本书首先概述了当前业务场景中的物联网概念。然后，它帮助你在IBM Watson物联网平台上开发自己的设备，并使用Watson and Intel Edison创建你的第一个物联网解决方案。一旦你熟悉了物联网，你就学会了区块链技术及其使用案例。你还能够利用Hyperledger framework平台开发你自己的区块链网络。随着学习的深入，你将通过书中对问题解决方案的阐述，学会如何设计你的解决方案架构，以便你能够创建你自己的集成区块链和物联网解决方案。接下来的章节将讲述如何在IBM云平台利用物联网来实现端到端的区块链解决方案。在本书结尾，你将掌握如何将物联网和区块链技术融合，利用最佳实践和驱动程序来开发实用集成解决方案。
将物联网和区块链技术融合，提供实用集成解决方案
探索物联网架构中分类记账技术的实际实现，阐释智能设备的安全实践及端到端物联网解决方案的区块链实现
区块链（blockchain）和物联网（Internet of Things，IoT）已被证明是当下最受欢迎的技术，虽然其使用也才刚刚开始。目前，区块链和物联网的整合已是一些大公司的优先事项之一，且少数公司已开始在一些项目中使用它来实施计划、制定解决方案。
这本书将帮助你用最佳实践案例开发区块链和物联网解决方案。
读者对象
本书主要面向负责物联网基础设施安全机制的人员，以及希望在IBM Cloud平台上使用区块链和物联网开发解决方案的IT专业人员，且必须对物联网有基本的了解。
本书内容概览
第1章帮你了解物联网如何成为改变游戏规则的平台，如何使用这项技术，如何在物联网世界中起步，IBM物联网平台提供什么功能，以及在创建物联网解决方案时如何利用这些特性。
第2章使用平台和Raspberry Pi锻炼你的技能，帮你创建一个端到端物联网解决方案：一个能够使植物保持充足水分的花园浇水自动化系统。
第3章介绍区块链，并帮助你了解区块链如何用账本为有已知身份的授权网络记录交易。
第4章使用Hyperledger Composer创建一个区块链网络，并探讨如何创建资产、交易功能、访问控制和查询定义。
第5章设计和实施一套解决方案，以解决物流难题。你将能够了解到，在使用物联网和区块链解决方案过程中，食品链中的食品如何能从农场到餐桌被安全跟踪溯源。这样能够获得更多国家对该方案的支持，并在几年后推广普及这种做法。
第6章针对食品安全运输难题，设计解决方案架构，即使用区块链支持分布式账本网络和物联网设备需求，并实现过程跟踪。
第7章展示如何创建区块链和物联网集成解决方案，以解决食品安全运输问题。通过编码和测试上一章设计的组件，你将获得使用区块链和物联网平台的实践经验。
第8章帮助你了解行业趋势、可从物联网和区块链解决方案中创建或派生出哪些新的业务模型，以及有关这些技术的市场和技术趋势。
第9章帮助你理解以往类似项目的经验和场景，以及设计和开发区块链和物联网解决方案的最佳实践与经验教训。
充分利用本书
我们希望你熟悉一种编程语言，并具有为嵌入式平台（如Raspberry Pi、Arduino、ESP8266或Intel Edison）开发解决方案的经验。我们将主要使用Node.js和Hyperledger Composer建模语言。入门级的JavaScript技能是受欢迎的。
下载示例代码及彩色图像
本书的示例代码及所有截图和样图，可以从https://www.packtpub.com通过个人账号下载，也可以访问华章图书官网https://www.hzbook.com，通过注册并登录个人账号下载。
你也可以在GitHub上查阅本书中的代码，网址为https://github.com/PacktPublishing/Hands-On-IoT-Solutions-with-Blockchain。如代码有更新，它将在现有的GitHub存储库上进行更新。
我们还在https://github.com/PacktPublishing/上提供了丰富的书籍和视频目录中的其他代码包。查一下吧！
本书排版约定
本书使用了许多排版约定。
代码文本（CodeInText）：表示文本、数据库表名、文件夹名称、文件名、文件扩展名、路径名、用户输入和Twitter句柄中的代码。下面是一个示例：“接下来，打开首选项的IDE，创建一个新的Node.js项目，并安装ibmiotf依赖包。”
代码块如下：
当我们希望提醒你注意代码块的某个特定部分时，相关的行或项以粗体显示：
任何命令行输入或输出如下所示：
粗体：表示一个新的术语，一个重要的单词。
这个图标表示警告或重要说明。
这个图标表示提示和技巧。
计算机\区块链
由于加密货币的存在，区块链已成为近来的热门话题。更有趣的是，金融市场正在寻找降低运营成本和创造新业务模式的方法，而这正是区块链解决方案的用武之地。此外，随着物联网的盛行和Arduino、Raspberry Pi等设备的普及，你现在甚至可以在家里创建便宜的设备了。
本书首先概述当前业务场景中的物联网概念，帮助你在IBM Watson物联网平台上开发自己的设备，并使用Watson和Intel Edison创建物联网解决方案。在了解区块链技术及其使用案例之后，介绍如何利用Hyperledger框架开发区块链网络，以及如何创建自己的集成区块链和物联网解决方案。接下来的章节讲述如何在IBM Cloud平台利用物联网来实现端到端的区块链解决方案。最后，你将掌握如何将物联网和区块链技术融合，利用实践和驱动程序来开发实用集成解决方案。
通过阅读本书，你将学到：
当前市场环境中物联网关键要素
IBM Watson 物联网平台的不同方面
在物联网平台上创建设备、网关和应用
探索区块链的基本原理
为区块链定义好的应用案例
了解Hyperledger Fabric和Composer框架
利用Intel Edison来开发一个IBM Watson物联网应用
融合物联网和区块链平台
[巴西] 马克西米利亚诺·桑托斯（Maximiliano Santos），埃尼奥·莫拉（Enio Moura） 著：马克西米利亚诺·桑托斯（Maximiliano Santos）是位于圣保罗的IBM Cloud Garage（IBM云车库）的架构师。他为银行、房地产、保险、化工和消费品行业开发了复杂的软件架构。Max使用IBM Watson的认知服务、物联网(IoT)平台以及机器学习和移动应用设计解决方案。
埃尼奥·莫拉（Enio Moura）是一名企业架构师，在位于圣保罗的IBM Cloud Garage担任交付主管。他在IT服务领域有25年的运营和咨询经验，在集成系统、云计算、架构设计、区块链和基础设施解决方案方面有丰富的经验，对云应用和移动解决方案也有深入的了解。
近两年，区块链技术在全球大热，作为在区块链领域具有较高知名度和丰富从业经验的专家团队，我们已经为读者推出了好几本介绍区块链技术的专著和译著。随着“区块链”从一个热门词汇逐渐蜕变，与实体经济的结合越来越紧密，我们也非常希望为读者奉献出让区块链技术真实落地的好书。
在落地过程中，区块链技术与物联网技术相结合提供了许多现实应用场景。凭借区块链技术的公开透明、安全通信、难以篡改和多方共识等特性，区块链能够构建可证可溯的电子证据存证，解决信任问题束缚，减轻物联网旧有的中心计算的压力，降低协同成本，打破物联网现存的多个信息孤岛桎梏，实现资源共享，为车联网、智慧能源等物联网创新提供了更多的可能性。
除了数字货币之处，区块链技术对实体经济有哪些有价值的场景？在技术嫁接实践中如何遵循行业规律和需求？本书的译者亲身实践了一些非常好的区块链+物联网应用案例，包括大米供应链溯源、智能航运、航天食品链等。无论是在美国、欧盟，还是在中国，人们对食品安全的要求都很高。区块链与物联网技术的结合恰好能解决食品链溯源过程中面临的许多挑战，像IBM较早在美国推出的Food Trust平台就帮助沃尔玛等企业实现食品的追溯和供应链管理。由于区块链技术的特点契合了传统商品溯源防伪的需求，因此区块链被业内认为是最适合溯源的技术。在商用区块链平台上，利用区块链与物联网等技术的结合，为政府和企业提供一站式的溯源服务和行业解决方案，为商品溯源带来了新的希望。国内的食品链溯源技术也日渐成熟完善，一些行业龙头科技公司已经完成了早期实践并开始参与行业标准的制定。2019年第2期《经济》杂志详细报道了在北大荒幅员辽阔的黑土地上，智链万源的“智真链”正在热火朝天地帮助农场和农户通过区块链、物联网等技术和互联网的商业形态来助力真正的优质原产地大米进行追溯、树立品牌信任以及进行供应链管理。来自IBM等科技巨头的专家都承认，“智真链”是符合中国特色、拥有自主知识产权的“中国版Food Trust”。随着消费者对溯源需求的不断增长以及相关政策的支持，最终会形成具有广泛共识且有激励机制的溯源生态系统。
区块链与物联网、云计算、大数据等技术结合会更快地推动区块链技术落地，使企业与企业、企业与生态、企业与政府等诸多关联主体间可以通过技术增强互信，从而实现将商业升级转化为公共服务的闭环。我们会不断地在科技领域砥砺前行，希望通过我们的努力，能够给更多的行业和技术从业者带来帮助。
感谢郭立冬、赵金彪对本书进行审校。
董宁
2019年4月
译者序
前言
作者简介
审稿者简介
第1章 了解物联网并在IBM Watson物联网平台上开发 １
1.1 什么是物联网 2
1.2 物联网通用案例 3
1.2.1 车互联 3
1.2.2 人互联 3
1.3 物联网技术要素 4
1.3.1 设备 4
1.3.2 边缘计算 5
1.3.3 网络 6
1.3.4 应用程序协议 11
1.3.5 分析与人工智能 12
1.4 IBM Watson物联网平台特性 12
1.4.1 仪表盘 13
1.4.2 设备、网关和应用 14
1.4.3 安全性 14
1.5 创建你的第一个物联网解决方案 14
1.5.1 创建网关 16
1.5.2 创建应用 17
1.5.3 创建设备 20
1.6 小结 24
1.7 补充阅读 24
第2章 创建物联网解决方案 25
2.1 技术要求 26
2.2 园艺解决方案 26
2.2.1 需求概述 26
2.2.2 解决方案概览 27
2.2.3 设备选择 27
2.2.4 设备布线 32
2.3 对设备固件进行编码 33
2.3.1 测量土壤湿度 34
2.3.2 检测环境温度 36
2.3.3 打开继电器 37
2.3.4 发布事件 38
2.3.5 监测事件 39
2.3.6 订阅行动 43
2.4 创建后端应用 45
2.4.1 在IBM Cloud平台上创建Cloud Foundry应用程序 45
2.4.2 上传代码 47
2.5 小结 50
2.6 补充阅读 51
第3章 区块链技术概述及使用超级账本 53
3.1 区块链是什么 54
3.2 区块链和超级账本 56
3.2.1 Hyperledger项目 57
3.2.2 Hyperledger Fabric 59
3.3 选择一个经典应用案例 64
3.4 小结 66
3.5 问答 67
3.6 补充阅读 67
第4章 创建自己的区块链网络 69
4.1 先决条件 70
4.2 使用Hyperledger Composer创建自己的区块链网络 70
4.2.1 获取Hyperledger Composer 70
4.2.2 探讨一个区块链网络案例的结构 72
4.3 使用Hyperledger Fabric和Composer安装区块链网络 83
4.3.1 设置Docker 83
4.3.2 安装Hyperledger Composer 84
4.3.3 使用Docker安装HyperledgerFabric 1.3 87
4.3.4 在Kubernetes环境中部署Hyperledger Fabric 1.3 88
4.4 小结 88
4.5 补充阅读 89
第5章 运用区块链解决食品安全问题 91
5.1 现代食品链中的规则、挑战和问题 91
5.1.1 来自食品安全的挑战 92
5.1.2 食品安全管理体系：ISO 22000 92
5.2 区块链和物联网如何在食品链中发挥作用 93
5.2.1 食品生态系统 94
5.2.2 食品生态系统中的机遇与挑战 95
5.2.3 食品链是物联网和区块链技术应用的经典案例吗 102
5.3 小结 103
5.4 补充阅读 104
第6章 设计解决方案架构 105
6.1 食品产业 105
6.1.1 食品生态系统的挑战 106
6.1.2 食品加工环节 107
6.1.3 食品配送环节 108
6.1.4 食品零售环节 110
6.2 技术方案 111
6.2.1 前端应用 112
6.2.2 基于物联网的资产跟踪技术 113
6.2.3 API/SDK 115
6.2.4 Hyperledger Composer—高级概述 116
6.3 软件组件 117
6.3.1 Composer REST服务器 117
6.3.2 Hyperledger Composer模型 121
6.3.3 Hyperledger Composer访问控制语言 123
6.3.4 Hyperledger Composer交易处理函数 124
6.4 小结 125
6.5 问答 126
6.6 补充阅读 127
第7章 创建自己的区块链和物联网解决方案 129
7.1 技术要求 130
7.2 解决方案概览 130
7.3 创建区块链网络 131
7.3.1 概念和枚举 132
7.3.2 资产定义 133
7.3.3 参与者 134
7.3.4 为Hyperledger部署和测试业务网络 134
7.3.5 通过区块链中的交易操控资产 137
7.3.6 创建并导出参与者业务卡片 139
7.3.7 定义访问控制列表 141
7.3.8 升级业务网络 144
7.3.9 为每个参与者设置Composer REST服务器 146
7.4 创建解决方案的物联网部分 147
7.4.1 硬件设置 147
7.4.2 固件开发 149
7.4.3 应用开发 150
7.5 端到端测试 153
7.5.1 创建食品盒 154
7.5.2 将资产移交给运输者 155
7.5.3 运输时测量温度 156
7.5.4 将资产转移到仓库 156
7.5.5 创建一个搬运托盘并添加食品盒 157
7.5.6 运输搬运托盘时测量温度 158
7.5.7 跟踪食品盒 158
7.6 小结 160
第8章 物联网、区块链和工业4.0 161
8.1 工业4.0 162
8.2 作为创新平台的云计算 162
8.2.1 云计算模型 162
8.2.2 云计算对于工业4.0的重要性 164
8.3 物联网 165
8.4 区块链—简化业务链 165
8.5 小结 167
第9章 开发区块链和物联网解决方案的最佳实践 169
9.1 开发云应用 170
9.1.1 参考架构 171
9.1.2 使用12因子应用模型进行开发 172
9.1.3 无服务器计算 173
9.2 使用Hyperledger Composer进行区块链开发 174
9.2.1 Hyperledger Composer工具包 174
9.2.2 Hyperledger ComposerREST服务器 174
9.3 小结 176
9.4 补充阅读 176
