物聯(lián)網(wǎng)標準研究綜述

潘穎 秦嘉杭 尚剛

摘要：近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，真正實現(xiàn)真實世界的“全球一體化”[1]是無可厚非的一個趨勢。但是對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展具有重要意義的標準制定方面還處于起始階段，本文主要對國內(nèi)外標準制定的進展現(xiàn)狀進行了綜述。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；標準；發(fā)展；現(xiàn)狀1引言

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things），自1999年這一概念的提出至今尚未有清晰、明確、統(tǒng)一的概念和定義。當然顧名思義，可以把IOT理解為一個各事物相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。目前得到大家普遍認同的一種說法就是，物聯(lián)網(wǎng)是一種融合不斷發(fā)展更新的各項相關(guān)的信息技術(shù)（包含感知技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等），遵循約定的協(xié)議，并做到事物與互聯(lián)網(wǎng)的連接，使物體之間可以交換信息和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)[2,3]。物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用并拓展通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，延伸互聯(lián)網(wǎng)，做到連接真實的世界[4,5]。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架

目前，公認的，射頻識別技術(shù)、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的四大核心技術(shù)[3,6]。近年來，這四大技術(shù)及其他相關(guān)信息技術(shù)快速發(fā)展著，且被廣泛應(yīng)用，推動物聯(lián)網(wǎng)社會的發(fā)展。誠然，技術(shù)的不斷進步對于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有著重要的意義[7]。

2011物聯(lián)網(wǎng)白皮書將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系劃分為感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)[5]。就體系結(jié)構(gòu)而言，物聯(lián)網(wǎng)分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層[8-10]。如圖1：

感知層主要任務(wù)是通過傳感設(shè)備對物理事件信息進行獲取，同時感知層還將在局部范圍內(nèi)對獲取到的信息進行精度提高以及冗余度降低，并通過短距離通信技術(shù)將處理后的數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

網(wǎng)絡(luò)層主要是實現(xiàn)控制和傳輸信息，通過通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等把來自感知層的信息進行可靠高效地傳遞[11]。通俗地講，感知層相當于人的感官肩負識別自然界中事物的任務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)則是如同神經(jīng)和大腦，傳輸和處理采集到的信息。

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與用戶的接口，為各業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的信息和應(yīng)用服務(wù)資源支撐，結(jié)合各行業(yè)業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在多行業(yè)和領(lǐng)域（包括交通、醫(yī)療、水利、家居等）的應(yīng)用。

在各層之間，非單向地傳遞著交互的多樣信息與數(shù)據(jù)，這便需要公共技術(shù)來支撐實現(xiàn)。公共技術(shù)在的三個技術(shù)層上都有著相應(yīng)的調(diào)用，不屬于某個特定的層面，它包括標識與解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量管理。

3物聯(lián)網(wǎng)標準

標準化體系的建立是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨五大難題之一[11]，在全球化的背景下，國際上還未形成成熟的標準體系。標準是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的引領(lǐng)旗幟，指引著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向和模式，同時IOT又是一個跨多行業(yè)的復(fù)雜系統(tǒng)[8]，因此物聯(lián)網(wǎng)標準的制定是一項艱巨且迫在眉睫的任務(wù)。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)標準體系

物聯(lián)網(wǎng)標準體系的建立是一個復(fù)雜的過程，既包括技術(shù)的標準，又包括管理的標準[12]。根據(jù)現(xiàn)有的研究得出大致的物聯(lián)網(wǎng)標準體系[13,14]，也是被學(xué)術(shù)界所認可的一個框架，如圖2所示：

作為公共物聯(lián)網(wǎng)、專用物聯(lián)網(wǎng)必須遵循的標準，總體標準是用于規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)總體性、通用性的標準，規(guī)范不同物聯(lián)網(wǎng)標準之間的協(xié)作，防止它們之間細節(jié)內(nèi)容的沖突與不足。我國當前還未制定出物聯(lián)網(wǎng)總體標準，所以總體標準的制定是急需執(zhí)行的一項任務(wù)，具體包括物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語、總體需求、結(jié)構(gòu)等標準。參與總體標準制定的工作組有：ITU-T SG13、EPCglobal等。

共性標準包括安全管理、標識、服務(wù)質(zhì)量管理等，用于規(guī)范通用物聯(lián)網(wǎng)使用的信息感知、傳輸、控制、處理等技術(shù)。ISO/IEC JTC1 WG7等工作組主要參與共性標準制定。

感知層涉及多種信息技術(shù)，感知層標準顯然是包括識別技術(shù)標準、傳感設(shè)備傳感技術(shù)標準、短距離通信技術(shù)標準、信息處理標準等。

現(xiàn)階段，支撐網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)（包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信網(wǎng)技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)融合技術(shù)等）的發(fā)展較為成熟，網(wǎng)絡(luò)層標準也相對完善。

應(yīng)用標準主要是針對應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域和行業(yè)進行的約束規(guī)范，得以保證應(yīng)用行業(yè)的和諧發(fā)展。[15]

服務(wù)支撐類標準主要規(guī)范對信息和數(shù)據(jù)進行處理、分析、共享、決策等操作的技術(shù)。[16]

3.2 國際物聯(lián)網(wǎng)標準制定概述

標準無疑是引導(dǎo)一個領(lǐng)域有效發(fā)展的旗幟和指南。在全球范圍內(nèi)，不僅是一個國家的物聯(lián)網(wǎng)需要有統(tǒng)一明確的標準，世界性質(zhì)的標準更是如同憲法在所有法律和制度中的地位。越來越多的組織也開始了基于物聯(lián)網(wǎng)的標準制定工作，期望在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得一定優(yōu)勢，表1簡單介紹了當下主要的物聯(lián)網(wǎng)標準相關(guān)的組織：

3.3 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)標準制定概述

物聯(lián)網(wǎng)是一次科技革命，必然引起社會的一次飛躍發(fā)展，作為最大的發(fā)展中國家，我國勢必抓住這次機遇。在建立屬于自己技術(shù)體系的同時，也專注于國內(nèi)和國際標準的制定與切合。目前，我國在努力的過程中也有了一些進展。中國提交的“物聯(lián)網(wǎng)概述”標準草案，于2012年3月30日經(jīng)國際電信聯(lián)盟審議通過，成為了全球第一個物聯(lián)網(wǎng)總體性標準[22]。4月19日，由我國提交的《信息技術(shù)支持智能傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同信息處理的服務(wù)和接口規(guī)范》獲得國際傳感器網(wǎng)絡(luò)工作組的認可，且有望于12年年底成為正式國際標準[23]。12月25日，工信部通信發(fā)展司組織編制的《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程設(shè)計規(guī)范》和《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程施工及驗收規(guī)范》兩項國家標準發(fā)布[24]。13年7月，由我國主導(dǎo)編寫的ISO/IEC18000-4標準制定工作正式啟動，意味著我國在物聯(lián)網(wǎng)信息采集傳輸技術(shù)領(lǐng)域走在了世界的前線[25]；同年12月，以《物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù) 智能傳感器接口規(guī)范》、《物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù) 智能傳感器特性與分類》以及《智能記錄儀表通用技術(shù)條件》等三項國家標準編制工作組的啟動會為起點，我國物聯(lián)網(wǎng)系列國家標準編制工作正式全面啟動[26]。13年與14年物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要集中在產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用建設(shè)方面，在標準制定方面的工作進展還不明朗。

我國關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)標準制定的組織，如表2所示[17,18]：

4結(jié)語

從物聯(lián)網(wǎng)的概念被提出至今，各國爭相開展相關(guān)策略，尋求探索物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間，并以在在這一新興世界中占領(lǐng)一席之地為目標。目前，中國、美國、韓國、日本走在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前沿，其中以“智能電網(wǎng)”為主打構(gòu)建“智慧地球”[27]的美國在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展依舊最為強勢。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究開發(fā)和應(yīng)用方面，美國一直穩(wěn)居世界前列，例如云計算技術(shù)、各種無線傳感技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用[28]。這些都將為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和標準的制定做了友好鋪墊。于我國而言，主要基于“感知中國”戰(zhàn)略，當前要做的就是找準我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的可突破方向,有計劃地開展標準研制工作,形成標準體系,提高我國在物聯(lián)網(wǎng)國際標準化的影響力[17]。

隨著信息化的發(fā)展，未來會有更多的標準組織加入也是顯而易見的。在制定標準的過程中我國在保證自主制定權(quán)的同時，也要多其他國家多做經(jīng)驗交流與分享，促進全球物聯(lián)網(wǎng)標準的制定進程。

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