物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈結(jié)合的應(yīng)用是怎樣的

我們講到了5G與區(qū)塊鏈，在舉例時(shí)，我們提到過很多次物聯(lián)網(wǎng)。區(qū)塊鏈，5G和物聯(lián)網(wǎng)如同科技鐵三角一般，不管是結(jié)合起來，還是作為獨(dú)立技術(shù)發(fā)展，都是至關(guān)重要的。

目前，我們還不能談?wù)搮^(qū)塊鏈、5G和物聯(lián)網(wǎng)三者，誰能給誰帶來什么？誰將促使誰走向普世價(jià)值的體現(xiàn)？因?yàn)樗鼈冎g互相影響。當(dāng)三者結(jié)合起來時(shí)又將碰撞出怎么樣的火花呢？這個(gè)我們還無從得知。

一、物聯(lián)網(wǎng)是什么？

作為新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)已被世界各國當(dāng)作應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)技術(shù)之一。

在1999年，在物品編碼（RFID）技術(shù)上Auto-ID公司首次提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。那什么是物聯(lián)網(wǎng)呢？

物聯(lián)網(wǎng)（英語：Internet of Things，縮寫IoT）是互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能行使獨(dú)立功能的普通物體實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。

如果你覺得這樣不夠形象，那我們來看看生活中有哪些物聯(lián)網(wǎng)的例子，或許你會(huì)理解的更加深刻。就說共享單車吧，近幾年來，共享單車最高潮時(shí)超過了40家企業(yè)，可謂是百家爭鳴。短短幾年時(shí)間內(nèi)，幾千萬輛單車快速涌進(jìn)了我們的生活。

共享單車是典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景

在使用共享單車時(shí)，我們只需要掃一掃二維碼，就可以解鎖，非常方便。我們甚至還可以在APP上看到哪里有單車?？墒沁@究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？其實(shí)看似普通的單車上面的智能鎖可不簡單，這個(gè)是核心關(guān)鍵，它包括了GPS定位模塊，GPRS通訊模塊，主控芯片以及電控鎖模塊等。

好了，話不多說，下面就講講解鎖時(shí)的“幕后操作”。

1、用戶找到一輛單車，掃了二維碼，這時(shí)APP就可以獲取到單車ID，然后發(fā)送開鎖信息給云服務(wù)器，云服務(wù)器再把開鎖信息發(fā)給單車。

一切正常的話，單車通過GPRS通訊模塊收到解鎖命令后，就會(huì)進(jìn)行解鎖。用戶也會(huì)收到解鎖成功的消息，并進(jìn)入計(jì)費(fèi)狀態(tài)。

2、騎行過程中，通過GPS模塊會(huì)上報(bào)用戶的位置?？墒沁@時(shí)用的是手機(jī)的GPS還是單車的，就不清楚了，因?yàn)锳PP上看不到行駛軌跡。但猜應(yīng)該是手機(jī)的可能性比較大，畢竟這樣可以節(jié)省單車的電量。

3、還車時(shí)，也差不多。用戶關(guān)閉車鎖，單車檢測(cè)到后發(fā)送消息給云服務(wù)器，云服務(wù)器停止計(jì)費(fèi)，并把計(jì)費(fèi)信息和已鎖好的信息發(fā)送給用戶，在APP上，就可以看到了。

整個(gè)過程就這樣結(jié)束了！

GPRS模塊提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，相當(dāng)于是讓單車連上了網(wǎng)，以此發(fā)送信息。再后來，共享單車用上了NB-IoT技術(shù)來管理單車。NB-IoT是一種廣域網(wǎng)連接技術(shù)，是基于蜂窩窄帶物聯(lián)網(wǎng)的英文縮寫（NarrowBand Internet of Things）。用上NB-IoT后，用戶最直觀的感受就是，掃單車時(shí)解鎖更快了，支付也更快了，用戶體驗(yàn)大幅提升！

（這里是2017年ofo與中國電信及華為合作的一個(gè)成功案例：https://www.huawei.com/minisite/iot/cn/smart-bike-sharing.html）

二、物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)接方式

物聯(lián)網(wǎng)需要通過無線傳輸方式來連接傳感器和網(wǎng)關(guān)，其聯(lián)接方式是多樣化的。其實(shí)上面我們已經(jīng)提到了兩種。一種是GPRS（常被描述成2.5G），另一種是NB-IoT，也就是窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

下面將介紹其中部分技術(shù)。

1、NFC（英語：Near-field communication，NFC）讓兩個(gè)電子設(shè)備在相距幾厘米之內(nèi)進(jìn)行通信，由非接觸式射頻識(shí)別（RFID）演變而來

2、藍(lán)牙（英語：Bluetooth），是一種通用的短距離無線電技術(shù)。最新的藍(lán)牙5.0在2016年6月發(fā)布。在有效傳輸距離上將是4.2LE版本的4倍（理論上可達(dá)300米）

3、Wi-Fi被廣泛用于許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，最常見的是作為從網(wǎng)關(guān)到連接互聯(lián)網(wǎng)的路由器的鏈路。傳輸距離一般在百米左右，如果加強(qiáng)天線或者增設(shè)熱點(diǎn)的話，覆蓋面積將會(huì)更大，甚至是整幢辦公大樓都不成問題。

目前處于發(fā)證階段的Wi-Fi 6，能夠支持更多的鏈路數(shù)據(jù)，能夠允許一次傳輸更大量的數(shù)據(jù)。另外，它還增加了帶寬，降低了延遲，提升了速度。由此，Wi-Fi 6 更適用于多設(shè)備的場(chǎng)景，例如智能家居、企業(yè)，或是其它設(shè)備密集型的場(chǎng)景。

值得一提的是，蘋果最新發(fā)布的iPhone 11沒支持5G，但支持Wi-Fi 6。

4、ZigBee，也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加發(fā)射功率后，可增加到1～3km。

5、NB-IoT是窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrowband Internet of Things）的簡稱，NB-IoT特別著重在室內(nèi)的覆蓋率、低成本、長電池壽命以及高連接密度。一個(gè)基站就可以比傳統(tǒng)的2G、藍(lán)牙、WiFi多提供50-100倍的接入終端，并且只需一節(jié)電池設(shè)備就可以工作十年。傳輸距離可達(dá)10Km以上。

物聯(lián)網(wǎng)的連接方式當(dāng)然不止這些，還有LoRa、2G/3G/4G以及已經(jīng)商用的5G等等。

三、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

根據(jù)GSMA的《全球移動(dòng)趨勢(shì)》，截至2025年，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到250 億個(gè)。物聯(lián)網(wǎng)的未來也許會(huì)有很多我們現(xiàn)在看來意想不到的場(chǎng)景，但放眼現(xiàn)在，我們?nèi)粘Ｉ钪?，除了共享單車，物?lián)網(wǎng)都有哪些常見的應(yīng)用場(chǎng)景呢？

1、生活中的場(chǎng)景

1）智能牙刷

你是否是一個(gè)智能牙刷用戶呢？現(xiàn)在的智能牙刷，嵌入了一些傳感器，它們可以記錄你刷牙的頻率、遺漏點(diǎn)、施加的壓力、刷牙時(shí)間等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析，然后你可以在手機(jī)APP上查看這些信息，了解自己的刷牙習(xí)慣，并根據(jù)APP給出的建議進(jìn)行改善。

2）智能手環(huán)

智能手環(huán)隨著人們對(duì)于健康的注重，近幾年也興起了。眾多廠商都會(huì)發(fā)布自己的智能手環(huán)，其功能也是愈來愈豐富。智能手環(huán)可以幫助跟蹤你的睡眠模式、心率、活動(dòng)模式、鍛煉統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、消耗的卡路里等等，借助這些數(shù)據(jù)以及APP給出的建議，你可以輕松監(jiān)控和計(jì)劃你的健身目標(biāo)。

3）嬰兒監(jiān)護(hù)器

對(duì)所有的新生兒父母來說，能隨時(shí)隨地看到***寶的活動(dòng)是必不可少的。有了嬰兒監(jiān)護(hù)器，無論你此時(shí)在何處，都可以通過手機(jī)APP實(shí)時(shí)監(jiān)控寶寶的日常活動(dòng)。嬰兒監(jiān)護(hù)器貼心的為你提供了有關(guān)寶寶呼吸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、睡眠姿勢(shì)、睡眠時(shí)間、體溫等信息。讓你在外時(shí)不再時(shí)刻擔(dān)心寶寶的健康安全。

4）智能冰箱

在CES 2018上，三星推出了智能冰箱Family Hub smart refrigerator，植入在智能冰箱中的Bixby可以識(shí)別不同使用者的聲音，并為他們提供定制化的食物和料理方案。它還有兩款食物管理應(yīng)用程序，其中一款叫做 Meal Planner，可以提供食譜，同時(shí)考慮食物偏好和飲食限制。另一款應(yīng)用，讓用戶能夠找到很好的便宜貨，并將它們直接加入到購物車。

以上還只是生活中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中的一小部分。單單是目前已經(jīng)進(jìn)入我們生活的智能家居，就有很多。除了生活中應(yīng)用，我們還應(yīng)關(guān)注的，是一些物聯(lián)網(wǎng)下催生出的業(yè)務(wù)類型、解決方案。

2、物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)

到2050年，全球人口將達(dá)到近100億，屆時(shí)全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出必須實(shí)現(xiàn)翻倍，否則可能會(huì)面對(duì)發(fā)生大規(guī)模饑荒的風(fēng)險(xiǎn)。這是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但似乎已經(jīng)有了解決方案。

為了養(yǎng)活這么多人，農(nóng)業(yè)必須擁抱物聯(lián)網(wǎng)。針對(duì)極端天氣條件和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)以及集約化耕作方式帶來的環(huán)境影響，以此滿足對(duì)更多食物的需求。

基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字智能農(nóng)業(yè)將使農(nóng)場(chǎng)主和農(nóng)民能夠在減少浪費(fèi)的同時(shí)還能提高生產(chǎn)力，從肥料的使用量到農(nóng)用車輛的行駛里程。

1） 牲畜監(jiān)控

牧場(chǎng)主可以使用無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序收集有關(guān)牲畜的健康、活力、位置等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過以下兩種方式為他們節(jié)省資金：

· 它有助于識(shí)別生病的牲畜，使它們可以從畜群中識(shí)別出來，防止疾病的傳播。

· 這降低了勞動(dòng)力成本，因?yàn)槟翀?chǎng)主可以知道牲畜的所在位置。

2）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物和土壤監(jiān)測(cè)

· 感知土壤水分和養(yǎng)分。

· 控制用水量以促進(jìn)植物生長。

· 根據(jù)土壤化學(xué)確定肥料配方和用量。

· 確定種植和收獲的最佳時(shí)間。

· 報(bào)告天氣狀況。

結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字農(nóng)業(yè)為提高全球糧食生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和可持續(xù)性創(chuàng)造了良好契機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)不僅可以幫助農(nóng)場(chǎng)主和農(nóng)民收集、傳輸和分析農(nóng)田數(shù)據(jù)，通過邊緣計(jì)算實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)做出簡單分析，并做出相應(yīng)決策，讓更快速地處理數(shù)據(jù)成為可能（農(nóng)場(chǎng)通常處于偏遠(yuǎn)的位置和惡劣的環(huán)境中，可能存在帶寬和網(wǎng)絡(luò)連接方面的問題，所以這里用到了邊緣計(jì)算）。

不僅如此，還能將數(shù)據(jù)上傳至高性能計(jì)算數(shù)據(jù)中心，供分析和部署 AI 之用。而隨著人口的快速增長，如果他們以這種方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，才能滿足今后對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的更大需求。

3、物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈如何促進(jìn)食品安全

美國疾病控制和預(yù)防中心（Center for Disease Control and prevention，CDC）預(yù)計(jì)，每年有4800萬人因食品傳染而患病，其中12.8萬人住院治療，3000人死亡。

我們來看一個(gè)真實(shí)的案例。在2017年3月，巴西最大的肉類加工公司發(fā)生了一起重大丑聞。在巴西聯(lián)邦警察的一次行動(dòng)中，該公司被指控篡改肉制品保質(zhì)期，在當(dāng)?shù)劁N售并且還出口。該公司過了數(shù)周時(shí)間才對(duì)該指控做出回應(yīng)，因?yàn)殡y以快速獲得回應(yīng)指控所必需的數(shù)據(jù)。

隨著全球化的發(fā)展，不同國家食品來來往往。食品安全問題會(huì)帶來許多嚴(yán)重后果。因此，有必要制定國際標(biāo)準(zhǔn)，以確保食品安全和食品鏈有序。ISO 22000食品安全認(rèn)證通過制定食品安全標(biāo)準(zhǔn)，并保證所有食品都要經(jīng)過此認(rèn)證，以此來保證食品安全。但近幾年來能夠真正有效解決食品鏈的現(xiàn)存問題并嚴(yán)格遵守ISO 22000等認(rèn)證的有效舉措寥寥無幾。

解決復(fù)雜的食品鏈問題面臨巨大挑戰(zhàn)，但我們有理由相信，物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合將在很大程度上降低這些挑戰(zhàn)的難度，并最終有效解決這一問題。

區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)如何在食品鏈中發(fā)揮作用？

為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)食品生態(tài)系統(tǒng)的透明，我們現(xiàn)在把其中所有實(shí)體都連接起來。如此一來，我們需要深入研究食品鏈的參與者，了解他們的活動(dòng)以及每個(gè)環(huán)節(jié)的規(guī)則，這些參與者包括：

· 農(nóng)民

· 食品生產(chǎn)商

· 倉庫和配送中心

· 食品運(yùn)輸商

· 商場(chǎng)和超市

· 消費(fèi)者

· 監(jiān)管者

· 認(rèn)證機(jī)構(gòu)及遵守的準(zhǔn)則

從技術(shù)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)是解決方案核心。目前，有許多資產(chǎn)跟蹤傳感器可以通過藍(lán)牙、超寬帶（Ultra-Wide Band，UWB）、Wi-Fi、LPWA、LTE、NB-物聯(lián)網(wǎng)、5G、衛(wèi)星、紅外、超聲波、NFC和RFID來連接和傳輸數(shù)據(jù)。這種組合允許提供資產(chǎn)即時(shí)信息跟蹤。利用物聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)時(shí)，可考慮將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。

再來看區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈為我們保證了信息的可靠性以及成員之間的信任，而這種信任以前是不存在的；現(xiàn)在有了區(qū)塊鏈技術(shù)，我們能夠在許多生態(tài)系統(tǒng)中共享多種類型的信息。

我們把視角回到農(nóng)業(yè)，在【物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)】那一段，我們已經(jīng)給出了答案。食品生產(chǎn)商在整個(gè)鏈條中扮演著重要角色，是整個(gè)過程的核心。因?yàn)樗麄儏⑴c了動(dòng)物生命開始到結(jié)束的每一件事，包括肉類的加工和包裝等。和農(nóng)業(yè)上的舉措很相似，通過物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合才可以保證信息的透明、可追溯，快速解決問題，并達(dá)成共識(shí)。而對(duì)于監(jiān)管者來講，采用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)，可以使得提供的數(shù)據(jù)更加透明、數(shù)據(jù)分析能夠更快速響應(yīng)，此外還能在許多方面進(jìn)行改進(jìn)，如食品原產(chǎn)地認(rèn)證等。

整個(gè)食品鏈的其他參與者也是如此，區(qū)塊鏈可以為參與者提供共享信息，物聯(lián)網(wǎng)可以通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)食品安全信息，工程師則可以隨時(shí)隨地通過APP訪問這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更方便的管理。物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈的結(jié)合不僅可以解決許多問題，甚至可以帶來食品行業(yè)的變革。

來源： SCRYINFO