沈杰:物联网与区块链技术叠加,让环保“滴水不漏”

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沈杰:物联网与区块链技术叠加,让环保“滴水不漏”

 

中国科技网1030日无锡报道 (记者杨帆)“创新物联时代、共享全球智慧”为主题的2016世界物联网博览会在无锡举行。期间,举办的环保物联网高峰论坛受到业内广泛关注。国家物联网基础标准工作组总体组组长、ISO/IEC 物联网参考架构国际标准主编辑沈杰博士发表了题为《物联网与区块链在环境保护中的应用分析》的演讲。

智能交通、老人护理、现代农业、环境保护、政府工作、公共安全、食品安全、智能制造、智慧边疆……物联网的应用十分广泛。但为什么物联网可以这么广泛被应用呢?沈杰表示,物联网中的“物”就是指物理世界里各种各样的物体,当物体跟人的作用发生矛盾的时候,就需要新的技术来连接和改变它们,从而提升人和物之间的作用效率,这即是物联网的本质需求。经过三十多年的快速发展,我们生活中遇到了一系列问题,比如环境污染、交通拥堵、食品安全等都是人和物之间的矛盾开始集中爆发,因此中国对物联网的发展尤为迫切。同时中国自身物联网市场又非常大,所以物联网给中国带来了一次弯道超车的历史机遇。在物联网众多应用领域里边,环境保护对于我们每个人来说又尤为迫切。

环保物联网建设的关键问题

之前,信息技术在整个环保领域的应用起到了比较大的作用,已经有很多信息技术在环保里面得到应用,包括污染源在线监控,PM2.5监测等,这些技术让我们更加清楚地了解到周围的环境。沈杰指出,信息技术对环境污染治理的支撑是一个社会问题,但我们现在做的还远远不够。在环保物联网的时代,相比以往的信息化,需要从技术、业务和产业整体的角度进行变革,从整个环保生态体系建设的角度,真正让物联网技术为环保去服务。

当谈到环保物联网建设的关键问题时,沈杰分析了物联网环保建设中三个重要的问题。

第一就是在业务监管层存在末端排口监控、数据有效性低、监控手段单一等问题。很多污染排污企业排污口会布设一些监测设备,很多排污口的设备存在上传假数据,或篡改过的数据的现象。从推广监控设备布设的角度来说,政府、企业、社会之间还没有找到到很好的平衡点和模式。

 第二,行政管理层面上存在“断裂化”、“孤岛化”、数据价值低等问题。我们获得了大量数据,但对于环保内在的数据关联性和数据的内在意义的挖掘和梳理还不够,而且由于数据按照不同的标准的数据格式,孤岛化很严重,不易整合,无法真正有效的利用。

第三,在社会公众层存在公开内容少、渠道单一、个性化诉求满足度低的问题。老百姓迫切地需要知道周围环境的真实状况,但由于很多限制因素,包括对于数据隐私性考虑等等,还不能做到完全的开放。总体来讲,我们对周围环境的了解程度还非常缺乏。

物联网与环保结合的过程中,也会面临新的问题和挑战。沈杰同时分析了四个代表性的问题。

 第一,环保要素关联的非常广泛,如何面对环保各类复杂关联要素,建立统一、清晰的环保物联网系统架构?

 第二,环保物联网本身还处于建设和完善当中,如何建立可复制推广的国家、省、市(县)三级物联网协同体系?

 第三,如何实现环保大数据的融合,进行真正意义上的数据充分挖掘?

 第四,如何确保环保信息的安全与可靠共享利用,准确确保安全和可信的数据分析?

物联网与区块链技术融合

在如何解决以上的问题的思路方面,沈杰提出了利用物联网架构的标准——六域模型与区块链的结合来推进。

从物联网六域模型的角度来设计环保物联网系统,可以主要分为以下六个部分:

第一是用户域,首先需要确定环保物联网的用户和用户需求。在环保物联网里面,第一步命题就是要分析清楚环保物联网对于公众是什么需求,政府是什么需求,企业是什么需求?

第二是目标对象域,根据用户的需求,把环保里面关联的要素及属性理清楚。

第三是感知控制域,是如何用技术手段把我们所关注的这些要素用物联网的新手段做关联,而关联有基本的三类手段。第一最常见的是传感器和不同传感器组合,通过感应的方式和相关的对象进行关联绑定,进行感知或控制的操作。其次是标签类关联方式,通过将标签与对象相关联,来获得关联要素的信息。第三通过植入一些嵌入式模组与相关的设备对象相关联。

第四是服务提供域,在获得了大量的环保数据后,如何真正意义上把数据加工和变成能够满足用户准确的需求,老百姓要看的数据,政府要管理和分析的数据,以及企业要去使用的数据。

以上四个域的设计是目前相对常见的一些考虑,但这还不构成一个完备的物联网系统,第五个方面是运维管控域。如果没有一种好的运营和管理机制,是无法确保环保设备所传上来的数据是否准确?是否精确?是否安全?所以要从技术层面上确保物联网设备和系统的安全、可靠、稳定、精确。再有就是法律法规的符合性方面,因为环保物联网必须得与现有或新的制度相匹配。

第六是资源共享域,资源共享里有两个要素,一个是信息资源的共享,第二个是市场资源的交互,在环保物联网整个体系建设规划当中,必须找到政企以及市场业务模式的一种平衡关系。

那么网络在哪里呢?沈杰介绍说,网络在环保物联网时代里边主要起到管道连接的作用。从这样一个思路开始,就能够有序朝各个业务条线和应用角度发展。

到底将来公众能够看到哪些环保信息?我们怎么样从系统建设上如何确保信息的安全和隐私平衡性这一点。沈杰表示,这些问题需要一个支撑的技术,他认为现在区块链技术是很好的候选技术。

区块链最早起源于比特币,它是网络上通过一些技术和算法来建立一个安全、可信的数字化虚拟货币交易体系,任何单一节点的资金数据的篡改都是无效的。确保这些数据在系统里面安全、可信、隐私和一致性的背后的技术就是区块链。

区块链最简单形象的表达就是,它不需要中间像银行这样一种中心来作为结算的基础,就能够保证分布式记账和结算的成立,通过块和链的结合方式,把所有交易行为加密记录下来。借助这样的技术思路,可以很好地应用到环保物联网里面来。因为环保物联网确实需要一个信任的分布式网络系统。

沈杰表示,依据六域物联网架构,整个环保物联网里面安全的漏洞和隐患可以一目了然。而在这个基础上,如果叠加区块链技术进去,就可以解决很多实际中遇到的问题。比如:

首先可以确保每个环保物联网的设备数据不可被篡改,身份可信任。第二,当区块链和物联网结合之后,在能够保护企业和机构隐私要求的前提下,也能够做到必要的环保数据的开放和开发利用。第三,可以建立一个可信任的环保数据资源交易环境,助力环保税等的落地实施。

从环保物联网的建设愿景来说,沈杰博士也提出来殷切的期待,希望各界人士能同心协力,共同推动环保物联网的发展,为我们整个社会,为我们后世子孙,做出我们这代人应有的贡献!

 

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责任编辑:桂楷东
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