1、物联网技术与应用第一章 物联网概述物联网的起源、发展及相关概念物联网的体系架构物联网标准化目 录C o n t e n t s03（1）物联网的起源、发展和相关概念（2）物联网的体系架构组成。（3）物联网标准化的意义和现状。0201物联网（Internet of Things，简称IoT）被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，它是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。目前，物联网已经成为国家战略性新兴产业中信息产业发展的核心领域，将成为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施，也关系到未来国家物理基础设施的安全利用。物联网融合了半导体、
2、传感器、计算机、通信网络等多种技术，将成为信息产业发展的新制高点。美国IHS公司预测全球物联网设备的安装基数将从2015年的154亿美元增长到2020年的307亿美元。2025年，这一数字更将达到754亿美元。美国麦肯锡公司估计，2020年物联网市场总规模将达37亿美元，达到32.6%的年复合增长率。2025年之前，物联网的潜在经济影响力为2.7万6.2万亿美元。因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的产业，其市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等。1.1 物联网的起源、发展及相关概念 物联网的起源和发展1998年，美国麻省理工学院（MIT）创造性地提出了 当 时 被 称 为 E P C（
3、Electronic Product Code，产品电子编码）系统的物联网构想。1995年，比尔盖茨在未来之路中，已经提及物物互联的构想，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。0102031999年在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出了“物联网（Internet of Things）”这一概念1999年，美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出了结合EPC、射频识别（RFID）和互联网技术，构建一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of Things”（简称物联网）。随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。2
4、005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网。欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）于2008年5月在物联网2020（Internet of Things in 2020）报告中分析预测了未来物联网的发展阶段。2009年1月28日，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，建议奥巴马新政府投资新一代的智慧型基础设施，作为经济振兴战略。010203物联网1.1 物联网的起源、发展及相关概念韩国通信委员会于2009年出台了物联网基础设施构建基本规划，该规划是在韩国政府之前的一
5、系列RFID/USN（传感器网络）相关计划的基础上提出的，目标是要在已有的RFID/USN应用和实验网条件下构建世界最先进的物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网推广环境等。2009年，日本政府IT战略本部制定了日本新一代的信息化战略i-Japan战略2015，该战略旨在到2015年让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落，聚焦电子政务、医疗保健和教育人才三大核心领域，激活产业和地域的活性并培育新产业，以及整顿数字化基础设施。2009年，欧盟执委会发表题为“Internet of ThingsAn action plan for Europe”的物联网行动方案，描绘了物
6、联网技术应用的前景，并提出要加强对物联网的管理、完善隐私和个人数据保护、提高物联网的可信度、推广标准化、建立开放式的创新环境、推广物联网应用等行动建议。1.1 物联网的起源、发展及相关概念2009年11月3日，温家宝总理向首都科技界发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话，再次强调科学选择新兴战略性产业非常重要，并指示要着力突破传感网、物联网等关键技术。2010年，物联网首次被写入我国政府工作报告，这一年也被称为中国物联网元年。2009年8月7日，国务院总理温家宝在无锡视察时发表重要讲话，明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心，提出“感知中国”的战略构想。1.1 物联网
7、的起源、发展及相关概念2011年11月28日，工业和信息化部发布了物联网“十二五”发展规划010203042013年2月5日，国务院出台关于推进物联网有序健康发展的指导意见2013年9月5日，国家发改委等部门联合印发物联网发展专项行动计划2015年5月19日，国务院发布中国制造20251.1 物联网的起源、发展及相关概念提示根据我国工业和信息化部公布的数据，2015年我国物联网产业规模达到7 500亿人民币，预计到2020年，物联网产业规模将达到万亿人民币。目前，发展物联网已经成为各国的重要发展战略，同时，全球物联网市场规模也在不断扩大。预计到2018年，全球具备联网及感测功能的物联网市场规模
8、将超过千亿美元。20132018年全球物联网市场规模及增速（数据来源IC Insights）1.1 物联网的起源、发展及相关概念 物联网的相关概念1999年，美国麻省理工学院的专家们认为，物联网就是将所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的网络。2005年，国际电信联盟对“物联网”的含义进行了扩展，认为信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而万物的连接就形成了物联网，即物联网是对物体具有全面感知能力，对信息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。全面感知、可靠传送和智能处理是物联网的特征。1.1 物联网
9、的起源、发展及相关概念1.1 物联网的起源、发展及相关概念物联网战略研究路线图研究报告物联网是未来Internet的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。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。我国学者物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种装置与互联网结合成一个全新的巨大网络，将现有的互联网、通信网、广电网及各种接入网和专用网连接起来，实现智能化识别和管理。我国政府工作报告物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，
10、进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。提示物联网目前还没有一个明确、统一的定义，一方面说明了物联网的发展还处于探索阶段，不同背景的研究人员、设备厂商、网络运营商都是从各自的角度去构想物联网的发展状况，对物联网的未来缺乏统一而全面的规划；另一方面也说明了物联网不是一个简单的技术热点，而是一个融合了感知技术、通信与网络技术、智能运算技术的复杂信息系统，人们对它的认识还需要一个过程。国内普遍引用的物联网定义为：通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理
11、的一种网络。1.1 物联网的起源、发展及相关概念可靠传输即通过各种电信网络与互联网的融合，实现对数据和信息实时准确地传输；智能处理即利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。l 全面感知即利用传感器（网络）、RFID等随时随地获取对象信息；1.1 物联网的起源、发展及相关概念1传感网1.1 物联网的起源、发展及相关概念传感网是传感器网络（Sensor Network）的简称，最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局（DARPA）开始资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目。当时此概念局限于由若干具有无线通信能力
12、的传感器节点自组织构成的网络。1.1 物联网的起源、发展及相关概念传感网是指随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的具有无线通信与计算能力的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网络。传感网的节点间距离很短，一般采用多跳（Multi-hop）的无线通信方式进行通信。传感网可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到互联网，使用户可以远程访问。传感网是以感知为目的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进
13、行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，从而真正实现“无处不在的计算”理念。2泛在网泛在网来源于拉丁语Ubiquitous，是指无所不在的网络，又称泛在网络。泛在网络（Ubiquitous Network）的概念是由美国施乐公司的Mark Weiser在1991年首先提出的。泛在网络概念的提出对信息社会产生了革命性的变革，在观念、技术、应用、设施、网络、软件等各个方面都将产生巨大的变化。与泛在网络相关的战略计划最早在日本和韩国发起，日韩给出的泛在网络定义为：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基础设施武装而成的技术社会形
14、态。根据这样的构想，泛在网络将以“无所不在”“无所不包”“无所不能”为基本特征，帮助人类实现“4A”化通信，即在任何时间（Anytime）、任何地点（Anywhere）、任何人（Anyone）、任何物（Anything）都能顺畅地通信。提示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发展的理想状态和长期愿景。1.1 物联网的起源、发展及相关概念新型光通信分组交换互联网管控网络测量和仿真多技术混合组网泛在网络在网络层的关键技术1.1 物联网的起源、发展及相关概念无所不在的终端单元无所不在的基础网络无所不在的网络应用泛在网的构建依赖3个实体层的存在和互动。1.1 物联网的起源、发
15、展及相关概念3物联网、传感网和泛在网的关系物联网、传感网和泛在网都是信息技术不断发展的结果，其目的是更加方便地为人们提供方便、快捷的数据服务，从更小的细节完善人们的需求。其实，物联网、传感网和泛在网的概念来源不同，内涵虽有所重叠但强调的侧重点不同。未来泛在网、物联网和传感网各有定位，传感网是泛在网和物联网的组成部分，物联网是泛在网发展的物联阶段，通信网、互联网和物联网之间相互协同融合是泛在网发展的目标。传感网最主要的特征是利用各种各样的传感器加上中低速的近距离无线通信技术。物联网将解决广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的联网问题，它采用各种不同的技术把物理世界的各种智能物体、传感器接
16、入网络。1.1 物联网的起源、发展及相关概念物联网通过接入延伸技术，实现末端网络（个域网、汽车网、家庭网络、社区网络、小物体网络等）的互联来完成人与物、物与物之间的通信。在这个网络中，机器、物体和环境都将被纳入人类感知的范畴，利用传感器技术、智能技术，所有的物体将获得生命的迹象，从而变得更加聪明，实现了数字虚拟世界与物理真实世界的对应或映射。虽然不同概念的起源不一样，侧重点也不一致，但是从发展的视角来看，未来的网络发展看重的更多的是无处不在的网络基础设施的发展，帮助人类实现“4A”化通信。1.1 物联网的起源、发展及相关概念 普适计算普适计算作为一项面向未来的新技术，有各种各样的定义。人们普遍
17、认为，在完善的普适环境下，使用任意设备和任意网络、在任意时间都能获得相当质量的计算服务。普适计算的重点在于，提供面向客户、无处不在的自适应计算环境。在普适计算建立的融合空间中，人们可以“随时随地”和“透明”地获得数字化的服务。在普适计算环境成熟以后，使用者可以在生活和工作场所的任意位置很自然地获得所需要的网络和计算服务。在使用者获得计算服务的过程中，由于提供计算和通信的设备已经融入到该环境中，使用者并不需要有意识地选择使用某种设备或者网络。1.1 物联网的起源、发展及相关概念第一代计算独立的大型主机阶段；第二代计算具有一定联网比例的个人电脑普及阶段；第三代计算互联网普及阶段。普适计算所倡导的“
18、信息计算处理设备与周围环境融为一体”这一先进理念，不仅代表了未来信息计算技术的发展趋势，同时也为实现“各种设备之间、由各种设备构成的各个相对独立的环境之间，以及设备和用户之间的自由信息交互”提供了重要的参考。因此，普适计算对于物联网内涵的延伸具有重要的指导意义。1.1 物联网的起源、发展及相关概念 物联网的特征（1）物联网是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型的传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性地采集环境信息，不断更新数据。（2）物联网是建立在互联网上的泛在网络 物联网技术的重要基础和
19、核心仍旧是互联网，它通过各种有线和无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。（3）物联网不仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制 物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域；从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。1.1 物联网的起源、发展及相关概念网络层是互联网、广电网络、通信网络
20、的融合，是物联网的传输系统。通过网络层，将物体的信息实时、准确地传递出去。感知层以二维码、RFID、传感器为主，是物联网的识别系统。通过感知层，物联网可以随时随地获取物体的信息。应用层涉及云计算、数据挖掘、中间件等技术，是物联网的智能处理系统。通过应用层，对感知层获取的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。1.2 物联网的体系架构 感知层感知层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。物联网数据采集涉及传感器、RFID、蓝牙、ZigBee、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、RF
21、ID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网及多个传感器对数据的协同信息处理过程。较之于传统网络层，物联网的感知层网络范围更广，传统网络仅仅包括人与人之间的通信，而物联网的范围不仅包括人与人，还包括人与物、物与物。感知层数据采集子层短距离通信技术协同信息处理子层1.2 物联网的体系架构1传感器技术传感器是摄取信息的关键器件，它是物联网中不可缺少的信息采集手段。传感器是一种检测和信息采集装置，能感受到被测的信息，并将信息转换成电脑系统能识别的信息形式。压力传感器温度传感器湿度传感器光传感器磁性传感器1.2 物联网的体系架构2RFID技术1.2 物联网的体系架构设备标识技术短距离传输技术物
22、 联 网 中 能 够 让物品“开口说话”的一种技术在“物联网”的构想中，每一个“物”都配备一张RFID标签，RFID标签中存储着“物”的信息，通过无线数据通信网络把它们采集到超级计算机系统，实现物品的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的管理与控制。每个RFID芯片中都有一个全球唯一的编码：在为物品贴上RFID标签后，需要在系统服务器中建立该物品的相关描述信息，与RFID编码相对应。用户可以使用读写器（或称阅读器）向标签发出电磁信号，与标签进行通信对话，而标签中的RFID编码被传输回读写器，读写器再与系统服务器进行对话，根据编码查询该物品信息。而RFID标签又分为有源
23、和无源两种，有源标签工作时与读写器的距离可以达到10 m以上，成本较高，而无源标签工作时与读写器的距离在1 m左右。1.2 物联网的体系架构3蓝牙技术蓝牙（Bluetooth）是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。它采用高速跳频和时分多址等先进技术，支持点对点及点对多点通信。其传输频段为全球公共通用的2.4 GHz频段，能提供1 Mbit/s的传输速率和10 m的传输距离。它除了具有全球通用、功耗低、成本低、抗干扰能力强等特点外，还有可同时传输话音和数据、可建立临时性的对等连接、开放的接口标准等特点。如今，日常生活中所使用的手机、笔记本电脑、运动手环等
24、设备已普遍集成了蓝牙模块。1.2 物联网的体系架构蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS-232数据线的替代方案。如今蓝牙由蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25 000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络和消费电子等多种领域。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。1.2 物联网的体系架构4ZigBee技术ZigBee是介于无线标记技术
25、和蓝牙之间的一种无线传输技术，具有短距离、低功耗的显著特点。ZigBee采用分组交换和跳频技术，可使用3个频段，分别是2.4 GHz的公共通用频段、欧洲的868 MHz频段和美国的915 MHz频段。它主要应用在短距离且数据传输速率不高的各种电子设备之间。与蓝牙相比，ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低，因此它只适合承载低速率、通信范围较小、数据量较小的业务。1.2 物联网的体系架构5二维码技术二维码又称二维条码，最早发明于日本，它是用某种特定的几何图形即按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形来记录数据符号信息的。二维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”
26、和“1”比特流的概念，使用若干与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。1.2 物联网的体系架构二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。1.2 物联网的体系架构 由多行短截的一维条码堆叠而成堆叠式/行排式二维码 以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。矩阵式二维码二维码是物联网中“物”的身份证，其优点是信息容量大，译码可靠性高，纠错能力强
27、，制作成本低，保密与防伪性能好，即使某个部分遭到一定程度的损坏，也可通过存在于其他位置的纠错码将损失的信息还原出来。网络层物联网的发展是建立在其他网络发展的基础上的，特别是三网融合中的三网（电信网、广播电视网、互联网），还包括通信网、卫星网、行业专网等。网络层将来自感知层的各类信息通过基础承载网络传输到应用层，网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括物联网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为的技术。网络层Internet技术移动通信网技术无线传感器网络技术1.2 物联网的体系架构 Internet技术就是我们常见的互
28、联网技术，是把分布于世界各地不同结构的计算机网络用各种传输介质互相连接起来形成一个网络的技术。Internet技术 移动通信就是通信双方至少有一方在运动状态中进行信息交换，它包括移动用户之间的通信、固定用户与移动用户的通信。移动通信网技术 无线传感器网络主要由节点、网关和软件三部分组成。空间分布的测量节点通过与传感器连接对周围环境进行监控。监测到的数据无线发送至网关，网关可以与有线系统相连接，这样就能使用软件对数据进行采集、加工、分析和显示。路由器是一种特别的测量节点，可以用它在无线传感器网络中延长距离和增加可靠性。无线传感器网络技术1.2 物联网的体系架构 应用层应用层位于整个体系的最上层，
29、是物联网架构中的关键结构。应用层服务支撑层服务支撑层的主要功能是根据底层采集的数据，形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库；应用子集层应用子集层的主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。1.2 物联网的体系架构应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。监控型环境监控物流监控查询型智能检索远程抄表控制型智能交通智能家居路灯控制扫描型手机钱包高速公路不停车收费1.2 物联网的体系架构 物联网的技术体系1.2 物联网的体系架构感知技术传输技术支撑技术应用技术物联网的技术体系感知技术能够用于物联网底层感知信息的技术，包
30、括RFID与RFID读写技术、传感器与传感器网络、机器人智能感知技术、遥测遥感技术，以及IC卡与条形码技术等。传输技术能够汇聚感知数据，并实现物联网数据传输的技术，包括互联网技术、地面无线传输技术、卫星通信技术等。支撑技术用于物联网数据处理和利用的技术，包括云计算与高性能计算技术、智能技术、数据库与数据挖掘技术、GIS/GPS技术、通信技术、微电子技术等。应用技术用于直接支持物联网应用系统运行的技术，包括物联网信息共享交互平台技术、物联网数据存储技术和各种行业物联网应用系统。1.2 物联网的体系架构（1）对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先
31、由传感器实时探测。（2）需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式。（3）将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。1.2 物联网的体系架构 物联网标准制定的意义标准的制定是物联网发挥自身价值和优势的基础支撑。由于涉及不同专业技术领域和行业部门，物联网的标准既要涵盖不同应用场景的共性特征以支持各类应用子服务，又要满足物联网自身可扩展、系统和技术等内部差异性，所以物联网标准的制定既是一个历史性挑战，又给予企业以新的历史性机会。1.3 物联网标准化目前，
32、很多标准化组织（既有国际、区域和国家标准化组织，也有行业协会和联盟组织）均开展了与物联网相关的标准化工作，但尚未形成一套较为完备的物联网标准规范，在市场上仍有多项标准和技术在争夺主导地位，这种现象严重制约了物联网技术的广泛应用和产业的迅速发展，亟需建立统一的物联网系统架构和技术标准体系。提示在物联网产品开发和应用实施的过程中，需要面对的共性问题就是物联网标准的缺失及全球物联网标准的不一致。当前，物联网国际标准化工作还处在起步阶段，各相关国际标准化组织围绕既有的范围，开展了一些物联网标准化研究工作，包括ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会）、3GPP（第三代合作伙伴计划）、ITU（国际
33、电信联盟）、IEEE（国际电气和电子工程师协会）等。但总体来说，由于各组织既有研究领域的局限性，加之物物互联应用领域众多，各类应用特点和需求不同，当前技术解决方案无法满足共性需求，尤其是在物理世界信息交互和统一表征方面。这对物联网产业发展极为不利，必须建立统一的体系架构和标准技术体系。1.3 物联网标准化 物联网标准体系框架物联网标准体系的建立应遵照全面、明确、兼容、可扩展的原则。在全面综合分析物联网应用生态系统设计、运行涵盖领域基础上，将物联网标准体系划分为六个大类，分别为基础类、感知类、网络传输类、服务支撑类、业务应用类、共性技术类。1.3 物联网标准化 国际物联网标准制定现状从RFID、
34、机器类通信（M2M）、传感网、物联网到泛在网，国外标准组织开展了大量的物联网相关标准工作。主要国际标准组织包括IEEE，ISO，ETSI，ITU-T，3GPP，3GPP2等。1.3 物联网标准化ISO主要针对物联网、传感网的体系结构及安全等进行研究；ITU-T与ETSI专注于泛在网总体技术研究，但二者侧重的角度不同，ITU-T从泛在网的角度出发，而ETSI则是以M2M的角度对总体架构开展研究；3GPP和3GPP2是针对于通信网络技术方面进行研究，IEEE针对设备底层通信协议开展研究。知识库物联网各领域标准化的现状如下。RFID：标准已经比较成熟，ISO/IEC和EPCglobal标准应用最广。
35、传感器网络：ISO/IEC JTC1/WG7（传感器网络工作组）负责标准化工作。架构技术：ITU-T SG13对NGN（Next Generation Network，下一代网络）环境下无所不在的泛在网需求和架构进行了研究和标准化。M2M：ETSI M2M TC（欧洲电信标准化协会M2M TC小组）开展了对M2M需求和M2M架构等方面的标准化研究制定，3GPP在M2M核心网和无线增强技术方面正开展一系列研究和标准化工作。1.3 物联网标准化知识库通信和网络技术：重点由ITU，3GPP，IETF，IEEE等组织开展标准化工作。目前近距离无线通信标准被广泛应用，IETF标准组织也完成了简化IPv6
36、协议应用的部分标准化工作。SOA：相关标准规范正由多个国际组织如W3C，OASIS，WS-I，TOG，OMG等研究制定。智能电网：国际上主要有IEC，NIST，ITU-T，IEEE P2030，CEN/CENELEC/ETSI等组织进行智能电网标准化工作。智能交通：国际上主要有ISO/TC 204，ITU，IEEE及欧洲的ETSI等组织开展智能交通标准化工作。智能家居：相关国际标准化组织包括X-10，CEBus，LonWorks，DLNA，UPnP，Broadband Forum等。1.3 物联网标准化1ITU-T物联网标准进展ITU-T是国际电联电信标准化部门的英文缩写，它是国际电信联盟管理
37、下的专门制定远程通信相关国际标准的组织。由ITU-T制定的国际标准通常被称为“ITU-T建议书”。由于ITU-T是ITU的一部分，而ITU是联合国的下属组织，所以由该组织提出的国际标准比其他组织提出的类似的技术规范更正式一些。1.3 物联网标准化ITU-T早在2005年就开始进行泛在网的研究，可以说是最早进行物联网标准研究的组织。ITU-T的研究内容主要集中在泛在网总体框架、标识及应用三个方面。ITU-T在泛在网的研究工作已经从需求阶段逐渐进入到框架研究阶段，目前研究的框架模型还处在高层层面。ITU-T在标识研究方面和ISO通力合作，主推基于对象标识（OID）的解析体系。ITU-T在泛在网应用
38、方面已经逐步展开了对健康和车载方面的研究。u SG13主要从NGN（下一代网络）角度展开泛在网相关研究，标准主导是韩国。目前标准化工作集中在基于NGN的泛在网络/泛在传感器网络需求及架构研究、支持标签应用的需求和架构研究、身份管理（IDM）相关研究、NGN对车载通信的支持等方面。u SG16成立了专门的问题组，展开泛在网应用相关的研究，日、韩共同主导，内容集中在业务和应用、标识解析方面。SG16研究的具体内容有：泛在感测网络（USN）应用和业务，通信/智能交通系统（ITS）业务/应用的车载网关平台，电子健康（E-Health）应用的多媒体架构，和标识研究（主要给出了针对标识应用的需求和高层架构
39、）。u SG17成立有专门的问题组，展开泛在网安全、身份管理、解析的研究。SG17研究的具体内容有：泛在通信业务安全，身份管理架构和机制，抽象语法标记（）、OID及相关注册。1.3 物联网标准化u SG11成立有专门的问题组“NID和USN测试规范”，主要研究节点标识（NID）和泛在感测网络（USN）的测试架构、测试规范及测试规范。u SG20负责推进物联网标准化工作，加快标准化进程。ITU-T管理层在2015年6月决定将原来分散在ITU-T不同研究组的物联网、智慧城市的标准化工作合并，成立新的物联网标准化研究组SG20，推进物联网与智慧城市相关标准化工作。2017年3月，SG20研究组正式更
40、名为“物联网和智慧城市研究组”，设置2个工作组和7个课题。SG20希望在更广泛的范围内通过与交通、医疗、电力等行业的深度结合，在推动全球经济、技术发展上发挥更大的作用。同时，SG20的成立在ITU-T内部解决了物联网和智慧城市相关标准制定分散、协调工作量大、制定周期较长等问题，长期看有利于ITU-T物联网和智慧城市相关标准的发展。1.3 物联网标准化2IEEE物联网标准进展IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN标准委员会制定的局域网、城域网技术标准。1998年，工作组成立，专门从事无线个人局域网（WPAN）标准化工作。在工作组内有5个任务组，分别制定适合不同应用的标准。这些
41、标准在传输速率、功耗和支持的服务等方面存在差异。TG1组 制定IEEE 802.15.1标准，即蓝牙无线通信标准。标准适用于手机、PDA等设备的中等速率、短距离通信。TG2组 制定IEEE 802.15.2标准，研究IEEE 802.15.1标准与IEEE 802.11标准的共存。TG3组 制定IEEE 802.15.3标准，研究超宽带（UWB）标准。标准适用于个域网中多媒体方面高速率、近距离通信的应用。TG4组 制定IEEE 802.15.4标准，研究低速无线个人局域网（WPAN）。该标准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标，旨在为个人或者家庭范围内不同设备之间的低速互联提供统一标准
42、。TG5组 制定IEEE 802.15.5标准，研究无线个人局域网（WPAN）的无线网状网（MESH）组网。该标准旨在研究提供MESH组网的WPAN的物理层与MAC层的必要的机制。1.3 物联网标准化3ETSI物联网标准进展ETSI（European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准化协会）是由欧共体委员会1988年批准建立的一个非营利性的电信标准化组织，总部设在法国南部的尼斯。ETSI的标准化领域主要是电信业，并涉及与其他组织合作的信息及广播技术领域。ETSI作为一个被CEN（欧洲标准化协会）和CEPT（欧洲邮电主管部门会议）认可的电
43、信标准协会，其制定的推荐性标准常被欧共体作为欧洲法规的技术基础而采用并被要求执行。1.3 物联网标准化ETSI采用M2M的概念进行总体架构方面的研究，相关工作的进展非常迅速，是在物联网总体架构方面研究得比较深入和系统的标准组织，也是目前在总体架构方面最有影响力的标准组织。ETSI专门成立了一个专项小组（M2M TC），从M2M的角度进行相关标准化研究。ETSI M2M TC小组的主要研究目标是从端到端的全景角度研究机器对机器通信，并与ETSI内NGN的研究及3GPP已有的研究展开协同工作。43GPP/3GPP2物联网标准进展 3GPP是3rd Generation Partnership Pr
44、oject（第三代合作伙伴计划）的缩写形式。3GPP是领先的3G技术规范机构，是由欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、韩国的TTA和美国的T1在1998年底发起成立的，旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即W-CDMA，TD-SCDMA和EDGE等。中国无线通信标准研究组（CWTS）于1999年加入3GPP。3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。3GPP2是第三代合作伙伴计划2，成立于1999年1月，由美国的TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起。中国无线通信标准研究
45、组（CWTS）于1999年6月在韩国正式签字加入3GPP2。3GPP2的主要工作是制定以ANSI-41核心网为基础，CDMA2000为无线接口的移动通信技术规范。1.3 物联网标准化 3GPP和3GPP2采用M2M的概念进行研究。作为移动网络技术的主要标准组织，3GPP和3GPP2关注的重点在于物联网网络能力增强方面，是在网络层方面开展研究的主要标准组织。3GPP针对M2M的研究主要从移动网络出发，研究M2M应用对网络的影响，包括网络优化技术等。3GPP的研究范围为：只讨论移动网的M2M通信；只定义M2M业务，不具体定义特殊的M2M应用。Verizon和Vodafone等移动运营商在M2M的应
46、用中发现了很多问题，例如大量M2M终端对网络的冲击、系统控制面容量的不足等。在Verizon、Vodafone、三星、高通等公司的推动下，3GPP对M2M的研究在2009年开始加速，目前基本完成了需求分析，转入网络架构和技术框架的研究，但核心的无线接入网络（RAN）研究工作还未展开。1.3 物联网标准化 我国物联网标准制定现状2010年以来，由国家发展改革委和国家标准委会同有关部门，相继成立了国家物联网标准推进组、国家物联网基础标准工作组及公安、交通、医疗、农业、林业和环保6个物联网行业应用标准工作组，初步形成了组织协调、技术协调、标准研制三级协调推进的标准化工作机制。1.3 物联网标准化1IOT-L01-05物联网综合实验箱2搭建Keil集成开发环境
