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正规的足球外围网站概念产品——5G-BSS:基于 5G 的通用区块链智能传感器

作者:小编时间:2022-10-26 15:50:28

智能传感器是具有信息处理功能的传感器。它是传感器集成和微处理器结合的产物。具有智能化、网络化、高精度的特点。已广泛应用于航天、航空、智能交通、工业控制和医疗保健等领域。但在一些对数据安全性要求高、传输时延低的特定应用场景中,如环境检测、交通运输等,智能传感器存在三个明显的不足。首先,数据传输延迟高。二是数据传输过程的机密性和完整性无法得到有效保证。第三,集中式数据存储容易被恶意用户和半可信管理员泄露和篡改。所以,设计了基于5G的区块链智能传感器5G-BSS。5G-BSS具有三个创新点。首先,5G通信模块使能智能传感器5G-BSS。5G通信模块集成到智能传感器5G-BSS中,减少数据传输的延迟,提高数据传输的速度和可靠性。其次,加密算法支持智能传感器5G-BSS。智能传感器5G-BSS的数据加密模块提高了数据传输过程的机密性和完整性。第三,区块链赋能智能传感器5G-BSS。区块链客户端集成到智能传感器5G-BSS中,保证数据集中存储,防止数据被半可信管理员泄露和篡改。对软硬件架构的运行过程进行了详细描述,并在Fisco-Bcos上进行了测试。实验结果表明,5G-BSS不仅数据传输速度快,而且能有效保证数据的完整性、机密性和可用性。5G-BSS适用于环境监测、智能交通、自动驾驶等对数据安全和数据传输要求较高的应用场景。


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智能传感器是敏感元件与微处理器相结合的结果。智能传感器集成了传感器检测信息功能和微处理器数据处理功能。与一般传感器相比,智能传感器具有以下优点:可以实现高精度的信息采集和快速的数据处理;它们成本低;他们具有传输信息以进行数据交互的能力;功能多样;它们具有智能化、低功耗等特点。因此,智能传感器已逐渐应用于航天、航空、国防、科技以及工农业生产等各个领域。例如,在机器人领域中有一个实例,智能传感器使机器人能够具有类人的五种感官功能,使大脑能够感知各种现象并执行各种动作。在工业生产,某些产品质量指标无法使用传统传感器快速直接在线测量和控制。但是,生产过程中的一些物理量是产品质量指标的函数,可以通过智能传感器直接测量,并通过基于神经网络或专家系统技术的数学模型进行计算,可以推断产品的质量。在医学领域,使用复合pH敏感传感器将智能传感器集成到葡萄糖手表中,并使用复合pH敏感传感器开发了一种新的葡萄糖敏感电位生物传感器,其特征在于EIS和CV测量。尤其是近年来随着半导体技术的飞速发展,国外多家知名公司和高等院校都在大力发展智能传感器的集成化。国内一些知名高校、科研院所和企业也在积极跟进,智能传感器迅速成为物联网和自动控制领域的研究热点。


近年来,5G通信技术和区块链技术发展迅速。第五代移动通信技术是新一代宽带移动通信技术,具有高带宽、低时延、支持大连接,是人、机、物互联互通的网络基础设施。根据ITU-R,5G通信场景可以分为三类:增强型移动宽带、超高可靠性低时延通信和海量机器类通信。其中增强型移动宽带支持非常高的峰值数据速率的稳定连接,以及蜂窝边缘用户的中等速率,主要是为了应对移动互联网流量的爆炸式增长,为移动互联网提供更极致的应用体验用户。海量机器类通信支持大量的物联网设备,这些设备只是偶尔活跃,发送的数据载荷很小,主要应用于以传感和数据采集为目标的应用场景,如智慧城市、智能家居和环境监测等。超高可靠性低时延通信支持从有限数量的终端以非常高的可靠性进行低时延传输,适用于时延和可靠性要求特别严格的应用,。从那时起,它在资本市场上取得了巨大的增长,2016年达到100亿美元。比特币的底层技术区块链是一个去中心化的数据库、资产和相关交易账本。区块链实现网络内节点之间的数据共享,具有去中心化、透明性、稳健性、可审计性和安全性等突出特点,进而广泛应用于物联网等应用中,医疗保健、工业4.0、物流运输和金融服务]等。USBKey是提供安全数据存储和密码安全计算服务的USB硬件设备。该设备内置微控制器或智能芯片,只能通过特定接口访问。由于其超高的安全特性,USBKey被广泛应用于电子商务、文件系统、软件安全等领域。


但是,由于智能传感器的广泛应用,我们发现在一些对数据安全性要求高、传输时延低的特殊应用场景中,如环境检测、交通运输等,存在三个明显的劣势:一是数据传输时延。高;二是数据传输过程的机密性和完整性得不到有效保障;第三,集中式数据存储容易被恶意用户和半可信管理员泄露和篡改。例如,在车联网领域,智能传感器已广泛应用于无人驾驶汽车,智能传感器收集周边道路信息和汽车的无人驾驶状态,而实时获取这些信息数据在自动驾驶过程中发挥着重要作用,而高延迟和低带宽的数据传输是阻碍实现高可靠无人驾驶汽车的关键因素之一。另一个例子是在环境检测领域,传感器收集环境中物理变量的数据,然后传输到多层边缘设备进行整理和收集,最后传输到控制后端系统应用数据。这种传输过程复杂且长期臃肿,容易受到传输过程中数据窃听、信号干扰、通信伪影等安全风险的影响。目前,大部分传感器采集的数据最终都会选择存储在云中心,这是一种集中式存储方式。


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因此,本文提出了一种基于5G的区块链智能传感器解决方案,利用5G通信技术和区块链技术来解决上述三个缺点。我们设计了一种新的智能传感器,即基于5G通信的区块链智能传感器,称为5G-BSS。5G-BSS增加加密模块和区块链客户端模块,使用USBKey外设提供加密秘钥并保存区块链客户端相关参数,选择华为巴龙MH5000-315G通信模块作为网络适配器用于5G-BSS。本文的主要研究内容和贡献如下:


5G通信模块使能智能传感器5G-BSS。将5G通信模块集成到智能传感器5G-BSS中,充分利用5G技术的低时延、高可靠性和高速度,可以将传感器模块采集的数据快速上传并及时响应,有效解决数据传输延迟、高、慢等问题。

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加密算法支持智能传感器5G-BSS。加密模块和USBKey集成在智能传感器5G-BSS中,使5G-BSS在上传采集数据时应用密码算法保证数据传输的机密性和安全性。

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区块链赋能智能传感器5G-BSS。通过将区块链客户端集成到智能传感器5G-BSS中,5G-BSS可以将采集到的数据上传到区块链,充分利用区块链去中心化、防篡改、可追溯等特性,有效解决问题。它解决了使用数据和管理员集中存储的半可信问题。

综上所述,5G-BSS可以较好地解决上述三个不足,可以应用于对实时性和安全性要求较高的场景,如自动驾驶、智能交通、智能物流、环境监测等。


综上所述,本文提出的基于5G通信的区块链智能传感器尚未被学者们研究过,5G通信与区块链的技术仅在部分物联网平台和框架中得到应用。他们的工作比较结果显示在表格1.然而,本文设计的智能传感器也与上述平台和框架有很大不同,5G-BSS有两个优势。首先,在5G-BSS中,传感器采集到的数据通过5G无线通信技术直接传输到区块链存储系统进行存储,无需通过边缘计算设备中转数据,降低数据传输路径的复杂性,确保基于5G通信技术的高可靠性,数据传输更加安全。其次,在5G-BSS中,数据处理是通过数据加密和数据散列进行的,而不是使用区块链安全技术进行处理,然后仍然使用半可信云存储继续使用。5G-BSS确保更高的数据完整性、可用性和机密性。


智能传感器的网络适配器模块已被选中用于5G通信,这将实现传感器收集的数据的快速传输。目前,5G通讯手机在国内逐渐普及,北京、上海、深圳、成都等17个城市实现了5G手机的平民化使用。目前主流的5G移动芯片有:集成5G基带的麒麟990、外置X55基带的高通骁龙855/865、集成X60基带的高通骁龙888、集成HelioM70的天桂1000等。5G通信的性能目标是提高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、增加系统容量并支持大规模设备连接。随着5G基础设施的快速推进和5G通信的持续商用,5G基站密集,为5G通信在物联网和工业物联网中的应用提供了现实条件。5G模组是基于5G芯片,根据实际需求添加外部电路,然后进行封装。目前市面上主流的5G工业通信模组只有两种。一个是集成华为5G基带的巴龙MH5000模组,另一个是基于高通骁龙X55基带的SIM8200EA-M2模组。它们的参数的部分比较显示在为5G通信在物联网和工业物联网中的应用提供现实条件。5G模组是基于5G芯片,根据实际需求添加外部电路,然后进行封装。目前市面上主流的5G工业通信模组只有两种。一个是集成华为5G基带的巴龙MH5000模组,另一个是基于高通骁龙X55基带的SIM8200EA-M2模组。它们的参数的部分比较显示在为5G通信在物联网和工业物联网中的应用提供现实条件。5G模组是基于5G芯片,根据实际需求添加外部电路,然后进行封装。目前市面上主流的5G工业通信模组只有两种。一个是集成华为5G基带的巴龙MH5000模组,另一个是基于高通骁龙X55基带的SIM8200EA-M2模组。它们的参数的部分比较显示在一个是集成华为5G基带的巴龙MH5000模组,另一个是基于高通骁龙X55基带的SIM8200EA-M2模组。它们的参数的部分比较显示在一个是集成华为5G基带的巴龙MH5000模组,另一个是基于高通骁龙X55基带的SIM8200EA-M2模组。它们的参数的部分比较显示在表3.通过对比两款5G通信模组的参数可以看出,华为巴龙5000模组具有三大优势。首先,它提供高数据速率、低延迟、节能、低成本和支持大规模设备连接。第二,巴龙5000的5G模块支持华为自研接口,包括Modem、PCUI、Diag、GPS和GPSControl等。第三,可以完美对接Ubuntu/Linux系统,快速搭建通讯环境。因此,选择华为MH5000-315G模组作为区块链智能传感器的网络适配器。


因此,5G-BSS的硬件选择包括树莓派4B、华为MH5000-315G工业模块和LinguoTechUSBKey。5G-BSS的网卡采用了华为巴龙5G工业模组的多功能接口,可以更好的与树莓派4B对接。这样可以快速配置和构建基于Linux的网络通信系统。5G-BSS采用基于巴龙系列5G芯片的华为5G通信模块MH5000-31实现数据传输。LingoTechUSBKey提供密钥、密码服务计算、数据安全存储等。


常见智能传感器的数据存储和数据通信都存在明显的安全问题。对于数据存储,常见的智能传感器主要使用本地服务器存储或云服务器存储,两者都容易受到人为修改、病毒入侵和数据库攻击等风险。对于数据通信,常见的智能传感器主要采用蓝牙、红外无线、ZigBee、UART和有线网络等;这些通信方法有一些缺点,例如繁琐的流程阶段,通过更多不安全的实体以及易受攻击和高延迟。普通智能传感器的这两个方面极易受到数据泄露和数据篡改的影响。在本文中,我们设计了一种新型智能传感器,即5G-BSS,其中网络适配器已被选择用于5G通信以及客户端区块链模块和加密模块。5G-BSS有四个主要优势。首先,利用区块链的不可篡改、去中心化、可追溯的可信性,实现传感器数据在分布式系统中的存储,保证数据的安全性。其次,SM3哈希运算保证了传感器数据的完整性,SM4保证了传感器数据的机密性。三是采用高性能硬件,数据采集敏捷、数据处理快、数据传输快。四是5G通信安全协议完善,传输时延低、带宽高,利用5G通信传输传感器数据,进一步提高数据的安全性和实时性。此外,


随着物联网的蓬勃发展,当前的智能传感器应用场景不断创新。智能传感器呈现出集成化、智能化、网络化等特点。作为物联网和人工智能的基石,智能传感器对其数据的安全性要求更高,数据传输速度更快,数据处理能力更强。设计具有高性能、安全性和低延迟等特性的智能传感器是大势所趋。为智能传感器赋能的高性能微处理器、5G通信和区块链技术是智能传感器不可阻挡的重要发展。


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