开题报告《物联网关键技术及应用研发项目》

1、中国移动集团级重点研发项目（含联合项目）开题报告一、项目编号及名称：2011_lh_41 物联网关键技术及应用研发二、项目组：项目组承担子课题题名称负责人及手机、邮箱集团公司设计院（牵头单位）福建公司（协助单位）移动物联网接入方式扩展研究（注，如该项目为联合项目，需区分牵头单位和协助单位；如为集团重点项目，仅填写该项目承担单位即可，无须区分牵头和协助单位）三、课题背景和意义物联网是互联网和通信网的网络延伸和应用拓展，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过互联网、移动通信网等网络的传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，提升人对物理世界实时控制、精

2、确管理和资源优化配置能力。 感知层包括感知控制子层和通信延伸子层，感知控制子层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，通信延伸子层通过通信终端模块直接或组成延伸网络后将物理实体联接到网络层和应用层。 网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络。 应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。应用基础设施/中间件为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种应用。（修改图）目前移动主要以基础设施提供者或通道服务提供者，在物联网产业链条中虽然位置居中

3、，但非核心，目前由终端厂商主导。1. 中国移动发展物联网的意义a) 目前大众用户发展已经达到饱和，通过发展物联网业务，可以大量发展机器客户，满足公司用户发展的目标b) 有助于公司数信业务收入增长、增加业务附加值c) 有助于集团客户的绑定和新业务的发展d) 改善社会公共管理和民生服务，方便民众生活，促进社会和谐发展2. 中国移动发展物联网面临的主要挑战a) 潜在巨大市场与现实长尾化需求的矛盾b) 应用、技术、产业间的协同不足c) 物联网技术标准化不足d) 由上而下的推进方法，以市场为基础的商业模式和内生动力尚未形成e) 安全和个人隐私的威胁和挑战f) 法律制度和体制机制的超前准备3. 研发项目的

4、意义通过本研发项目，可以规范物联网减少通信的开发和终端定制工作，大大降低开发难度、提高开发效率。屏蔽移动系统内部各类通信协议，简化终端与应用接入，为各类物联网应用提供安全可靠的接入通道进行业务管理，提供灵活的计费功能。四、课题研究目标本期课题的主要研究目标为以下三个：1. 研究一套具有中国移动品牌的智能多模分布式感知层综合解决方案。2. 建设物联网网关，打造中国移动在物联网领域内的梦网网关。3. 研究传感网管理，实现对感知外设及感知子网的管理。五、课题研究内容（包括研究总体框架、难点及解决方案、主要技术方案和关键技术等）1. 研究总体框架以通信网为基础，向应用层和感知层两端延伸。确定中国移动在

5、物联网凌云的领军地位。首先本期项目在感知层，我们拟研究智能多模分布式感知层的综合解决方案。n 主要包括依托rfid+td+wlan+蓝牙等通信网络，研究基于多网融合的系统架构、网络管理、设备注册、业务鉴权与计费、信息安全、码号方案等关键技术n 实现智能化终端模组，用于标准化终端通信的过程，实现面向感知外设和感知子网的采集和管理n 研发物联网运营管理平台有线和无线的接入管理能力，配合智能化终端模组实现感知外设和感知子网的管理，并能够将相应的能力开放给外部业务系统，为各类用户提供管理接口。n 在典型的物联网行业应用中验证和使用智能化终端模组，以实际运用需求带动智能化终端模组的发展，进一步推动终端标

6、准化进程。 其次，我们依托我公司m2m平台，建设开放的物联网网关，支撑客户的物联网应用的自主接入与测试。打造中国移动物联网领域的梦网网关。2. 难点及解决方案本项目的难点及相应的解决方案主要包括以下几个方面：序号难点分析解决方案1我公司是通信网的专家,但是缺少对传感网精通资源,是切入感知层的制约条件 挑选有一定专业基础的内部资源进行有方向、有目的的培养 挑选业内转专业si或厂商,发展为合作伙伴,共同实现架构先进、技术领先的智能多模分布式感知层的综合解决方案的研究2目前做传感网的厂商已有一定的市场知名度,如何切入市场是需要考虑的问题 在我公司自有应用中广泛试用,例如车务通、宜居通等应用中 面向集

7、团客户、中小企业客户,实现机卡绑定方式,以商务优惠方式吸引客户,同时提供智能通道相关服务3目前客户习惯于终端-应用直连方式,如何吸引客户接入到我公司物联网网关 机卡绑定销售 提供客户自服务门户 自服务门户提供自助应用接入流程向导 自服务门户提供面向终端、网络、卡相关的管理与支撑4如何让物联网网关深入民心,一如互联网领域的梦网网关,切入到大众应用在m2m平台建设的统一门户中,提供物联网演示与体验中心,让客户感受到,通过我中国移动的物联网网关,进入的是一个物联网的世界,而不是某一个物联网应用3. 主要技术方案和关键技术n 智能多模分布式传感层解决方案将m2m前端拆分为感应-执行节点和通信节点，分别

8、完成信息感应执行和远程通信功能，降低终端成本，提升处理效率。在m2m平台建设传感网管理模块，实现传感网的配置数据管理、拓扑管理、告警管理功能；n t+w高速通道内置工业级td-scdma模块， 向下兼容edge/gprs；支持wifi客户端，可以自动登录移动wifi热点；支持vpdn、apn专网接入；支持vlan划分，有效控制局域网内部安全；支持ipsec、gre、pptp、l2tp；支持dns代理，支持ddns；支持ntp网络对时；n 开放的物联网网关物联网网关：绑定物联通终端，提供开放的应用接入接口框架，面向三方开放标准的sdk开发包，三方可以自助开发应用适配程序，并根据自服务门户中的应用

9、接入流程说明自行进行应用的接入和测试；客户自服务门户：客户可根据业务开通时，提供的手机号码及短信密码认证登录自服务门户；boss系统：负责对物联网网关客户和产品的管理，以及该业务的受理；六、专利检索情况中文检索表达式（关键词的逻辑组合关系）：1m2m and 应用终端2m2m and 传感网络3m2m系统 and 通信协议英文检索表达式： 1m2m application and terminal2. m2m and sensor network3m2m terminal communication protocol以第1条中文检索表达式，共检索出2条专利；以第2条中文检索表达式，共检索出5条

10、专利；以第3条中文检索表达式，共检索出4条专利。以第1条英文检索表达式，共检索出1条专利；以第2条英文检索表达式，共检索出3条专利；以第3条英文检索表达式，共检索出0条专利。通过比较、分析，筛选出如下与本发明相关度较高的专利信息，现按照申请先后顺序列出：1 专利名称：应用与客户机之间的通信方法申请人：国际商业机器公司申请日：2006-02-24 申请号：200680007557.1公开日：2008-03-05摘要：本发明涉及用于处理使用第一通信协议传输的导向使用第二通信协议的应用的请求的方法、系统和程序。服务器(2)通过网络(6)从客户机(4)接收使用第一通信协议的请求。在监听器端口(16)处

11、判定所述请求是否包括数据结构中指示的应用的标识符。处理使能由所述标识符标识的所述应用之间的通信的套接字(20),以响应判定在所述数据结构中指示了包括在所述请求中的所述标识符。向与所请求的资源关联的应用(10)提供所述套接字(20),以使所述应用(10)能够使用第二通信协议通过所述网络与所述客户机通信。2 专利名称：通信装置和cdma终端申请人：中国电信股份有限公司申请日：2009-12-01 申请号：200910249745.0 公开日：2010-06-02 摘要：本发明公开了一种通信装置和cdma终端。其中,该通信装置包括资源层组件和应用程序层组件,在资源层组件与应用程序层组件之间还设有中间

12、件组件,中间件组件包括中间件可移植层部件,与资源层组件相连,用于封装不同的操作系统和硬件平台,以适配不同的操作系统和硬件平台的指令和数据;中间件api层部件,与应用程序层组件相连,用于为内容提供商/服务提供商提供应用程序接口;中间件核心部件,介于中间件可移植层部件与中间件api层部件之间,用于为内容提供商/服务提供商所提供的应用程序提供运行与开发的环境。本发明能够实现通信装置与m2m系统平台的互连互通,可以方便地引入多家终端厂商。七、已有的研究工作积累和取得的研究成果确定了本期的研究目标之后，我公司也初步进行一些架构方面的探索，取得的成果主要如下：1. 初步确定了开放的物联网网关的建设思路具体

13、如下图，即依托我公司m2m平台的数据采集与能力开放部分搭建，通过封装北向接口，创建应用开发环境，面向三方开放标准的sdk开发包，实现应用的自主接入。同时依托我公司m2m平台的业务管理与运营支撑部分，搭建客户自服务门户。图一：物联网网关建设思路2. 初步确定了开放的物联网网关的应用场景具体如下图，将由业务开通驱动应用的接入，从而实现对我公司开放的物联网网关的推广。图二：物联网网关应用场景3. 初步确定了智能多模分布式传感层的结构设计具体如下图，将m2m前端拆分为感应-执行节点和通信节点，分别完成信息感应执行和远程通信功能 ：每个感应执行节点通过射频/有线/zigbee等短距离通信手段与通信节点组

14、成局域网，由通信节点负责同m2m业务平台远程通信 。图三：智能多模分布式传感层结构设计4. 初步确定了智能多模分布式传感层模块设计具体参见下图，系统扩展性、移植性强。u zigbee通信系统支持zigbee网络通信，可以通过zigbee网络和通信节点组成蜂窝网络，具有功耗低、通信距离长等优点。u rs485通信考虑到一些特殊的场合不宜采用无线通信网络，系统预留rs485通信接口，可以与通信节点的rs485接口组成有线通信网络。u rs232通信系统提供rs232通信接口作为参数配置及系统升级接口。u 模拟量、开关量输入，开关量输出系统带4路精度为12bit的模拟量输入，4路光耦隔离的开关量输入

15、，2路继电器干接点输出。u 通信协议zigbee和rs485通信接口采用适用于传感网的标准modbus-rtu通信协议。u 工业级别设计emc抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用，适应高低温工作环境，支持-4085工作温度。图四：智能多模分布式传感层模块设计八、本课题的创新点和专利点本期课题拟产生以下四个创新点和专利点n 支持多模的分布式感知层架构采用智能多模分布式感知层的组网架构,大大降低组网成本,节省网络资源。n 支持传感网管理的m2m终端接口协议修订wmmp协议，实现对感知外设及感知子网的管理，扫除传感网的监控盲区。n 基于客户自主开发、自主应用、自主测试的开放式的物联网网关建立物联网领域的

16、梦网网关，打造中国移动品牌的物联网。n 基于业务开通的应用自助接入与测试研发应用自助接入和测试流程，并协同业务开通，推出客户自服务门户。九、外部合作伙伴委托方案拟通过招投标方式，委托2个硬件厂家进行模块的开发。避免单厂家介入核心技术。十、预期研究产出1. 研究成果（研究报告、形成的软硬件平台）： 基于智能多模分布式感知层的物联网综合解决方案2. 标准成果（形成的企业标准及标准化组织成果）：物联网运营管理体系总体技术要求（感知外设与感知子网部分）3. 专利成果（专利申请计划）：4. 试验成果（开展的相关试验室及外场测试工作中形成的试验报告）：感知外设和子网管理方案测试报告（网优场强监控、终端注册

17、小区）感知外设和子网管理方案测试报告（农业应用）感知外设和子网管理方案测试报告（智能交通）八、课题研究分工1、福建公司：福建研发项目协调，牵头智能多模分布式感知层的物联网综合解决方案制定2、福州分公司：基于智能交通平台，进行感知子网和感知外设管理方案测试；基于物联网终端进行网优场强监控的实现和测试3、漳州分公司：进行物联网感知子网在农业方面应用的测试。4、龙岩分公司：标准化通信模组开发、感知外设和感知子网的方案编制。十、项目研究计划进度序号研究内容输入阶段输出成果开始时间结束时间负责单位配合单位2模块研发2.1模块研发计划及人力资源计划安排研发计划、人力资源计划3.253.25龙岩公司星网锐捷

18、、宇能、才茂、四信2.2感知外设和感知子网的方案编制及模块开发外设和芯片设计方案3.285.31龙岩公司星网锐捷、宇能、才茂、四信3物联网网关开发和模块管理能力3.1平台有线和无线的接入管理能力开发计划及人力资源计划研发计划、人力资源计划3.253.25省公司诺西3.2平台有线和无线的接入管理能力规划（传感网管理及场强监控）设计方案3.284.3省公司诺西3.3平台有线和无线的接入管理能力开发和上线（传感网管理）测试版系统5.16.1省公司诺西4阶段总结和试点推广阶段总结报告、推广计划6.66.8省公司全体4.1感知外设和子网管理方案测试农业测试报告6.97.15漳州公司4.2感知外设和子网管

19、理方案测试网优场强监控、终端注册小区测试报告6.97.15福州公司星网锐捷、厦门四信4.3感知外设和子网管理方案测试智能交通测试报告6.97.15福州公司福诺十一、项目关键技术决策点及完成时间计划项目关键决策点决策点简要描述研究完成时间计划开放的物联网网关北向开发环境确定评审sdk开发包的友好度2011-4-22wmmp协议支持对传感网的管理修改wmmp协议，以支持对感知外设及感知子网的管理2011-4-29传感网管理范围明确对传感网管理的范围及管理程度2011-4-22十二、项目企业绩效贡献情况预测项目对企业绩效贡献的量化路径图项目特征指标（pav）指标名称项目应用前指标现状值：pavc项目应用1年后指标预期值：pave1此项目带来的指标变动量：pav企业特征指标网络及生产类（eav-ps）指标名称项目应用前指标现状值（eavc）项目应用1年后指标预期值（eave）此项目应用带来的指标变动量（eav）企业特征指标市场及财务类（eav-mf）指