物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)地址編碼及規(guī)則探討

汪玉梅　王密

【摘 要】隨著科技和需求的不斷發(fā)展，智慧應(yīng)用將不斷地融入我們世界之中，本文就智慧業(yè)務(wù)編碼及規(guī)則融合行政區(qū)劃地址、MAC地址、EPC產(chǎn)品編碼、我國商品條碼編碼等智慧業(yè)務(wù)編碼如何映射入IEEE802.15.4源或目地地址編碼及規(guī)則進(jìn)行探討，為智慧業(yè)務(wù)的普適化應(yīng)用做一些探索。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智慧業(yè)務(wù);地址;編碼;規(guī)則;探討

中圖分類號(hào)： TP391.44;TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0268-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.127

0 序言

地址在“辭海”中定義為居住或通信的地點(diǎn)。一個(gè)準(zhǔn)確、簡短、清晰、不重復(fù)、可包含重要信息內(nèi)容等屬性的地址是確保居住或通信唯一性、可靠、可識(shí)別的重要基礎(chǔ)。而編碼是指用一系列數(shù)字、字母等符號(hào)通過一定規(guī)則的組合來表示某些數(shù)據(jù)信息，使該數(shù)據(jù)信息成為計(jì)算機(jī)或智慧體（Intelligent body? IB）可以處理和分析的機(jī)器信息。物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)（Intelligent Business of Internet of Things? IB-IOT）是基于通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)物、人之間開展相互通信的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，其連接中的所有業(yè)務(wù)需要有明確的網(wǎng)絡(luò)地址。而網(wǎng)絡(luò)地址（Network address）是互聯(lián)網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中具有的邏輯地址，包括IP（Internet Protocol? IP）地址和MAC（Media Access Control MAC）地址。在物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層中，網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層目前已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、明確的網(wǎng)絡(luò)地址及編碼規(guī)則，而感知層除了包括我們傳統(tǒng)的具有MAC地址的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)備外，還衍生出很多不完全具備MAC地址的智慧體設(shè)備。如何統(tǒng)一、規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)感知層的地址編碼，是確保物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)有序、健康、可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)就物聯(lián)網(wǎng)智慧體設(shè)備的編碼和地址規(guī)則及如何映射進(jìn)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)MAC地址進(jìn)行探討。

1 智慧業(yè)務(wù)編碼及規(guī)則

用16位二進(jìn)制代碼編碼智慧業(yè)務(wù)，該段二進(jìn)制的0～1位為業(yè)務(wù)類型編碼，2～15位為按國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類中的小類十進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后的編碼。其中經(jīng)濟(jì)類編碼14 bits用《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類和代碼表》（GB T4754-2011）[1]中代碼類型中的小類代碼十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制進(jìn)行編碼。如： 6321（十進(jìn)制）轉(zhuǎn)換成01100010110001（二進(jìn)制）表示有線廣播電視傳輸服務(wù)業(yè)務(wù)等;業(yè)務(wù)類別編碼2 bits，分別用二進(jìn)制00、01、10、11表示智慧個(gè)人、智慧家庭、智慧行業(yè)、智慧公用業(yè)務(wù)。

2 物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)編碼及規(guī)則

2.1 行政區(qū)劃地址

該類編碼適用于該智慧業(yè)務(wù)終端無MAC地址、EPC產(chǎn)品編碼、商品條碼編碼的情況。其編碼規(guī)則為從左往右共五段128 bits。

第一段的24位二進(jìn)制代碼用《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》（GB/T 2260—1999）[2]進(jìn)行編制的省、市、縣三級(jí)的十進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼表示，該段二進(jìn)制代碼0～7位用于表示縣（市轄區(qū)、縣級(jí)市、旗），8～15位用于表示市（地區(qū)、自治州、盟及國家直轄市所屬市轄區(qū)和縣），16～23位用于表示省（自治區(qū)、直轄市、特別行政區(qū)）。

第二段的12位二進(jìn)制代碼用《縣以下行政區(qū)劃代碼編碼規(guī)則》（GB10114—88）[3]進(jìn)行編制的街道、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)的十進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼表示，該段二進(jìn)制代碼0～7位用于各行政區(qū)劃順序號(hào)剩余的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制表示，8～11位用于表示街道、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)類別標(biāo)識(shí)。

第三段的12位二進(jìn)制代碼用《縣以下行政區(qū)劃代碼編碼規(guī)則》（GB10114—88）[3]進(jìn)行編制的居民委員會(huì)和村民委員會(huì)的十進(jìn)制數(shù)字代碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼表示，該段二進(jìn)制代碼0～7位用于各行政區(qū)劃順序號(hào)的剩余2位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制表示，8～11位用于表示街道、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)類別標(biāo)識(shí)。

第四段的48 bits編碼為居委會(huì)/村委會(huì)以下地理位置編碼，地理位置按照經(jīng)緯度和空間進(jìn)行編碼，其中經(jīng)緯度分別各占20 bits，空間位置占8 bits，其中經(jīng)度占前20 bits（依次是8 bits表度，6bits表示分，6bits表示秒）。其次緯度占20 bits（依次是8 bits表度，6bits表示分，6bits表示秒），最后8bits區(qū)分同一地理位置下的不同空間位置。

第五段的16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

2.2 MAC地址

該類編碼規(guī)則從左往右共三段合128 bits，適用于該智慧業(yè)務(wù)終端具有MAC地址。其編碼規(guī)則應(yīng)充分包含MAC地址、智慧業(yè)務(wù)類型等情況。第一段64bits用于預(yù)留;第二段48位為媒體訪問控制地址（Media Access Control Address），簡稱MAC地址;第三段16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

2.3 EPC產(chǎn)品編碼

電子產(chǎn)品編碼（EPC）常用的編碼類型有EPC-64 、EPC-96、EPC-256三類，其中EPC-64又分為TYPE I、TYPE II、TYPE III三種，其物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)編碼從左往右分三段合128 bits。

EPC-64 TYPE I為第一段64 bits為預(yù)留，第二段40位為EPC-64 TYPE I版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類編碼，第三段24 bits高8 bits為EPC-64 TYPE I序列號(hào)高8 bits編碼，低16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

EPC-64 TYPE II 編碼為第一段64 bits為預(yù)留，第二段30位為EPC-64 TYPE I版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類編碼，第三段32 bits高16 bits為EPC-64 TYPE II序列號(hào)高16 bits編碼，低16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

EPC-64 TYPE III編碼為第一段64 bits為預(yù)留，第二段41位為EPC-64 TYPE I版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類編碼，第三段23 bits高7 bits為EPC-64 TYPE III序列號(hào)高7 bits編碼，低16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

EPC-96編碼為第一段32 bits為預(yù)留，第二段60位為EPC-96版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類編碼，第三段36 bits高20 bits為EPC-96序列號(hào)高20 bits編碼，低16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

2.4 我國商品條碼編碼

根據(jù)《商品條碼 應(yīng)用標(biāo)識(shí)符》（GB/T 16986-2009）規(guī)定[4]，我國商品條碼分的應(yīng)用標(biāo)識(shí)符共17個(gè)類別，65個(gè)子類，其物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)編碼從左往右分兩段共128 bits，其中第一段112 bits用我國商品條碼編碼2～112bits，不足前面預(yù)留;第二段16 bits為智慧業(yè)務(wù)編碼。

3 IEEE 802.15.4 MAC 幀格式

IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)描述了低速率無線個(gè)人局域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制協(xié)議，屬于IEEE 802.15工作組。IEEE 802.15.4是ZigBee、MiWi、Thread、WirelessHART等規(guī)范的基礎(chǔ)，也是物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)采用較多的一個(gè)二層協(xié)議基礎(chǔ)。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理層（PHY）和媒體接入控制子層（MAC）與固定、便攜式及可移動(dòng)設(shè)備之間的低數(shù)據(jù)率無線連接的規(guī)范。IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的幀由幀頭（包括：幀控制16 bits、序列號(hào)bits 、PAN目的地址ID 0/16 bits 、目的地址0/16/64 bits、PAN源地址ID 0/16 bits 、源地址0/16/64 bits、輔助安全標(biāo)記0/40/48/80/112 bits）、負(fù)載（可變長度的幀有效載荷）、幀尾（FCS 16 bits）構(gòu)成[5]。

4 物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)編碼映射入IEEE 802.15.4MAC地址規(guī)則

物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)編碼一般來說包括行政區(qū)劃地址的智慧業(yè)務(wù)編碼、MAC地址的智慧業(yè)務(wù)編碼、EPC產(chǎn)品編碼的智慧業(yè)務(wù)編碼、我國商品條碼編碼的智慧業(yè)務(wù)編碼等類型。物聯(lián)網(wǎng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的MAC地址應(yīng)能與智慧業(yè)務(wù)編碼對(duì)應(yīng)，確保每業(yè)務(wù)、每地址、每節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)地址唯一性和可標(biāo)識(shí)性。在智慧業(yè)務(wù)地址編碼映射入IEEE 802.15.4MAC地址時(shí)，我們可將智慧業(yè)務(wù)編碼（16 bits）映射入個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（personal area network? identification? PAN? ID），將行政區(qū)劃地址的智慧業(yè)務(wù)編碼中的地理位置編碼（48 bits）、MAC地址的智慧業(yè)務(wù)編碼的MAC地址編碼（48 bits）、EPC產(chǎn)品編碼的智慧業(yè)務(wù)編碼的EPC-64 /96編碼版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類（最多不超過64 bits）、我國商品條碼編碼的智慧業(yè)務(wù)編碼的我國商品條碼編碼（最多不超過64 bits）映射入IEEE 802.15.4源或目地地址位。其中IEEE 802.15.4源或目地地址中的PAN ID用各類不同地址下的智慧業(yè)務(wù)編碼16 bits映射;IEEE 802.15.4源或目地地址中的地址用地理位置編碼（48 bits）或MAC地址編碼（48 bits）或EPC-64 /96編碼版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類（最多64 bits）或我國商品條碼編碼最多64 bits）映射。

5 結(jié)論

在推動(dòng)實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)智慧業(yè)務(wù)時(shí)，我們不但要規(guī)劃和落地好物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、系統(tǒng)及應(yīng)用等，更需要對(duì)智慧業(yè)務(wù)的地址及編碼及規(guī)則進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)一，以期業(yè)務(wù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，確保業(yè)務(wù)可持續(xù)性發(fā)展。而本文則著重就智慧業(yè)務(wù)和行政區(qū)劃地址、MAC地址、EPC產(chǎn)品編碼和我國商品條碼編碼如何編碼組合及編碼映射入IEEE 802.15.4源或目的地址進(jìn)行探討。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類和代碼表（GB T4754-2011）[S].北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[2]中華人民共和國行政區(qū)劃代碼（GB/T 2260—1999）[S].北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[3]縣以下行政區(qū)劃代碼編碼規(guī)則（GB10114—88）[S].北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.