一种基于区块链的供应链物流控货平台及其使用方法

摘要

本发明公开了一种基于区块链的供应链物流控货平台及其使用方法，属于区块链领域，通过该平台的接口层，能够将多机构和节点的信息整合，同时将供应链上的物流信息以智能合约的形式运行在区块链服务上，既能保证数据的可信度，又可以在各机构和节点之间有效传递，而在智能合约开发时，CRUD‑TABLE‑SDK服务模块和Table‑Interface服务模块将智能合约的开发转换为传统互联网CRUD开发模式，这样终端调用方的业务逻辑能够和链上的智能合约进行数据交换和通信。

说明书

技术领域

本发明涉及区块链技术，特别地，涉及一种基于区块链的供应链物流控货平台及其使用方法。

背景技术

区块链技术在物流领域应用越来越多。CN201810008607.2提供了一种基于区块链的供应链金融服务平台，其包括依次连接的对外服务平台业务模块、平台业务模块和区块链底层模块，所述平台业务模块包括使用管理模块、数字资产交易模块和数字资产管理模块。

区块链中智能合约编程一般都是采用Solidity语言，但是在实际项目工程中，业务逻辑的参与方式一般都是Java、Python等非链码语言，而Java、Python等终端调用方的业务逻辑直接与链上的智能合约进行数据和和通信难度大并且复杂度高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于区块链的供应链物流控货平台及其使用方法，以解决Java、Python等终端调用方的业务逻辑直接与链上的智能合约进行数据交换和通信难度较大和复杂度高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种基于区块链的供应链物流控货平台，包括终端客户服务模块、接口层、智能合约服务模块、业务服务模块、CRUD-TABLE-SDK服务模块和Table-Interface服务模块以及区块链底层服务模块；

所述终端客户服务模块包括多个机构和节点；

所述接口层用于连接所述多个机构和节点的基础系统；

所述业务服务模块用于提供所述多个机构和节点间的供应链物流的基础服务；

所述CRUD-TABLE-SDK服务模块用于将区块链的开发形态转变成传统互联网的CRUD的开发模式；

所述智能合约服务模块用于将整个供应链物流流程中的物流数据以智能合约的形式运行在基础的区块链服务上；

所述Table-Interface服务模块把所述智能合约服务模块中区块链的合约流程开发转变为互联网业务开发中的数据源的操作流程；

所述区块链底层服务模块采用联盟链机制，在多机构和节点之间搭建区块共识。

进一步地，所述接口层负责的基础系统包括：业务的准入鉴权、黑白名单审查、节点关系、物流承运商调度、物流路径规划和物流园区管理。

进一步地，所述业务服务模块采用基于Spring-Boot框架的微服务结构，包括：

用于负责物流订单的基本信息的物流订单服务模块；

用于物流订单状态变更服务的物流订单状态流程服务模块；

用于物流承运商相关信息服务的物流承运服务模块；

用于货物进出仓服务的仓储进出库服务模块；

用于仓储货物监控服务的仓储监控服务模块；

用于仓储基本信息服务的仓储新服务模块；

用于物流在图跟踪流程服务的物流跟踪服务模块；

用于货物在接收端信息服务的物流签收服务模块；

用于整个物流节点的物流结算服务模块。

进一步地，所述智能合约服务模块包括：

用于负责物流订单的基础数据合约的订单智能合约模块；

用于负责核心企业出货到下一级仓储的合约的接货物流智能合约模块；

用于负责仓储节点基础数据的合约的仓储节点智能合约模块；

用于负责仓储7*24小时监管的合约的仓储监管智能合约模块；

用于负责货物进入仓储的货检的合约的出入仓智能合约模块；

用于负责货物线路运输过程中的合约的物流跟踪合约模块；

用于负责货物交接签收的合约的获取签收智能合约模块；

用于负责物流承运商信息的合约的物流承运智能合约模块；

用于负责物流承运商运费结算的合约的物流结算智能合约模块。

进一步地，所述Table-Interface服务模块采用Fisco-Bcos的Table存储体系将区块链的合约流程开发转变为互联网开发中数据源的操作流程。

进一步地，所述区块链底层服务模块包括：

基础层，用于提供区块链的基础数据结构和算法库；

核心层，用于提供区块链的核心功能，所述核心功能包括共识模块、交易模块和存储模块；

管理层，用于管理区块链包括参数配置、账本管理和AMOP在内的模块；

底层接口层，用于对区块链上用户提供多协议的接口，接入方式包括RPC和SDK。

进一步地，所述区块链引多群组架构，所述多群组架构中单节点可以启动多个群组；所述群组间交易处理、数据存储和区块共识相互隔离；在所述多群组架构中，群组间共享网络是通过网络准入和账本白名单实现账本间的消息隔离。

进一步地，所述群组间设置PBFT和Raft两种共识算法。

进一步地，还包括：监控模块，用于对流通获取实施一物一码的场景化处理，所述场景化处理为根据GPS和实景视频对货物进行监控；需要场景化处理的包括：提货运输环节、仓储管理环节、获取进出仓环节、配送运输环节以及物流签收环节。

第二方面，

一种基于区块链的供应链物流控货平台使用方法，所述方法应用于上述技术方案所述的平台，包括以下步骤：

接收金融机构放款到核心企业账户的信息；

向物流承运商发送第一运送指令，以便所述物流承运商到所述核心企业账户接货并运送到指定的VMI虚拟仓；

接收所述指定的VMI虚拟仓发送的第一签收信息；

接收所述核心企业还款到所述金融机构的信息；

根据风控输出判断是否向所述物流承运商发送第二运送指令以及向所述指定的VMI虚拟仓发送出库指令，所述第二运送指令和出库指令用于所述物流承运商从所述VMI虚拟仓取货后运送到目的地；

接收所述目的地签收者发送的第二签收信息。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请技术方案提供一种基于区块链的供应链物流控货平台及其使用方法，接口层连接终端客户服务模块中多个机构和节点的基础系统，业务服务模块提供多个机构和节点之间的供应链物流的基础服务，CRUD-TABLE-SDK服务模块将区块链的开发形态转变成传统互联网的CRUD的开发模式；智能合约服务模块将数据以智能合约的形式运行在基础的区块链服务上。Table-Interface服务模块把智能合约服务模块中区块链的合约流程开发转变为互联网开发中的数据源的操作流程。最后区块链底层服务模块采用联盟链机制，在多机构和节点之间搭建区块共识。通过该平台的接口层，能够将多机构和节点的信息整合，同时将供应链上的物流信息以智能合约的形式运行在区块链服务上，既能保证数据的可信度，又可以在各机构和节点之间有效传递。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于区块链的供应链物流控货平台框架示意图；

图2是本发明实施例提供的一种Table-Interface 结构图；

图3是本发明实施例提供的一种区块链底层架构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种包括PBFT 共识算法和Raft 共识算法的共识模块的流程图；

图5是本发明实施例提供的一种基于区块链的供应链物流控货平台使用方法。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本发明实施例提供一种基于区块链的供应链物流控货平台，包括终端客户服务模块、接口层、智能合约服务模块、业务服务模块、CRUD-TABLE-SDK服务模块和Table-Interface服务模块以及区块链底层服务模块；

终端客户服务模块包括多个机构和节点；

接口层用于连接多个机构和节点的基础系统；

业务服务模块用于提供多个机构和节点间的供应链物流的基础服务；

CRUD-TABLE-SDK服务模块用于将区块链的开发形态转变成传统互联网的CRUD的开发模式；

智能合约服务模块用于将整个供应链物流流程中的物流数据以智能合约的形式运行在基础的区块链服务上；

Table-Interface服务模块把智能合约服务模块中区块链的合约流程开发转变为互联网业务开发中的数据源的操作流程；

区块链底层服务模块采用联盟链机制，在多机构和节点之间搭建区块共识。

本发明实施例提供的一种基于区块链的供应链物流控货平台，接口层连接终端客户服务模块中多个机构和节点的基础系统，业务服务模块提供多个机构和节点之间的供应链物流的基础服务，CRUD-TABLE-SDK服务模块将区块链的开发形态转变成传统互联网的CRUD的开发模式；智能合约服务模块将数据以智能合约的形式运行在基础的区块链服务上。Table-Interface服务模块把智能合约服务模块中区块链的合约流程开发转变为互联网开发中的数据源的操作流程。最后区块链底层服务模块采用联盟链机制，在多机构和节点之间搭建区块共识。通过该平台的接口层，能够将多机构和节点的信息整合，同时将供应链上的物流信息以智能合约的形式运行在区块链服务上，既能保证数据的可信度，又可以在各机构和节点之间有效传递，而在智能合约开发时，CRUD-TABLE-SDK服务模块和Table-Interface服务模块将智能合约的开发转换为传统互联网CRUD开发模式，这样终端调用方的业务逻辑能够和链上的智能合约进行数据交换和通信。

作为对上述实施例的一种补充说明，接口层负责的基础系统包括：业务的准入鉴权、黑白名单审查、节点关系、物流承运商调度、物流路径规划和物流园区管理。

业务服务模块采用基于Spring-Boot框架的微服务结构，包括：

用于负责物流订单的基本信息的物流订单服务模块；

用于物流订单状态变更服务的物流订单状态流程服务模块；

用于物流承运商相关信息服务的物流承运服务模块；

用于货物进出仓服务的仓储进出库服务模块；

用于仓储货物监控服务的仓储监控服务模块；

用于仓储基本信息服务的仓储新服务模块；

用于物流在图跟踪流程服务的物流跟踪服务模块；

用于货物在接收端信息服务的物流签收服务模块；

用于整个物流节点的物流结算服务模块。

在实际项目工程中，业务逻辑的参与方是 Java、Python 等非链码语言，而如何Java、Python 等终端调用方的业务逻辑和链上的智能合约进行数据交换和通信呢。在本发明中，基于 Table-Interface 服务和智能合约服务，设计了 CRUD-TABLE-SDK 服务模块，在业务调用层面，比如 Java、 Python 等业务逻辑的参与方，由区块链的开发形态转变成了传统互联网的 CRUD 的开发模式，简化了工程化实践中形态模式转化的时间和空间成本。 在 CRUD-TABLE-SDK 服务模块中，会把智能合约服务中的 Solidity 合约形态转变成Java/Python 形态的业务代码，在 Java/Python 的项目工程中，业务参与方直接可以调用转换后的合约包服务。

智能合约服务模块包括：

用于负责物流订单的基础数据合约的订单智能合约模块；

用于负责核心企业出货到下一级仓储的合约的接货物流智能合约模块；

用于负责仓储节点基础数据的合约的仓储节点智能合约模块；

用于负责仓储7*24小时监管的合约的仓储监管智能合约模块；

用于负责货物进入仓储的货检的合约的出入仓智能合约模块；

用于负责货物线路运输过程中的合约的物流跟踪合约模块；

用于负责货物交接签收的合约的获取签收智能合约模块；

用于负责物流承运商信息的合约的物流承运智能合约模块；

用于负责物流承运商运费结算的合约的物流结算智能合约模块。

具体地，在该交易下的全物流链路，包括：提货运输环节、仓储管理环节和配送运输环节中，实时获取货物的物流流转信息，并对物流流转情况通过视频图像的方式保留证据，还通过上传订单签收单确认收货签收信息，将物流流转信息、对应的视频图像证据以及订单签收单存储在平台的区块链上。

如图2所示，Table-Interface服务模块采用Fisco-Bcos的Table存储体系将区块链的合约流程开发转变为互联网开发中数据源的操作流程。为了解决多区块链模块工程化和模块化的共性，引入了 Fisco-Bcos 的 Table 存储体系，而 Fisco-Bcos 的 Table 体系把区块链的合约流程开发转变成了互联网业务开发中数据 源的操作流程，这样很大优势的缩短了整体项目智能合约化的开 发时间周期。在本发明中，抽象了底层的 Table 模块，工程化 Table-Interface 服务。

如图3所示，区块链底层服务模块包括：

基础层，用于提供区块链的基础数据结构和算法库；

核心层，用于提供区块链的核心功能，核心功能包括共识模块、交易模块和存储模块；

管理层，用于管理区块链包括参数配置、账本管理和AMOP在内的模块；

底层接口层，用于对区块链上用户提供多协议的接口，接入方式包括RPC和SDK。

在平台的区块链中，引入了多群组架构，支持单节点可以启动多个群组，群组间交易处理、数据存储、区块共识相互隔。在多群组架构中，群组间共享网络是通过网络准入和账本白名单实现账本间的消息隔离。

多群组之间的共识算法支持插件化的配置，在项目上实施过程中，主要支持了PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)和 Raft(Replication and FaultTolerant)两种共识算法。

PBFT 共识算法： BFT 类算法，可容忍不超过三分之一的故障节点和作恶节点，可达到最终一致性；

Raft 共识算法： CFT 类算法, 可容忍一半故障节点，不能防止节点作恶，可达到一致性。

如图4所示，提供了一种包括PBFT 共识算法和Raft 共识算法的共识模块的流程图。

在本发明中，基于区块链搭建了完整的基础架构和业务流程以及产品模块，而最终的目的是解决物流控货和增加物流数据的互信度。

在本发明中，涉及物流的场景化处理包括：提货运输环节、仓储管理环节、货物进出仓、配送运输环节以及物流签收环节。对流通货物实施一物一码的场景化改造，从提货到仓储再到配送，节点的变动都会集合 GPS 和实景视频做监控辅助。全景化的管控仓储的货物，货物全生命周期监管。

在本发明实施例中，金融机构、核心企业的、经销商等终端客户服务参与方，会以自身拥有的业务权限参与：

金融机构通过系统对外OpenApi的方式接入到平台接口层，对金融融资的企业或者个体工商户进行本身金融资质的审查以及经营流管控和订单流程监控，进而输出金融资金流和金融风险决策；

核心企业通过系统对外OpenApi的方式接入到平台接口层，提供供应链货物从厂到销售下游的订单以及订单流转以及下游融资需求的企业的历史订单；

经销商通过对外OpenApi或SaaS的形式接入到平台接口层，提供销售上下游的订单以及订单流转等订单以及物流信息；

物流承运商通过对外OpenApi或者SaaS的形式接入到平台接口层，提供整个平台在运货物的物流承运数据和数据状态以及物流货控的职能；

VMI通过对外OpenApi的方式接入到平台接口层，提供实时的仓储数据信息和实时的货物在仓信息以及接收平台的仓储货控指令；

在接口层，通过对外OpenApi的方式融合了多方的数据接口，提供给业务服务层；

在业务服务层，是基于Spring-Boot构建的微服务工程，物流订单服务、物流订单流转服务等多服务通过RPC的方式和接口层进行数据通信和数据状态流转。

在CRUD-TABLE-SDK服务层，通过SDK封装的socket方式，把经物流订单服务、物流订单状态流转服务等业务服务模块的业务数据由Java/Python等业务侧语言转化成区块链智能合约的链码调用方式；

在智能合约服务层，统一是基于Solidity编写的智能合约。基于区块链的共识、数据不可篡改特性，而经由CRUD-TABLE-SDK调用订单智能合约、接货物流智能合约等智能合约服务内置约束，从而实现整个平台流程合约自动以及不可外部干预的数据流转。

在Table-Interface服务层，承担智能合约的世界状态存储转化，在区块链领域，区块的世界状态存储一般采用MPT(Merkle Patria Tree)的方式存储，在本发明涉及的联盟链中，MPT的方式难以存储大数据量并且难以业务模块化， 而是采用分布式存储的方式存储世界状态。而智能合约服务经Table-Interfac服务层统一了世界状态的存储，智能合约服务层通过Lib库接口的形式，调用Table-Interface的世界状态存储；

最终的区块的落地和共识、交易以及其他处理都在平台的区块链底层服务处理。

一个实施例中，如图5所示，本发明还提供一种基于区块链的供应链物流控货平台使用方法，该方法应用于上述实施例提供的平台，包括以下步骤：

接收金融机构放款到核心企业账户的信息；

向物流承运商发送第一运送指令，以便物流承运商到核心企业账户接货并运送到指定的VMI虚拟仓；

接收指定的VMI虚拟仓发送的第一签收信息；

接收核心企业还款到金融机构的信息；

根据风控输出判断是否向物流承运商发送第二运送指令以及向指定的VMI虚拟仓发送出库指令，第二运送指令和出库指令用于物流承运商从VMI虚拟仓取货后运送到目的地；

接收目的地签收者发送的第二签收信息。

具体地，虚拟仓储(VMI):是平台和外部仓储合作并全指令控制的高级形式；

自动指令(EA):是基于平台区块链系统智能合约触发的自动指令。

在本发明中，整个业务详细流程包括：

1. 金融机构放款到核心企业账户后，同时平台也会收到这样的通知事件。

2. 平台根据此时的 AI 风控指令指定合作的物流承运商到核心企业接货到指定的 VMI 虚拟仓。

3. 指定的物流承运商接到货后到指定仓签收。

4. 指定仓做货物入仓校验。

5. 平台和仓库的集成系统生成电子仓单。

6. 中心企业还款到金融机构，平台收到指令后做部分货物出库的 EA指令

7. 监管仓库收到 EA 指令后，做出库操作。

8. 平台指定合作的物流承运商运送货物到下单的经销商。

9. 物流承运商运送到目的地后签收，EA 指令回传递到平台。

10.物流仓储会做 7*24 小时的仓储管理和监控。

需要说明的是，如一级供销商与核心企业签订贸易采购订单，一级经销商要向银行申请贷款，是由核心企业通过该平台将订单相关信息发送给资方，资方对一级经销商的贸易采购贷款进行审核，当审核通过后，会将申请贷款成功的消息更新到该平台，并按照贷款合同受托支付贷款到核心企业，核心企业收到货款后发货，平台实时同步更新发货数据以及相应的物流流转情况，并将所有信息保存在平台的区块链上。平台对该交易下产生的货物实际物流信息进行监控，以通过实际物流信息佐证贸易采购行为的真实性。该平台还会对交易数据和对应的实时物流数据进行分析，并根据分析结果对物流环节的各个节点进行全流程控货，把控资金风险。

在供应链贸易关系中，核心企业采用的SaaS模式的CRM系统，CRM系统有客户管理，进销存等核心功能。平台通过与经销商合作，经SaaS平台授权获取开发者账号，通过开放平台API接口获取经销商其下游客户近几年的贸易数据，如客户信息、历史贸易数据及实时订单数据、发货单，商品明细数据等。平台提供基于oauth2协议OpenAPI接口，每个接口通过加密传输。安全客户端可以通过调用OpenAPI的采购单订单，销售订单，客户，发货单，库存等接口可以获取经销商实时的对应的数据。

通过对接上游企业的CRM系统，同步采购订单数据，构建供应链贸易订单数据体系。基于供应链贸易的大数据分析系统，筛选出贸易行为良好的客户，并为其提供支撑。

具体的，系统对接同步的数据项包括但不限于：客户基本信息、客户注册时间、法人年龄、公司注册资本、客户年销售额、客户历史交易的订单数据、客户实时订单信息、订单发货、签收及库存信息。

该平台还对客户订货频次进行分析，包括对该客户历史同期订单间隔、每月订单合计数及订单次数，以及同期采购金额波动（可以按月）进行分析，以监测该客户的贸易经营情况。

该平台依托区块链物流为核心技术支撑，实现对物流各个环节的全流程追踪管理，供应链物流与金融深度协同，为供应链金融提供佐证支撑。

该平台对物流环节的各个节点进行全流程控货，覆盖提货运输环节、仓储管理环节、配送运输环节等多种物流形态、全物流链路，实现融资业务项下货物的强管控。

在本发明中，区块链和供应链物流的结合，是区块链体系很好的场景化实践，基于本发明的的加持，供应链物流的数据成为可以流转的可信数字资产，为供应链上下游的企业，构建了除工商信息之外的更丰富的企业信用，而这些有价值的企业信用，衍生出更丰富的金融作用和评价作用。

综上所述，仅为本发明的具体实施部分，本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内，衍生的变化或者替换，都应该涵盖本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应述以权力要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。