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区块链发展到今天,早已从最初的金融交易延伸到所有需要中间人作保或认证的应用项目,比如房屋交易、汽车买卖等,甚至可经由API的串联,将区块链技术与其他应用服务内容加以整合,据此加速产生各式各样的创新应用,甚至有助于加速推动物联网应用发展。
区块链最早期的应用就是比特币了,区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,它像一个数据库账本,而账本里面也蕴含自比特币以来的所有交易记录,包含多个区块记录,每个区块各自对应一部分交易,又记载着前一区块的Hash值,形成一个链条状的数据结构。
许多专家认为区块链技术的出现解决了物联网安全性、隐私性和可靠性问题所缺失的一环。它可以用于追踪数十亿相互连接的设备,促成设备之间的交易和协作处理,为物联网行业节省大量成本,这种去中心化方法将会消除单点失败,创造一种更为可靠的设备运行生态系统。同时区块链所使用的加密算法还能为消费者数据带来更高的隐私。
区块链的优势在于它是公开的,每一个网络参与者都能看到区块以及存储在里面的交易信息。不过,这并不意味着所有人都能看到你的实际交易内容,这些内容通过你的私钥被保护着。
区块链是去中心化的。因此没有一种单一的机构可以批准交易或者为交易的接收设定特殊的规则,这就意味着参与者之间存在着巨大的信任,因此所有的网络参与者都必须达成共识来接收交易。
更重要的一点是,区块链是非常安全的,这种数据只能不断被扩展,之前的记录是无法被改变的。并且区块链所使用的账本是防篡改的,并且无法被不法分子 *** 纵,这种账本并不是位于某个具体的地点,并且无法对中间商进行攻击,因为没有任何单一的通信线程可以被截获。
区块链可以应用到物联网保证信息安全,比如设备仪器的制造商,可以借助区块链技术追溯到每一项零组件的生产厂商、生产日期、制造批号乃至于制造过程的其他信息,以确保整机生产过程的透明性及可塑性,有效提升整体系统与零组件的可用性,继而保障设备仪器运作的安全性。
区块链特有的共识机制,通过点对点的方式是各个设备之间连接起来,而不是通过中央处理器,各个设备之间保持共识,不需要中心验证,这样就保证了当一个节点出现问题之后,不会影响网络的整体数据安全性。
现在,随着区块链技术的不断发展和升温,深圳北航物联网研究院(>LoRa技术是低功耗广域网领域中一种热门技术,北京研究院基于新址的便利环境,对几种典型场景进行了测试验证,为实施物联网相关试点及部署提供参考。
针对物联网不同的应用场景,我们利用北京研究院周边的真实环境,有针对性的设计了三组测试场景进行了验证。
此类环境相互通信的双方中间没有阻挡,或基本可视。主要针对平原、河流、湖泊,或者能通过选取高点实现大范围可视通信的山丘等场景。
地点在北京研究院未来科技城及周边道路,天线发射功率20dBm,天线增益25dBi。室内端在办公楼15层会议室固定,高度约50米,室外移动端随车移动,高度约15米,在各测试点处验证。
实测最远有效传输距离84km。
通过调整天线角度等,在测试点1,测试点2都能做到通信数据的正常收、发。在测试点3处,基本收不到消息,无法正常通信。从实测数据看,在无遮挡或遮挡较少的情况下,LoRa至少能满足8公里以内的覆盖需求。
此类环境内大多有多个楼宇,对通信信号有一定的遮挡,一般情况下通信节点相互不可视。比如大型企业或居民小区内部各类控制设备和传感器等的场景。
测试地点在北京研究院东侧鲁疃嘉园小区,天线发射功率20dBm,天线增益25dBi。其中一个节点位置固定,另一个节点在不同测试点处进行验证。
对于区域间通信的环境,在实测小区范围内,即使是在有明显视距遮挡的情况下,节点之间的通信成功率仍然较高,仅当距离较远时,通信效果会受一定影响(如测试点2)。在实际部署中建议通过合理规划节点位置,实现更大范围的小区覆盖。
此类环境多为同一楼宇内部,主要需要考虑的是跨楼层通信的能力。主要的应用场景比如家庭水、电、燃气、热力等的抄表和统计,写字楼等楼宇内部烟感报警等应用场景。
测试地点在北京研究院办公楼,天线发射功率20dBm,天线增益25dBi。其中一个节点在15层前台位置,另一个节点在各楼层测试点处验证。每层测试点取三个位置,分别为靠电梯附近、靠窗户附近、中间内部房间或走廊。
各楼层主体结构细节上有少量的差异,但总体相似,参考平面图以及三个不同测试点在各楼层大致的位置如下:
下图是实测过程中拍摄的楼内几个测试样点的实测。
从结果可以看出,节点之间穿透四层楼后仍可保证100%正常通信,而对于电梯井,或楼道间等有通道的环境中,通信能覆盖的楼层会更多。而对于阻挡较严重的房间或走廊等环境,通信覆盖能力影响较大。
相比较传统的WiFi、宽带技术,LoRa技术的优势在于其成本较低、传输距离远,而且功耗也相对传统移动网络要低。
但同时测试过程中我们也发现,由于LoRa协议工作在非管制频段,所以,当两个节点在通信过程中,若受到周边其他同频节点干扰,将严重影响通信质量,甚至无法正常通信。
2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。
截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。
目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。
政策推动我国物联网高速发展
自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。
以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。
我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间
自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。
虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。
物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。
物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。
未来物联网行业将向着多元方向发展
标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。
合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。
因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。
安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。
多重技术推动物联网技术创新
从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;
区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》
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