本發(fā)明涉及種子溯源領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種種子包裝袋ai智能防偽溯源管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、運用射頻識別、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，以種子生產(chǎn)加工活動的信息鏈為核心建立種子質(zhì)量溯源防偽系統(tǒng)，能夠有效提高種子企業(yè)生產(chǎn)規(guī)范化程度，搭建規(guī)范的市場經(jīng)營環(huán)境，維護種子企業(yè)和農(nóng)業(yè)種植戶的切身利益。

2、然而，當(dāng)前的應(yīng)用通常是將射頻識別標(biāo)簽貼在包裝袋上，一些不法商家通過收集種子包裝袋，而不篡改種子包裝袋，通過將原種子包裝袋中的優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)種子替換成假種子，從而牟取暴利，現(xiàn)有的種子包裝袋ai智能防偽溯源管理方法無法解決該種問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種種子包裝袋ai智能防偽溯源管理系統(tǒng)及方法，解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種種子包裝袋ai智能防偽溯源管理方法，包括以下步驟：

3、步驟101，采集轉(zhuǎn)基因玉米種子的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和消費者用戶查詢數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)基因玉米種子的生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)批次、種子來源地和銷售地，消費者用戶查詢數(shù)據(jù)包括查詢時間、地點、頻率和間隔；

4、步驟102，為每個種子包裝袋上分配唯一的數(shù)碼標(biāo)識碼，將轉(zhuǎn)基因玉米種子的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與數(shù)碼標(biāo)識碼進行關(guān)聯(lián)；

5、步驟103，構(gòu)建智能預(yù)警模型，將消費者查詢數(shù)據(jù)輸入到智能預(yù)警模型中，輸出對此次消費者數(shù)據(jù)是否進行預(yù)警的二分類結(jié)果，二分類結(jié)果包括對此次消費者查詢記錄進行預(yù)警和對此次消費者查詢記錄不進行預(yù)警；

6、步驟104，將智能預(yù)警模型布置到管理系統(tǒng)中，管理系統(tǒng)不間斷地監(jiān)控所有的消費者查詢記錄，一旦檢測到預(yù)警信號，執(zhí)行相應(yīng)措施。

7、在一個優(yōu)選的實施方式中，智能預(yù)警模型包括：數(shù)據(jù)輸入層、lstm層、分類層；

8、數(shù)據(jù)輸入層：

9、輸入特征由查詢時間戳編碼、查詢地點的地理編碼、查詢頻率和查詢間隔拼接而成；

10、lstm層包括輸入門、遺忘門、細胞狀態(tài)候選值、細胞狀態(tài)的更新和輸出門；

11、分類層的計算公式如下：

12、

13、其中，y表示對查詢行為是否異常的預(yù)測概率，se表示分類層的權(quán)重參數(shù)，ht表示lstm層的輸出，c1表示余項，e表示自然常數(shù)，dt表示當(dāng)前時間步的隱藏狀態(tài)；

14、智能預(yù)警模型采用binary?crossentropy損失函數(shù)和adam優(yōu)化器進行訓(xùn)練獲得。

15、在一個優(yōu)選的實施方式中，輸入門的計算公式為：

16、it＝sigmoid(wiuut+widdt-1+wicct-1+bi)

17、it表示當(dāng)前時間步的輸入門激活值，sigmoid表示sigmoid函數(shù)，ut表示當(dāng)前時間步的輸入向量，dt-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，bi表示輸入門的偏置系數(shù)，wiu、wid、wic分別表示輸入門對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)、前一時間步隱藏狀態(tài)和前一時間步細胞狀態(tài)的權(quán)重矩陣，ct-1表示前一時間步的細胞狀態(tài)；

18、遺忘門的計算公式為：

19、ft＝sigmoid(wfuut+wfddt-1+wfcct-1+bf)

20、其中，ft表示當(dāng)前時間步的遺忘門激活值，σ表示sigmoid函數(shù)，ut表示當(dāng)前時間步的輸入向量，dt-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，bf表示遺忘門的偏置系數(shù)，wfu、wfd、wfc分別表示遺忘門對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)、前一時間步隱藏狀態(tài)和前一時間步細胞狀態(tài)的權(quán)重矩陣，ct-1表示前一時間步的細胞狀態(tài)；

21、細胞狀態(tài)候選值的計算公式為：

22、

23、其中，表示新細胞狀態(tài)的候選值，bc表示細胞狀態(tài)更新的偏置系數(shù)，ut表示當(dāng)前時間步的輸入向量，wcu和wcd分別表示細胞狀態(tài)對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)和前一時間步隱藏狀態(tài)的權(quán)重矩陣，dt-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)；

24、細胞狀態(tài)的更新公式為：

25、

26、其中，ct表示更新后的細胞狀態(tài)，ft表示當(dāng)前時間步的遺忘門激活值，it表示當(dāng)前時間步的輸入門激活值，⊙表示逐元素乘法，ct-1表示前一時間步的細胞狀態(tài)，表示新細胞狀態(tài)的候選值；

27、輸出門的計算公式為：

28、γt＝sigmoid(wγuut+wγddt-1+wγcct+bγ)

29、其中，γt表示輸出門的激活值，ut表示當(dāng)前時間步的輸入向量，dt-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，ct表示更新后的細胞狀態(tài)，bγ表示輸出門的余項，wγu、wγd、wγc分別表示輸出門對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)和前一時間步隱藏狀態(tài)和當(dāng)前細胞狀態(tài)的權(quán)重矩陣；

30、隱藏狀態(tài)更新的計算公式為：

31、dt＝γt⊙tanh(ct)

32、其中，dt表示當(dāng)前時間步的隱藏狀態(tài)，ct表示更新后的細胞狀態(tài)，γt表示輸出門的激活值，⊙表示逐元素乘法。

33、在一個優(yōu)選的實施方式中，種子的種植地溯源的方法，包括以下步驟：

34、步驟201，從不同的種植地收集轉(zhuǎn)基因玉米種子樣本，對所有的轉(zhuǎn)基因玉米種子樣本按固定的發(fā)酵條件進行發(fā)酵處理，發(fā)酵條件包括發(fā)酵溫度、發(fā)酵濕度、培養(yǎng)基成分、時間和ph值；

35、步驟202，按照預(yù)定時間表，從發(fā)酵開始到發(fā)酵結(jié)束，采集不同時間點的轉(zhuǎn)基因玉米種子樣本的發(fā)酵樣本，按固定的提取方法提取發(fā)酵樣本中的蛋白質(zhì)，采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對每次取樣的發(fā)酵液樣本進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，獲得發(fā)酵液樣本的蛋白質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)，蛋白質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)包括父離子質(zhì)量數(shù)據(jù)、子離子序列信息數(shù)據(jù)、離子類型數(shù)據(jù)、離子強度數(shù)據(jù)、同位素分布數(shù)據(jù)和質(zhì)量誤差數(shù)據(jù)；

36、步驟203，將發(fā)酵液樣本的蛋白質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)按時間順序排列構(gòu)成針對每個轉(zhuǎn)基因玉米種子樣本種植地的蛋白質(zhì)表達序列數(shù)據(jù)；

37、步驟204，構(gòu)建種子溯源模型，種子溯源模型的輸入為蛋白質(zhì)表達序列數(shù)據(jù)，輸出為種子樣本來源的種植地的概率分布；

38、步驟205，根據(jù)種子溯源模型輸出的最大概率對應(yīng)的種子樣本來源的種植地作為預(yù)測的種子樣本來源的種植地，將該種子的包裝袋上標(biāo)記的種子來源地與預(yù)測的種子樣本來源的種植地進行對比，若相同，則將裝有種子的包裝袋輸送至下一工序，若不相同，則將裝有種子的包裝袋從生產(chǎn)線中剔除。

39、在一個優(yōu)選的實施方式中，種子溯源模型包括輸入層、隱藏層和全連接層；

40、輸入層：

41、蛋白質(zhì)表達序列數(shù)據(jù)表示為：x＝[x1，x2，…，xt]，xt∈rf，其中，t表示蛋白質(zhì)表達序列數(shù)據(jù)的長度，xt表示第t個時間步的輸入向量，包含了f個蛋白質(zhì)表達水平特征；

42、隱藏層包括更新門、重置門、候選隱藏狀態(tài)和隱藏狀態(tài)更新；

43、輸出層包括全連接層和概率分布層。

44、在一個優(yōu)選的實施方式中，更新門的計算公式為：

45、zt＝σ(wzxt+uzht-1+bz)

46、其中，zt表示當(dāng)前時間步的蛋白質(zhì)表達模式的重要性指標(biāo)，wz表示更新門的權(quán)重矩陣，xt表示當(dāng)前步的輸入向量，uz表示隱藏狀態(tài)到更新門的權(quán)重矩陣，ht-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，bz表示更新門的偏置參數(shù)，σ表示sigmoid函數(shù)；

47、重置門的計算公式為：

48、rt＝σ(wrxt+urht-1+br)

49、其中，rt表示當(dāng)前時間步的重置門激活值，wr表示重置門的權(quán)重矩陣，xt表示當(dāng)前步的輸入向量，ur表示隱藏狀態(tài)到重置門的權(quán)重矩陣，ht-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，br表示重置門的偏置參數(shù)，σ表示sigmoid函數(shù)；

50、候選隱藏狀態(tài)的計算公式為：

51、

52、其中，表示當(dāng)前時間步的候選狀態(tài)，wh表示候選隱藏狀態(tài)的權(quán)重矩陣，xt表示當(dāng)前步的輸入向量，rt表示當(dāng)前時間步的重置門激活值，uh表示隱藏狀態(tài)到候選隱藏狀態(tài)的權(quán)重矩陣，ht-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，bh表示重置門的偏置參數(shù)，⊙表示逐元素乘法，tanh表示tanh函數(shù)；

53、隱藏狀態(tài)更新的計算公式為：

54、

55、其中，ht表示當(dāng)前時間步的隱藏狀態(tài)，zt表示當(dāng)前時間步的蛋白質(zhì)表達模式的重要性指標(biāo)，ht-1表示前一時間步的隱藏狀態(tài)，表示當(dāng)前時間步的候選狀態(tài)，⊙表示逐元素乘法。

56、在一個優(yōu)選的實施方式中，全連接層的計算公式為：

57、ot＝woht+bo

58、其中，ot表示每個類別的得分，wo表示全連接層的權(quán)重矩陣，ht表示當(dāng)前時間步的隱藏狀態(tài)，bo表示全連接層的偏置參數(shù)；

59、概率分布層的計算公式為：

60、

61、其中，pt表示在當(dāng)前時間步屬于種子樣本來源于所有種植地的概率，ot表示每個類別的得分，m表示種植地的數(shù)量，i、j∈m，exp表示指數(shù)函數(shù)。

62、在一個優(yōu)選的實施方式中，采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(lc-ms/ms)對發(fā)酵樣本進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，以獲得全面的蛋白質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟：

63、步驟一、從冷凍保存的發(fā)酵液樣本中提取蛋白質(zhì)，提取蛋白質(zhì)的方法采用超聲波破碎法；

64、步驟二、將提取的蛋白質(zhì)酶解成肽段；

65、步驟三、利用固相萃取柱對酶解產(chǎn)物進行純化和濃縮；

66、步驟四、選擇c18反相柱，進行梯度洗脫；

67、步驟五、根據(jù)預(yù)設(shè)的流動相梯度，逐步增加有機溶劑比例；

68、步驟六、將純化后的肽段溶液注入液相色譜系統(tǒng)中，開始分離；

69、步驟七、通過電噴霧電離或基質(zhì)輔助激光解吸電離將肽段離子化；

70、步驟八、將選定的父離子進一步碎裂，生成子離子，二級質(zhì)譜圖提供子離子序列信息，用于蛋白質(zhì)的鑒定；

71、步驟九、在整個分析過程中，質(zhì)譜儀按預(yù)設(shè)固定的間隔時間連續(xù)收集數(shù)據(jù)，獲得蛋白質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)。

72、一種種子包裝袋ai智能防偽溯源管理系統(tǒng)，包括以下模塊：

73、數(shù)據(jù)采集模塊，用于收集和整理轉(zhuǎn)基因玉米種子的生產(chǎn)信息和消費者用戶查詢數(shù)據(jù)；

74、數(shù)碼標(biāo)識碼管理模塊，用于生成并分配唯一的數(shù)碼標(biāo)識碼至每個種子包裝袋上；

75、智能預(yù)警模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建智能預(yù)警模型；

76、實時監(jiān)控與響應(yīng)模塊，用于不間斷地接收并分析來自消費者查詢數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)，利用智能預(yù)警模型實時判斷是否觸發(fā)預(yù)警，一旦監(jiān)測到預(yù)警信號，立即觸發(fā)預(yù)定義的應(yīng)對流程，預(yù)定義的應(yīng)對流程包括發(fā)送通知給相關(guān)部門、啟動調(diào)查程序或采取其他預(yù)防措施。

77、一種存儲介質(zhì)，其存儲了非暫時性計算機可讀指令，當(dāng)非暫時性計算機可讀指令由計算機執(zhí)行時，能夠執(zhí)行如上述的一種種子包裝袋ai智能防偽溯源管理方法中的步驟。

78、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過一物一碼的精準(zhǔn)追溯，可以輕松驗證種子的真?zhèn)魏蛠碓矗⑶已杆僮R別并響應(yīng)異常查詢行為，有效預(yù)警潛在的假冒活動，幫助企業(yè)和監(jiān)管機構(gòu)及時采取行動，減少假冒產(chǎn)品流通。