区块链--代币之外的应用

数字货币是区块链技术的首次应用,但这可以说并没有真正发挥其潜力。比特币的发明首次引入了区块链的概念,但是直到 2013 年,区块链技术的真正潜力才得以展现,并在除加密货币之外的许多不同行业中得到应用。从那时起,人们已经提出了不同行业中区块链技术的许多用例,包括但不限于金融、物联网、数字版权管理、政府治理和法律等。

1. 物联网

物联网(Internet of Things,IoT) 近年来因其具有改变业务应用和日常生活的潜力而获得了广泛的关注。物联网可以定义为具有计算智能的物理对象(如汽车、冰箱、工业传感器等任何对象)的网络,这些物理对象能够连接到互联网,感知现实事件或环境、对这些事件做出反应、收集相关数据,并通过互联网进行通信。

这个简单的定义产生了巨大的影响,并催生了很多令人兴奋的产品和概念,例如可穿戴设备、智能家居、智能电网、智能互联汽车和智能城市等,这些都基于物联网设备这一基本定义。在对物联网的定义进行仔细剖析之后,可以发现由物联网设备执行的 4 个功能:感测、反应、收集和通信。所有这些功能都是通过使用物联网设备上的各种组件来执行的。

感测由传感器执行。反应或控制由执行器执行,收集是各种传感器的功能,通信则由提供网络连接性的芯片执行。需要注意的是,所有这些组件都可以通过物联网中的互联网进行访问和控制。物联网设备本身在某种程度上可能很有用,但如果它是更广泛的物联网生态系统的一部分,则将具有更大的价值。

典型的物联网可以由许多相互连接并连接到集中式云服务器的各种物理对象组成,如下图所示:

物联网的元素分布在多个层次上,并且存在各种可用于开发物联网系统的参考架构。可以使用五层模型来描述物联网,这五层分别是物理对象层、设备层、网络层、管理层和应用层。每个层有各自的功能,并包含各个组件,如下图所示:

1.1 物理对象层

物理对象层包含任何在现实世界中的物理对象,包括人、动物、汽车、树木、冰柜、火车、工厂、家居设备等。实际上,任何需要监视和控制的东西都可以连接到物联网。

1.2 设备层

设备层包含组成物联网的物体,如传感器、执行器、智能手机、智能设备和射频识别(Radio-Frequency Identification,RFID) 标签。根据传感器执行的工作类型,可以有许多类别的传感器,如人体传感器、家用传感器和环境传感器。该层是物联网生态系统的核心,其中有各种传感器用于感测现实环境。该层包括可以监视温度、湿度、液体流量、化学物质、空气、压力等的传感器。

一般来说,设备上需要使用模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC),以将现实世界的模拟信号转换为微处理器可以理解的数字信号。

该层中的执行器提供对外部环境进行控制的手段,例如,启动电动机或打开一扇门。这些组件还需要数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC),以将数字信号转换为模拟信号。当物联网设备需要控制机械组件时,此方法特别有用。

1.3 网络层

网络层由各种网络设备组成,这些网络设备用于提供设备之间的连接,以及与作为物联网生态系统一部分的云或服务器之间的互联网连接。这些设备可以包括网关、路由器、集线器和交换机。该层可以包括两种类型的通信。

第一种是水平通信方式,包括无线电、蓝牙、Wi-Fi、以太网、LAN、Zigbee 和个域网(Personal Area Network,PAN),可用于提供物联网设备之间的通信。

第二种是不同层之间的通信,一般来说,这是通过互联网进行的通信,可提供机器与人或其他上层之间的通信。

从通信的角度来看,第一层(物理对象层)其实也可以包括在设备层中,因为它在物理上和设备层处于同一层,可以在同一层彼此通信。

1.4 管理层

物联网生态系统的管理层包括能够处理从物联网设备收集的数据,并将其转化为有意义的见解(Insight) 的平台。设备管理、安全性管得和数据流管理也包括在此层中。它还管理设备和应用程序层之间的通信。

1.5 应用层

应用层包括在物联网网络最上层运行的应用程序。该层可以由许多应用程序组成,具体取决于运输、医疗卫生、金融、保险或供应链管理等需求。当然,这份清单并不详尽,有许多物联网应用程序都可以归属于这一层。

随着传感器的价格越来越低廉、硬件选择越来越丰富、网络带宽越来越普及,物联网在近几年变得越来越流行。目前,物联网在医疗保健、保险、供应链管理、家庭自动化、工业自动化和基础设施管理等许多不同领域都有应用。此外,IPv6 的可用性和体积更小、功能却更强大的处理器以及更好的互联网接入等技术进步也对物联网的普及起着至关重要的作用。

物联网的好处有很多,例如节省生产和管理成本、使企业能够做出重要而明智的决策、基于物联网设备提供的数据来提高性能等。即使在家庭中,配备物联网的家用电器也可以提供有价值的数据,以节省成本。例如,用于能源监控的智能电表可以提供有关合理使用能源的有价值的信息。对于服务提供商来说,可以对来自数百万个物联网设备的原始数据进行分析,以获得有意义的见解,这有助于做出及时有效的业务决策。

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