NB-loT和区块链的革命

我一直比较关注两个技术,一个是区块链,一个是NB-loT,原因很简单,区块链将改变互联网,NB-loT将改变物联网,今天来谈谈这两种看似不相关的技术如何结合

为了便于码字,以下简称NB-loT为nb,对,这确实是很nb的技术。相信关注本号的朋友,已经对区块链是什么应该比较清楚了(不清楚的同学请看以前的文章),本文谈nb较多,nb结合区块链的方面在最后一章,如果对nb比较熟悉的朋友可以直接阅读最后一章。下面先简单科普一下nb

NB-loT

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IoT具备四大特点:

一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍;

二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;

三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;

四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。

未来前景

由于以前的工作原因,我一直是一个低功耗爱好者,以前由于很多技术限制,很多应用由于网络通信的高功耗让很多项目无法实施或者带来过高的维护和附加成本,眼看着很多优秀的方案最后无疾而终。

可能有人会问物联网相关的 BLE4,zigbee包括正在崛起的lot wifi等,我觉得这些标准都不能给物联网带来根本性的改变,因为这些标准基本上定义的是局域网通信标准,准确的说这是一个区域性覆盖的标准,更适合于未来智能家庭的相关应用。但是物联网是不会限制于一个小型区域范围的,这样物联商业价值不大。

从通信角度讲,最重要的是实时性和可到达率,就像以前的电话公司一个重要的考核指标就是接通率,随着程控交换的成熟和网络冗余的发展,接通率指标才不那么重要了,当然这是因为技术可靠性进步的原因。

正所谓鱼和熊掌不可兼得,功耗和速率总是两个矛盾体,低功耗传输速率就不可能增加,所以通信领域目前向两端发展,一个更高传输速率的5G技术,一个就是待机功耗在uA级别的nb(当然还有LoRA等竞争标准,目前看来nb已被3GPP纳入,更多运营商支持,肯定胜出了),所以可以预见未来在广域网肯定是高低搭配,即4G/5G+nb;而在局域网范围内也是高低搭配,WiFi+BLE4或 WiFi+lot wifi,目前前景不是那么分明,至于zigbee基本上可以断定随着BLE5商用后死定了,BLE有庞大的终端数量优势,而lot wifi有平滑的组网能力,目前还真说不好谁胜出。

未来一定是一个标准负责高带宽传输,一个标准负责低功耗长待机通讯,那么物联网的春天就真的到来了

应用分析

首先要说一个事情,天下没有白吃的午餐,运营商是无利不起早的,你一定会为每节点接入付费的,由于广域网物联在很多低功耗场景下是刚需,可以参考目前GPRS定向包月流量卡的价格一般在(3~5元),所以可以预测未来nb每节点接入成本在1~2元/月左右。如果运营商脑子清醒的话,定价成本应该低于你目前的电源消耗成本,现在要完成广域网电池供电场景的应用,你必须增加额外的太阳能或风力发电投资,以太阳能为例,要持续维持在几百mA电流的待机功耗,一般需要投入40元左右的发电模块,同时你一样要付出3元左右的流量费,膜拜新单车就是典型的例子,更别提在水文、森林防火监测等应用了;对于智能远抄水表等场景基本上就是刚需了

从我目前得到的信息看来,运营商在加速nb的普及,可能远超原来的预计,同时第一期不太可能解决nb网络定位的问题,首先解决的是低功耗传输,所以从目前大热的共享单车来说对ofo会是个利好,ofo基本走的是扔出不管不定位的低成本模式,nb完全可以解决现在糟糕的机械密码锁问题;对于膜拜来说就有点郁闷了,即便是nb商用,短时间膜拜也无法抛弃价格和功耗都昂贵的GPS模块,当然换装nb通信模块后,采用间歇性上报位置数据的方法或许可以延长他的电池寿命,但是要完成象用户随时可以在地图上找车这种体验,估计辅助太阳能供电还是少不了,nb对于膜拜会很鸡肋。所以nb首先会在固定物联和不需持续定位的物联项目上发力。

这里面有个特列,就是现在的儿童和老人定位手表,由于不需要持续定位,只是在查找时启动定位即可,未来配合nb+GPS的按需定位业务将极大的改善用户体验,老人,小孩,宠物这种随身定位产品将会爆发

另一个主要场景就是传感器网络,比如水文、森林防火、土壤监测等,这些场景需要低成本的部署海量传感器,以前那些无疾而终的项目终于可以重新启动了。遥想当年做过的一个森林防火项目,就是由于辅助供电和维护成本过于昂贵无法推广而放弃了,想想如果nb普及了,一条采样指令下去,节点只消耗几十毫安的电流,平时只消耗uA的电流,几节干电池就解决了这是多么美妙的场景啊;再比如以前做过的重要设施应力监测,桥梁,隧道,山体滑坡监测等,都要弄一个风力或者太阳能辅助供电设施,真是前重后轻左宽右斜非常的不好用,还需要频繁维护,以后这些都不是问题了。

说句玩笑话,以后有一天你到公园随便踢块石头都有可能触发报警,万物互联真的要到来了,下面该说说区块链在这个大潮中该扮演什么角色了

nb+区块链

说点务实的话,现在很多区块链+物联网的炒作,其实真正的干货比较少,大多停留在畅想层面(我也写过这么一篇),更多的是为了取悦读者,今天我就拿出点干货来跟大家分享,多的不讲就讲两个。

首先我非常反感说物联网会促进无人驾驶,因为就目前的物联技术而言在汽车上的应用没有障碍,无论是传感器还是供电,汽车的电源足够支撑高带宽联网+定位服务,否则安吉星系统别玩了,无人驾驶技术本身就是限制,需要大量的技术演进。

结合我以前的工作,先说一个真正可用的应用场景,前面提到的重要建筑物应力检测,这些重要的灾害预警数据,必须存证到信任的区域,这在保险领域非常重要,未来大规模部署nb设备后,这些重要的数据可以存储于区块链中,受到投保方和保险公司的共同认可,保险公司可以为此开展重要建筑投保业务,结合预警数据,可以提前为投保方发出预警,或对不同应力指标的建筑开展不同价格的服务,双方都不会担心数据遭受篡改,同时指标量化对于赔付和业务定价都不存在异议,其实这不是什么创新,大型建筑投保本来就不是新鲜事,但是如果采用传感器网络和区块链会将这个业务提升到可量化的高度,而且可以通过智能合约,结合传感器数据实时变更赔付费用。以后山体滑坡、楼歪歪、桥断断、风林山火什么的都有人赔付了,岂不是很美妙。

另一个就是传感器网络的价值转移,未来基于nb技术的各种传感器会大量部署,但是就是再大规模,一个单一的组织也很难实现全网部署,这可能受制于投资和维护成本,如果人人都能变成传感器网络的部署者,成本和维护可以分担。这就形成一个问题,购买传感器数据方如何信赖一个中心化中介?提供传感器数据方是否担心同一份数据被中心化中介滥用或者一女二嫁?,同一份数据被卖了多次自己只收到一份钱。通过公链和智能合约可以解决这个问题,任何人都可以付费按次购买传感器数据,同时双方不担心数据被修改或重复使用,通过区块链可以保证这个价值网络的鲁棒性和自制性

总结,敏感的读者已经发现我说的两个区块链+nb应用都和传感器相关,的确,物联网主要分为传感器网络、控制器网络、执行机构,其他两个方面结合区块链我暂时没有考虑太成熟,也希望本文能够抛砖引玉,共同探讨,有好的想法可以留言讨论

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