴(例如，分销商、托运人、零售商、第三方物流供应商等)，这些合作伙伴也可被实现为系统上第二组节点中的节点。第二组节点中的每个节点均可在彼此之间传输分散数据。

19、第二组节点可定义分布式文件存储系统，所述分布式文件存储系统被配置为在不同节点中存储分散数据。加密的分散数据可被上传到分布式文件存储系统。分散数据可被解密，数据点(分散数据中的每个读数)在中央服务器单元的数据库中进行更新。

20、在根据本发明的系统的实施例中，中央服务器单元被配置为根据中央服务器单元上的预定信息来确定由第二计算设备定义的节点是否被授权访问至少一部分分散数据，其中，所述预定信息用于指定所述第二组节点中的节点的访问权限等级。

21、被定义为分销链(例如区块链)上第二组节点中的物理或虚拟节点的供应商和合作伙伴以及每个节点均可根据他们在商业中扮演的角色受制于一套规则和策略。例如，这些规则和策略是通过预定信息来描述和执行的。预定信息可被定义为虚拟合同。用户可通过预定信息中定义的一套规则和策略被授予对分散数据的访问权。可向作为节点参与产品分销链的用户分配执行的任务，无论这些任务是查看分散数据、根据分散数据对产品进行质量评估、还是在第二组节点的节点之间发送分散数据。

22、所述系统可由一个组织或实体使用和运行，所述组织或实体除了用预定信息管理业务规则和策略外，还可以为分销链上的每个节点管理安全和控制授权。例如，所述组织可以授予第二组节点中的第一节点对分销链上某些数据的部分访问权，以便来自分销链中的另一个节点(可能是第一节点的竞争对手)的信息可以对第一节点保密。所述组织甚至可以对第二组节点中的所有节点保持一些信息的私密性。然而，本领域技术人员会明白，支持单个部件监管链的任何架构均可用于实现同样的效果。

23、在根据本发明的系统的实施例中，所述中央服务器单元被配置为根据所述中央服务器单元上的预定信息来确定由所述第二计算设备定义的节点是否被授权访问至少一部分分散数据，其中，所述预定信息用于指定所述第二组节点中的节点的访问权限等级。

24、在根据本发明的系统的实施例中，所述中央服务器单元被配置为当所述节点被确定为被授权访问至少一部分分散数据时，向由所述第二计算设备定义的节点授予对所述分散数据的第一访问等级，所述第一访问等级包括对一部分分散数据的读取访问。

25、在示例性实施例中，当所述节点被确定为被授权访问至少一部分分散数据时，所述中央服务器单元被配置为向由所述第二计算设备定义的节点授予对所述分散数据的第二访问等级。所述第二访问等级包括对全部分散数据的读取访问。

26、第二组节点中的每个节点均可包括读取和/或访问分散数据的功能。用户也可通过第二计算设备上定义的用户接口访问第二组节点中的节点上的分散数据。用户可以受制于预定信息所设定的某些规则、策略和限制。例如，客户可能只被授予对中央服务器单元上部分数据的读取权限，以便敏感的内部商业数据不被公开。

27、第二组节点中的每个节点均可被配置为对分散数据进行深层次的检查和评估，并且检查和评估结果可以由第二组节点中的所述节点进行存储和/或展示。第二组节点可被配置为执行下述步骤：

28、在分散数据中检查应被监测的样品的化学物质的存在(每个公司可从仪表板上选择应被监测的化学物质)；

29、根据终端用户的警告偏好，当监测清单中的化学物质存在时，向相关方发出通知；

30、将分散数据与以前的测试结果进行比较并创建变化图案(在食品样品测试的情况下)；

31、利用人工智能创建质量预测；

32、创建样品源的质量趋势，基于测试结果的历史记录，可以显示样品源在质量方面的改进。

33、第二组节点中的一些被授权访问连接到中央服务器的网络门户的节点可以搜索特定的化学物质或读数。这种搜索可通过以下两种方法进行：

34、1.检查中央服务器单元的数据库，以获得搜索匹配标准并显示结果。这个过程非常迅速，而且没有任何真实性检查，所以在数据真实性不重要的情况下可以使用这种方法。

35、2.在检查真实性之后提取结果，这个方法更复杂且耗时。在这种情况下，

36、a.匹配搜索标准的测试将得以识别；

37、b.上述识别到的测试的结果文件从第二组节点或从中央服务器单元本身获取；

38、c.对区块链上的结果文件真实性进行验证；

39、d.结果文件被解密并在中央服务器单元的数据库中重新更新；以及

40、e.执行sql查询以找到匹配内容。

41、在根据本发明的系统的实施例中，第一计算设备包括与便携式质谱仪连接的处理器，所述处理器被配置为在将测量结果上传至中央服务器单元之前处理所述测量结果，其中，当处理器与互联网和便携式质谱仪连接时，处理器在第一组节点中定义第二节点。

42、在第一组节点中定义第二节点的第二计算设备可具有处理器，该处理器可作为应用程序或计算机程序而被上传到第二计算设备。所述处理器可被配置为在在中央服务器单元中发布原始测量结果之前分析和/或处理这些原始测量结果。所述处理器可选自包括matlab、pyhton等的组。

43、根据本发明的另一方面，提供一种通过使用便携式质谱仪数据评估系统建立用于保护测量结果并从中读取所述测量结果的基于云的便携式质谱仪数据库的方法，所述方法包括：

44、通过便携式质谱仪获取样品的测量结果；

45、通过第一计算设备从所述便携式质谱仪即时检索所述测量结果；

46、在第一组节点中为所述第一计算设备定义第一节点；

47、通过所述第一节点对所述测量结果进行散列，以将所述测量结果转换为分散数据；

48、在所述第一组节点中发布所述分散数据；

49、通过所述第一组节点的节点对所述分散数据进行加密；以及

50、在所述中央服务器单元上发布加密的分散数据。

51、在根据本发明的方法的实施例中，所述方法还包括：

52、通过所述第一组节点中的第一节点对所述分散数据进行加密。

53、在根据本发明的方法的实施例中，所述方法还包括：

54、通过第二计算设备向用户提供所述分散数据，其中所述第二计算设备在所述中央服务器单元上定义第二组节点中的节点。

55、在根据本发明的方法的实施例中，所述方法还包括：

56、根据所述中央服务器单元上的预定信息来确定由所述第二计算设备定义的节点是否被授权访问至少一部分分散数据，其中，所述预定信息用于指定所述第二组节点中的节点的访问权限等级。

57、在根据本发明的方法的实施例中，所述预定信息适于指定所述第二组节点中的节点的访问权限等级。

58、在根据本发明的方法的实施例中，所述方法还包括：

59、当所述节点被确定为被授权访问至少一部分分散数据时，向由所述第二计算设备定义的节点授予对所述分散数据的第一访问等级，其中，所述第一访问等级至少包括对所有分散数据的读取访问。

60、在根据本发明的方法的实施例中，所述方法还包括：

61、当所述节点被确定为被授权访问至少一部分分散数据时，向由所述第二计算设备定义的节点授予对所述分散数据的第二访问等级，所述第二访问等级包括对部分分散数据的读取访问。

62、可以理解的是，根据本发明的方法的实施例可涉及使用便携式质谱仪数据评估系统，所述便携式质谱仪数据评估系统具有本文在讨论根据本发明的便携式质谱仪数据评估系统时公开的任何特征或特征的组合。因此，前面讨论的便携式质谱仪数据评估系统的各方面特此并入本方法示例的讨论中。