物聯網標準化測評技術及測試規范發展分析

王鵬 張輝軍 周魯

摘要：隨著物聯網應用的普遍性和復雜性不斷增長，對其標準化測評技術和測試規范的需求也日益增大。本文將介紹物聯網標準化測評技術的現狀，闡述其在物聯網設備、應用和系統中的應用領域和關鍵技術，詳細探討物聯網測試規范的發展和應用，分析當前物聯網標準化測評技術和測試規范面臨的挑戰，并提出應對策略，同時展望其發展前景。

關鍵詞：物聯網；標準化測評技術；測試規范

一、引言

物聯網（Internet of Things，IoT）作為信息技術的重要組成部分，其應用迅速滲透各行各業，改變著人們的生活和工作方式。隨著物聯網的日益復雜化，如何有效地進行標準化測評和測試，以保證系統的質量、可靠性和安全性，已經成為業界和學界關注的重點。在此背景下，物聯網的標準化測評技術和測試規范迅速發展，對于推動物聯網技術的進步和保障其應用的成功至關重要。本文將全面地分析和討論這一領域，以期為相關研究和實踐提供有價值的參考。

二、物聯網標準化測評技術的現狀

（一）物聯網標準化測評技術的概念與發展歷程

物聯網標準化測評技術是指對物聯網系統、設備和應用進行質量評估的一套科學方法和技術，目的在于通過標準化的評估流程和指標，確保物聯網解決方案的性能、安全性、兼容性和可靠性。這些技術的應用可以幫助設計者和用戶理解和改進系統的性能，提高系統的質量和可靠性。

物聯網標準化測評技術的發展可以追溯到物聯網的起源。在物聯網技術初期，由于缺乏統一的標準和規范，不同的物聯網系統往往存在兼容性和互操作性問題。為了解決這些問題，相關行業和研究機構開始探索和制定物聯網的標準化測評技術。隨著物聯網技術的快速發展，標準化測評技術也逐步完善。特別是近年來，由于物聯網應用的廣泛性和復雜性不斷增長，對標準化測評技術的需求也在不斷增加。為了應對這一挑戰，各行業和研究機構正在積極開發新的測評方法和技術，以便更好地滿足物聯網系統、設備和應用的標準化測評需求[1]。

（二）物聯網標準化測評技術的現行標準和規范

當前，物聯網標準化測評技術的標準和規范主要由國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）以及各國的國家標準機構等負責制定和維護。這些標準和規范涵蓋了物聯網系統的各個方面，包括系統架構、通信協議、數據格式、安全性、隱私保護等。同時，對于物聯網的用戶來說，這些標準和規范也提供了選擇和評價物聯網產品和解決方案的重要參考。

三、物聯網標準化測評技術的應用領域和關鍵技術

（一）物聯網設備的標準化測評

物聯網設備的標準化測評是關鍵的一環，目的在于確保設備性能、兼容性、安全性、穩定性和可靠性等各方面均符合相關的國際或國家標準。為了提供全面地評估，各種測評方法和技術均在此過程中起到了重要的作用。

性能評估是核心的一部分，主要測評設備的工作效率和應對復雜任務的能力，如傳感器的響應速度和準確性、控制器的處理能力、設備的能耗等。這些評估標準對于設備制造商而言是至關重要的，能夠直接影響設備的市場競爭力。

兼容性評估則是檢驗設備在各種環境和場景中是否能與其他設備、系統或網絡進行有效地交互和通信。這一評估的重要性在于只有設備能夠在同一物聯網生態系統內進行無縫地交互和通信，才能使物聯網設備得以全面應用，并進一步推動物聯網技術的發展。

安全性評估關注的是設備是否具有足夠的防御措施來抵御潛在的安全威脅。包括但不限于數據的加密和身份驗證機制以及防止非法入侵或數據被竊取的保護措施。

在物聯網設備日益廣泛應用的情況下，設備的安全性已經變得愈發重要。穩定性和可靠性評估主要查看設備在長期運行中是否可以保持良好的工作狀態，尤其包括設備在面臨異常情況或者惡劣環境時的表現，這是判斷設備能否在各種情況下保證正常工作的重要依據[2]。

（二）物聯網應用的標準化測評

物聯網應用的標準化測評關注的是應用的功能、性能、可用性和安全性等方面。為了得出全面和準確地評估結果，技術人員需要使用專門設計的測評方法和工具。

功能評估的任務是確認應用是否具備預期的功能，以及能否滿足用戶的實際需求，包括對應用提供的服務、接口和API等方面進行全面地測試和驗證，以此發現應用的潛在問題，并提出相應的改進建議。

性能評估則主要關注應用的響應速度、穩定性、容錯能力以及擴展性等方面。在進行性能評估時，技術人員需要模擬實際使用環境，以得出準確的測試結果。這樣的評估對于應用的開發者和用戶而言都是非常重要的，能夠直接影響應用的使用體驗。

可用性評估主要關注應用在實際環境中的使用體驗，包括用戶界面的易用性、錯誤消息的清晰度以及應用對各類用戶的適應性[3]。

（三）物聯網系統的標準化測評

物聯網系統的標準化測評是一個全面和深入的過程，主要涵蓋系統的性能、穩定性、安全性和擴展性等方面。

性能評估主要關注系統在處理大量數據和任務時的效率和效果，包括數據處理速度、任務處理效率以及系統的響應時間等。通過對系統的性能進行全面地測試和評估，可以確定系統是否能夠滿足實際運營的需要。

穩定性評估則是查看系統在長時間運行過程中的工作狀態，包括系統的故障率、恢復能力以及在復雜環境下的穩定性。通過穩定性評估，可以發現和解決系統的潛在問題，以提高系統的運行效率。

安全性評估主要關注系統的防御措施是否足夠防止數據和服務受到外部攻擊，包括系統的加密機制、權限控制系統、防火墻設置以及侵入檢測系統等。只有當系統的安全性得到保證，才能確保數據的安全，防止數據被非法訪問或竊取。

擴展性評估則主要關注系統在面臨用戶、設備、數據和任務增長時，是否能有效地進行擴展以滿足新的需求。擴展性不僅關系到系統的未來發展，還直接影響到物聯網項目的成功與否。只有當系統具備良好的擴展性，才能夠應對未來可能出現的挑戰和機遇。

四、物聯網測試規范的發展和應用

（一）物聯網測試規范的發展趨勢

物聯網測試規范的發展趨勢主要反映在以下幾個方面：更高的自動化程度、對安全性的更高要求、對實時性和穩定性的更大關注、對互操作性和兼容性的更全面認識。在信息化日益普及的今天，物聯網設備和系統的數量正在快速增長。為了應對這種趨勢，物聯網測試規范的自動化程度也在不斷提高。測試自動化不僅能有效提升測試效率，還可以減少人為因素對測試結果的影響，提高測試的準確性和可重復性。

安全性問題在物聯網的發展中占據了重要位置，物聯網設備和系統往往需要在實時或者近實時的環境中運行。因此，如何在保證功能和性能的同時，還能保證系統的實時性和穩定性，是測試規范需要解決的重要問題[4]。

互操作性和兼容性的要求也在不斷提高，物聯網設備和系統往往需要與各種設備和系統進行互動和通信。因此，測試規范需要關注設備和系統的互操作性和兼容性，以確保它們能夠在各種環境和場景中正常運行。

（二）物聯網測試規范的實際應用案例

物聯網測試規范已經廣泛應用于多個行業領域，如智能家居、工業物聯網、智能交通等。在這些領域中，有很多具體的案例可以體現物聯網測試規范的應用，以下將詳細介紹這些案例。

在智能家居領域，物聯網測試規范的應用可以以智能冰箱為例。智能冰箱是現代智能家居系統的一部分，不僅擁有儲存食物的基本功能，還具有遠程控制、食品管理、購物助手等智能功能。為了確保這些功能的正常運行，技術人員需要進行嚴格地測試。首先，測試規范需要驗證智能冰箱的功能性能，包括溫度控制、食品管理、遠程控制等功能是否可以正常運行，以及這些功能的響應時間、錯誤率等指標是否達到預設的標準。其次，測試規范還需要驗證智能冰箱的安全性。由于智能冰箱需要連接互聯網，可能會遭遇網絡攻擊，因此測試規范需要驗證冰箱的網絡安全措施是否足夠，是否能夠防止黑客攻擊和數據泄露。最后，測試規范需要驗證智能冰箱的兼容性。智能冰箱需要與其他的智能設備如智能手機、智能音箱等進行通信，因此測試規范需要驗證冰箱是否可以與這些設備進行有效地通信。

在工業物聯網領域，物聯網測試規范的應用可以以工業機器人為例。工業機器人是現代工業生產的重要組成部分，可以執行精密裝配、搬運、焊接等任務。為了確保這些任務的正常進行，需要進行嚴格地測試。首先，測試規范需要驗證工業機器人的功能性能，包括任務執行的精確度、任務執行的速度、任務執行的穩定性等指標是否達到預設標準。其次，測試規范還需要驗證工業機器人的安全性。工業機器人在執行任務時可能會產生安全問題，如機器人故障、操作人員安全等，因此測試規范需要驗證機器人的安全措施是否足夠，是否能夠防止安全事故的發生。最后，測試規范需要驗證工業機器人的穩定性。工業機器人需要在復雜的工業環境中長時間運行，因此測試規范需要驗證機器人是否能夠在這樣的環境中保持穩定的運行狀態[5]。

五、物聯網標準化測評技術和測試規范的挑戰與前景

（一）當前物聯網標準化測評技術和測試規范的挑戰

物聯網標準化測評技術和測試規范面臨的挑戰是多方面的。

在技術方面，面對快速發展的物聯網技術和應用，測試技術和標準化測評需要實時跟進并完善，以滿足新應用、新設備的評測需求[6]，包括新的通信技術、新的應用場景、新的安全要求等。因此，技術人員需要不斷更新和優化測試技術和評測標準。此外，隨著物聯網設備和應用的復雜性和多樣性日益增加，測試的復雜性也隨之提高。從系統級別進行全面地測試，覆蓋所有可能的應用場景和使用條件，成為一項巨大的挑戰。對此，技術人員需要研發更高效、更全面的測試技術和方法。

在測試規范方面，面對全球化的物聯網發展，如何建立一套具有廣泛適用性的物聯網測試規范，既可以適應各種不同的地域和應用需求，又能滿足全球統一的質量要求，是一項重要的挑戰。此外，隨著物聯網設備和應用涉及的領域越來越廣，如何考慮到各領域特定的要求和特點，制定出既通用又具有領域特色的測試規范，也是需要解決的問題。

（二）應對挑戰的策略和建議

針對上述挑戰，本文提出以下策略和建議：

1.對于技術方面的挑戰

推動物聯網標準化測評技術的研究，開發出更先進、更有效的測試技術，以適應物聯網的發展。同時，建立一套能夠快速響應新技術、新應用出現的標準化測評更新機制，以保持標準化測評的時效性。

2.對于測試規范的挑戰

建議在制定物聯網測試規范時，充分考慮全球化和各領域特定的要求和特點，借鑒和學習已有的相關領域的標準和規范，結合物聯網的特性，制定出既通用又具有領域特色的物聯網測試規范。

3.對于物聯網系統的復雜性

提倡使用系統工程的思想和方法，采用全面、系統的測試方式，以保證測試的全面性和準確性。同時，研發出能夠自動化進行大規模測試的工具和技術，以提高測試的效率，降低測試的成本。

六、結束語

物聯網的發展為人類社會帶來了無數可能，同時也提出了許多新的技術挑戰。物聯網標準化測評技術及其測試規范的發展在確保物聯網應用安全、高效、可靠運行中發揮著關鍵作用。當前，標準化測評技術與測試規范正面臨著如快速技術演進、系統復雜性增加、全球化和行業特性等多方面的挑戰。為了應對這些挑戰，本文建議研發更先進、更全面的測試技術和方法，制定具有廣泛適用性且符合行業特性的測試規范，并加強自動化、智能化測試的研究，以提升測試效率和效果。可以預見，未來物聯網標準化測評技術及測試規范的發展將賦能物聯網的進一步發展，為人類生活帶來更多福利。

作者單位：王鵬 張輝軍 周魯 數字絲路新疆產業投資集團有限公司

參考文獻

[1]楊宏，王曉春，林冠辰，等.可信物聯網技術與標準化研究[J].信息技術與標準化，2023（5）：10-15，20.

[2]蘇靜茹.國內物聯網標準化現狀與思考[J].中國標準化，2023（9）：119-123.

[3]吳明娟，陳書義，孫萬源.圍界防入侵物聯網應用評測[J].信息技術與標準化，2021（03）：72-76.

[4]韓黎晶.面向物聯網數據的自動語義標注方法研究[D].昆明：云南師范大學，2019.

[5]武傳坤，張大江.物聯網安全標準的界限[J].信息安全研究，2017，3（9）：860-864.

[6]劉雪，王文斌，王航偉.物聯網標準化測評技術及測試規范發展分析[J].網絡安全技術與應用，2013（9）：69-70.

王鵬（1979.11-），男，漢族，新疆克拉瑪依，本科，中級職稱，研究方向：信息技術領域。