物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標準

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標準物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標準北京理工大學(xué)智能信息網(wǎng)絡(luò)實驗室北京理工大學(xué)智能信息網(wǎng)絡(luò)實驗室曹元大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框架物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系主要包括感知延伸層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和共性支撐技術(shù)體系框架。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框架感知延伸層技術(shù)感知延伸層技術(shù)感知延伸層技術(shù)是保證物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)感知和獲取物理世界信息的首要環(huán)節(jié)，并將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)接入能力向物進行延伸。主要可以分為數(shù)據(jù)采集和感知、無線傳輸、延伸網(wǎng)三大部分。數(shù)據(jù)采集和感知數(shù)據(jù)采集和感知用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，主要包括: 傳感器、RFID、二維碼、多媒體信息采集數(shù)據(jù)采集和感知（續(xù)）傳感器:是能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或

2、裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是感知延伸層獲取數(shù)據(jù)的一種設(shè)備。RFID:是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。二維碼:是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。多媒體信息的采集: 多媒體信息采集是對音頻、視頻信息進行同步采集，并將其存儲的技術(shù)。無線傳輸無線傳輸用于補充和延伸接入網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)能夠把各種物體接入到網(wǎng)絡(luò)，主要包括各種短距離無線通信技術(shù)。無線傳輸（續(xù)）IEEE802.15.4: IEEE802.15.4是一種經(jīng)濟、高效、低數(shù)據(jù)速率

3、（250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的無線技術(shù)，用于個人區(qū)域網(wǎng)和對等網(wǎng)絡(luò)。UWB: UWB（UltraWideband）是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbits至數(shù)Gbits的數(shù)據(jù)傳輸速率。NFC: NFC技術(shù)在單一芯片上集成了非接觸式讀卡器、非接觸式智能卡和點對點的功能，運行在13.56MHz的頻率范圍內(nèi)，能在大約10cm范圍內(nèi)建立設(shè)備之間的連接，傳輸速率可為106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s，未來可提高到848kbit/s以上。藍牙:

4、 藍牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。延伸網(wǎng)延伸網(wǎng)指附屬于傳統(tǒng)電信網(wǎng)的用戶接入點的網(wǎng)絡(luò)，主要包括：傳感器網(wǎng)、家庭網(wǎng)、個域網(wǎng)、車域網(wǎng)等。延伸網(wǎng)（續(xù)）傳感器網(wǎng)：由各種傳感器和傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)。家庭網(wǎng)：用戶在基于家庭環(huán)境的背景下使用的網(wǎng)絡(luò)。個域網(wǎng)：用戶在基于個人環(huán)境的背景下使用的網(wǎng)絡(luò)。車域網(wǎng)：用戶在基于汽車環(huán)境的背景下使用的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)主要用于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳遞和控制，重點在于適應(yīng)物物通信需求的無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)改造和優(yōu)化，以及滿足低功耗、低速率等物物

5、通信特點的感知層通信和組網(wǎng)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)（續(xù)（續(xù)1）電信網(wǎng)增強：目前電信網(wǎng)主要用于支持人與人之間的通信。物與物通信和人與人通信在需求和特點上存在差異，為使網(wǎng)絡(luò)能夠更加適應(yīng)物與物的通信，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力進行增強或優(yōu)化。下一代承載網(wǎng)：可以承載并滿足包括物與物通信在內(nèi)的各種泛在業(yè)務(wù)需求的新型承載網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化：利用虛擬化技術(shù)屏蔽異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在資源形態(tài)、資源使用方式等方面上的差異性，將網(wǎng)絡(luò)的各類資源，如設(shè)備、存儲、計算、承載傳送等各種資源，進行感知、收集、抽象等處理。網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)（續(xù)（續(xù)2）物物通信無線接入：實現(xiàn)物與物通信業(yè)務(wù)流量模式下的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。環(huán)境感知：用戶感知延伸層的個

6、域網(wǎng)、家庭網(wǎng)、車域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)將根據(jù)用戶的定制提供無處不在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。異構(gòu)網(wǎng)融合：不同接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)提供的不同接入技術(shù)的無縫切換服務(wù)或游牧式服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層技術(shù)應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐子層和應(yīng)用服務(wù)子層，在技術(shù)方面主要用于支撐信息的智能處理和開放的業(yè)務(wù)環(huán)境，以及各種行業(yè)和公眾的具體應(yīng)用。應(yīng)用支撐子層應(yīng)用支撐平臺層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能，主要包括：信息開放平臺，環(huán)境支撐平臺，服務(wù)支撐平臺，其他中間件平臺。應(yīng)用支撐子層（續(xù)）信息開放平臺：將各種信息和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一匯聚、整合、分類和交換，并在安全范圍內(nèi)開放給各種應(yīng)用服務(wù)。環(huán)境支撐平臺：根據(jù)用戶

7、所處的環(huán)境進行業(yè)務(wù)的適配和組合。服務(wù)支撐平臺：面向各種不同的泛在應(yīng)用，提供綜合的業(yè)務(wù)管理、計費結(jié)算、簽約認證、安全控制、內(nèi)容管理、統(tǒng)計分析等功能。其他中間件平臺：用于支撐泛在應(yīng)用的其他平臺，例如封裝和抽象網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)能力，向應(yīng)用提供統(tǒng)一開放的接口等。應(yīng)用服務(wù)子層物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)可以劃分為行業(yè)服務(wù)和公眾服務(wù)。行業(yè)服務(wù)通常是面向行業(yè)自身特有的需求，由行業(yè)系統(tǒng)內(nèi)企業(yè)提供的服務(wù)。如智能電力、智能交通、智能環(huán)境等。公共服務(wù)則是面向公眾的普遍需求，由跨行業(yè)的企業(yè)主體提供的綜合性服務(wù)，如智能家居等。共性支撐技術(shù)共性支撐技術(shù)是不屬于網(wǎng)絡(luò)某個特定的層面，而是與網(wǎng)絡(luò)的每層都有關(guān)系，主要包括：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、標識解析、網(wǎng)絡(luò)管理、

8、安全、QoS等。主要內(nèi)容物聯(lián)網(wǎng)概念的提出及發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展狀況物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系框架物聯(lián)網(wǎng)標準體系物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范例總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)標準體系標準體系目前物聯(lián)網(wǎng)沒有形成統(tǒng)一標準，各個企業(yè)、行業(yè)都根據(jù)自己的特長定制標準，并根據(jù)企業(yè)或行業(yè)標準進行產(chǎn)品生產(chǎn)。這為物聯(lián)網(wǎng)形成統(tǒng)一的端到端標準體系制造了很大障礙。為物聯(lián)網(wǎng)制定標準，應(yīng)從以下幾個方面入手。物聯(lián)網(wǎng)標準化對象劃分從標準化對象的角度看，物聯(lián)網(wǎng)標準涉及的標準化對象可為相對獨立、完整、具有特定功能的實體，可大至網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)，可小至設(shè)備、接口、協(xié)議，另外還包括業(yè)務(wù)。各種實體根據(jù)需要，可以制定技術(shù)要求類標準和測試方法類標準。物聯(lián)網(wǎng)（泛在網(wǎng)）標準化對象劃分

9、物聯(lián)網(wǎng)標準體系劃分標準體系的建立應(yīng)遵照全面成套、層次恰當(dāng)、劃分明確的原則。物聯(lián)網(wǎng)標準體系可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的框架進行劃分，即分為感知延伸層標準、網(wǎng)絡(luò)層標準、應(yīng)用層標準和共性支撐標準。物聯(lián)網(wǎng)（泛在網(wǎng)）標準體系劃分感知延伸層標準短距離無線通信相關(guān)標準：基于NFC技術(shù)的接口和協(xié)議標準、低速物理層和MAC層增強技術(shù)標準、基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層標準等。RFID相關(guān)標準：空中接口技術(shù)標準、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)標準、一致性測試標準等。無線傳感網(wǎng)相關(guān)標準：傳感器到通信模塊接口技術(shù)標準、節(jié)點設(shè)備技術(shù)標準等。網(wǎng)絡(luò)層標準物物通信無線接入標準：面向物物通信的增強UTRA/EUTRA系統(tǒng)設(shè)備和接口的技術(shù)和測試標準等。電信網(wǎng)增強標準：面向物物通信針對移動核心網(wǎng)絡(luò)增強的技術(shù)標準等。網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化標準：網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化調(diào)用技術(shù)標準、網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化的管理技術(shù)標準、網(wǎng)絡(luò)虛擬化核心設(shè)備技術(shù)和測試標準等。環(huán)境感知標準：認知無線電系統(tǒng)的技術(shù)標準，包括關(guān)鍵技術(shù)、未來應(yīng)用、頻譜管理的標準等。異構(gòu)網(wǎng)融合標準：不同無線接入技術(shù)在接入網(wǎng)層面融合標準、不同無線接入技術(shù)在核心網(wǎng)層面融合標準等。應(yīng)用層標準行業(yè)應(yīng)用類標準：智能交通、智能電力、智能環(huán)境等相關(guān)系列標準。公眾應(yīng)用類標準：智能家居總體技術(shù)標準、智能家居聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準、智能家居設(shè)備控制協(xié)議技術(shù)標準等。應(yīng)用中間件平臺標準：物聯(lián)網(wǎng)信息開放控制平臺基本能力