[0001] 本实用新型涉及溯源技术领域，尤其涉及一种中药溯源装置及运输箱。

[0002] 随着社会的高速发展，溯源技术在各种各个领域上的使用也越来越频繁，如各种产品生产与加工溯源，同时也对于溯源技术提出了更高要求。

[0003] 传统的产品溯源方式是将产品生产加工运输过程产生的信息通过中心化服务器传输到区块链上，根据不同业务需求生成目标产品的生命周期信息轨迹。这种产品溯源方式存在很大的缺陷，会存在此类溯源方式只适用于产品的溯源，而无法满足中药溯源的需求的问题。即，急需一种针对中药的溯源方式。实用新型内容

[0004] 本实用新型的主要目的在于提出一种中药溯源装置及运输箱，旨在解决如何实现中药溯源。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供一种中药溯源装置，所述中药溯源装置包括环境监控单元、定位识别单元、存储器和通信单元，所述定位识别单元包括定位器、出入库识别器、身份识别器和摄像头；

[0006] 所述存储器分别与所述环境监控单元、所述定位器、所述出入库识别器、所述身份识别器、所述摄像头和所述通信单元连接，所述定位器与车辆定位器连接；

[0007] 其中，所述环境监控单元用于采集环境信息，所述定位器用于采集所述车辆定位器的定位信息，所述出入库识别器用于采集出入库识别信息，所述身份识别器用于采集身份信息，所述摄像头用于采集中药出入库的图像信息，所述存储器用于存储所述采集环境信息、所述定位信息、所述出入库识别信息、所述身份信息和所述图像信息，并经由所述通信单元上传至溯源系统。

[0008] 可选地，所述环境监控单元包括温度传感器和湿度传感器。

[0009] 可选地，所述出入库识别器包括NFC识别器。

[0010] 可选地，所述身份识别器包括具备物理不可克隆函数的识别器。

[0011] 可选地，所述定位器包括GPRS定位器。

[0012] 可选地，所述存储器包括随机存储器和只读存储器。

[0013] 此外，本申请还提供了一种中药溯源运输箱，中药溯源运输箱包括上述的中药溯源装置。

[0014] 可选地，所述中药溯源运输箱包括PCB板和显示屏，所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏设置在所述药溯源运输箱的上表面，所述PCB板设置在所述液晶显示屏的下方并与所述液晶显示屏连接，所述中药溯源装置中的定位器、身份识别器和通信单元设置在所述PCB板上。

[0015] 可选地，所述中药溯源运输箱还包括存药箱，所述存药箱放置在所述中药溯源运输箱内并与所述中药溯源运输箱下表面贴合，所述中药溯源装置中的摄像头和出入库识别器贴合在所述存药箱的上表面，所述存药箱的进出货口设置在所述中药溯源运输箱的正面。

[0016] 可选地，所述中药溯源运输箱还包括供电电源，所述供电电源设置在所述中药溯源运输箱内，并分别与所述中药溯源装置、所述PCB板和所述显示屏连接。

[0017] 本申请提供了一种中药溯源装置，该装置包括环境监控单元、定位识别单元、存储器和通信单元，所述定位识别单元包括定位器、出入库识别器、身份识别器和摄像头；所述存储器分别与所述环境监控单元、所述定位器、所述出入库识别器、所述身份识别器、所述摄像头和所述通信单元连接，所述定位器与车辆定位器连接；其中，所述环境监控单元用于采集环境信息，所述定位器用于采集所述车辆定位器的定位信息，所述出入库识别器用于采集出入库识别信息，所述身份识别器用于采集身份信息，所述摄像头用于采集中药出入库的图像信息，所述存储器用于存储所述采集环境信息、所述定位信息、所述出入库识别信息、所述身份信息和所述图像信息，并经由所述通信单元上传至溯源系统。通过环境监控单元和定位识别单元采集环境信息、定位信息、出入库识别信息、身份信息和中药出入库的图像信息，进而上传溯源系统实现中药溯源，从而避免了现有技术中溯源方式只适用于产品的溯源，而无法满足中药溯源的需求的现象发生，通过环境监控单元和定位识别单元采集环境信息、定位信息、出入库识别信息、身份信息和中药出入库的图像信息，进而上传溯源系统实现了中药溯源。

[0026] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0027] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0028] 需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0029] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0030] 另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

[0031] 为了下述各实施例的描述清楚简洁，首先对现有产品溯源的实现进行简要介绍：

[0032] 产品溯源指的是将产品的生产、加工、运输、销售等全生命周期信息记录下来，供产品的使用者方便的查看该产品的生命周期信息，有利于产品营销和监控。区块链技术是一种分布式数据库技术，区块链具有去中心化、数据不可篡改、可追溯的特点，因此十分适合用于产品溯源领域。区块链技术的出现大大增强了产品溯源信息的真实性，提高了溯源信息的造假难度。而目前市面上的区块链溯源产品较多，但大多数是将产品生产加工运输过程产生的信息通过中心化服务器传输到区块链上，根据不同业务需求生成目标产品的生命周期信息轨迹。最终为每个目标产品生成独立的二维码或其他识别装置，消费者通过扫码的方式查看该产品的全生命周期信息。对于中药溯源领域，暂未有比较好的能够针对中草药特性进行定制的溯源设备和方案。中草药运输对于温度和湿度均有比较高的要求，此外，一些名贵的中草药在运输过程中需要比较高的安全保证措施，在这一领域暂未有利用区块链+智能硬件设别+溯源场景的良好方案出现。现有的区块链溯源技术确实利用到了区块链技术的分布式、链上信息不可篡改的特点，管理者和消费者均可以访问存在于区块链上的信息，但无法对数据进行修改，这保证了链上信息的真实性。但是现有溯源方法存在很大的缺陷，链上信息确实不可篡改，但如果上链之前的信息就是假的，譬如通过手动修改上链之前信息系统中的数据，或者调包产品，则该方案无疑一文不值。如何尽可能保证上链之前信息的真实性，是实现区块链分布式溯源能力的前提。

[0033] 本申请通过一种中药溯源装置，该装置包括环境监控单元、定位识别单元、存储器和通信单元，所述定位识别单元包括定位器、出入库识别器、身份识别器和摄像头；所述存储器分别与所述环境监控单元、所述定位器、所述出入库识别器、所述身份识别器、所述摄像头和所述通信单元连接，所述定位器与车辆定位器连接；其中，所述环境监控单元用于采集环境信息，所述定位器用于采集所述车辆定位器的定位信息，所述出入库识别器用于采集出入库识别信息，所述身份识别器用于采集身份信息，所述摄像头用于采集中药出入库的图像信息，所述存储器用于存储所述采集环境信息、所述定位信息、所述出入库识别信息、所述身份信息和所述图像信息，并经由所述通信单元上传至溯源系统。通过环境监控单元和定位识别单元采集环境信息、定位信息、出入库识别信息、身份信息和中药出入库的图像信息，进而上传溯源系统实现中药溯源，从而避免了现有技术中溯源方式只适用于产品的溯源，而无法满足中药溯源的需求的现象发生，通过环境监控单元和定位识别单元采集环境信息、定位信息、出入库识别信息、身份信息和中药出入库的图像信息，进而上传溯源系统实现了中药溯源。

[0034] 本实用新型提供一种中药溯源装置，参照图1的中药溯源装置的连接示意图，中药溯源装置100包括环境监控单元10、定位识别单元20、存储器30和通信单元40，所述定位识别单元20包括定位器21、出入库识别器22、身份识别器23和摄像头24；

[0035] 所述存储器30分别与所述环境监控单元10、所述定位器21、所述出入库识别器22、所述身份识别器23、所述摄像头24和所述通信单元40连接，所述定位器21与车辆定位器300连接；

[0036] 其中，所述环境监控单元10用于采集环境信息，所述定位器21用于采集所述车辆定位器的定位信息，所述出入库识别器22用于采集出入库识别信息，所述身份识别器23用于采集身份信息，所述摄像头24用于采集中药出入库的图像信息，所述存储器30用于存储所述采集环境信息、所述定位信息、所述出入库识别信息、所述身份信息和所述图像信息，并经由所述通信单元40上传至溯源系统200。

[0037] 在本实施例中，通过中药溯源装置100的设计，最少可以采集环境信息、定位信息、出入库识别信息、身份信息和中药出入库的图像信息作为中药的溯源信息，进而实现了中药溯源。其中，环境信息是指运输环境的温湿度信息，出入库识别信息是指中药出库及入库信息，身份信息是指装置的识别信息，可以保证装置的唯一性，中药出入库的图像信息是指中药出库、入库的图像，定位信息是指中药运输时的定位信息，进而可以基于中药溯源装置针对中药温湿度溯源信息的需要实现中药溯源，同时通过身份识别器23的设定可以保证中药溯源的准确性。

[0038] 进一步的，参照图3，图3为中药溯源运输箱的一结构示意图，图中示意为箱体的平面图，中药溯源运输箱配备有温度传感器1A，湿度传感器1B，GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务技术)定位器21，NFC(Near Field Communication,近场通信)出入库识别器22，存储器30，供电电源430,通信单元40，PUF(physical unclonable function，物理不可克隆函数)身份识别器23，摄像头24。其中，中药溯源运输箱400搭载定制的linux操作系统，在箱体上表面具有液晶显示屏410的可视化界面，该界面为功能的实现和操作提供了便利。温度传感器1A用于检测中药溯源运输箱400内部药品的温度，以保证药品在运输途中处于适宜的储存温度；湿度传感器1B用于检测中药溯源运输箱400内部药品的湿度，以保证药品在运输途中处于适宜的储存湿度；GPRS定位器21用于在产地完成运输中对药品的运输路径进行监控；NFC出入库识别器22用于在产地完成运输中，药品装载，每个药品均贴有NFC标签，用于在装卸过程中对药品进行出入库的识别；存储器30用于存储必要的药品信息和物流数据；供电电源430可以包括电池，用于为溯源运输箱供电；通信单元40可以包括4G无线通信模块，如射频发射器以及其他通信器件，用于连接互联网，以便使用GPRS和在目的地进行药品物流信息的上链。中药溯源运输箱400将负责药品负责人，司机，车牌号，药品和物流信息的采集和上链工作，通过液晶显示屏410输入信息或通过温度传感器1A、湿度传感器1B、身份识别器23、摄像头24和出入库识别器22等器件实现信息采集，进而实现中药溯源。

[0039] 进一步的，参照图4，图4为中药溯源的溯源流程示意图，区块链技术为现有常用的溯源技术，区块链负责存储和溯源中药溯源运输箱400采集的文本信息，IPFS(InterPlanetary File System，星际文件系统)负责存储药品的图片信息。服务聚合平台、数据云存储平台、消息队列，第三方，缓存，数据库等服务负责为溯源系统200提供支撑。溯源系统负责从区块链上获取对应中药溯源运输箱400采集的所有数据。如常用技术一样，首先需要在区块链上部署智能合约，在区块链上部署智能合约为现有技术。其中，区块链的特点分布式去中心化的区块链系统保证了数据的安全性，一致性和可追溯性。中药溯源运输箱400可以通过液晶显示屏410或其他方式会将药品负责人，司机，车牌号，药品和物流信息通过智能合约上传至区块链的各个区块链节点，区块链再将对应的交易哈希上传至溯源系统(属于现有技术)。智能合约会校验溯源运输箱的身份信息，药品负责人的信息，司机的信息，药品的物流信息。对于每一个中药溯源运输箱400在第一次使用前都需要于PUF生成的响应R通过智能合约上传至区块链。中药溯源运输箱400可以通过下列公式(1)生成R，而区块链上将会存储挑战响应对(C,R)，智能合约利用(C,R)对即可对溯源盒子的身份进行认证，即使溯源盒子被敌手截获，任何破解PUF妄图通过认证的行为都会导致PUF变得不可用，从而保证溯源盒子身份的唯一性，安全性，和不可为造性。

[0040] R ＝ PUF(C)， (1)

[0041] 其中，C是挑战，R是响应。PUF为现有常用识别技术，保证了溯源运输箱的身份唯一不可伪造，任何篡改都会导致PUF不可用，进一步使得数据无法通过智能合约的身份核验而无法上链。进而可以将整个流程分为四个流程：

[0042] 流程一：通过调整中药溯源运输箱400的模式到身份识别模式，可以基于液晶显示屏410输入控制信息进行控制。在药品运输的负责人获取溯源运输箱和运输车辆的时候，需要在中药溯源运输箱400录入该批次药品的负责人信息和运输车辆的司机信息及车牌号。成功获取信息后将会把信息上链，若上链失败则溯源运输箱会给出提示。通过PUF保证了溯源中药溯源运输箱400的身份唯一不可伪造，任何篡改都会导致PUF不可用，进一步使得数据无法通过智能合约的核验而无法上链。

[0043] 流程二：调整中药溯源运输箱400的模式到装药模式，在药品的产地，药品将会通过中药溯源运输箱400的进出货口进入存药箱440，NFC识别模组(即出入库识别器22，包括了NFC相关的器件，如感应器，数据传输器，响应器等)会识别和获取药品的信息并通过4G通信模块，即通信单元和GPRS模组获取位置信息，并将所有信息存储在中药溯源运输箱400的存储器30中。通过NFC识别了药品的上车动作，从而实现了对药品物流起点的监控和溯源。

[0044] 流程三：调整中药溯源运输箱400的模式到运输模式，在运输过程中，溯源运输箱会通过温度传感器1A和湿度传感器1B实时记录药品储存环节的温度与湿度。并通过GPRS定位模组(定位器21及相关器件)和4G无线通信模块(通信单元40及相关器件)进行药品运输路径的追踪。中药溯源运输箱400会将车辆的GPRS信息下载下来，用以与中药溯源运输箱400搭载的GPRS定位模块采集到的路径信息做实时核对。以此方式来监控药品和车辆的一致性，若运输途中遭受外力破坏导致路径不一致，中药溯源运输箱400将会把该异常物流信息上传至区块链，并将对应的交易哈希上传到溯源系统。温度传感器1A和湿度传感器1B监控了药品的储存状态，GPRS定位模组监控了药品的运输路径，从而确保了药品物流途中安全性。

[0045] 步骤四：调整中药溯源运输箱400的模式到出药模式，药品会通过NFC出口离开中药溯源运输箱400。中药溯源运输箱400将会通过NFC识别药品，通过摄像头采集药品离开中药溯源运输箱400的图片信息，并在所有药品离开中药溯源运输箱400后，中药溯源运输箱400自动将模式切换至上链模式。中药溯源运输箱400首先会利用自身的挑战C生成R，并利用R通过智能合约的身份核验。在通过身份核验后，中药溯源运输箱400将会把药品的图片信息上传至IPFS，并将图片哈希，药品的信息和药品物流的信息上传至区块链，并把对应的交易哈希上传到溯源系统。

[0046] 通过以上流程一至四，溯源系统能根据中药溯源运输箱400上传的交易哈希来查询中药溯源运输箱400上传至区块链上的数据，通过IPFS哈希可以从IPFS上获取对应的图片存证信息。最终当需要对中药进行溯源时，用户可通过移动端DAPP(Decentralized Application的缩写,即去中心化应用)接入溯源系统，在溯源系统上，用户可以通过交易哈希来查询到药品及其物流的所有信息。以上通过中药溯源运输箱400进而可以实现中药溯源的效果。

[0047] 进一步地，在本申请中药溯源装置又一实施例中，所述环境监控单元10包括温度传感器1A和湿度传感器1B。

[0048] 具体的，所述出入库识别器22包括NFC识别器。

[0049] 具体的，所述身份识别器23包括具备物理不可克隆函数的识别器。

[0050] 具体的，所述定位器21包括GPRS定位器。

[0051] 具体的，所述存储器30包括随机存储器和只读存储器。

[0052] 在本实施例中，环境监控单元10包括温度传感器1A和湿度传感器1B，进而对中药温湿度进行监控，以便后续进行溯源；出入库识别器22包括NFC识别器，进而通过NFC实现出入货的检测溯源；定位器21包括GPRS定位器对中药运输过程进行溯源，存储器30包括随机存储器和只读存储器，进而实现对已有数据和采集数据存储。同时通过身份识别器23包括具备物理不可克隆函数的识别器，而物理不可克隆函数(PUFs)已被证明在几个基于物联网和嵌入式系统的应用程序中提供安全方面非常有前景。由于在这些设备的制造过程中引入了固有的随机性，它们为其设备提供了不可复制的和唯一的身份。因此，它们适合被用作信任的硬件根和硬件安全原语。PUF的操作基于挑战‑响应对机制，即PUF有一个特性，即当一个称为挑战的输入刺激作用于它时，设备以一个称为响应的输出响应。两种不同的PUF设备使用相同的制造工艺和相同的配置，预计生产面对——相同的挑战，会有不同的反应。在提出的协议中，PUF的上述属性被利用来为每个设备生成一个唯一的会话密钥，该密钥嵌入一个PUF。嵌入式PUF芯片将作为网络中的唯一、不可克隆和不可复制的指纹。它的行为类似于一个函数，它将一个挑战作为输入，并产生一个响应作为其相应的输出。其中摄像头用于采集药品的图像信息，以保证药品在目的地出药有图片档案留存，图片数据将会存储在IPFS网络，图片的哈希将存储到区块链。本实用新型专利将药品溯源与药品监控功能集成为一体，利用物联网传感器实时记录药品信息，确保了药品运输途中的安全性，解决了药品出现问题后追责困难问题。一方面可以利用通信单元，即区块链4G模组，实现源头端采集信息并直接上链，无需经过中心化服务器中转信息，大大避免了源头信息被篡改的可能性，同时采用出入库识别器，即PUF与区块链技术，利用分布式数字身份唯一标识了溯源运输箱的身份，使得溯源运输箱不可伪造与篡改；另一方面采用了智能合约技术，对中药溯源运输箱，药品负责人，司机做出了身份核验，解决了药品出现问题后的追责难题。智能合约也会在药品上链阶段核验药品及其物流的信息，以确保信息的完整性，安全性，可靠性，同时采用了GPRS技术，通过溯源运输箱行驶路径和车辆GPRS的信息校验，可以确保运输箱和车辆进行绑定，以防药物被转移的安全隐患。

[0053] 此外，参照图2，图2为中药溯源运输箱的一结构示意图，本申请还提供了一种中药溯源运输箱，中药溯源运输箱包括所述中药溯源装置。

[0054] 具体的，所述中药溯源运输箱400包括PCB板420和显示屏410，所述显示屏410为液晶显示屏410，所述液晶显示屏410设置在所述药溯源运输箱400的上表面，所述PCB板420设置在所述液晶显示屏410的下方并与所述液晶显示屏410连接，所述中药溯源装置100中的定位器21、身份识别器23和通信单元40设置在所述PCB板420上。

[0055] 具体的，所述中药溯源运输箱400还包括存药箱440，所述存药箱440放置在所述中药溯源运输箱400内并与所述中药溯源运输箱400下表面贴合，所述中药溯源装置100中的摄像头24和出入库识别器22贴合在所述存药箱440的上表面，所述存药箱440的进出货口设置在所述中药溯源运输箱400的正面。

[0056] 具体的，所述中药溯源运输箱400还包括供电电源430，所述供电电源430设置在所述中药溯源运输箱400内，并分别与所述中药溯源装置100、所述PCB板420和所述显示屏410连接。

[0057] 在本实施例中，中药溯源运输箱400包括PCB板420和显示屏410，进而可以实现显示屏410可以显示采集的数据，如箱体温湿度、定位信息等。在PCB板420上设置定位器21、身份识别器23和通信单元40，进而实现中药实际数据的采集与上传，并可以存储在存储器中进行查看。供电电源430对整个箱体和中药溯源装置100进行供电，进而实现整个中药溯源运输箱400的正常工作。参照图5，图5为中药溯源运输箱的又一结构示意图，摄像头24和出入库识别器22可以贴合在存药箱440内部，存储器30可以设置在PCB板420上，在整个中药溯源运输箱400内部的设计不予限定，进而基于整个中药溯源运输箱400的设计实现了中药溯源的效果。

[0058] 以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。