物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與發(fā)展-課件

2013/5/2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展

2013/5/2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展1提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場2網(wǎng)絡(luò)，使日本成為全球創(chuàng)造新技術(shù)和商業(yè)模式的最先進的溫床M2M市場:受政策驅(qū)動的市場

-信息化、提升社會效率、節(jié)能是泛在網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策推動力

韓國通過《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建基本規(guī)劃》，并確立到2012年“通過構(gòu)建 世界最先進的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)實施，打造未來廣播通信融合領(lǐng)域超一流ICT強國”。 電網(wǎng)，并將信息技術(shù)日本提出i-JAPAN戰(zhàn)略，總務(wù)省編制了獨立預(yù)算。其中40％被用于部署泛在視為21世紀基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分2歐洲1

韓國、日本國家驅(qū)動力巴西通過245法案

美國、巴西

4

歐盟：制定水、電、煤氣抄表規(guī)范并

3時對促進物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展做重要指示，中國政府將M2M通信技術(shù)列入“十一五”規(guī)劃國家級重點通信項目。中國政府首次將物聯(lián)網(wǎng)寫入政府工各國政府均將信息化提升為國家戰(zhàn)略作報告網(wǎng)絡(luò)，使日本成為全球創(chuàng)造新技術(shù)和商業(yè)模式的最先進的溫床M2M3M2M市場:潛力巨大且快速增長的市場

-技術(shù)的日益成熟促進了全球泛在網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速增長M2M模塊發(fā)貨量預(yù)測單位：百萬Source:ABIResearch預(yù)計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上，2035年前后，我國的傳感網(wǎng)終端將達到數(shù)千億個；到2050年，傳感器將在生活中無處不在。2009年M2M模塊的全球發(fā)貨量達到4千萬片，在2013年將達到9千5百萬片全球范圍的統(tǒng)計，運營商在移動M2M上收入在2008年達到30億英鎊，而到2012年，預(yù)計達到89億英鎊Page5M2M市場:潛力巨大且快速增長的市場M2M模塊發(fā)貨量預(yù)測4M2M市場面臨的挑戰(zhàn)

行業(yè)挑戰(zhàn)?碎片行業(yè)難以規(guī)模化?專業(yè)行業(yè)控制力較強

標準挑戰(zhàn)?終端標準眾多難以統(tǒng)一?業(yè)界標準進展緩慢

合作挑戰(zhàn)?如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈合作共贏?如何迅速擴大整體市場規(guī)模?工業(yè)級環(huán)境要求嚴格

泛在網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)是一個容量巨大但挑戰(zhàn)極大的市場，面對眾多的行業(yè)市場，如何在產(chǎn)業(yè)鏈中 站穩(wěn)并壯大，如何形成規(guī)模，如何標準化各種應(yīng)用終端，如何利用平臺來占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢 地位，如何與ICT結(jié)合都是一道道難題。中國的泛在網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展是一個長期的過程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidentialPage6M2M市場面臨的挑戰(zhàn) 行業(yè)挑戰(zhàn) 標準挑戰(zhàn) 合作挑戰(zhàn)?工業(yè)級環(huán)5EvolvingMNOGo-To-MarketStrategiesforM2M?M2MValueChainWholesaleValue-AddedResellerCo-marketingAllianceprogramsRetail?Wholesalewillstillbethemainm2mbusinessinforeseeable5yeartimeframeduetooperatorlackofexpertiseonverticalmarketandstillcatchingup.?MNOsusemultiplemodelsinparallel,andwhilethereisacleartrendtowardsincreasinglydirectrelationshipswithASPsandendcustomers,themarketisbecomingmoreevenspreadforvariousmodels.Inlongtermwillshifttomoreco-Marketingandalliance.Page7EvolvingMNOGo-To-MarketStra6WhatistheDefinitionofM2M?M2Mismoreandmorebecoming“MobileConnectedDevice”NewevolvingandopentelecombusinessblursM2Mdefinition.Newbusinessmodelforconsumermarket(Invisibleoperator)andmoreandcomplicatedplayersAT&Tdefinesvirtuallyeverythingthat'snotasmartorfeaturephonefallsintoAT&T's"connecteddevices"business.WhatistheDefinitionofM2M?7WhyoperatorareactiveparticipatingM2M?Traditionaltelecommarketissaturated,andtheM2Meco-systemanditspotentialbusinessopportunitiesarehuge.Smartphone/tablet/kindleisboomingandthepressureofincreasingproductivitiesefficiencymakeUSmorereadyanddesirefor“theinternetthings”Now.AvailabilityofmerchantmarketSDPswithbetterdevicemanagementcapabilitytofacilitateM2MmarketentryDevicemanagementisbecomingamainstream.UShasworldleadinginnovativeinternetASPs

anditsopendevelopercommunities.Timingiscriticaltocatchthestrategicpositionintheevolvingeco-systemtopreventbecomea“dumbpipe”laterlikesmartphonemarket.DuetonatureofM2M’slongtermcontract,winningthemarketnowiscriticalforlongtermsuccess.Whyoperatorareactivepartic8M2M的技術(shù)挑戰(zhàn)Page10M2M的技術(shù)挑戰(zhàn)Page109提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準標準組織3GPP標準進展IEEE802標準進展智能電網(wǎng)其它M2M技術(shù)趨勢提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場標準組織M2M技術(shù)趨勢10M2MfromInternetpointofviewM2MfromInternetpointofvie11Ene-to-EndM2MOverview云端

3rdapplicationMobile ARSearch Computing

StorageInformationApplication

M2MGatewayZigBee/6LOWPAN

WWMP/CoAPETSIRESTfulAPIETSIRESTful

APIApp

specific

APIAPI&SDKM2M設(shè)備

M2MPlatform(Register,Discovery,OSS/BSS)管WebIDE

3GPPM2MMiddleware,SoftSIM,IndustryProfileOSAdaptation：tinyos、contiki、androidChip：TI、AtmelEne-to-EndM2MOverview云端 3rdM12M2MstandardsmapService,ApplicationsandDevice ManagementOMATSOGOTechnicalSpecOrganizationGovernmentOrganizationETSIIOIndustryOrganizationCOCertificationOrganizationRegionalOrganizationGSMAEMPTIA

SDCWiMaxFixedWirelessIETFCCSAForumITU3GPP3GPP2CESI

WGSNZigbeeIEEE802UPnPNISTPage14NetworkM2MstandardsmapService,Appl13ETSIdefinedM2MarchitectureM2MApplicationM2MAreaNetworkM2M Core

ServiceCapabilities

M2M Gateway ClientApplicationETSIdefinedM2MarchitectureM14M2M技術(shù)體系應(yīng)用健康醫(yī)療

行業(yè)應(yīng)用環(huán)境監(jiān)控智能交通智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)控制與使能業(yè)務(wù)層技術(shù)業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)業(yè)務(wù)控制技術(shù)能力開放技術(shù)上下文技術(shù)數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用層協(xié)議業(yè)務(wù)開發(fā)平臺M2M能力核心網(wǎng)移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)IP與承載網(wǎng)技術(shù)蜂窩接入技術(shù)接入網(wǎng)M2M能力M2M網(wǎng)關(guān)M2M設(shè)備

系統(tǒng) 架構(gòu) 增強 優(yōu)化（核心網(wǎng)側(cè)、 無線側(cè)、 終端側(cè)）IP網(wǎng)增強與優(yōu)化IP傳感網(wǎng)技術(shù)流量建模與仿真空口優(yōu)化傳感網(wǎng)接入流量建模與仿真?zhèn)鞲芯W(wǎng)技術(shù)Page16

傳感網(wǎng)技術(shù)（IP、非IP）M2M技術(shù)體系應(yīng)用健康醫(yī)療 行業(yè)應(yīng)用智能交通智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)控制15M2Mstandardmap:fromtechnicalareaETSI ITS…大網(wǎng)傳感網(wǎng)

ESMIG,DLMS/ COSEM,CEN/CLC,ITU-T SmartGridFG

ETSI eHealth,Continua, IHE,HL7

EIB/KNX,LON,BACnet行業(yè)應(yīng)用One

EPCGlobal, RFID語義/

Smart EnergyProfile2.0ContextAware,AI,DataMining,…ZigBeeM2MUPnP表示/上下文W3CRDF,W3COWL,DMTFCloud……ETSIM2M,,OMALWM2M

TIATR50,CCSATC10,

OMADM,,BBFTR069業(yè)務(wù)平臺/中間件W3C:XML,SOAP…

IETF:HTTP,CoAP,應(yīng)用基礎(chǔ)協(xié)議

ITU-TIoT-ISG3GPP:IMS IETF:SIPIETF:TCP/IP,6LoWPAN,ROLL,…網(wǎng)絡(luò)傳輸WAP,SMS,MMS,USSD鏈路接入PLC,m-Bus,…M2Mstandardmap:fromtechnic16SA1M2M(TR22.868)場景/計費/安全/尋址

SA3USIMM2M(TR33.812)提供遠程USIM應(yīng)用的安全途徑

SA1NIMTC(TS22.368)無線接入和網(wǎng)絡(luò)側(cè)增強

SA2M2MWI&RANM2MSI ETSIM2MM2M端到端的通用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)ITU-TUSNIEEE802.15.4-2003IEEE802.15.4-2006IEEE802.15.4e/f/gIETF6LowpanIETFRollRFC4919RFC4944USN需求/架構(gòu)/標識/安全

ISO/IECSGSNWSN標準體系框架和架構(gòu)

WPAN短距無線通信IEEE802.15.4/i/j/k/wsZigBeeV1.0ZigBee2006ZigBee2007ZigBeeRF4CEZigBeeIPstack低功率WPAN中的IPv66技術(shù) 基于低功率WPAN IETFCoRE的應(yīng)用層IPv6技術(shù)200820072006200520092002200320042010智能電網(wǎng)互操作框架Page18M2M有關(guān)的國際標準在過去5年內(nèi)發(fā)展迅速，尤其是美國的標準組織（IEEE、IETF等）在物理層、IP等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先。最近歐洲標準組織（3GPP、ETSI）逐漸開始加大關(guān)注，進入2009年ETSIM2M成立，3GPP成立SA2以及RAN的標準研究課題，IEEE802.16成立16p和16n工作組，標志著世界主流無線通信標準組織正式全面開始M2M標準工作。SA1M2M(TR22.868)場景/計費/安全/尋址17需求對比Subscribersin2010Subscribersin2020CoverageWorkingTimeBandwidthrangeH2H5B7Burban+ruralbusyhour（non-sleepingtime)Kbps~MbpsKbpsMbpsM2M100M50Bnationwide7*24bps~Gbps3GPPM2MRAN愿景Page19需求對比Subscribersin2010Subscri18提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準標準組織3GPP標準進展IEEE802標準進展智能電網(wǎng)其它標準M2M技術(shù)趨勢Page20提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場標準組織M2M技術(shù)趨勢Page219OverviewoftheimpactofM2M

Networkissues

Network loadOptimizationforM2Mtraffic?MOOnly?LowMobility?InfrequentTransmission?GroupBased?SmallDataTransmission

LLargeamounttoff M2Mdevice

?ID

?Overload

M2MOthers?Networkarchitecture?subscription?Securityandaccounting

Terminalissue Terminalrequirements

?lowpower

?PriorityAlarm

?MTCMonitoring(safety)

?Remotedevice management

?Networkprovided destinationforuplinkdata Adaptationto M2MapplicationsPage21OverviewoftheimpactofM2M 20MTC應(yīng)用特征說明LowMobility低移動性TimeControlled業(yè)務(wù)和時間相關(guān)，例如抄表TimeTolerant對時間不敏感，可以容許適當延遲PSonly只通過PS域提供M2M業(yè)務(wù)Onlinesmalldatatransmission永遠在線的少量數(shù)據(jù)傳輸Offlinesmalldatatransmission在少量數(shù)據(jù)傳輸之外的時間，終端可以去激活MOonly由終端發(fā)起業(yè)務(wù)InfrequentMT網(wǎng)絡(luò)偶爾會發(fā)起業(yè)務(wù)（push）MTCmonitoring監(jiān)控終端狀態(tài)OfflineIndicationMTCServer感知終端離線JammingIndicationMTCServer感知終端被屏蔽PriorityAlarmMessage(PAM)網(wǎng)絡(luò)需要保證PAM消息優(yōu)先傳輸ExtraLowPowerConsumption終端低功耗保證SecureConnection終端和服務(wù)器之間安全的連接LocationSpecificTrigger網(wǎng)絡(luò)根據(jù)位置觸發(fā)終端發(fā)起業(yè)務(wù)（上報狀態(tài)等）GroupBasedMTCfeatures針對群組管理的特性，例如群組QoS等3GPP——NIMTCRequirementsPage22MTC應(yīng)用特征說明LowMobility低移動性Time21SpecTitleFocusCreationPublicati onCurrent StatusSA1TR22.868StudyonFacilitatingMachinetoMachineCommunicationin3GPPSystemsTypicalUsecase,Handlinglargenumbersofterminals,Charging,Security,Addressing.2005.112008-03R8CompletedSA3TR33.812FeasibilityStudyonRemotemanagementofUSIMapplicationonM2MEquipmentSecuritysolutionssignallingprocedures2007.112009.12R9CompetedSA1TS22.368Servicerequirementsqformachine-typecommunicationsCommonServiceRequirements:qAddressing,gIdentifiers,Charging,ggSecurityandspecificservicerequirementssuchasLowMobility,TimeControlled.2008.072010.03R10CompletedSA2TR2323.888888ArchitecturalEnhancementsformachinemachine-typetypecommunicationsloweroperationalcostsreducetheimpactandeffortofhandlinglargemachinetypecommunicationgroupsstimulatenewmachine-typecommunicationapplications2009.092011.03R1025%SA3TR33.xxxSecurityaspectsofMachine-TypeCommunicationsSecurityaspectsofMachine-TypeCommunications2009.112010.09R1010%CTxTS2x.xxxStage3forNetworkImprovementsforMachine-TypeCommunicationsCT1partofStage3forNetworkImprovementsforMachine-TypeCommunications2010.042011.03R10JustStarted3GPP——SpecificationsSpecTitleFocusCreationPublicat22SpecTitleFocusCreationPublicationStatusRANTR3737.868868RANImprovementsforMachine-typeCommunicationsStudytrafficcharacteristicstypicalfordifferentM2Mapplicationsthatareusingmachine-typecommunicationsbasedontheSA1requirementsanddefinenewtrafficmodelsbasedonthesefindings2009.092010.12R1030%GERANTR45.8/9xyGERANImprovementsforMachine-typeCommunicationsStudyGERANenhancementsforGERANtoimprovethesupportforMTCconsideringtheirspecificrequirementsandoptimisationcategoriesidentifiedbySA12009.112010.09R1010%SA1TR22.9xyStudyyonAlternativestoE.164forMachine-TypeCommunicationsDetermineanalternativetoE.164foridentifyingygindividualdevicesandroutemessagesbetweenthosedevices2010.012010.12R1110%SA1TR2222.8xy8xyStudyonenhancementsforMachineMachine-TypeTypeCommunications(MTC)StudyNetworkimprovementsforMTCDevicetoMTCDevicecommunicationsviaoneormorePLMNs(direct-(directmodecommunicationbetweendevicesisoutofscope),etc.AlignalsowithETSITCM2Mwork.2010.042011.06R11JustStartedSA1/2/3TR22/23.xyzSystemImprovementstoMachine-TypeCommunicationsStage1/2/SecurityEnhancementstoRel-10FeatureUID_410031(NetworkImprovementsforMachineTypeCommunications)basedonRel-11StudyonenhancementstoMTC2010042011.12R11JustStartedPage24SpecTitleFocusCreationPublicat232G,3Gor4G?CurrentlymostofM2Misusing2Gduetocostconcern,buttheyarelowefficiencyandlowprofileTheM2Mmodulecostisusuallyonlybetween1%to14%theoverallcostofownership3G/4Gprovidemorenetworkefficiencyandlowercost,highermarginthan2G.3G/4Gchipisgettinglowerwiththerapidgrowthofhandset.3G/4Ggivemoreopportunitiesfornewhighvalueapplications,suchaspubicsafety,emergency,signage.4GLTE’ssglobaldominancewillhelpform2mglobaldeploymentwithlowcost.USoperatorfocusonpromoting3G/4GforM2M.2G,3Gor4G?Currentlymosto24提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準標準組織3GPP標準進展IEEE802標準進展智能電網(wǎng)其它標準M2M技術(shù)趨勢提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場標準組織M2M技術(shù)趨勢25IEEE802——Organization

IEEEStandardsAssociation

StandardsActivitiesBoard

Sponsor

IEEE802LocalandMetropolitanAreaNetworks(LMSC)SponsorSponsorSponsor

802.3CSMA/CD Ethernet

802.11Wireless WLAN

802.19Co-existence TAG

802.15 Wireless Personal AreaNetworks

802.17Resilient Packet Ring

802.18 RadioRegulatory TAG

802.16 WirelessBroadband Access

802.1 Higher Layer LANProtocols

802.23Emergency Services

802.20 MobileBroadband Wireless Access

802.21 MediaIndependent Handoff

802.22 Wireless Regional AreaNetworksIEEE802——Organization IEEE26短距離無線技術(shù)全景短距離無線技術(shù)全景27IEEE802.15——workinggroupactivitiesIEEE802.15——workinggroupa28sizeCellIEEE802——Mergingstandards

10km 1km100m802.16p10m802.11ah (<GHz)802.15.4TV802.15.4k802.15.4g100kbit/s1Mbit/s10Mbit/s

Transmissionrate10kbit/s100Mbit/s1kbit/s1Gbit/ssizeCellIEEE802——Mergingst29關(guān)鍵技術(shù)和主要標準關(guān)鍵技術(shù)研究物理層：低功耗收發(fā)機MAC層：大容量/低功耗信道接入、定向信道接入、節(jié)能優(yōu)化、QoS管理、時間同步組網(wǎng)：低功耗路由、海量編址、地址管理、拓撲控制應(yīng)用與業(yè)務(wù)：能源、電信增值業(yè)務(wù)、定位安全：輕量級安全系統(tǒng)性技術(shù)：電源聯(lián)合優(yōu)化、干擾檢測與避免一些相關(guān)標準ZigBeeAlliance;BluetoothSIG;WiFiAlliance;IrDA;TransferJet;WirelessHD;WigigIEEE802.15:TG3c-mmWave;TG4-lowrateWPAN;TG6-WBAN;TG7-VisualLightCommIEEE802.11國內(nèi)標準：CCSATC5WG3&TC10；WGSN關(guān)鍵技術(shù)和主要標準關(guān)鍵技術(shù)研究物理層：低功耗收發(fā)機一些30Zigbee——WorkingGroupsZARC：技術(shù)最高決策機構(gòu)

Commercial Building Automation ZigBeeGatewayMSC：市場最高決策機構(gòu)

TaskGroups：LPR

（低功耗路由）、

Batteryless（無電池 特性）、OTA（空中 升級）、Profile Interoperability（協(xié)議棧和應(yīng)用互操作）、

Security Program Management

CoreStacks Group Home Automation HealthCareSmartEnergy CBAVertical HAVerticalSEVerticalHCVertical

ZigBee Qualification GroupTelecomService Retail Automation TSVertical RAVerticalEUStudyGroupMarketingWorkingGroupMarCom各種應(yīng)用都有對應(yīng)的市場小組RF4CESteeringCommittee：RF4CE協(xié)議棧和應(yīng)用相關(guān)技術(shù)和市場決策Zigbee——WorkingGroupsZARC：技術(shù)最31ZigBeeprotocolstack

ZigBeeClusterLibrary

ApplicationProfiles：Smart

Remote ControllZigBeeRF4CE

Energy、HomeAutomation、

CommercialBuilding Automation、HealthCare、

TelecomService、Retail AutomationZigBee2004/2006/2007（NWK/APP/SEC）正在制定包括低功耗路由和無電池等特性的新版本SmartEnergy2.0 ZigBeeIP

（6LoWPAN/RO LL/6LoWAPP）ZigBee網(wǎng)關(guān)規(guī)范ZigBee網(wǎng)橋規(guī)范應(yīng)用規(guī)范高層協(xié)議棧IEEE802.15.4（PHY&MAC）底層協(xié)議棧*藍色字體為已發(fā)布ZigBeeprotocolstack Remote E32R物聯(lián)網(wǎng)的一些另類應(yīng)用RInternet自動喂貓機：自動喂食，或者發(fā)送遠程指令喂食，并報告狀態(tài)。也可通過移動設(shè)備遠程監(jiān)視（跟CISCO交換機的連接或可換成短距無線的連接）浙大飲水機娘：通過攝像頭識別飲水機顏色，通知電腦水開沒開的狀態(tài)，電腦發(fā)送微博。下一版本增加壓力傳感器，感應(yīng)是否需要換水

Internet北郵計算中心考勤微博君：按照預(yù)設(shè)的時間，遲到早退來得早走得晚都會發(fā)送一條微博真實版的開心農(nóng)場：借助各種環(huán)境傳感器、攝像頭可以用移動終端、PC等監(jiān)視作物的生長環(huán)境和狀態(tài)，并發(fā)送灌溉、喂食、施肥、收割等指令R物聯(lián)網(wǎng)的一些另類應(yīng)用RInternet自動喂貓機：自浙大飲33原型和試驗網(wǎng)（I）

V1.0ZigBeeMobilePhone(WinMobile6.5，ZigBee/GPRS)

V2.0

ZigBeeGateway(ZigBee/WiFi/TD-SCDMA,supportingUSBextension)ZigBeeRouterZigBeeSensor

ZigBeeSDCard+AndroidMobilePhoneZigBeeRouterandSensor (ZigBee2007)ZigBeeGateway(ZigBee/WiFi/Ethernet)ServicePlatformServicePlatform原型和試驗網(wǎng)（I） V1.0 V2.0ZigBeeRou34原型和試驗網(wǎng)（II）

基于位置的信息服務(wù)

?基于WSN技術(shù)用戶實現(xiàn) 用戶定位

—GPS成本太高，且難 以室內(nèi)定位

—蜂窩基站定位精度不 高，影響用戶體驗

?大型室內(nèi)空間（如商場、 展廳、停車場等）內(nèi)的 定位導(dǎo)航和基于用戶位 置的信息推送

實施情況

?網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：200+節(jié)點

?部署地點：無錫國家物 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用展示中心

?已完成布網(wǎng)和調(diào)試原型和試驗網(wǎng)（II）35原型和試驗網(wǎng)（III）

機房環(huán)境監(jiān)控

?維持機房內(nèi)設(shè)備的正常工作環(huán)境。 包括能源、環(huán)控、安防、溫控等 子系統(tǒng)

?機房內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)基于ZigBee技術(shù)

—降低通信線布線維護成本

試驗網(wǎng)環(huán)境

網(wǎng)管服務(wù)器網(wǎng)關(guān)

WSN相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

?WSN規(guī)模化組網(wǎng)技術(shù)

?WSN網(wǎng)絡(luò)低功耗運行技術(shù)

?多網(wǎng)關(guān)冗余/流量均衡技術(shù)

?高效、可視化的網(wǎng)絡(luò)管理

實時收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)

及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常

方便的網(wǎng)絡(luò)維護

實施計劃&進展

?網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：200+節(jié)點?部署地點:深圳華為基地機房

?已完成布設(shè)調(diào)試原型和試驗網(wǎng)（III） 試驗網(wǎng)環(huán)境 網(wǎng)管服務(wù)器 W36MFRONTENDMULTIMODALFpplicationRemoteAp原型和試驗網(wǎng)（IV）與TelecomItalia的e-healthfield trial合作：24/7hospital monitoring

Webapplication(http://...)fordoctorstoaccessusers’data activitiesZigBeemobile phone Dangerousalarm

TelecomItaliaplatformforGPRS

httpshealthcareapplicationshttpsStepcount

https://...Remoteplatformfordatastorage,users’Sensornodes(onthebeltandonthe knee,with3Daccelerometers)profiling,thresholdmanagementand more…PilotapplicationinaphysicalrehabilitationunitintoahospitalclosebyTurin,Italy.MFRONTENDMULTIMODALFpplicatio37提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準標準組織3GPP標準進展IEEE802標準進展智能電網(wǎng)其它標準M2M技術(shù)趨勢提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場標準組織M2M技術(shù)趨勢38SmartGrid——NIST’sactivities

電力運營商?？刂齐? 力的流向。 業(yè)務(wù)提供商。向用戶 或電力公司提供業(yè)務(wù) 的公司或機構(gòu)。電力的最終用戶。用戶不但可以用電，也可以自己發(fā)電、存儲和管理電力批發(fā)商。自己發(fā)電或存儲從別人那里批發(fā)來的電力，囤積待售。能源的使用。傳統(tǒng)上將用戶劃分為三種類型：家庭用戶、商業(yè)用戶和 工業(yè)用戶。長途電力傳送的運營商。 也有集成發(fā)電和存儲功 能的。電力分發(fā)商。向用戶分發(fā)電力或收集用戶發(fā)的電。也有集成發(fā)電和存儲功能的。SmartGrid——NIST’sactivitie390MeterUpgradeabilityStandard1RoleofIPintheSmartGrid2WirelessCommunicationsfortheSmartGrid3CommonPriceCommunicationModel4CommonSchedSchedulinglingMechanism5StandardMeterDataProfiles6CommonSemanticModelforMeterDataTables7ElectricStorageInterconnectionGuidelines8CIMforDistributionGridManagement9StandardDRSignals10StandardEnergyUsageInformation11CommonObjectModelsforElectricTransportation12IEC61850Objects/DNP3Mapping13TimeSynchronization,yIEC61850Objects/IEEEC37.118Harmonization14TransmissionandDistributionPowerSystemsModelMapping15HarmonizePowerLineCarrierStandardsforApplianceCommunicationsintheHome16WindPlantCommunications17FacilitySmartGridInformationStandardSmartGrid——NIST’sPriorityActionPlan0MeterUpgradeabilityStandard40SmartGrid——SGIPandOpenSGSGIP發(fā)布NISTFrameworkandRoadmapforSmartGridInteroperabilityStandards(R1.0)OpenSG屬于UCAIug，成員包含大型能源供應(yīng)商，能源運營商和IT公司致力于智能計量網(wǎng)絡(luò)(AMI)和DemandResponse解決方案。SmartGrid——SGIPandOpenSG41SmartGrid——EU

Background: Afragmentedelectricitymarket.Deregulation ofelectricityinsomeECstates Vision: Startwithasmartmeteringinfrastructurethen extendtoasmartgridnetworkRemoteMeterConsumptionManagement

SmartMeteringSmart HomeAwareness

DemandResponseSmartGridsEG1:FunctionalitiesofSmartGridsandSmartMeters.EG2:Regulatoryrecommendationsfordatasafety,datahandling&dataprotectionEG3:RolesandresponsibilitiesofactorsinvolvedinthedeploymentofSmartGridSmartGrid——EURemoteMeterCo42SmartGrid——Recentprogress“FirstWave”(2007–2010inNorthAmerica,Europe)IntroducedSmartMeters,AMI,someDistributedEnergyResources(DERs,e.g.PV)atnetworkedgePromiseofresidentialdemandresponse,plug-invehicleintegration(butstillintrials)Nointegrationwithutilityoperations(inparticular,distributionSCADA)“SecondWave”(begins2011,worldwide)ExtensibleinfrastructureforcriticalutilityoperationsSupportinghighlevelofDERpenetrationandsystemsintegrationCommunicationsfocus:high-reliabilityFieldAreaNetwork,M2Mapplications,morehierarchical/distributedcontrolSmartGrid——Recentprogress43IndustryCanadaconsiders30MHz(1.8~1.83GHz)formanagementandoperationforSmartGridUSisconsidering14GHzaswellIEEE802.16ntoaddresshigherreliabilityrequirementsforsmartGridapplicationssuchasmonitoringandcontrolofgeneration,transmission,distributionandconsumptionofenergyresourcesIEEE802.15.4gtoprovideglobalstandardthatffacilitatesverylargescaleprocesscontrolapplicationssuchastheutilitysmart-gridnetworkIEEE802.15.4TVIEEE802.11SmartGrid/ahIEEEP2030TodevelopguideforSmartGridInteroperabilityofenergytechnologyandICTwiththeElectricPowerSystem(EPS)andEnd-UseApplicationsandLoads.TF1:PowerEngineeringTechnology,TF2:InformationTechnology,TF3:CommunicationsTechnologyETSIM2MDevelopshorizontalarchitectureforM2MapplicationsincludingsmartmeteringPage4545IndustryCanadaconsiders3044SmartGrid——M2MstructuremappingSmartGrid——M2Mstructurema45智能能源管理系統(tǒng)R

EnergyPlatform微電網(wǎng)Microgridmgmt智能能源管理是融合自動抄表、智能家電管理、新能源微電網(wǎng)在內(nèi)的一項系統(tǒng)性業(yè)務(wù)，屬于智能電網(wǎng)的末梢部分UtilityAMI Network

EnergyGateway

EnergyServices Portal(ElectricMeterorGateway)

Meterreading

Programmable Communicating Thermostat(PCT)In-Home Display

Energyusage managementSSmarttappliance

Energyend deviceZigBeeHAN

HVACSystemLoadControlMobile PhoneDevice

Loadcontrol Demandresponse智能能源管理系統(tǒng)R Energy微電網(wǎng)Microgridm46應(yīng)用案例：BritishGas

?英國最大能源供應(yīng)商，根據(jù)DECC

（DepartmentofEnergyand ClimateChange）的計劃（更新全 英國5千萬個電和氣表），實現(xiàn)電 表氣表智能化，通信提供商由第三 方機構(gòu)選擇。

?BG跟VDF（WAN）、Landis+Gyr

（HAN）、Trilliant（software）、

OSIsoft（holdmeterdata）合作。

?按BG企標規(guī)定，WAN遵循GPRS、

DLMS，支持roamingSIM，HAN

遵循ZigBee，支持OTA

?HAN設(shè)備包括智能電表、氣表、 能源網(wǎng)關(guān)、in-homedisplay應(yīng)用案例：BritishGas47應(yīng)用案例：Energy@Home

Electrolux的智能洗衣機能顯示電價信息意大利家庭能源管理合作項目，提供家庭電器能耗數(shù)據(jù)顯示、分析、控制等功能，涉及到能源供應(yīng)商、電信運營商和家電廠商通過云接觸到歷史能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用案例：Energy@Home意大利家庭能源管理合作項目，48Page50

Smartmeteringprojectgooglemap/maps/ms?ie=UTF8&hl=en&msa=0&msid=115519311058367534348.0000011362ac6d7d21187&ll=53.956086,14.677734&spn=23.864566,77.519531&z=4&om=1red=electricity,green=gas,blue=waterandtriangle=trialorpilotwherecircle=projectPage50 Smartmeteringproject49發(fā)展趨勢I：低功耗大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸：節(jié)能需求；大規(guī)模電源維護制約符合歷史發(fā)展趨勢：ZigBee2007-〉ZigBeeGreenPower（無電池特性）；藍牙V3.0-〉+低功耗藍牙；WiFi-〉低功耗WiFi（實現(xiàn)和研究，暫無新標準）關(guān)鍵技術(shù)點物理層：功能精簡，低功耗架構(gòu)；低峰均比常包絡(luò)調(diào)制；自適應(yīng)參數(shù)；低功耗接收機MAC層：休眠-喚醒機制；非持續(xù)監(jiān)聽的高效隨機信道接入；低功耗移動切換網(wǎng)絡(luò)層：低功耗路由；能耗指標的路由電源聯(lián)合優(yōu)化：考慮供電曲線時序的通信協(xié)議芯片設(shè)計：低靜態(tài)功耗；降低狀態(tài)切換時間；低動態(tài)功耗功耗模型：PHY能耗模型，MAC能耗模型。根據(jù)業(yè)務(wù)模型、應(yīng)用場景、網(wǎng)絡(luò)密度來估算功耗發(fā)展趨勢I：低功耗大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸：節(jié)能需求；大規(guī)模電源維50發(fā)展趨勢II：大容量單網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目需求增長：物“聯(lián)”網(wǎng)的需求藍牙：每個網(wǎng)絡(luò)8個活躍節(jié)點WiFi：實際網(wǎng)絡(luò)最多包含上百個節(jié)點ZigBee：每個網(wǎng)絡(luò)理論最多超過60000節(jié)點，實際最多達數(shù)百個節(jié)點密度需求增長：龐大的節(jié)點數(shù)量按照WWRF的估計，到2020年，地球上平均每平方千米超過1萬個通信設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)點MAC層：大容量信道接入網(wǎng)絡(luò)層：海量地址管理；大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)展趨勢II：大容量單網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目需求增長：物“聯(lián)”網(wǎng)的需51發(fā)展趨勢III：高帶寬不斷追求更高帶寬一直以來都是通信的一個主要發(fā)展方向，但在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用當中可能不是最主要的方向（對更高層次的網(wǎng)絡(luò)可能是一個主要方向，因為匯聚速率高）藍牙V1.x-〉V2.x-〉3.x：峰值速率1Mbps-〉2或3Mbps-〉最大54MbpsWirelessHDV1.0-〉V1.1：峰值速率5.28Gbps-〉28GbpsWiFi/IEEE802.11-〉11b-〉11g-〉11n：2Mbps-〉11Mbps-〉54Mbps-〉600Mbps更高帶寬的應(yīng)用不斷出現(xiàn)：文字（1kbps）-〉語音（10kbps）-〉圖像（100kbps）-〉視頻（1Mbps）-〉高清視頻（100Mbps）-〉虛擬現(xiàn)實（1Gbps）云計算和海計算進一步刺激了帶寬的需求：協(xié)同處理大大增加Page53發(fā)展趨勢III：高帶寬不斷追求更高帶寬一直以來都是通信的一52發(fā)展趨勢IV：新頻段無線技術(shù)的黃金時代優(yōu)質(zhì)頻譜數(shù)量稀少：衰減小、吸收少（大氣吸收、雨衰等）各地區(qū)協(xié)調(diào)難度大一些新頻段：空白頻譜：舊瓶裝新酒。54~862MHz。共存和干擾檢測是關(guān)鍵超寬帶：頻譜利用的新角度。毫米波：超級寬帶（10Gbps）的第一次突破。60GHz頻段THz：超級寬帶寬。0.1~10THz。頻譜規(guī)則仍待討論紅外：“非吳下阿蒙”。GigaIR可見光：通信跟照明結(jié)合的新思維。Page54發(fā)展趨勢IV：新頻段無線技術(shù)的黃金時代空白頻譜：舊瓶裝新53提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域及標準標準組織3GPP標準進展IEEE802標準進展智能電網(wǎng)其它標準M2M技術(shù)趨勢Page55提綱M2M產(chǎn)業(yè)與市場標準組織M2M技術(shù)趨勢Page554Page56Page5655StandardsStatusFocus6LowPAN(INT)RFC4944&4919aboutoverviewandprotocoladaptation;·SeveraldraftsaboutHeaderCompression,ND,security,mobilitymanagement,etc..TransmissionofIPv6packetsoverIEEE802.15.4Networks,includingProtocolsimplification,Routing,NDoptimization,Security,etc..ROLL(RTG)RFC5548&5673aboutUrbanandIndustrialRequirementsinLowPowerandLossyNetworks;·SeveraldraftsaboutRoutingMetrics,protocoldesign,homeautomationetc..TheWorkingGroupisfocusedonIPv6routingissuesforLLNScenariosincludingindustrialmonitoring,buildingautomation,connectedhomes,healthcare,environmentalmonitoring,urbansensornetworks(e.g.SmartGrid),assettracking.

CoRE(APP)

（Constrained RestfulEnvironments）BOFatIETF#76(2009.11),WGapprovedat2010.03Severaldraftsproposede.g.CoAPApplicationlayerprotocolforconstrainedobjectssuchasWSN.Protocol,Encoding,ServiceDiscovery,SecurityOthers——M2MrelatedWGsPage57StandardsStatusFocus6LowPAN(IN56Others——OGC:sensorwebenablementDiscoveryofsensors,observations,anddprocessesDeterminationofasensor’scapabilitiesandanobservation’sreliabilityAccesstoparametersandprocessesthatallowon-demandprocessingofobservationsRetrievalofreal-timeortime-seriesobservationsinstandardencodingsTaskingofsensorsandsimulatorstoacquireobservationsofinterestSubscriptiontoandpublishingofalertsbasedonsensororsimulationobservationsPage58Others——OGC:sensorwebenab57SensorModelLanguage(SensorML)modelsandschemafordescribingsensorcharacteristics(geolocation,response)ObservationsandMeasurementsSchema(O&M)modelsandschemaforencodingsensorobservationsTransducerModelLanguage(TransducerML)XMLprotocolforstreamingdataclustersfromtransducers(sensors,transmitters,actuators)SensorObservationsService(SOS)accesssensorinformation(SensorML)andsensorobservations(O&M)SensorPlanningService(SPS)tasksensorsorsensorsystemsSensorAlertService(SAS)publishingandsub-scribingtoalertsffromsensorsWebNotificationServices(WNS)asynchronousnotificationofsensorevents(tasks,observationofphenomena)Page59SensorModelLanguage(Sensor58oneM2MoneM2M是中立(地區(qū)性和行業(yè))的全球化M2M標準組織M2MServicesandApplicationseHealthSGeCityITS… 2012年3月成立，吸引垂直行業(yè)的直接參與是其與傳統(tǒng)電 信標準組織最大差別。

7SDOs:ETSI(EU),TIA(US),ATIS(US),CCSA(CN),

ARIB(JP),TTC(JP),TTA(KR)3Verticals:ESMIG(Meter),HGI(Home)，CCC(Car)ServiceControl&Enabler CoreNetwork AccessNetworkM2MGatewayM2MAreaNetworkoneM2MM2MDevicesM2MDevices各個標準組織將保留對于所在區(qū)域特定M2M需求的開發(fā)，oneM2M是全球M2M

標準化組織，開發(fā)通用M2M需求，OneM2M標準是“粘合劑”+行業(yè)適配開發(fā)初期標準化范圍將側(cè)重平臺和中間件，以ETSIM2MR2+部分垂直行業(yè)適配為主。Page60oneM2MoneM2M是中立(地區(qū)性和行業(yè))的全球化M5920112012JULAUGSEPOCTDECJANFEBMARAPRMAYJUNJULAUGSEPOCTSDO Seoul,21Jul 17-18Aug

VirtualReachoutto

DecM1:“Soft

SDO Tokyo,Launch” M2:28-29 Final M4:g OfficialgPrep

M5M5: start

Group

PrepWG

Plenary

M2MM6:OneM2M醞釀與成立20112012JULAUGSEPOCTDECJANFEBM60oneM2M標準進展TP1制定目標：2013年底前完成oneM2Mrelease1（最小可部署版本）確立了WG1（需求）和WG2（架構(gòu)）的工作范圍、召集人，討論了其它待設(shè)置WG的范圍，包括“協(xié)議組（ProtocolWG）”、“安全組（SecurityWG）”、“管理組（ManagementWG）”、語義組（SemanticsWG）“、“終端組（DeviceAspectsWG）”等。明確TP#2（2012年12月）之前主要是通過電話會議對現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)入和分析，TP#3（2013年2月）完成初始需求的識別，之后再啟動正式的架構(gòu)等規(guī)范制定。TP2TP（技術(shù)全會）主席（高通PeterNurse）和副主席(三星YongChang，KDDI的NickYamasaki，Cinterion的JoachimKoss）選舉。協(xié)議WG、安全WG和管理WG的ToR（研究范圍）獲得通過。安全組和管理組在TP#2和TP#3之間開始“軟啟動”，TP#3成立。協(xié)議組的啟動將推遲到TP#4或以后。安全組的co-moderators為Oberthur和Gemalto；管理組的co-moderators為FT和華為。用例收集成型，通過了一個需求（M2M設(shè)備與業(yè)務(wù)之間要能通信）。對架構(gòu)進行了初步討論，重點在各標準組織（本次會議主要是ETSI和TIA）已有的業(yè)務(wù)層架構(gòu)融合方法論（輸出一個框架）及業(yè)務(wù)層與3GPP的互通。Page62oneM2M標準進展TP1制定目標：2013年底前完成o61

oneM2M友商情況

OneM2M的倡導(dǎo)者，將業(yè)務(wù)平臺看作M2M的控制點，通過業(yè)務(wù)層的拉通降低芯片開發(fā)成本。

2011年爭得ETSIM2MWG3主席職位，oneM2M籌備委員會成員，最近裁員。長期擔任ETSIM2M的TC副主席，實際主導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計，除華為外最積極推動OneM2M的公司。 在oneM2M籌備中非?；钴S，是oneM2M籌備委員會成員。

ETSIM2M投入力度大，WG2主席，M2Mworkshop有平臺演示。 三星在ETSITCM2M投入大，代表TTA主持OneM2M的籌備會議。

M2M模塊廠商，TCM2M副主席職位，WG4主席職位，在oneM2M籌備中很活躍。 oneM2M友商情況62oneM2M行業(yè)用戶情況2012年7月BroadbandForum(BBF)以觀察員身份參 加第一次oneM2M籌備會。

2012年7月ContinuaHealthAlliance以觀察員身份 參加第一次oneM2M籌備會。

2012年7月HomeGatewayInitiative(HGI