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物联网如何去中心化?

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世界正在走向去中心化,大量的平台、技术和服务正在 从中心化的专有系统转向去中心化的开放系统。点对点网络为区块链网络和加密货币的建立铺平了道路。现在,比特币、以太坊和其他区块链网络已经显示了去中心化交易账簿的价值。现有的互联网服务,如文件存储、身份验证和域名系统正在被 基于区块链的现代版本所取代。虽然软件层面的去中心化 进展迅速,但物理网络的去中心化却需要更长的时间达成。这些网络的去中心化更为复杂,因为它们通常需要专门的硬件来运作。

根据lDC的测算数据,2020年全球物联网市场规模为7490亿美元,年平均增长率为12.20%;预计2026年,全球物联网市场规模将会接近1.55万亿美元。这些设备中的大多数需要连接到互联网上才能发挥作用。然而,目前的解决方案,如蜂窝网络 、WiFi和蓝牙都是次优的:它们成本昂贵,大幅耗电,或者范围有限。催生了对于低功耗、广覆盖无线网络的需求。

物联网设备是简单的非标准计算设备,可以连接到网络并能够传输一些数据。这些不是像许多人想象的智能手机,而是像传感器、执行器或小工具这样为某些应用程序编程的设备。

Helium是什么?

Helium是一个去中心化的无线网络,一个分布式的热点网络,通过为低功耗物联网 (IoT) 设备提供覆盖,兼容的设备较多,受众面广。但它不是一个旨在与3G/4G和WIFI竞争的新网络(尽管Helium开发团队正在探索5G领域)。事实上,Helium的目标是LoRaWAN协议(一种底层的物联网通信网络),Helium支持使用LoRaWAN协议的设备,而智能手机和笔记本电脑并不支持这种协议。更广泛地说,Helium是LoRaWAN协议的区块链实现,其核心是添加到物联网网络的激励层。(在这方面,它与Filcoin和IPFS之间的关系非常相似)

Helium 网络如何运作?

Helium 网络的核心是 LoRaWAN 通信网络,通过区块链为其搭建了一个激励层,通过代币激励促使热点矿工购买 Hotspot 设备(Helium 网络中的热点矿机),并通过设置署 Hotspot 为附近的物联网设备提供无线网络接入。其热点矿机采用 LongFi 无线协议(一个在 Sub-GHz 频段的 Apache 许可的开源协议,拥有低功耗、广覆盖的特点)提供无线网络覆盖,从而使得物联网设备可以使用 Helium 无线网络在低功耗的情况下传输数据。 技术 Helium 的共识机制是 PoC (Proof of Coverage:覆盖度证明)。

PoC机制是指当 Hotspot 被不同的个人所拥有后,它们(Hotspot)之间如何协同,为网络提供无线连接覆盖的。PoC 就像网络健康的自动检测机制,每一个 Hotspot 都有一个完整的区块链节点。Hotspot 会一直向区块链询问以验证网络是否依然有效且提供有效覆盖的。Hotspot 也会一直询问来质询 PoC 小组。质询与证明 Hotspot 的行为用来验证 Hotspot 完成了有效网络覆盖。

Helium的核心产品

Helium Hotspot

Helium Hotspot是一款LoRaWAN远程无线路由器,可以把它想象成一个Wi-Fi路由器。

用户只需要将Hotspot接入电源并且与Wi-Fi连接,或者接入以太网端口,并且通过Helium钱包部署并完成同步后,即可提供无线网络覆盖并获得相应的HNT代币,由于采用了创新的工作证明模式(我们称之为 “覆盖证明”),你的热点只消耗5W的能量

Helium Console

Helium Console基于Web的设备管理工具,

将强大的管理工具与网络服务器功能结合起来,以加速将数据从物联网设备转移到helium网络上。通过控制台,开发者可以配置和管理设备,监测数据活动,并管理连接成本。为了提高灵活性,控制台是建立在一套可扩展的REST API之上的

LongFi

LongFi将LoRaWAN无线协议与Helium区块链相结合,因此任何LoRaWAN设备都可以在Helium网络中传输数据,这些设备通常是GPS 跟踪器、环境传感器、气象计等。

LongFi具有以下特点:

1)部署简单:LongFi允许企业用户根据需要启动任意数量的设备,而无需额外配置或第三方帮助。

2)设备漫游:接入的设备与存储在区块链上的ID进行映射,并且设备可以通过每个热点进行中继,在网络中发送数据。

3)HNT代币激励:LongFi允许设备所有者帮助网络传输数据时,赚取相应的HNT代币。

4)LoRaWAN支持:任何LoRaWAN设备或传感器都可以与Helium网络集成,传输数据。

 Helium Tabs

Helium Tabs是首款运行在Helium网络上的终端定位设备,用户可以使用移动设备端应用程序来跟踪标签追踪器,可以查看之前去过的位置以及当前位置(仅支持欧盟、美国频率)。

Helium赋能智慧农业和打造智慧城市

Helium Network 为农民和种植者提供创新且具有成本效益的解决方案,从土壤和环境监测到牲畜和资产跟踪。

远程环境监测

准确监控土壤和温度条件、温室条件、智能灌溉等,从而做出更明智的业务和运营决策,以最大限度地提高产量。

物联网如何去中心化?

数据跟踪和报告

从传感器收集的数据减少了由于灌溉故障、天气相关问题等造成的库存浪费,并通过使用基于数据的决策进行更准确的预测来降低总体运营成本。

物联网如何去中心化?

实时发货和资产跟踪

获取有关正在交付的主要货物或分布在大面积区域的农场设备的实时数据。监控牲畜的位置和状况,以帮助防止损失并节省运营成本。

物联网如何去中心化?

空气质量监测

准确监测内外空气质量,采取更积极主动的安全措施,例如向公众发布 AQI 警报

物联网如何去中心化?

San José市宣布在The People’s Network(Helium)上发起一项新的倡议以缩小数字鸿沟,为市民带来创新的物联网(IoT)基础设施。San José是第一个正式加入这个迅速扩大的生态系统的城市,并使用Helium基于区块链的激励模式来增加1300多个低收入家庭的互联网接入。

Helium 代币经济模型(HNT)

物联网如何去中心化?

1)每月释放的30%用于网络数据传输,奖励给传输物联网设备数据的热点,按数据传输比例分配;

2)每月释放的35%用于Hotspots基础设施奖励,主要用于热点所有者的挖矿奖励,并随着网络的发展确保覆盖范围;

3)每月释放的35%分配给团队和投资人

HNT 的分布会随着时间的推移而变化,以使激励措施与网络的需求保持一致。

在早期,较高比例的 HNT 分配给热点所有者用于建立和确保覆盖范围。

随着Helium网络的发展,热点通过在网络上传输设备数据获得更多收益,而 Helium Inc. 和投资者获得更少。20 年后,分布不再调整并保持不变。

物联网如何去中心化?

数据积分(Data Credits)

像大多数区块链一样,Helium有一个交易费用系统。Helium区块链中的所有交易均以数据积分 (DC) 支付。数据积分是通过销毁HNT产生,数据积分的价格以美元固定(1 个数据积分 = 0.00001 美元)。与预付费手机分钟或航空里程一样,数据积分不可转让,并且只能由其原始所有者使用。过Helium“隐式燃烧(Implicit Burn)”系统,用户正常情况下都无需手动提供DC来支付费用。只要Helium钱包里面有足够的HNT用于燃烧成DC来支付交易费用,燃烧就会在后台自动隐藏发生,无需用户干预。

Helium 整体来说是一个技术核心偏重在物联网上面的项目,从技术层面上看,Helium 作为分布式热点网络是符合物联网产业本身的发展趋势的,尤其是在需要大规模低功耗的智慧城市建设方向,是有一定潜力和想象空间的。作为目前区块链生态中唯一一个提供低功耗、广覆盖无线网络接入的产品,Helium在该赛道内的竞争优势显著。并且结合区块链的激励机制,在项目早期的设备搭建成本以及推广速度方面,天然优于传统的物联网运营商。

参考资料来源

  1. https://www.zvstus.com/article/news/1/75d87ffffe8286dcdef6d58ce21e0000.html
  2. https://blog.helium.com/
  3. https://www.helium.com/smart-cities
  4. https://www.ccvalue.cn/article/1266018.html
  5. https://www.helium.com/5G
  6. https://www.geekmeta.com/article/3782860.html
编辑于 2022-01-26 02:58
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