物联网技术框架与标准体系

1、物联网技术框架与标准体系物联网(InternetofThings)最初被定义为把所有物品通过射频识别(RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和治理功能的网络.这个概念最早于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中央提出,实质上等于RFID技术和互联网的结合应用.RFID标签可谓是早期物联网最为关键的技术与产品环节,当时人们认为物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域,利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享.医食,感器桁翁、窗联国和泛在卮络之闫的美系2005年,国际电信联盟(ITU)在?TheInternetofThin

2、gs»报告中对物联网概念进行扩展,提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在计算的开展愿景,除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用.但ITU未针对物联网的概念扩展提出新的物联网定义.2021年9月15日,欧盟第七框架下RFID和物联网研究工程簇(ClusterofEuropeanResearchProjectsonTheInternetOfThings:CERP-IoT)发布了?物联网战略研究路线图?研究报告,其中提出了新的物联网概念,认为物联网是未来Internet的一个组成局部,可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协

3、议且具有自配置水平的动态的全球网络根底架构.物联网中的“物都具有标识、物理属性和实质上的个性,使用智能接口,实现与信息网络的无缝整合.该工程簇的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网工程之间的组网；协调包括RFID的物联网研究活动；对专业技术、人力资源和资源进行平衡,以使得研究效果最大化；在工程之间建立协同机制.物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系：1 .传感器网络与RFID的关系RFID和传感器具有不同的技术特点,传感器可以监测感应到各种信息,但缺乏对物品的标识水平,而RFID技术恰恰具有强大的标识物品水平.尽管RFID也经常被描述成一种基于标签的,并用于识别目标的传感器,但R

4、FID读写器不能实时感应当前环境的改变,其读写范围受到读写器与标签之间距离的影响.因此提升RFID系统的感应水平,扩大RFID系统的覆盖水平是亟待解决的问题.而传感器网络较长的有效距离将拓展RFID技术的应用范围.传感器、传感器网络和RFID技术都是物联网技术的重要组成局部,它们的相互融合和系统集成将极大地推动物联网的应用,其应用前景不可估量.2 .物联网与传感器网络的关系传感器网络(SensorNetwork)的概念最早由美国军方提出,起源于1978年美国国防部高级研究方案局(DARPAW始资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究工程,当时此概念局限于由假设干具有无线通信水平的传感器节点

5、自组织构成的网络.随着近年来互联网技术和多种接入网络以及智能计算技术的飞速开展,2021年2月,ITU-T发表了?泛在传感器网络(UbiquitousSensorNetworks)»研究报告.在报告中,ITU-T指出传感器网络已经向泛在传感器网络的方向开展,它是由智能传感器节点组成的网络,可以以“任何地点、任何时问、任何人、任何物的形式被部署.该技术可以在广泛的领域中推动新的应用和效劳,从平安保卫和环境监控到推动个人生产力和增强国家竞争力.从以上定义可见,传感器网络已被视为物联网的重要组成局部,如果将智能传感器的范围扩展到RFID等其他数据采集技术,从技术构成和应用领域来看,泛在传感

6、器网络等同于现在我们提到的物联网.3 .物联网与泛在网络的关系泛在网是指无所不在的网络,又称泛在网络.最早提出U战略的日韩给出的定义是：无所不在的网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术以及其他领先的数字技术根底设施武装而成的技术社会形态.根据这样的设想,U网络将以“无所不在、“无所不包、“无所不能为根本特征,帮助人类实现“4A化通信,即在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信.故相对于物联网技术的当前可实现性来说,泛在网属于未来信息网络技术开展的理想状态和长期愿景.从以上的分析可见,传感器网络、物联网和泛在网络之间的关系可用图1来表示.物联网的技术框架：物联网的技术体系框架如图2所

7、示,它包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术.物联网应用应月层WT网络层自电弱至羁戋次施苴常息触理飞柒叁RFD传帮布国之砌联网的技术法录椎斐1.感知层数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据,包括各类物理量、标识、音频、视频数据.物联网的数据采集涉及传感器、RFID多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术.传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程.2.网络层实现更加广泛的互联功能,能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高平安性地进行传送,需要传感器网络与移动通信技术、互联网技

8、术相融合.经过十余年的快速开展,移动通信、互联网等技术已比拟成熟,根本能够满足物联网数据传输的需要.3 .应用层应用层主要包含应用支撑平台子层和应用效劳子层.其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能.应用效劳子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用.4 .公共技术公共技术不属于物联网技术的某个特定层面,而是与物联网技术架构的三层都有关系,它包括标识与解析、平安技术、网络治理和效劳质量QoS治理.根据物联网技术与应用密切相关的特点,根据技术根底标准和应用子集两个层次,我们提出引用现有标准、裁剪现有标准或制定新标准等策略,形成了包

9、括体系架构、组网通信协议、接口、协同处理组件、网络平安、编码标识、骨干网接入与效劳等技术根底标准和产品、应用子集类标准的标准体系如图3所示,以求通过标准体系指导成体系、系统的物联网标准制定工作,同时为今后的物联网产品研发和应用开发中对标准的采用提供重要的支持.物联网的标准体系：当前物联网标准研制有以下两个主要任务：1 .筹备物联网标准联合工作组,做好相关标准化组织间的协调目前,物联网的概念和技术架构缺乏统一的清楚描述,一些利益相关方争相进行基于自身利益的解读,使得政府、产业和市场各方对其内涵和外延熟悉不清,可能使政府对物联网技术和产业的支持方向和力度产生偏差,严重影响物联网产业的健康开展.本着

10、整合物联网相关标准化资源,协调物联网的整体标准化工作,更好地效劳于国家的物联网产业协调开展大局,满足国家信息产业总体开展战略的要求,适应物联网以应用为驱动、以需求为牵引的多种技术紧密融合的特殊需要的原那么,同时为政府部门的物联网产业开展决策提供全面的技术和标准化效劳支撑.日前由工业和信息化部电子标签RFID标准工作组、全国信息技术标准化技术委员会传感器网络标准工作组、工业和信息化部信息资源共享协同效劳闪联标准工作组、全国工业过程测量和限制标准化技术委员会等产学研用各界公认与物联网技术密切相关的标准工作组共同发起成立物联网标准联合工作组.由工业和信息化部电子科技委副主任、国家金卡工程协调领导小组

11、办公室主任张琪担任联合工作组组长,中科院上海微系统与信息技术研究所副所长刘海涛担任联合工作组常务副组长.物联网标准联合工作组将紧紧围绕产业开展需求,协调一致,整合资源,共同开展物联网技术的研究,积极推进物联网标准化工作,加快制定符合我国开展需求的物联网技术标准,建立健全标准体系,并积极参与国际标准化组织的活动,以联合工作组为平台,增强与欧、美、日、韩等国家和地区的交流和合作,力争成为制定物联网国际标准的主导力量之一.2 .做好物联网顶层设计,完善物联网标准体系建设我们需要高度重视物联网标准体系建设,增强组织协调,明确方向、突出重点、统一部署、分步实施,积极鼓励和吸纳有关有物联网应用需求的行业和企业参与标准化工作,稳步推进物联网标准的制定和推广应用,推动相关