基于区块链技术渔业船联网的构建
发布时间：2022-01-07 14:35
我国群众渔业蓬勃发展,渔业装备种类众多、总量庞大,由于历史的原因管理较为粗放。随着海洋强国战略的实施和21世纪海上"丝绸之路"的建设,渔业尤其是海洋渔业不仅是发展海洋经济的重要组成部分,更是保障海洋生物资源、维护海洋权益的重要手段。现代通讯技术的迅速发展使管理部门可以更有效地管理渔业装备。随着远洋渔业设施联网手段得到了极大丰富,区块链技术的出现解决了更高效地管理数据资源、分布式存储数据等难题。文章探讨了基于区块链技术的渔业船联网构建方法,并提出了渔业船联网未来的发展方向。
【文章来源】：船舶工程. 2020,42(S2)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
渔业船联网基本架构
渔业船联网中数据的采集、数据传输与处理都是多源的[10]。采集的数据包括有气象部门的水质、水文、气象、生物信息数据，渔船生产运营信息数据，含进出港动态的船位信息数据、渔业渔政管理信息数据、生活通讯数据等。渔业船舶单船多源异构数据采集系统的主要采集内容共有9大类别[10]，每个类别又包含3种～11种数据内容，而数据类型则涵盖了数字、图像、文字、语音和视频等5种。图2为渔业船舶采集系统主要采集内容统计图。受渔业船联网中各节点中数据处理能力限制及结合实际使用需求，数据多为采集、记录、存储、加密、传输等处理，复杂的解密计算、统计分析等由设计、管理等部门后期专门进行。
按使用范围区分，区块链有公有链、联盟链和私有链3种形式。公有链是完全公开的，所有接入的节点都可以发起写入数据，广泛使用的虚拟货币均属于公有链，而每个币种有且仅有一条对应的公有链。联盟链仅限区块链中指定的多个预定节点有写入数据的权限，每个区块生成由所有预定节点共同决定，其他节点仅进行存储和查询。私有链仅适用区块链的总账技术进行记账，写入数据的权限为私有机构内部，与其他分布式存储方案类似。公有链各节点无需系统控制权且数据公开，联盟链与私有链都存在共识范围的限制，但联盟链应用于机构之间，私有链应用于机构内部。根据渔业船联网实际应用场景，可分别采用不同的区块链形式。对于适宜公开的信息如水产品溯源管理、渔船管理、能源管理等可采用公有链形式。船用设备管理、人员管理、渔业资源管理等信息可采用联盟链的形式。机构内部信息可采用私有链的形式。表1为一些常见船舶类型的典型工况、航线是否是点对点及区块链的一些典型应用方向。常规货船一般是点对点由一个码头装货之后至另一个码头卸货，载货信息在运输过程中并未有增减，区块链在货船上的应用一般需与航运公司载货信息系统结合，并且只需要记录货物名称、货物数量及货主等信息。客船中涉及乘客或游客是否实名制的问题，对于非实名制的渡轮区块链技术主要用于统计人流量对合适的开航时间进行优化，对于实名制的远洋游轮采用区块链技术可对游客信息，食物的制作、消耗及食品安全信息，船上商品的库存信息等进行记录。军船、渔政船、救助船等船由于涉及到保密、安全、航线不固定等原因不适用公开的区块链模式。渔业船舶按用途可分为捕捞渔船、养殖渔船、管理船、辅助船等。对于在渔场捕捞鱼类的各类捕捞渔船及其他船舶来说，虽然不是固定的点对点航线，但渔场有一定的规律性，而且渔场中有大量渔船作业，同时收鲜、补给船在各渔场与渔港间巡游，使渔获物能第一时间运输至渔港。捕捞渔船无论其对象是野生还是养殖的水产品，其涉及到的捕捞、加工、运输、存储等信息都可以采用区块链技术进行整合，生产消费链上所有相关方都记录在区块链中不可篡改，一方面对于消费者来说通过水产品溯源可对食品安全更放心，另一方面对于管理部门来说一旦需要查找某个水产品在某个环节的涉及者，无需经过复杂的查询，只需通过该水产品对应的区块链即可查询。养殖渔船分固定在养殖水域的深水网箱及带自航功能的养殖工船模式，采用区块链技术可以将养殖过程中的环境参数、投喂情况、水产品生长情况等进行如实记录；同时由于养殖渔船位置较为固定亦适宜作为通讯、导航、预警、救助的节点，这些节点功能可采用区块链技术进行综合数据融合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渔业船联网关键技术发展现状和趋势研究[J]. 李国栋,陈军,汤涛林,谌志新,许明昌,吴陈波. 渔业现代化. 2018(04)
[2]卫星通信与5G融合关键技术与应用[J]. 汪春霆,翟立君,卢宁宁,李宁. 国际太空. 2018(06)
[3]渔业船联网应用场景及需求分析研究[J]. 李国栋,陈军,汤涛林,谌志新,许明昌,陈继华. 渔业现代化. 2018(03)
[4]卫星通信与5G的融合[J]. 杨冬梅,杜凯,唐舟进. 卫星应用. 2018(05)
[5]5G通信与massive MIMO天线技术研究[J]. 汪常娥. 无线互联科技. 2018(07)
[6]渔船管理中存在的问题及其解决途径[J]. 田杨,姜画宇. 科技创新导报. 2017(27)
[7]“区块链+物联网”是个什么样子?[J]. 大鱼. 金卡工程. 2016(11)
[8]船联网组网技术综述[J]. 覃闻铭,王晓峰. 中国航海. 2015(02)
[9]船联网时代即将来临[J]. 珠江水运. 2013(16)
本文编号：3574723
【文章来源】：船舶工程. 2020,42(S2)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
渔业船联网基本架构
渔业船联网中数据的采集、数据传输与处理都是多源的[10]。采集的数据包括有气象部门的水质、水文、气象、生物信息数据，渔船生产运营信息数据，含进出港动态的船位信息数据、渔业渔政管理信息数据、生活通讯数据等。渔业船舶单船多源异构数据采集系统的主要采集内容共有9大类别[10]，每个类别又包含3种～11种数据内容，而数据类型则涵盖了数字、图像、文字、语音和视频等5种。图2为渔业船舶采集系统主要采集内容统计图。受渔业船联网中各节点中数据处理能力限制及结合实际使用需求，数据多为采集、记录、存储、加密、传输等处理，复杂的解密计算、统计分析等由设计、管理等部门后期专门进行。
按使用范围区分，区块链有公有链、联盟链和私有链3种形式。公有链是完全公开的，所有接入的节点都可以发起写入数据，广泛使用的虚拟货币均属于公有链，而每个币种有且仅有一条对应的公有链。联盟链仅限区块链中指定的多个预定节点有写入数据的权限，每个区块生成由所有预定节点共同决定，其他节点仅进行存储和查询。私有链仅适用区块链的总账技术进行记账，写入数据的权限为私有机构内部，与其他分布式存储方案类似。公有链各节点无需系统控制权且数据公开，联盟链与私有链都存在共识范围的限制，但联盟链应用于机构之间，私有链应用于机构内部。根据渔业船联网实际应用场景，可分别采用不同的区块链形式。对于适宜公开的信息如水产品溯源管理、渔船管理、能源管理等可采用公有链形式。船用设备管理、人员管理、渔业资源管理等信息可采用联盟链的形式。机构内部信息可采用私有链的形式。表1为一些常见船舶类型的典型工况、航线是否是点对点及区块链的一些典型应用方向。常规货船一般是点对点由一个码头装货之后至另一个码头卸货，载货信息在运输过程中并未有增减，区块链在货船上的应用一般需与航运公司载货信息系统结合，并且只需要记录货物名称、货物数量及货主等信息。客船中涉及乘客或游客是否实名制的问题，对于非实名制的渡轮区块链技术主要用于统计人流量对合适的开航时间进行优化，对于实名制的远洋游轮采用区块链技术可对游客信息，食物的制作、消耗及食品安全信息，船上商品的库存信息等进行记录。军船、渔政船、救助船等船由于涉及到保密、安全、航线不固定等原因不适用公开的区块链模式。渔业船舶按用途可分为捕捞渔船、养殖渔船、管理船、辅助船等。对于在渔场捕捞鱼类的各类捕捞渔船及其他船舶来说，虽然不是固定的点对点航线，但渔场有一定的规律性，而且渔场中有大量渔船作业，同时收鲜、补给船在各渔场与渔港间巡游，使渔获物能第一时间运输至渔港。捕捞渔船无论其对象是野生还是养殖的水产品，其涉及到的捕捞、加工、运输、存储等信息都可以采用区块链技术进行整合，生产消费链上所有相关方都记录在区块链中不可篡改，一方面对于消费者来说通过水产品溯源可对食品安全更放心，另一方面对于管理部门来说一旦需要查找某个水产品在某个环节的涉及者，无需经过复杂的查询，只需通过该水产品对应的区块链即可查询。养殖渔船分固定在养殖水域的深水网箱及带自航功能的养殖工船模式，采用区块链技术可以将养殖过程中的环境参数、投喂情况、水产品生长情况等进行如实记录；同时由于养殖渔船位置较为固定亦适宜作为通讯、导航、预警、救助的节点，这些节点功能可采用区块链技术进行综合数据融合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渔业船联网关键技术发展现状和趋势研究[J]. 李国栋,陈军,汤涛林,谌志新,许明昌,吴陈波. 渔业现代化. 2018(04)
[2]卫星通信与5G融合关键技术与应用[J]. 汪春霆,翟立君,卢宁宁,李宁. 国际太空. 2018(06)
[3]渔业船联网应用场景及需求分析研究[J]. 李国栋,陈军,汤涛林,谌志新,许明昌,陈继华. 渔业现代化. 2018(03)
[4]卫星通信与5G的融合[J]. 杨冬梅,杜凯,唐舟进. 卫星应用. 2018(05)
[5]5G通信与massive MIMO天线技术研究[J]. 汪常娥. 无线互联科技. 2018(07)
[6]渔船管理中存在的问题及其解决途径[J]. 田杨,姜画宇. 科技创新导报. 2017(27)
[7]“区块链+物联网”是个什么样子?[J]. 大鱼. 金卡工程. 2016(11)
[8]船联网组网技术综述[J]. 覃闻铭,王晓峰. 中国航海. 2015(02)
[9]船联网时代即将来临[J]. 珠江水运. 2013(16)
本文编号：3574723
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