物聯(lián)網(wǎng)技術架構與標準體系進展

傳感網(wǎng)國家標準工作組秘書長張暉2010年10月21日物聯(lián)網(wǎng)技術架構與標準體系研究進展物聯(lián)網(wǎng)概念發(fā)展和融合我國提出的物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)是指在物理世界的實體中部署具有一定感知能力、計算能力的各種信息傳感設備通過網(wǎng)絡設施實現(xiàn)信息獲取、傳輸和處理，從而實現(xiàn)廣域或大范圍的人與人、人與物、物與物之間信息交換需求的互聯(lián)?！爸腔鄣厍颉钡暮诵暮蛢群锫?lián)網(wǎng)概念發(fā)展和融合RFID早期物聯(lián)網(wǎng)RFID+互聯(lián)網(wǎng)把所有物品通過射頻識別（RFID）和條碼等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)ITU和歐盟對概念擴展提出任何時刻，任何地點，任意物體之間的互聯(lián)，無所不在的網(wǎng)絡和無所不在計算的發(fā)展愿景，除RFID技術外，傳感器技術，納米技術，智能終端等技術將得到更加廣泛的應用。早期傳感網(wǎng)自組織網(wǎng)絡分布式節(jié)點自組織組成的網(wǎng)絡，用于戰(zhàn)場偵察。泛在傳感器網(wǎng)絡ITU研究報告可以以“任何地點、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署，由智能傳感節(jié)點組成的網(wǎng)絡。泛在網(wǎng)絡江澤民主席文章由智能網(wǎng)絡、最先進的計算技術以及其他領先的數(shù)字技術基礎設施武裝而成的技術社會形態(tài)，將以“無所不在”、“無所不包”、“無所不能”為基本特征，幫助人類實現(xiàn)“4A”化通信。泛在傳感器網(wǎng)絡體系架構物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)與電信產業(yè)的差別電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)－面向人與人互聯(lián)，網(wǎng)絡本身非智能；物聯(lián)網(wǎng)－物聯(lián)網(wǎng)面向物物互聯(lián)，物非智能，要求網(wǎng)絡智能、自治；（信息技術的前沿和交叉領域）核心：“自治組網(wǎng)、協(xié)同感知”差別項目電信產業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)用戶需求來源主要需求推動力來源于公眾用戶傳統(tǒng)電信產業(yè)與傳統(tǒng)行業(yè)的交叉與融合，根本推動力是傳統(tǒng)行業(yè)改進生產和管理效率的緊迫需求目標客戶和應用需求目標客戶單一、應用需求集中、系統(tǒng)特征明確，是電信產業(yè)能夠在短時間內迅速成熟的根本原因。應用領域眾多，不同應用差異大，每個細分市場的產業(yè)規(guī)模小。面臨用戶需求不清晰、行業(yè)前景不明朗、產業(yè)化力量投入目標模糊等根本問題；商業(yè)模式公眾客戶服務和集團客戶服務行業(yè)用戶基于行業(yè)信息及流程的保密性、安全性等考慮，將在物聯(lián)網(wǎng)的產業(yè)價值鏈中扮演著完全不同的角色。大規(guī)模產業(yè)化必須打破原有的電信產業(yè)價值鏈形式及思維模式，實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新標準化基于主流標準的產品占據(jù)了全球的絕大多數(shù)市場份額，標準的市場集中度較高物聯(lián)網(wǎng)標準與行業(yè)內標準仍舊存在標準化空白，這些因素的存在也阻礙了物聯(lián)網(wǎng)的快速規(guī)模產業(yè)化新業(yè)務模式新發(fā)展機遇物聯(lián)網(wǎng)技術架構和標準體系物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構圖物聯(lián)網(wǎng)技術體系架構物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)標標準準體體系系框框架架物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)總總體體標標準準物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)通通用用功功能能體體系系結結構構物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)通通用用系系統(tǒng)統(tǒng)體體系系結結構構物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)技技術術參參考考模模型型物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)體體系系結結構構物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)元元數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)注注冊冊方方法法面向向業(yè)業(yè)務務應應用用的的物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)服服務務聚聚合合規(guī)規(guī)范范物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)標標識識設設計計方方法法和和框框架架物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)信信息息資資源源管管理理規(guī)規(guī)范范急需需立立項項的的物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)總總體體標標準準智能能傳傳感感器器技技術術與與標標準準化化智能能傳傳感感器器的的定定義義和和特特點點傳感感器器－－能感感受受規(guī)規(guī)定定的的被被測測量量，，并并按按照照一一定定規(guī)規(guī)律律轉轉換換成成可可用用信信號號的的器器件件或或裝裝置置。。通通常常由由敏敏感感元元件件和和轉轉換換元元件件組組成成。。按按被被測測量量可可分分為為力力敏敏、、熱熱敏敏、、光光敏敏、、磁磁敏敏、、氣氣敏敏、、濕濕敏敏、、壓壓敏敏、、離離子子敏敏、、射射線線敏敏、、生生物物敏敏、、光光纖纖敏敏等等大大類類。。智能能傳傳感感器器－－帶有有微微處處理理器器，，具具有有信信息息處處理理功功能能的的傳傳感感器器。。自自檢檢測測、、自自修修正正、、自自保保護護功功能能；；判判斷斷、、決決策策、、思思維維功功能能；；雙雙向向通通信信、、標標準準化化數(shù)數(shù)字字輸輸出出或或符符號號輸輸出出功功能能。。傳感感器器集集成成化化與與微微處處理理機機相相結結合合的的產產物物。高精精度度、、高高可可靠靠性性與與高高穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、高高信信噪噪比比與與高高的的分分辨辨力力、、自自適適應應性性強強。。智能能傳傳感感器器的的三三種種實實現(xiàn)現(xiàn)方方式式－－①非集集成成化化實實現(xiàn)現(xiàn)是將將傳傳統(tǒng)統(tǒng)傳傳感感器器、、信信號號調調理理電電路路、、帶帶數(shù)數(shù)字字接接口口的的微微處處理理器器組組合合為為一一整整體體，，而而構構成成智智能能傳傳感感器器系系統(tǒng)統(tǒng)。。②②集成成化化實實現(xiàn)現(xiàn)是采采用用微微機機械械加加工工技技術術和和大大規(guī)規(guī)模模集集成成電電路路工工藝藝技技術術，，利利用用硅硅作作為為基基本本材材料料制制作作敏敏感感元元件件、、信信號號調調理理電電路路、、微微處處理理單單元元，，集集成成到到一一塊塊芯芯片片，，又又稱稱為為集集成成智智能能傳傳感感器器。。③③混合合實實現(xiàn)現(xiàn)是根根據(jù)據(jù)需需要要，，將將系系統(tǒng)統(tǒng)各各個個集集成成化化環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)。。智能能傳傳感感器器在在物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)中中的的地地位位和和作作用用應用系統(tǒng)傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層定位時間同步系統(tǒng)管理拓撲生成分布式信息處理智能傳感器通信與組網(wǎng)管理服務微型型化化低成成本本低功功耗耗抗干干擾擾靈活活性性福布布斯斯認認為為，，全球球有有11個科科技技領領域域未未來來幾幾十十年年將將會會改改變變世世界界經(jīng)經(jīng)濟濟格格局局和和人人類類生生活活，，新新型型傳傳感感器器居居首首。。智能能傳傳感感器器的的性性能能決決定定物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)性性能能。。傳傳感感器器技技術術的的升升級級換換代代將將提提升升網(wǎng)網(wǎng)絡絡的的升升級級換換代代。。智能能傳傳感感器器是是物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)發(fā)發(fā)展展的的瓶瓶頸頸。。智智能能傳傳感感器器產產業(yè)業(yè)化化決決定定物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)市市場場應應用用前前景景。。智能傳感感器技術術的國際際標準化化智能傳感感器標準準體系框框架傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡技術術的標準準化ISO/IECJTC1的組織機機構傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡標準準化進展展國標委正正式批準準在全國國信標委委下成立立無線傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡工作作組分為8個個項目組組，召開工作作組全會會，開展具體體國家標標準的制制定工作作2006年2007年2009年全國信標標委開始始組織相相關單位位進行傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡標準準方面的的研究工工作傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡工作作組4月月上報籌籌備方案案，11月在無無錫召開開籌備會會議2008年傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡國家家標準工工作組（（先于ISO/IECJTC1WG7成立），，直屬全全國信息息技術標標準化委委員會，，現(xiàn)有成成員單位位近100家。組長單位位－中科院院上海微微系統(tǒng)所所，秘書處單單位－工信部部電子工工業(yè)標準準化研究究所。目前項目目組有PG1（（國際標準準化）、PG2（（標準體系系與系統(tǒng)統(tǒng)架構）、PG3（通信與信信息交互互）、PG4（（協(xié)同信息息處理）、PG5（（標識）、PG6（安全）、PG7（（接口）、PG9（（網(wǎng)關）、PG10（無線頻譜譜研究與與測試）、PG11（設備技術術要求和和測試規(guī)規(guī)范）、PG12（網(wǎng)絡管理理）、PG13（應用）等。傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡標準準體系框框架已立項國國家和行行業(yè)標準準計劃編號項目名稱標準性質制/修訂完成年限主管部門技術歸口單位20091414-T-469傳感器網(wǎng)絡第1部分：總則推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會20091415-T-469傳感器網(wǎng)絡第2部分：術語推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會20091416-T-469傳感器網(wǎng)絡第3部分：通信與信息交互推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會20091417-T-469傳感器網(wǎng)絡第4部分：接口推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會20091418-T-469傳感器網(wǎng)絡第5部分：安全推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會20091419-T-469傳感器網(wǎng)絡第6部分：標識推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會2009-2807T-SJ機場圍界傳感器網(wǎng)絡防入侵系統(tǒng)技術要求推薦制定2010工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會2009-2810T-SJ面向大型建筑節(jié)能監(jiān)控的傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)技術要求推薦制定2010工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會已立項國國家和國國際標準準計劃編號項目名稱標準性質制/修訂完成年限主管部門技術歸口單位傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)關技術要求推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會傳感器網(wǎng)絡協(xié)同信息處理支撐服務及接口推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會傳感器網(wǎng)絡節(jié)點中間件數(shù)據(jù)交互規(guī)范推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)描述規(guī)范推薦制定2010國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部全國信息技術標準化技術委員會2010年3月23日“ServicesandInterfacesSupportingCollaborativeInformationProcessinginIntelligentSensorNetworks”已通過ISO/IECJTC1的新工作作項目投投票，即即將啟動動國際標標準的制制定工作作。射頻識別別（RFID）技術的的標準化化射頻識別別的產業(yè)業(yè)鏈射頻識別別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術是一一種利用用射頻通通信實現(xiàn)現(xiàn)的非接接觸式自自動識別別技術，，其基本本原理是是利用射射頻信號號和空間間耦合（（電感或或電磁耦耦合）或或雷達反反射的傳傳輸特性性，實現(xiàn)現(xiàn)對被識識別物體體的自動動識別。。芯片設計與制造芯片設計與制造天線設計和制造天線設計和制造標簽封裝標簽封裝接口與軟件中間件接口與軟件中間件系統(tǒng)集成與應用系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)集成與應用系統(tǒng)開發(fā)讀寫設備開發(fā)與生產讀寫設備開發(fā)與生產使用者RFID應用系統(tǒng)統(tǒng)架構C/R協(xié)議響應指令標簽物理理存儲應用響應應應用系統(tǒng)統(tǒng)讀寫器電子標簽簽應用指令令指令/響應單元元物理詢問器數(shù)據(jù)協(xié)議議處理器器ISO/IEC15961ISO/IEC18000編碼器邏輯存儲儲ISO/IEC15962ISO/IEC15962附錄邏輯存儲表解碼器標簽驅動程序和映射規(guī)則應用程序序接口應用程序序接口空氣介質質裝置指令令裝置響應應ISO/IEC15459ISBTbloodtransfusionANSMH10DataIdentifiersOTHERS…………………..18000-2<135KHz18000-313.56MHz18000-42.45GHz18000-7433MHz18000-6~900MHzFutureStandardAirInterfaceProtocolRFID技術的國國際標準準化術語：ISO/IEC19762-3空中接口口：ISO/IEC18000-1~7一致性測測試：ISO/IEC18047-2~7性能測試試：ISO/IEC18046-1~3數(shù)據(jù)協(xié)議議：ISO/IEC15961,15962標簽唯一一標識：：ISO/IEC15963物品唯一一標識：：ISO/IEC15459-1~6實施指南南：ISO/IEC24729-1~3軟件系統(tǒng)統(tǒng)：ISO/IEC24791-1~6ISO/IECJTC1/SC31自動識別別和數(shù)據(jù)據(jù)采集分分委會非接觸式式集成電電路卡標標準緊耦合卡卡：ISO/IEC10536-1~3接近式耦耦合卡：：ISO/IEC14443-1~4臨近式耦耦合卡：：ISO/IEC15693-1~3測試標準準：ISO/IEC10373-5,6,7ISO/IECJTC1/SC17卡和身份份識別分分委會RFID標準應用用案例（（1）標準國外國內18000-62008年洛杉磯馬拉松賽；美國馬里蘭州喬治王子縣第七巡回法庭每年使用的UHF

RFID標簽來跟蹤30,000到40,000宗年法律文件。2000年深圳海關“電子口岸車輛自動驗放系統(tǒng)”（5萬輛車）；香港機場自動行李分揀（每天處理4萬件離港行李）。18000-4電子關鎖在途定位電子關鎖電子商票（已列裝）18000-7在途定位煤礦井下人員管理駕駛員員證件件指紋識識讀器器拖車標標簽掛車標標簽電子關關鎖集裝箱箱標簽簽單品標標簽包裝標標簽集裝箱箱讀寫寫器車載單單元運輸途途中可可見系系統(tǒng)RFID標準應應用案案例（（2）洛山磯磯馬拉拉松賽賽－美國第第四大大，世世界第第七大大馬拉拉松賽賽；2000人人參與與，50萬萬觀眾眾。需需要大大量的的物品品管理理和人人員管管理，，包括括12條封封閉高高速公公路斜斜道、、4035個城城市路路障、、40000個個禁止止停車車標識識、55000加侖侖的水水、9500加加侖運運動飲飲料和和2500個垃垃圾箱箱。北京奧奧運會會－奧運百百年歷歷史上上第一一次大大規(guī)模模采用用RFID技術術實現(xiàn)現(xiàn)電子子票務務；發(fā)行超超過1200萬萬張RFID電電子門門票；1000余余臺終終端設設備將將用于于門票票發(fā)行行及驗驗票。工信部部電子子標簽簽標準準工作作組工作范范圍－標準準體系系研究究、關關鍵技技術、、編碼碼標準準制定定和應應用標標準制制定秘書處處－工信信部電電子工工業(yè)標標準化化研究究所總體組51標簽與讀寫器組46頻率與通信組27知識產權組4數(shù)據(jù)格式組15信息安全組17應用組55電子標標簽（（RFID）標準準體系系框架架已立項項國家家標準準序號項目名稱計劃編號113.56MHz射頻識別標簽基本電特性20081342-T-469213.56MHz射頻識別讀/寫設備規(guī)范20081343-T-4693800/900MHz射頻識別讀寫器規(guī)范20081344-T-4694射頻識別標簽物理特性方法2008154-T-4695信息技術射頻識別設備性能測試方法系統(tǒng)性能測試方法20080528-T-4696信息技術射頻識別設備性能測試方法

標簽性能測試方法20081392-T-4697信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第1部分標準化參數(shù)定義20051883-T-3398信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第2部分低于135KHz通信的空中接口的參數(shù)20051884-T-3399信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第3部分在13.56MHz通信的空中接口的參數(shù)20051885-T-33910信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第4部分2.45GHz頻率下的空中接口通信參數(shù)20051886-T-339已立項項國家家標準準序號項目名稱計劃編號11信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第6部分860~960MHz頻率下的空中接口通信參數(shù)20051887-T-33912信息技術AIDC技術用于物品管理的射頻識別技術第7部分433MHz頻率下的空中接口通信參數(shù)20051888-T-33913信息技術射頻識別設備一致性測試方法第3部分:13.56MHz空中接口通信測試方法20080529-T-46914信息技術射頻識別設備一致性測試方法

第6部分:860~960MHz空中接口通信測試方法20081393-T-46917信息技術用于物品管理的射頻識別射頻標簽的唯一標識20051889-T-33918信息技術用于物品管理的射頻識別數(shù)據(jù)協(xié)議:數(shù)據(jù)編碼規(guī)則和邏輯存儲功能20081394-T-46919信息技術用于物品管理的射頻識別數(shù)據(jù)協(xié)議

第1部分：應用接口20080564-T-46920信息技術用于物品管理的射頻識別數(shù)據(jù)協(xié)議第2部分：射頻識別數(shù)據(jù)結構的注冊20080565-T-469已立項項國家家標準準序號項目名稱計劃編號21信息技術自動識別和數(shù)據(jù)采集技術詞匯第3部分:射頻識別2008-1397-T-46922信息技術自動識別和數(shù)據(jù)采集技術詞匯第4部分:無線通信通用術語2008-1398-T-46923信息技術用于物品管理的射頻識別實施指南第1部分:具備RFID功能標簽20081389-Z-46924信息技術用于物品管理的射頻識別實施指南第2部分:回收和RFID標簽20081390-Z-469已立項項行業(yè)業(yè)標準準序號項目名稱計劃編號1電子標簽讀寫設備無線技術指標和測試方法2009-1680T-SJ2用于信息處理產品和服務數(shù)字標識格式規(guī)范2009-1681T-SJ3基于十進制網(wǎng)絡的電子標簽信息定位、查詢與服務發(fā)現(xiàn)和應用2009-1682T-SJ4基于互聯(lián)網(wǎng)的電子標簽信息查詢與服務發(fā)現(xiàn)2009-1683T-SJ5基于射頻技術的用于商品與服務的代碼域名規(guī)范2009-1684T-SJ6射頻識別標簽信息查詢服務網(wǎng)絡架構技術規(guī)范2009-2744T-SJ7危險化學品氣瓶標識用電子標簽通用技術要求第1部分：氣瓶電子標識代碼2009-1685T-SJ8危險化學品氣瓶標識用電子標簽通用技術要求第2部分：應用技術規(guī)范2009-1686T-SJ9危險化學品氣瓶標識用電子標簽通用技術要求第3部分：讀寫器特殊要求2009-1687T-SJ10大型公共活動（會展、賽事）電子票務系統(tǒng)應用技術規(guī)范2009-1689T-SJ已立項項行業(yè)業(yè)標準準序號項目名稱計劃編號11服裝制造業(yè)電子標簽通用技術標準2009-1688T-SJ12基于射頻識別的瓶裝酒防偽應用數(shù)據(jù)模型2009-2742T-SJ13基于射頻識別的物流供應鏈事務應用數(shù)據(jù)模型2009-2743T-SJ14離散制造業(yè)生產管理用射頻識別標簽數(shù)據(jù)模型2009-2808T-SJ15