基于区块链的农产品溯源系统

一、开发思路

本系统基于 若依（RuoYi） 快速开发平台与 FISCO-BCOS 联盟链构建，采用“链上存证 + 链下存储 + 智能合约状态机”的模式，实现农产品从生产、加工、运输到销售的全链路可信溯源。

1. 技术选型

层次	技术
前端	Vue + Element UI（若依内置）
后端	Spring Boot + MyBatis（若依内置）
权限	若依 RBAC + 数据权限
区块链	FISCO-BCOS 联盟链
合约	Solidity 智能合约
链下存储	MySQL + 本地文件/IPFS
开发平台	若依（RuoYi）

2. 核心设计思路

复用若依内置能力：用户、角色、菜单、部门、数据权限、操作日志、通知公告、定时任务、字典管理、代码生成器。
链上链下结合：链上存批次 ID、操作主体、操作类型、时间、数据哈希、状态；链下存图片、视频、详细描述。
智能合约状态机：原料批次与成品批次分别定义状态，合约校验状态流转，防止越权操作。
数量约束：原料批次记录总数量和剩余数量，创建成品批次时扣减，防止超量消耗。
操作模板机制：按产品类型配置生产/加工操作模板，自动推荐，支持自定义，避免硬编码。
数据权限隔离：利用若依部门数据权限，各企业只能查看和操作自己的数据。
溯源码两阶段：加工包装时生成未激活二维码，销售商上架时激活，消费者扫码只看到已上架商品。

二、角色权限

系统角色包括：系统管理员/监管、生产商、加工商、运输商、销售商、消费者。质检环节暂不启用。

1. 角色权限矩阵

功能	管理员/监管	生产商	加工商	运输商	销售商	消费者
用户/角色/部门管理	✔	✖	✖	✖	✖	✖
主体资质管理	✔	维护自己	维护自己	维护自己	维护自己	✖
创建原料批次	✖	✔	✖	✖	✖	✖
录入生产记录	✖	✔ 仅自己批次	✖	✖	✖	✖
确认采收	✖	✔	✖	✖	✖	✖
发起原料流转	✖	✔	✖	✖	✖	✖
接收原料批次	✖	✖	✔	✖	✖	✖
创建成品批次	✖	✖	✔	✖	✖	✖
录入加工记录	✖	✖	✔ 仅自己成品	✖	✖	✖
确认加工完成	✖	✖	✔	✖	✖	✖
生成溯源码	✖	✖	✔ 包装时	✖	✖	✖
发起运输	✖	✖	✔	✖	✖	✖
运输接单/提货/送达	✖	✖	✖	✔ 仅自己运输单	✖	✖
接收成品入库	✖	✖	✖	✖	✔	✖
上架/激活溯源码	✖	✖	✖	✖	✔	✖
销售记录	✖	✖	✖	✖	✔	✖
扫码查询溯源	✔	✔	✔	✔	✔	✔
提交反馈/投诉	✖	✖	✖	✖	✖	✔
全量审计	✔	✖	✖	✖	✖	✖
召回/下架	✔	可申请	可申请	可申请	可申请	✖
统计报表	✔	自己数据	自己数据	自己数据	自己数据	✖

2. 若依中的实现方式

部门：每个企业/合作社建为一个部门。
角色：生产商、加工商、运输商、销售商、监管员。
数据权限：生产商仅本部门数据；加工商仅本部门数据；运输商仅本部门运输单；销售商仅本部门数据；监管全部数据。
消费者：无需若依账号，通过独立 H5 查询接口访问。

三、主要功能

1. 系统管理（若依内置）

用户管理、角色管理、菜单管理、部门管理、岗位管理、字典管理、参数管理、通知公告、操作日志、登录日志、在线用户、定时任务、代码生成器、系统接口、服务监控、缓存监控。

2. 主体与资质管理

企业/合作社信息登记、营业执照、生产资质、基地/车间信息、资质到期提醒（可简化）。

3. 产品与模板管理

产品类型字典（苹果、生猪、牛奶等）、生产操作模板、加工操作模板、模板排序与必填项配置。

4. 原料批次管理

创建原料批次、填写总数量与单位、生成批次号、录入生产记录、确认采收、发起流转、查看剩余数量。

5. 成品批次管理

创建成品批次、关联原料批次、填写消耗数量与产出数量、录入加工记录、确认加工完成、生成溯源码。

6. 运输管理

创建运输单、选择运输商、运输商接单、提货交接、运输记录（轨迹、温度、异常）、送达签收。

7. 销售管理

成品入库、上架、激活溯源码、销售记录、下架/召回。

8. 溯源码管理

生成二维码、绑定成品批次、激活/未激活状态、召回状态。

9. 消费者查询

扫码查询、展示全链路信息、链上哈希验证、反馈投诉。

10. 区块链存证

FISCO-BCOS SDK 集成、合约调用、交易回执查询、链上哈希与链下数据比对、定时校验。

11. 统计报表

批次统计、产量统计、销量统计、异常批次统计、操作统计。

四、流程示例

以 陕西洛川红富士苹果 为例：生产商 1000 kg 苹果 → 加工商分别生产苹果脆片、苹果汁、苹果酱 → 运输商配送 → 销售商上架 → 消费者扫码。

角色

管理员/监管、生产商、加工商、运输商、销售商、消费者。

状态定义

原料批次：
CREATED → PRODUCING → HARVESTED → TRANSFERRED → RECEIVED → PARTIALLY_CONSUMED → CONSUMED → RECALLED

成品批次：
CREATED → PROCESSING → PROCESSED → SHIPPING_REQUESTED → IN_TRANSIT → IN_STOCK → ON_SALE → SOLD → RECALLED

溯源码：
CREATED → ACTIVATED → RECALLED

步骤 1：管理员初始化

创建部门：绿源合作社、鲜果加工、顺达冷链、优选超市、市场监管局。
创建角色并分配菜单权限。
配置产品类型字典和操作模板。
部署 UserContract 和 TraceContract。

产品状态：无。

步骤 2：生产商创建原料批次

生产商登录，创建原料批次 APPLE-2026-001。
产品类型：苹果；总数量：1000 kg；单位：kg。
系统推荐生产操作模板：施肥、灌溉、疏果、套袋、采收。
链上 createBatch()，记录 totalQuantity=1000, remainingQuantity=1000。

原料批次状态：CREATED

步骤 3：生产商录入生产记录

按模板录入施肥、灌溉、疏果、套袋记录，可自定义添加“修剪枝条”。
每条记录计算哈希并上链。
若依操作日志自动记录。

原料批次状态：PRODUCING

步骤 4：生产商确认采收

录入采收记录。
点击“确认采收完成”。
系统校验至少一条采收记录。
链上 updateStatus(HARVESTED)。

原料批次状态：HARVESTED

步骤 5：生产商发起流转给加工商

选择加工商“鲜果加工有限公司”，发起流转。
链上 transferBatch()。
若依通知公告提醒加工商。

原料批次状态：TRANSFERRED

步骤 6：加工商确认接收

加工商在“待接收批次”中确认接收。
链上 receiveBatch()。
此时未创建成品批次，系统不会自动创建。

原料批次状态：RECEIVED
原料剩余数量：1000 kg

说明：加工商接收后未加工时，原料状态为 RECEIVED，成品批次不存在。若长期不创建成品，定时任务会标记为“滞留批次”并通知监管。

步骤 7：加工商创建第一个成品批次（苹果脆片）

创建成品批次 APPLE-CHIP-2026-001。
关联原料批次 APPLE-2026-001。
消耗数量：300 kg；产出：60 kg。
系统校验 300 ≤ 1000，通过。
链上 createBatch()、linkBatch()、consumeRawMaterial(300)。

原料批次状态：PARTIALLY_CONSUMED
原料剩余数量：700 kg
成品批次状态：CREATED

步骤 8：加工商录入加工记录

系统推荐加工模板：清洗、切片、烘干、包装。
加工商按模板录入，可自定义添加“挑选分级”。
每条记录哈希上链。

成品批次状态：PROCESSING
原料批次状态：PARTIALLY_CONSUMED

步骤 9：加工商确认加工完成

点击“确认加工完成”。
系统校验：成品已创建、已关联原料、有加工记录、消耗已扣减。
链上 updateStatus(PROCESSED)。

成品批次状态：PROCESSED
原料批次状态：仍为 PARTIALLY_CONSUMED（还有剩余）

步骤 10：加工商生成溯源码（未激活）

在包装环节生成二维码，印在包装上。
链上 createTraceCode()。

溯源码状态：CREATED（未激活）
扫码提示：“该商品尚未上架，请通过正规渠道购买。”

步骤 11：加工商创建第二个成品批次（苹果汁）

创建 APPLE-JUICE-2026-001，关联同一原料批次。
消耗 400 kg，产出 350 L。
校验 400 ≤ 700，通过。

原料剩余数量：300 kg
原料批次状态：PARTIALLY_CONSUMED
成品批次状态：CREATED

步骤 12：加工商创建第三个成品批次（苹果酱）

创建 APPLE-JAM-2026-001，关联同一原料批次。
消耗 300 kg，产出 120 kg。
校验 300 ≤ 300，通过。

原料剩余数量：0
原料批次状态：CONSUMED
成品批次状态：CREATED

步骤 13：三个成品批次分别完成加工

各自录入加工记录、确认加工完成。
各自状态：PROCESSED
原料批次状态：CONSUMED

步骤 14：加工商发起运输

为每个成品批次创建运输单，选择运输商“顺达冷链”。
链上 createShipment()。

成品批次状态：SHIPPING_REQUESTED

步骤 15：运输商接单提货

运输商接单，到加工商处提货，双方签名。
链上 acceptShipment()、addTransportRecord()。
记录车牌、司机、轨迹、温度等，哈希上链。

成品批次状态：IN_TRANSIT

步骤 16：运输商送达，销售商接收

运输商送达，销售商确认收货，双方签名。
链上 confirmDelivery()、receiveBatch()。

成品批次状态：IN_STOCK

步骤 17：销售商上架，激活溯源码

销售商绑定溯源码，上架销售。
链上 activateCode()、updateStatus(ON_SALE)。

成品批次状态：ON_SALE
溯源码状态：ACTIVATED

步骤 18：消费者扫码查询

消费者扫描苹果脆片包装二维码。
后端查询链上哈希 + 链下数据，比对验证。
展示全链路：
- 原料批次：陕西洛川红富士苹果，总 1000 kg，剩余 0 kg
- 生产商：绿源合作社
- 生产记录：施肥、灌溉、疏果、套袋、采收
- 加工商：鲜果加工有限公司
- 加工记录：清洗、切片、烘干、包装
- 运输商：顺达冷链
- 运输记录：车牌、轨迹、温度、送达时间
- 销售商：优选超市
- 当前状态：已上架
验证通过显示“数据未篡改”。

成品批次状态：ON_SALE 或 SOLD

步骤 19：销售记录

销售商记录销售信息，链上 addRecord()。

成品批次状态：SOLD

步骤 20：监管审计与召回

监管查看全量数据、操作日志、链上回执。
发现异常，链上 recallBatch()。

成品批次状态：RECALLED
溯源码状态：RECALLED
消费者扫码显示召回预警。

五、状态流转总表

步骤	角色	操作	原料批次	成品批次	溯源码
1	管理员	初始化	—	—	—
2	生产商	创建原料批次	`CREATED`	—	—
3	生产商	录入生产记录	`PRODUCING`	—	—
4	生产商	确认采收	`HARVESTED`	—	—
5	生产商	发起流转	`TRANSFERRED`	—	—
6	加工商	确认接收	`RECEIVED`	—	—
7	加工商	创建成品批次	`PARTIALLY_CONSUMED`	`CREATED`	—
8	加工商	录入加工记录	`PARTIALLY_CONSUMED`	`PROCESSING`	—
9	加工商	确认加工完成	`PARTIALLY_CONSUMED`	`PROCESSED`	—
10	加工商	生成溯源码	`PARTIALLY_CONSUMED`	`PROCESSED`	`CREATED`
11	加工商	创建第二个成品	`PARTIALLY_CONSUMED`	`CREATED`	—
12	加工商	创建第三个成品	`CONSUMED`	`CREATED`	—
13	加工商	分别完成加工	`CONSUMED`	`PROCESSED`	`CREATED`
14	加工商	发起运输	`CONSUMED`	`SHIPPING_REQUESTED`	`CREATED`
15	运输商	接单提货	`CONSUMED`	`IN_TRANSIT`	`CREATED`
16	销售商	确认收货	`CONSUMED`	`IN_STOCK`	`CREATED`
17	销售商	上架激活	`CONSUMED`	`ON_SALE`	`ACTIVATED`
18	消费者	扫码查询	`CONSUMED`	`ON_SALE`/`SOLD`	`ACTIVATED`
19	销售商	销售记录	`CONSUMED`	`SOLD`	`ACTIVATED`
20	监管	召回	`RECALLED`	`RECALLED`	`RECALLED`

六、设计亮点总结

若依深度复用：用户、角色、部门、数据权限、日志、定时任务、字典、代码生成器全部复用。
FISCO-BCOS 联盟链：多机构共同维护，权限可控，数据不可篡改。
链上链下结合：链上存哈希和状态，链下存图片和报告原文。
数量守恒：原料总数量与剩余数量跟踪，防止超量消耗。
多对多关联：一批原料可产出多个成品，一个成品可关联多批原料。
模板可配置：按产品类型推荐操作模板，支持自定义，避免硬编码。
状态机严格：原料与成品状态分离，合约校验流转。
溯源码两阶段：包装时生成未激活，上架时激活，符合真实扫码场景。
异常可发现：滞留批次、超量消耗、哈希不一致均可被定时任务发现。
监管穿透：全量审计 + 链上回执 + 操作日志，支持召回。