Blockchain в IoT и интеллектуальных сетях
18.11.2021 • Просмотров:

Blockchain в IoT и интеллектуальных сетях

By Decimal

Интернет вещей (IoT) связывает людей, места и продукты и, таким образом, предлагает многочисленные возможности для создания ценности и регистрации. Это достигается за счет встраивания интеллектуальных датчиков в физические объекты и передачи данных в сеть IoT.

Аналитические возможности Интернета вещей, в свою очередь, используют эти данные для преобразования аналитических данных в действия, которые могут повлиять на бизнес-процессы и привести к новым способам работы. Однако сама по себе сеть IoT по-прежнему сталкивается с рядом технических проблем, которые еще не решены.

Одна из проблем — отсутствие безопасности и масштабируемости.

Устройства Интернета вещей часто имеют недостатки безопасности, которые делают их легкой мишенью для распределенных атак типа «отказ в обслуживании» (DDoS). До сих пор эти проблемы, помимо прочего, препятствовали крупномасштабному развертыванию Интернета вещей.

Еще одна проблема современных сетей IoT — масштабируемость. По мере роста количества устройств, подключенных через сеть IoT, существующие централизованные системы аутентификации, авторизации и подключения различных узлов в сети становятся узким местом.

Соответствующий рост, возможно, потребует огромных инвестиций в серверные технологии, которые смогут справиться с таким обменом информацией. Если бы он был недоступен, вся сеть вышла бы из строя. Поскольку в ближайшие несколько лет устройства IoT станут неотъемлемой частью повседневной жизни, крайне важно, чтобы компании вкладывали средства в решение упомянутых проблем безопасности и масштабируемости.

Решение: технологии блокчейн

Технология блокчейн или распределенного реестра (DLT), должна использовать свой потенциал, и решить вопросы безопасности IoT и проблем масштабируемости. Ведь «распределенный реестр» в системе цепочки блоков защищен от несанкционированного доступа, и укрепляет доверие между сторонами. Ни одна компания сети блокчейн не может контролировать огромный объем данных, собираемых устройствами Интернета вещей. Цепочка блоков как среда хранения данных IoT добавит еще один уровень безопасности, должна будет успешно защитить от хакеров, чтобы те не получили доступ к сети.

Технология цепочки блоков обеспечивает очень надежное шифрование, что делает практически невозможным манипулирование существующими записями. С другой стороны, блокчейн-технология обеспечивает необходимую степень прозрачности для получения права на контроль, который имеет место в традиционных транзакциях.

Также доступна технология для быстрой обработки транзакций и координации между миллиардами подключенных устройств. Поскольку количество подключенных устройств растет, технология распределенного реестра обеспечивает жизнеспособное решение для обработки больших объемов данных для поддержки транзакций.

Возможные применения

При аренде транспортных средств датчики Интернета вещей могут отправлять важные события в цепочку блоков, например информацию о местонахождении и их возвращении, чтобы помочь в управлении и более информативной практике выставления счетов. Преимущества блокчейна можно хорошо проиллюстрировать на примере страхового возмещения после дорожно-транспортного происшествия.

Это означает предъявление претензий, проверку личности застрахованного, получение сведений о происшествии всех сторон, подтверждение претензии и, в конечном итоге, урегулирование претензии, и даже оплату в разумные сроки. Использование цепочки блоков может не только легко представить этот процесс, но также значительно увеличить и значительно снизить затраты и, следовательно, продолжительность урегулирования.

Скоропортящиеся товары обычно подвергаются различным температурам и воздействию света при прохождении через транспортные и складские сети. В сочетании IoT и цепочки блоков, скоропортящиеся товары будут проверены в любое время, приобретены от производителей к торговцам и автоматизированы.

Датчики IoT на источниках нефти или воды могут позволить операторам управлять производительностью логистических компаний, например, транспортировать нефть, воду или другие материалы в различные пункты назначения, такие как экологические свалки.

Датчики IoT на просверленных скважинах помогают нефтяным компаниям планировать погрузку грузовиков и отслеживать количество несобранного и поставленного материала, чтобы избежать мошенничества и искажения фактов.

Преимущество для нефтяных компаний: снижение затрат, повышение эффективности процесса сбора и доставки, а также на основании отчетов о соответствии регулирующим органам.

Проблемы реализации

Одна из самых больших проблем, связанных с интеграцией блокчейна и IoT, заключается в ограничениях, связанных, например, с ограниченным временем автономной работы некоторых устройств IoT.

Часть IoT-устройств постоянно подключена к источнику питания и Wi-Fi, поэтому не может вызвать перебои в работе. Однако в настоящее время многие устройства IoT не настроены таким образом. Решающим фактором является то, что никакая вычислительная и требовательная к пропускной способности система транзакций цепочки блоков не может работать на очень и очень маленьком устройстве.

По этой причине такие устройства, вероятно, будут означать своего рода серверную инфраструктуру, или использовать полученную помощь шлюзового устройства или связанного с ним устройства.

Блокчейн-решения для интеллектуальных сетей

Для использования возобновляемых, децентрализованных и сетевых источников энергии нам нужны эффективные и безопасные сетевые решения. К ним относятся технологии интеллектуальной сети и блокчейн. Интеллектуальная сеть оптимизирует распределение и потребление энергии с помощью ряда интеллектуальных устройств, счетчиков и возобновляемых источников энергии.

В интеллектуальных сетях блокчейн обеспечивает децентрализованное управление транзакциями и системой доставки энергии на основе смарт-контрактов.

Большинство энергосистем по всему миру скоро исчерпают свои возможности, потому что традиционные электрические сети не предназначены для того, чтобы справляться с быстрым изменением климата и требованием высокой энергоэффективности, и в них не используются новейшие технологии.

Проблемы с существующей сетью

С другой стороны, электроэнергия по-прежнему вырабатывается в сетях с центральными электростанциями, и распределяется в различные регионы по линиям электропередачи. Электростанции повышают напряжение для передачи через соответствующие передающие станции, отключают для распределения коммунальных услуг на подстанциях и снова снижают в трансформаторах, чтобы предложить потребителям услуги низкого напряжения.

Несмотря на высокий уровень надежности, все еще существуют некоторые проблемы, особенно в отношении неэффективности управления пиковыми нагрузками, больших расстояний, буферов для избыточного питания и затрат на перебои в подаче электроэнергии. Это приводит к снижению эффективности, увеличению выбросов и увеличению затрат.

Подходы к решению с помощью Smart Grid

Как электрическая сеть, интеллектуальная сеть предназначена для интеллектуальной координации действий всех подключенных пользователей, таких как производители, потребители и хранилища, и в то же время обеспечивает эффективность в устойчивом, экологическом, экономичном и надежном энергоснабжении. В частности, это означает: снижение воздействия энергосистемы на окружающую среду, экономию энергии и повышение эффективности, а также использование возобновляемых источников энергии.

Однако интеллектуальная сеть — это не отдельная технология, а комбинация нескольких избранных инноваций и технологий. При рациональном использовании этих технологий можно получить несколько потенциальных экономических и экологических выгод:

  • Повышение надежности
  • Более высокая заполняемость
  • Лучшая интеграция электромобилей и возобновляемых источников энергии
  • Снижение эксплуатационных расходов на коммунальные услуги
  • Повышенная эффективность
  • Снижение выбросов парниковых газов (ПГ) и других выбросов

Ключевые технологии с умной сетью

Ключевые технологии и приложения интеллектуальных сетей включают интеллектуальные счетчики, системы считывания показаний счетчиков, векторные единицы измерения и блокчейн. С помощью интеллектуальной измерительной системы интеллектуального счетчика можно не только подсчитывать электроэнергию в цифровом виде, но также можно отправлять и получать сигналы. Таким образом, производство электроэнергии децентрализованными системами, а также потребление пантографов можно контролировать непрерывно и подробно.

Частные потребители, конечно, также могут быть производителями, например, подавая излишки местной солнечной энергии в сеть.

Кроме того, покупатель электроэнергии с повышенным спросом может автоматически и напрямую покупать электроэнергию у производителя через блокчейн. Если производитель из того же региона, что и покупатель, обходных путей через агрегаторы или биржи тоже не существует. Таким образом, смарт-контракты блокчейна обеспечивают более низкие затраты на электроэнергию и, прежде всего, самоорганизующийся ландшафт электроэнергии, состоящий из децентрализованных систем и поставщиков электроэнергии.

Чтобы контролировать качество электроэнергии, так называемые блоки измерения фазоров (PMU) измеряют электрические волны. Таким образом, интеллектуальная сеть способна подавать напряжение и ток из широко распределенных мест в энергосистеме.

Больше прозрачности и эффективности

Это показывает, что технологии интеллектуальных сетей можно использовать для адаптации к динамике возобновляемых источников энергии и децентрализованной генерации намного быстрее и лучше. Кроме того, коммунальные предприятия и потребители могут более легко получить доступ к этим новым ресурсам и воспользоваться преимуществами.

В то время как традиционная сеть была разработана для перевода электроэнергии из центральных источников питания на фиксированные, предсказуемы нагрузки. Это очень затрудняет для сети управление входами от многих распределенных энергетических ресурсов.

А поскольку такие ресурсы, как солнечная и ветровая энергия, как правило, могут использоваться по-разному, сеть требует всестороннего мониторинга и контроля, а также интеграции в автоматизацию подстанций, чтобы компенсировать колебания потоков энергии и гарантировать резервные мощности для дополнения прерывистой генерации. Функции интеллектуальной сети облегчают управление двунаправленными потоками электроэнергии, а также мониторинг, контроль и поддержку этих распределенных ресурсов.

В частности, при координации различных рабочих нагрузок, блокчейн может обеспечить необходимую прозрачность. Все транзакции хранятся на всех узлах одновременно, быстро понимается, где и когда требуется энергия. Например, поставщики могут взаимодействовать автоматически или отправлять запросы на стабилизацию распределительной сети.