物联网技术标准样本.docx
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物联网技术标准样本
物联网技术调研汇报
∙ 物联网描绘了人类未来全新信息活动场景：
让全部物品全部和网络实现任何时间和任何地点无处不在连接。
大家能够经过对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发对应事件，形成信息化处理方案。
现在很多全球关键国家全部制订了开发物联网长久发展计划。
中国已经把物联网明确列入《国家中长久科学技术发展计划（—）》和《2050年国家产业发展路线图》。
物联网作为一个新领域有些什么关键技术？
物联网领域标准化方面进展怎样？
本文将对此进行初步探讨。
1物联网关键技术
物联网技术不是对现有技术颠覆性革命，而是经过对现有技术综合利用。
物联网技术融合现有技术实现全新通信模式转变，同时，经过融合也肯定会对现有技术提出改善和提升要求，催生出部分新技术。
在通信业界，物联网通常被公认为有3个层次，从下到上依次是感知层、传送层和应用层，图1所表示。
假如拿人来比方话，感知层就像皮肤和五官，用来识别物体，采集信息；传送层则是神经系统，将信息传输到大脑进行处理；应用层类似大家从事多种复杂事情，完成多种不一样应用。
物联网包含关键技术很多，从传感器技术到通信网络技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制、通信、计算机等不一样领域，是跨学科综合应用。
（1）感知层
物联网感知层关键完成信息采集、转换和搜集。
感知层包含两个部分：
传感器（或控制器）、短距离传输网络。
传感器（或控制器）用来进行数据采集及实现控制，短距离传输网络将传感器搜集数据发送到网关或将应用平台控制指令发送到控制器。
感知层关键技术关键为传感器技术和短距离传输网络技术，比如射频标识（RFID）标签和用来识别RFID信息扫描仪、视频采集摄像头和多种传感器中传感和控制技术、短距离无线通信技术（包含由短距离传输技术组成无线传感网技术）。
在实现这些技术过程中，又包含到芯片研发、通信协议研究、RFID材料研究、智能节点供电等细分领域。
（2）传送层
物联网传送层关键完成信息传输和处理，传送层包含两个部分：
接入单元、接入网络。
接入单元是连接感知层网桥，它汇聚从感知层取得数据，并将数据发送到接入网络。
接入网络即现有通信网络，包含移动通信网、有线电话网、有线宽带网等。
经过接入网络，大家将数据最终传入互联网。
传送层是基于现有通信网和互联网建立起来层。
传送层关键技术既包含了现有通信技术，如移动通信技术、有线宽带技术、公共交换电话网（PSTN）技术、Wi-Fi通信技术等，也包含了终端技术，如实现传感网和通信网结合网桥设备、为多种行业终端提供通信能力通信模块等。
（3）应用层
物联网应用层关键完成数据管理和数据处理，并将这些数据和各行业应用结合。
应用层包含两部分：
物联网中间件、物联网应用。
物联网中间件是一个独立系统软件或服务程序。
中间件将很多能够公用能力进行统一封装，提供给丰富多样物联网应用。
统一封装能力包含通信管理能力、设备控制能力、定位能力等。
物联网应用是用户直接使用多种应用，种类很多。
物联网应用包含家庭物联网应用，如家电智能控制、家庭安防等，也包含很多企业和行业应用，如石油监控应用、电力抄表、车载应用、远程医疗等。
应用层关键基于软件技术和计算机技术实现。
应用层关键技术关键是基于软件多种数据处理技术，另外云计算技术作为海量数据存放、分析平台，也将是物联网应用层关键组成部分。
应用是物联网发展目标。
多种行业和家庭应用开发是物联网普及源动力，将给整个物联网产业链带来巨大利润。
2物联网标准进展
在标准方面，和物联网相关标准化组织较多。
图2所表示为全球关键物联网标准组织徽标。
物联网覆盖技术领域很广泛，包含总体架构、感知技术、通信网络技术、应用技术等各个方面。
物联网标准组织有从机器对机器通信（M2M）角度进行研究，有从泛在网角度进行研究，有从互联网角度进行研究，有专注传感网技术研究，相关注移动网络技术研究，相关注总体架构研究。
现在介入物联网领域关键国际标准组织有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等。
针对泛在网总体框架方面进行系统研究国际标准组织比较有代表性是国际电信联盟（ITU-T）及欧洲电信标准化协会（ETSI）M2M技术委员会。
ITU-T从泛在网角度研究总体架构，ETSI从M2M角度研究总体架构。
∙感知技术（关键是对无线传感网研究）方面进行研究国际标准组织比较有代表性是国际标准化组织（ISO）、美国电气及电子工程师学会（IEEE）。
通信网络技术方面进行研究国际标准组织关键有3GPP和3GPP2。
她们关键从M2M业务对移动网络需求方面进行研究，只限定在移动网络层面。
在应用技术方面，各标准组织全部有部分研究，关键是针对特定应用制订标准。
总来说，国际上物联网标准工作还处于起步阶段，现在各标准组织自成体系，标准内容包含架构、传感、编码、数据处理、应用等，不尽相同。
各标准组织全部比较重视应用方面标准制订。
在智能测量、E-Health、城市自动化、汽车应用、消费电子应用等领域全部有相当数量标准正在制订中，这和传统计算机和通信领域标准体系有很大不一样（传统计算机和通信领域标准体系通常不包含具体应用标准），这也说明了“物联网是由应用主导”见解在国际上已成为共识。
图3所表示是物联网在不一样领域关键标准组织分布情况。
本文选择部分在物联网领域关键有一定影响力标准组织进行简明介绍。
2.1ITU-T物联网标准进展
提到物联网标准，首先必需先提一下ITU-T。
ITU-T早在就开始进行泛在网研究，能够说是最早进行物联网研究标准组织。
ITU-T研究内容关键集中在泛在网总体框架、标识及应用3方面。
ITU-T在泛在网研究方面已经从需求阶段逐步进入到框架研究阶段，现在研究框架模型还处于高层层面。
图4所表示为ITU-T提出物联网架构，曾经在多种场所被广泛引用。
ITU-T在标识研究方面和ISO通力合作，主推基于对象标识（OID）解析体系；ITU-T在泛在网应用方面已经逐步展开了对健康和车载方面研究。
下面具体介绍ITU-T各个相关研究课题组研究情况。
∙SG13关键从NGN角度展开泛在网相关研究，标准主导是韩国。
现在标准化工作集中在基于NGN泛在网络/泛在传感器网络需求及架构研究、支持标签应用需求和架构研究、身份管理（IDM）相关研究、NGN对车载通信支持等方面。
SG16组成立了专门问题组展开泛在网应用相关研究，日、韩共同主导，内容集中在业务和应用、标识解析方面。
SG16组研究具体内容有：
Q.25/16泛在感测网络（USN）应用和业务、Q.27/16通信/智能交通系统（ITS）业务/应用车载网关平台、Q.28/16电子健康（E-Health）应用多媒体架构、Q.21和Q.22标识研究（关键给出了针对标识应用需求和高层架构）。
SG17组成立有专门问题组展开泛在网安全、身份管理、解析研究。
SG17组研究具体内容有：
Q.6/17泛在通信业务安全，Q.10/17身份管理架构和机制，Q.12/17抽象语法标识（ASN.1）、OID及相关注册。
SG11组成立有专门问题组“NID和USN测试规范”，关键研究节点标识（NID）和泛在感测网络（USN）测试架构、H.IRP测试规范和X.oid-res测试规范。
ITU-T还在智能家居、车辆管理等应用方面开展了部分研究工作。
2.2ETSI物联网标准进展
ETSI采取M2M概念进行总体架构方面研究，相关工作进展很快速，是在物联网总体架构方面研究得比较深入和系统标准组织，也是现在在总体架构方面最有影响力标准组织。
ETSI专门成立了一个专题小组（M2MTC）从M2M角度进行相关标准化研究。
ETSI成立M2MTC小组关键是考虑：
现在即使已经有部分M2M标准存在，包含多种无线接口、格状网络、路由和标识机制等方面，但这些标准关键是针对某种特定应用场景，相互相互独立，怎样将这些相对分散技术和标准放到一起并找出不足，这方面所做工作极少。
在这么研究背景下，ETSIM2MTC小组关键研究目标是从端到端全景角度研究机器对机器通信，并和ETSI内NGN研究及3GPP已经有研究展开协同工作。
M2MTC小组职责是：
从利益相关方搜集和制订M2M业务及运行需求，建立一个端到端M2M高层体系架构（假如需要会制订具体体系结构），找出现有标准不能满足需求地方并制订对应具体标准，将现有组件或子系统映射到M2M体系结构中，M2M处理方案间互操作性（制订测试标准），硬件接口标准化方面考虑，和其它标准化组织进行交流及合作。
2.33GPP/3GPP2物联网标准进展
3GPP和3GPP2也采取M2M概念进行研究。
作为移动网络技术关键标准组织，3GPP和3GPP2关注关键在于物联网网络能力增强方面，是在网络层方面开展研究关键标准组织。
3GPP针对M2M研究关键从移动网络出发，研究M2M应用对网络影响，包含网络优化技术等。
3GPP研究范围为：
只讨论移动网M2M通信；只定义M2M业务，不具体定义特殊M2M应用。
Verizon、Vodafone等移动运行商在M2M应用中发觉了很多问题，比如大量M2M终端对网络冲击，系统控制面容量不足等。
所以，在Verizon、Vodafone、三星、高通等企业推进下，3GPP对M2M研究在开始加速，现在基础完成了需求分析，转入网络架构和技术框架研究，但关键无线接入网络（RAN）研究工作还未展开。
相比较而言，3GPP2相关研究进展要慢部分，现在相关M2M方面研究多处于研究汇报阶段。
2.4IEEE物联网标准进展
在物联网感知层研究领域，IEEE关键地位显然是毫无争议。
现在无线传感网领域用得比较多Zigbee技术就基于IEEE802.15.4标准。
IEEE802系列标准是IEEE802LAN/MAN标准委员会制订局域网、城域网技术标准。
1998年，IEEE802.15工作组成立，专门从事无线个人局域网（WPAN）标准化工作。
在IEEE802.15工作组内有5个任务组，分别制订适合不一样应用标准。
这些标准在传输速率、功耗和支持服务等方面存在差异。
TG1组制订IEEE802.15.1标准，即蓝牙无线通信标准。
标准适适用于手机、PDA等设备中等速率、短距离通信。
TG2组制订IEEE802.15.2标准，研究IEEE802.15.1标准和IEEE802.11标准共存。
TG3组制订IEEE802.15.3标准，研究超宽带（UWB）标准。
标准适适用于个域网中多媒体方面高速率、近距离通信应用。
TG4组制订IEEE802.15.4标准，研究低速无线个人局域网（WPAN）。
该标准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为关键目标，意在为个人或家庭范围内不一样设备之间低速互联提供统一标准。
TG5组制订IEEE802.15.5标准，研究无线个人局域网（WPAN）无线网状网（MESH）组网。
该标准意在研究提供MESH组网WPAN物理层和MAC层必需机制。
传感器网络特征和低速无线个人局域网（WPAN）有很多相同之处，所以传感器网络大多采取IEEE802.15.4标准作为物理层和媒体存取控制层（MAC），其中最为著名就是ZigBee。
所以，IEEE802.15工作组也是现在物联网领域在无线传感网层面关键标准组织之一。
中国也参与了IEEE802.15.4系列标准制订工作，其中IEEE802.15.4c和IEEE802.15.4e关键由中国起草。
IEEE802.15.4c扩展了适合中国使用频段，IEEE802.15.4e扩展了工业级控制部分。
∙ 2.5中国物联网标准进展
总来说，中国物联网标准制订工作还处于起步阶段，但发展快速。
现在中国已经有包含物联网总体架构、无线传感网、物联网应用层面众多标准正在制订中，而且有相当一部分标准项目已在相关国际标准组织立项。
中国研究物联网标准组织关键有传感器网络标准工作组（WGSN）和中国通信标准化协会（CCSA）。
WGSN是由中国国家标准化管理委员会同意筹建，中国信息技术标准化技术委员会同意成立并领导，从事传感器网络（简称传感网）标准化工作全国性技术组织。
WGSN于9月正式成立，由中国科学院上海微系统和信息技术研究所任组长单位，中国电子技术标准化研究所任秘书处单位，组员单位包含中国三大运行商、关键科研院校、主流设备厂商等。
传感器网络标准工作组将“适应中国社会主义市场经济建设需要，促进中国传感器网络技术研究和产业化快速发展，加紧开展标准化工作，认真研究国际标准和国际上优异标准，主动参与国际标准化工作，并把中国和国际标准化工作结合起来，加速传感网标准制修订工作，建立和不停完善传感网标准化体系，深入提升中国传感网技术水平。
”作为其宗旨。
现在WGSN已经有部分标准正在制订中，并代表中国主动参与ISO、IEEE等国际标准组织标准制订工作。
因为成立时间尚短，现在WGSN还没有形成可公布标准文稿。
CCSA于12月18日在北京正式成立。
CCSA关键任务是为了愈加好地开展通信标准研究工作，把通信运行企业、制造企业、研究单位、大学等关心标准企机关组织起来，根据公平、公正、公开标准制订标准，进行标准协调、把关，把高技术、高水平、高质量标准推荐给政府，把含有中国自主知识产权标准推向世界，支撑中国通信产业，为世界通信做出贡献。
11月，CCSA新成立了泛在网技术工作委员会（即TC10），专门从事物联网相关研究工作。
即使TC10刚刚成立很快，但在TC10成立以前，CCAS其它工作委员会对物联网相关领域也进行过部分研究。
现在CCSA有多个和物联网相关标准正在制订中，但尚没有公布标准文稿。
和物联网相关，还有4月成立RFID标准工作组。
RFID工作组在信息产业部科技司领导下开展工作，专门致力于中国RFID领域技术研究和标准制订，现在已经有一定工作结果。
上述标准组织各自独立开展工作，各标准组工作各有侧重。
WGSN偏重传感器网络层面，CCSATC10偏重通信网络和应用层面，RFID标准工作组则关注RFID相关领域。
同时各标准组工作中也有不少反复部分，如WGSN也会包含到传感器网络以上通信部分和应用部分内容，而CCSA也包含到了部分传感网层面工作内容。
对于这些反复部分，各标准组之间现在还没有很好横向沟通和协调机制，所以，近期国家层面正在筹备成立“物联网标准联合工作组”。
联合工作组意在整合中国物联网相关标准化资源，联合产业各方共同开展物联网技术研究，主动推进物联网标准化工作，加紧制订符合中国发展需求物联网技术标准，为政府部门物联网产业发展决议提供全方面技术和标准化服务支撑。
3结束语
物联网技术内容众多，所包含到标准组织也较多，不一样标准组织基础上全部根据各自体系进行研究，采取概念也各不相同。
总体架构层面，现在分感知层、网络层、应用层3层架构已经得到业界共识，不过对于3层之间具体界限、研究内容还未有统一共识，总体性概念和术语，也还未统一。
在感知层，传感器技术已经历数十年发展，相对成熟，并已形成了专门学科。
现在传感器种类繁多，并已在各行各业被广泛应用，而无线传感网技术尚处于百家争鸣阶段，是物联网研究关键之一。
网络层远程通信技术以现有包含移动网、固网、宽带、窄带等通信网络技术为基础，在此基础上探讨通信网络怎样愈加好地适应承载物联网应用，是保障物联网应用有序发展前提。
物联网应用种类繁多，包含社会生活各个方面，是物联网研究关键。
［1-3］
中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心（无锡传感网中心）是中国研究物联网关键单位
09.8.7温总理调研无锡时，对该中心高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国想法
温家宝指出：
在传感网发展中早一点计划未来---早一点攻破关键技术
在国家重大科技专题中，加紧推进传感网发展，立即建立中国传感信息中心--感知中国中心
江苏省委省政府落实温总理指示，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作
快速形成“研发安全感”和“产业突破”“先发优势”
无锡作出布署：
举全市之力抢占新1轮科技革命制高点--把无锡建成--传感技术创新高地--人才高地--产业高地
假如软件是物联网关键和灵魂，中间件（Middleware）就是这个灵魂关键。
中间件和操作系统和数据库并列作为三足鼎立“基础软件”理念经过多年探讨已经被中国业界和政府主管部门认可，但在中国长久“重硬轻软”大环境下，中间件产业并未受到足够重视，或更确切地说可能是不知道怎样抓。
除OS，数据库，和直接面向用户用户端软件以外，通常能批量生产，高度可复用软件全部能够算是中间件。
中间件有很多个类，如通用中间件，嵌入式中间件，数字电视中间件，RFID中间件，和M2M物联网中间件等等，中间件无处不在。
IBM,Oracle,微软等软件巨头全部是引领时尚中间件生产商。
SAP等大型（ERP）应用软件厂商产品也是基于中间件架构。
中国用友，金蝶等软件厂商也全部有中间件部门或分企业。
在OS和数据库市场格局早已确定情况下，中间件，尤其是面向行业业务基础中间件，可能是各国软件产业发展唯一机会。
能够毫不夸张地说，能否做大做强中间件，是整个中国IT产业能否做大做强关键。
物联网中间件处于物联网集成服务器端和感知层、传输层嵌入式设备中。
服务器端中间件称为物联网业务基础中间件，通常全部是基于传统中间件（应用服务器，ESB/MQ等）构建，加入设备连接和图形化组态展示等模块（如同方ezM2M物联网业务中间件）。
嵌入式中间件是部分支持不一样通讯协议模块和运行环境。
中间件特点是它固化了很多通用功效，但在具体应用中多半需要“二次开发”来实现个性化行业业务需求，所以全部物联网中间件全部要提供快速开发（RAD）工具。
在物联网概念被大众了解和接收以后，大家早已发觉，物联网并不是什么全新东西，上万亿末端“智能物件”和多种应用子系统早已经存在于工业和日常生活中。
物联网产业发展关键在于把现有智能物件和子系统链接起来，实现应用大集成（GrandIntegration）和“管控营一体化”，为实现“高效、节能、安全、环境保护”友好社会服务，要做到这一点，软件（包含嵌入式软件）和中间件将作为关键和灵魂起至关关键作用。
这并不是说发展传感器等末端不关键，在大集成工程中，系统变得愈加智能化和网络化，反过来会对末端设备和传感器提出更高要求，如此循环螺旋上升推进整个产业链发展。
所以，要占领物联网制高点，软件和中间件作用至关关键，应该得到国家层面决议和扶持政策高度重视。
在包含物联网软件在内软件领域，美国长久引领时尚，基础上垄断了世界市场，欧盟（世界级软件厂商只有SAP一家在欧洲）早已看到了软件和中间件在物联网产业链中关键性，从开始资助了HYDRA项目，这是一个研发物联网中间件和“网络化嵌入式系统软件”组织，已取得不少结果。
现在在中国有很多传感器，传感网，RFID研究中心及产业（生产）基地，也有大家呼吁建立物联网标准，唯独没有物联网软件和中间件研发基地和组织，这种本末倒置现象很让人担心。
假如我们软件不够强，制订物联网标准也一定是纸上谈兵，物联网产业基地一定是低层次反复建设造成生产过剩，我们在物联网产业永远不会有话语权，更谈不上占领什么制高点。
“物联网技术”关键和基础仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上延伸和扩展一个网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。
所以，物联网技术定义是：
经过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，将任何物品和互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理一个网络技术叫做物联网技术。
“物联网”是继计算机、互联网和移动通信网以后又一次信息产业浪潮，现在国际上还没有形成一个相关“物联网”明确通用官方定义。
现阶段广泛认为是指把全部物品经过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备和互联网连接起来，实现智能化识别和可管理网络。
物联网含有三个特点，即全方面感知、可靠传输和智能处理。
物联网是互联网应用拓展和深化。
物联网不是重新建设一套平行于互联网系统，而是充足利用互联网所提供信息高速公路，完成实时数据读取、信息交换、远程控制等特色功效。
2、物联网体系架构
物联网可分为三层：
感知层、网络层和应用层，图1所表示。
感知层包含二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，关键是识别物体，采集信息，和人体结构中皮肤和五官作用相同。
网络层包含通信和互联网融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。
网络层将感知层获取信息进行传输和处理，类似于人体结构中神经中枢和大脑。
应用层是物联网和行业专业技术深度融合，和行业需求结合实现行业智能化，这类似于人社会分工，最终组成人类社会。
3、物联网工作步骤
物联网工作步骤是首先经过标签等对物体属性进行标识，接着利用感应器和识别设备完成对物体属性读取，并将信息转换为适合网络传输数据格式。
最终物体信息经过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通信相关计算。
这个过程是可逆，信息使用者能够经过通信网络指挥物体做出对应动作。
在此基础上，人类能够以愈加精细和动态方法管理生产和生活，达成“智慧”状态。
二、物联网产业发展现实状况
1、物联网发展历程及应用
依据物联网技术水平、用户需求和系统成熟度等方面特点，业内教授普遍认为物联网技术演进路线可分为信息汇聚、协同感知和泛在聚合三个阶段。
三个阶段将会渐进式发展，经过技术发展来满足不一样层次应用需求。
从应用发展角度来看，和技术演进一致物联网也将经历三个阶段方能成熟：
目前是经典应用示范期，然后是规模增加期和全方面发展期。
在现在阶段，普遍认为M2M（MachinetoMachine）是物联网最关键表现形式。
M2M是一个以机器终端智能交互为关键、网络化应用和服务，它和社会发展和大家生活、工作亲密相关。
现在智能交通、食品安全管理、环境保护监测、人员出入管理、仓储和供给链管理等应用已在中国外小范围内推广应用，物联网雏形已基础形成。
从互联网发展历程，我们不难看出物联网发展也将是一个循序渐进技术完善和市场推广过程，中国物联网产业尚处于初创阶段，标准、技术、商业模式和配套政策等还远没有成熟。
2、物联网产业链
物联网是在目前通信网和互联网基础上发展延伸，产业链也和通信网和互联网产业链类似，增加了部分参与者如RFID/传感器制造商、传感网节点制造商、物联网运行商这多个步骤，图2所表示。
其中物联网运行商是海量数据处理和信息管理服务提供商。
在中国，最有可能成为物联网运行商就是电信运行商。
首先，电信运行商拥有固定和移动通信网络，能够很轻易地采取系统集成商处理方案来推出物联网业务；其次，运行商有庞大用户群，这些用户群肯定同时也是物联网物理信息消费者，运行商完全能够建立一个公共、根据行业划分基础物理信息数据平台，成为信息提供者和分发者；再者，因为物联网产业链较长，所以产业聚合者和主导者角色至关关键，而电信运行商在这方面含有独特优势。
现在，中国物联网主动推进者当属电信运行商，各大电信运行商不仅把物联网看作是未来移动互联网发展方向，更把物联网看作是下一个“净利润增加点”。
中国三大运行商纷纷加大对物联网投入力度，并已在有些领域涉足物联网应用。
中国移动率先在无锡成立物联网研究中心，紧接着中国电信、中国联通也相继在无锡成立物联网技术关键试验室和研究院。
综合来看，现在中国移动在物联网起步
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