区块链技术在物联网中应用中有哪些挑战

区块链技术在物联网中应用中有哪些挑战
区块链在物联网中的挑战包括但不限于以下三点：
1、区块链的部署和实施是由多个节点共同参与，但物联网节点设别的存储和计算能力具有一定的局限性。因此在物联网节点中部署区块链技术、区块架构是否分级，以及现有区块链技术尚需加强的问题等，都需要考虑在内。
2、物联网将球时实性，而区块链共识机制普遍存在延时问题。因此，共识延时可能引起反馈延时、告警延时，无法满足现有物联网应用的需求，需要在技术上进一步改进。
3、目前区块链在互联网中的应用，仅在一定范围内、有限节点中开展。而一旦区块链应用在物联网中，节点数量将呈几何级数增加，其频繁的关系数据查询请求将对现有的链式数据架构提出非常严峻的挑战。
面对当今社会，全球新的科技和产业正在兴起，网络技术正在以前所未有的速度转化为生产力。物联网发展前景广阔，但面临着不少历史机遇和挑战；区块链在物联网中的应用，能够在某种程度上解决物联网面临的问题和新的需求。

当前，物联网（IoT）技术领域充释着各种标准，像NB-IoT、LoRa、SigFox等，他们正通过各自擅长的技术和应用抢夺IoT风口，以争取在这片广阔的市场上取得优势。
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NB-IoT是由电信标准延伸而出的，主要是由电信运营商支持，而LoRa则是一个商业运用平台，两者主要区别在于商业运营的模式：NB-IoT基本是由电信运营商来把控运营，所以使用者必须使用它的网关及服务，而LoRa就量对开放一些，有各种不同的组合方式，商业的模式是完全不同的。
技术层面上来看，NB-IoT和LoRa的差异其实并不是很大，属于各有优劣。而相对于某些领域，国内有一些用户在并行使用这两种技术和网络。NB-IoT相对而言是受限于基站的，而LoRa则要加入一个网关相对简单容易，并且总的来说价格要比NB-IOT低廉。用户可以根据需求，增加不同的网关覆盖。所以从覆盖程度上来说LoRa的覆盖程度可能比NB-IoT更广一点。
LPWAN又称LPN，全称为LowPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一种无线网络。这种无线网络的优势在于低功耗与远距离，通常用于电池供电的传感器节点组网。因为低功耗与低速率的特点，这种网络和其他用于商业，个人数据共享的无线网络(如WiFi，蓝牙等)有着明显的区别。
在广泛应用中，LPWAN可使用集中器组建为私有网络，也可利用网关连到公有网络上去。
LPWAN因为跟LoRaWAN名字类似，再加上最近的LoRaWAN在IoT领域引起的热潮，使得不少人对这两个概念有所混淆。事实上LoRaWAN仅仅是LPWAN的一种，还有几种类似的技术在与LoRaWAN进行竞争。
概括来讲，LPWAN具有如下特点：
• 双向通信，有应答
• 星形拓扑(一般情况下不使用中继器，也不使用Mesh组网，以求简洁)
• 低数据速率
• 低成本
• 非常长的电池使用时间
• 通信距离较远
LPWAN适合的应用:
• IoT，M2M
• 工业自动化
• 低功耗应用
• 电池供电的传感器
• 智慧城市，智慧农业，抄表，街灯控制等等
LoraWAN和Lora之间关系
虽然一样是因为名字类似，很多人会将LoRaWAN与LoRa两个概念混淆。事实上LoRaWAN指的是MAC层的组网协议。而LoRa只是一个物理层的协议。虽然现有的LoRaWAN组网基本上都使用LoRa作为物理层，但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可以使用GFSK作为物理层。从网络分层的角度来讲，LoRaWAN可以使用任何物理层的协议，LoRa也可以作为其他组网技术的物理层。事实上有几种与LoRaWAN竞争的技术在物理层也采用了LoRa。
LoraWAN的主要竞争技术
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如今市场上存在多个同样使用LoRa作为物理层的LPWAN技术，例如深圳艾森智能（AISenz Inc）的aiCast。aiCast支持单播、多播和组播，比LoRaWAN更加复杂完备。许多LoRaWAN下不可能的应用因此可以实现。
Sigfox使用慢速率的BPSK(300bps)，也有一些较有前景的应用案例。
NB-IoT(Narrow Band-IoT)是电信业基于现有移动通信技术的IoT网络。其特点是使用现有的蜂窝通信硬件与频段。不管是电信商还是硬件商，对这项技术热情不减。
关键技术Lora简介
LoRaWAN的核心技术是LoRa。而LoRa是一种Semtech的私有调制技术(2012收购CycleoSAS公司得来)。所以为了便于不熟悉数字通信技术的人们理解，先介绍两个常见的调制技术FSK与OOK。选用这两个调制方式是因为：
1这两个是最简单、最基础、最常见的数字通信调制方式
2在Semtech的SX127x芯片上与LoRa同时被支持，尤其是FSK经常被用来与LoRa比较性能。
OOK
OOK全称为On-Off Keying。核心思想是用有载波表示一个二进制值(一般是1，也可能反向表示0)，无载波表示另外一个二进制值(正向是0，反向是1)。
在0与1切换时也会插入一个比较短的空的无载波间隔，可以为多径延迟增加一点冗余以便接收端解调。OOK对于低功耗的无线应用很有优势，因为只用传输大约一半的载波，其余时间可以关掉载波以省功耗。缺点是抗噪音性能较差。
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FSK
FSK全称为Frequency Shift Keying。LoRaWAN协议也在某些频段写明除LoRa之外也支持(G)FSK。FSK的核心思想是用两种频率的载波分别表示1与0。只要两种频率相差足够大，接收端用简单的滤波器即可完成解调。
对于发送端，简单的做法就是做两个频率发生器，一个频率在Fmark，另一个频率在Fspace。用基带信号的1与0控制输出即可完成FSK调制。但这样的实现中，两个频率源的相位通常不同步，而导致0与1切换时产生不连续，最终对接收器来讲会产生额外的干扰。实际的FSK系统通常只使用一个频率源，在0与1切换时控制频率源发生偏移。
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GFSK是基带信号进入调制前加一个高斯(Gaussian)窗口，使得频率的偏移更加平滑。目的是减少边带(Sideband)频率的功率，以降低对相邻频段的干扰。代价是增加了码间干扰。
对于这一方面的研究实验发现：学习Lora调制技术的一些准备及发现
然而，对于“悠久历史积累”和高安全、易部署等综合优势的LoRa阵营来说，最近几年里，在技术和落地方面虽取得了长足的进步，但离真正的规模、解决行业客户的切实问题是有着不小的差距。那么，究竟是技术壁垒突破较难？产业链生态不健全？亦或者是商业模式限制了从业者对市场规模的想象？对于LoRa产业链的广大从业者而言，找到制约LoRa技术大规模发展的瓶颈，并联手产业合力突围对推动产业良性发展至关重要。

国家文物局部署开展全国文物火灾隐患整治和消防能力提升三年行动，关于文物火灾隐患排查整治，强调要求重点排查大型古建筑群、传统村落、作为宗教活动场所文物建筑、博物馆和文物保护工程工地等火灾诱因较多的单位或场所；重点整治生活用火、生产活动用火、宗教场所用火、电气安全故障，以及可燃物和易燃易爆危险物品管理、消防设施设备使用维护、占堵消防通道、消防安全管理等方面存在的火灾隐患和问题。

智慧消防物联网系统应用，成为文保单位、古建筑消防监管、祸患防控新抓手。建设“文物保护单位智慧消防监控服务中心”，构建一体化的“智慧消防”技术和管理体系。统一数据标准，规范数据来源，对消防内部、外部数据资源进行汇聚和挖掘分析，为火灾风险研判、灭火救援指挥等提供信息支撑。同时，推进面向政府应急管理部、文保单位、公众的消防-化发展进程，创新消防安全治理新模式。

消防物联网系统介绍：　

1、分级管控的智慧消防监控系统

部署智慧消防服务器集群及数据库，配置大屏幕图像显示系统，组建智慧消防监控系统，同时提供数据接口对接城市级消防数据中心和政府应急管理部门。

2、消防物联网自动报警系统

物联网声光手报、NB-IOT智慧烟感等自动报警终端接入消防监控系统，实现消防设施状态及火灾报警信息的实时采集及远程传输，警情信息、位置信息平台化展示，警情信息快速响应。

3、消防水源监测监控系统

通过文物古建筑、博物馆等单位消防给水系统末端的消防设施上安装传感器，实时采集水压水位数据，实现数据的远程传输。一旦发现消防供水不足，出水量偏低，立即发出警示提示信息。

4、电气火灾监控系统

高度商业化的古城内，游客众多，酒吧、旅社林立，这导致明火火源较多。同时，急功近利的古城改扩建，让原本就严重老化的电线负荷剧增，火灾危险陡升。在各供电系统内安装电气火灾监测设备，实时探测线路中的电流、电压、温度等数据，当探测项目数据超过报警设定值时，自动发出报警信号，并将报警信息上传至平台监控中心。实现了对单位电气情况的远程监控，加强了对用电事故的预防能力。

5、安全通道监控系统

通过摄像头和车道占用分析程序，完成对车道的实时监控。实现对消防区域内应急车道的智能监管，有效减少因车道堵塞造成额外的人员、财产损失。

6、消防设施巡检维保系统

各文物、博物馆等单位的消防安全责任人和消防安全管理人负责组织和实施消防安全检查，通过消防巡检专用APP软件，督促和落实火灾隐患整改工作。系统综合运用“互联网+”实现消防巡检任务定时派发、隐患信息实时推送、隐患整改闭环跟踪、文字全程记录、巡检工作数据长期保存、分级查询统计等功能。

文保单位智慧消防物联网系统从智能监测、自动预警、智慧管理三个层面的应用，有效强化责任落实，健全文物消防安全责任制，从源头治理，人防+技防相结合化解重大文物火灾风险，增强火灾预警防控能力，实现精准管理，为文物消防安全治理现代化建设添助力

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