Helium Network 是一个基于区块链的协议,专注于提供物联网 (IoT) 设备的连接。它通过区块链网络和 LoRaWAN 协议(一种低功耗广域网协议),使设备能够进行无线通信和数据传输。Helium 网络中的节点(热点)不仅是区块链挖矿设备,也是无线网关。
目前,Helium 已扩展至拥有超过393,000个热点,成为全球主要的 LoRaWAN 网络之一。通过使用热点,任何人都可以拥有和运营一个无线 IoT 网络,利用独特的共识算法——覆盖证明 (Proof-of-Coverage, PoC),确保 IoT 设备的高效运作,并促进去中心化网络基础设施的建设。
Helium 使用自己的加密货币 HNT 代币奖励网络中的挖矿节点。值得注意的是,Helium 矿工通过提供网络覆盖来挖掘 HNT 代币,使用的是无线频率信号,而不是其他区块链系统中常见的计算能力。
工作原理
Helium 依靠其节点运营者社区的支持来运作。这些节点运营者操作着被称为热点的设备。热点通过帮助保护网络来挖掘 HNT 代币,使用的共识机制是“覆盖证明”(Proof-of-Coverage, PoC),这有助于保护 Helium 区块链。
矿机设备基于 LoRaWAN,这是一个基于云的开源协议,用于连接 IoT 设备。由于它们的低功耗能力,非常适合 IoT 设备。LoRaWAN 使用无线电频率,范围远远超过 WiFi 提供的范围,尽管数据包大小有所牺牲。
LoRaWAN:核心通信协议
LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)是 Helium 网络中使用的核心通信协议,为物联网 (IoT) 设备提供远距离、低功耗的无线连接。LoRaWAN 是基于 LoRa(Long Range)技术的开源协议,LoRa 采用扩频技术,使得通信具有更远的传输距离和更好的穿透力。
主要特点
在 Helium 中的作用
在 Helium 网络中,LoRaWAN 用于连接广泛分布的各种 IoT 设备,如环境监测传感器、智能农业设备等。通过在家庭、商业地点或公共空间部署 LoRaWAN 兼容的热点(Hotspots),用户可以创建覆盖特定区域的无线网络。
LoRaWAN 的网络架构
LoRaWAN 在两个层面提供了安全保护:
LoRaWAN 的挑战与优势
LoRaWAN 在 Helium 中面临的挑战包括网络管理和优化覆盖范围,尤其是在城市环境中可能存在的信号干扰问题。然而,其低成本、广覆盖和低功耗的优势使得 LoRaWAN 成为连接大规模分布式 IoT 设备的理想选择。
总之,LoRaWAN 在 Helium 网络中的应用不仅扩大了 IoT 设备的连通性,也为参与者提供了通过维护和扩展这一网络来挖掘和赚取 HNT 代币的机会,进而推动了一个去中心化、由用户共同维护的 IoT 网络的发展。
热点(Hotspots)
在 Helium 网络中,热点(Hotspots)是连接和扩展网络的关键硬件设备。这些设备不仅是物联网 (IoT) 设备的接入点,同时也是区块链网络的节点,具有多重功能和目的。
功能与构成
热点是一种物理设备,它结合了无线传输技术与区块链技术。每个热点都包含以下几个核心部件:
工作原理
热点通过以下几种方式工作:
挖矿与激励
热点的所有者通过安装并运行热点来参与网络的维护,从而获得 HNT 代币作为奖励。挖矿收益取决于多个因素,包括热点的地理位置、网络中的活跃度以及热点间的相互验证活动。
安装与维护
安装热点相对简单,用户只需将热点连接到电源和互联网。热点的维护主要包括保持设备的正常运行,确保其软件和安全特性得到及时更新。
网络安全与隐私
Helium 通过端到端加密保护数据传输的安全,确保数据在发送过程中的隐私和完整性。热点之间的通信也受到保护,避免未经授权的访问和数据泄露。
总的来说,热点是 Helium 网络的基石,使网络能够为广泛的 IoT 设备提供低成本、高效率的连接服务。通过其独特的技术集成和激励机制,Helium 网络旨在为现代 IoT 应用提供强大而可靠的无线覆盖解决方案。
覆盖证明(Proof-of-Coverage)
覆盖证明(Proof-of-Coverage,简称 PoC)是 Helium 网络中的共识机制,用于验证热点设备是否真实提供了网络覆盖。这一机制旨在确保网络中的每个热点都有效地提供了无线网络覆盖,从而促进网络的可靠性和可用性。
工作原理
覆盖证明通过以下步骤进行:
激励机制
参与覆盖证明的热点设备有机会赚取 Helium 网络原生代币(HNT)作为奖励。根据参与度和网络覆盖情况,热点设备可以获得不同数量的奖励。这种激励机制鼓励热点设备运营者积极地提供和维护网络覆盖,从而促进网络的扩展和发展。
关键特点
应用场景
覆盖证明在以下场景中具有重要意义: