数据交换标准是物联网产业发展的关键

数据交换标准是物联网产业发展的关键周洪波同方股份有限公司首席软件专家摘要：本文概述了物联网理念，在分析其技术共性的基础上提出了物联网四大支柱产业群的划分。

物联网产业发展的关键是应用，应用的关键是无处不在的末端设备的联网大集成, 大集成的核心是统一数据交换标准的建立。

在分析物联网DCM三层架构及其技术构成与共性的基础上, 本文提出了建立“类HTML”统一数据交换标准是物联网产业发展的关键的理念，并对其可行性（从互联网技术发展的历程到物联网系统的三层架构所涉及的技术和系统）进行了全面的对比分析，同时对中国如何发挥整体资源优势，通过推行数据交换的标准化占领物联网产业制高点进行了有益的探讨并提出了的一个实践原型标准。

关键词：物联网M2M WSN RFID 两化融合DCM 数据交换标准oMIX 大集成Abstract: The concept of Internet of Things (IoT) and the related common technological paradigms and its “4 pillar”vertical application groups are summarized and categorized in this paper. Applications are the key factors of IoT’s success and the grand integration of “ubiquitous devices” plays a central role in IoT applications. Based on detailed and systematic analysis of the DCM 3-tiers of IoT systems, it’s believed that the core of IoT grand integration is the creation and standardization of unified HTML-like IoT data format and exchange, and the IoT industry will prosper based on the data standard. The approach and its feasibility of the IoT data format standardization are analyzed and proposed, and the oMIX prototype standard is presented. It’s believed that China is positioned to play a leading role in the emerging IoT industry worldwide based on its huge market potentials and the determination of government support.Keywords: Internet of Things M2M WSN RFID Industrial Convergence DCM Data Format Standardization oMIX Grand Integration联系地址：北京海淀王庄路1号同方广场A座22层，100083；Email:1.物联网定义与四大支柱产业群物联网(Internet of Things)这个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。

然而，5年后，在2005年国际电信联盟（ITU）发布的同名报告中【1】，物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。

目前在国内被普遍引用的物联网定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

在ITU报告5年后的2010年，这个定义显然没有“与时俱进”，既不全面，也不严谨，会误导受众，还存在错误。

物联网可以存在于内网和专网之中，而且目前还占大部分，“把任何物品与互联网(Internet)连接起来”，这个说法显然是错误的。

这个定义的不全面和不严谨也是显而易见的。

笔者根据多年来对物联网理念（尤其是去年8月温总理讲话以来在全国各地蔓延的物联网热潮推动下的许多热议和实践活动）的了解、研究和总结，提出了以下的“中国式”物联网定义，算是抛砖引玉：物联网指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

按上述定义，物联网可以细分为如下的“RFID、传感网、M2M与两化融合”四大支柱产业群,四大业务和技术之间互有交叉或重叠。

RFID从业人员: 他们认为物联网概念是1999年MIT Auto-ID中心主任Ashton 教授提出来的（这也是公认的事实），前段时间中国股票市场“横空出世”的物联网概念股“五虎”都是做RFID或智能卡的公司。

传感网（WSN）从业人员：这个人群以研究人员为主体，也包括一些仪器仪表业界的公司，这也是温总理“感知中国”提法的主要依据，无锡正在力争成为中国传感网中心。

M2M人群【2】：侧重于末端设备的互联和集控管理，中国三大通信运营商从2007年（王建宙2008年在天津Davos论坛谈到M2M，引起广泛关注）就开始推M2M业务，在温总理谈话之前就已经开始建立M2M运营中心；同方从2004年开始开发ez M2M/物联网业务基础中间件,并在2005年提出物联网DCM战略。

工业信息化人群【3】：自动化和控制系统行业企业是“两化融合”的主要推动力，工业信息化系统可能是已存在的最大的“物联网”，还包括智能电网、智能建筑（Buildings 2.0）等行业应用。

物联网四大支柱产业群如图1所示。

图1 物联网4大支柱业务群2.物联网产业技术共性与标准化物联网产业群之所以被认为是“一个“战略性产业，主要因为它们有很多共性，尤其是和应用架构上的共性。

正如前面所述，目前业界对物联网的理解并不完全一样，在这个产业链上每个环节的企业一般都从自己的立场去诠释物联网。

不过，对于一个完整的物联网系统的构成或产业链的划分，目前业界确有比较统一的观点，基本都认为应该包括三个层面：末端设备或子系统、通信连接系统、以及管理和应用系统。

笔者把它归结为DCM（如图2所示），即Device—设备，Connect—连接，Manage—管理【4】。

欧洲ETSI标准委员会的三层划分也如图3所示。

此外也有其他四层、甚至九层的划分，但基本都是三层架构的细化。

图2 DCM架构图3 三层架构用大众化的术语来说，物联网概括为三层：感知层，网络层和应用层。

第一个层面就是全面感知，就是让“物”会“说话”，成为“智能物件”，对其进行识别或数据采集。

第二个层面是可靠传递，就是通过现有的五花八门的有线和无线通信网络将信息进行可靠传输。

第三个层面是智能处理，对采集上来的数据进行处理和展示。

虽然在DCM三层划分方面业界意见基本统一，但对每一个层面所包含内容的解读还存在很大的差异，这又回到了“四大从业人群”出发点的不同（如图4，5）。

例如，在网络层面，中国移动主要只关注2G，3G或4G的GSM/CDMA无线网络；而中国电信以往的M2M业务则主要关注固定网络，电信重组后他们有了3G无线网络，则开始关注固定网络和无线网络组合的方式；传感网和RFID人群则主要关注无线网状网（Wireless Mesh Network），包括Zigbee, Insteon，z-Wave等10多种基于短距离RF技术的无线网络技术；两化融合企业主要关注现场总线（Field Bus）技术，包括CanBus，ModBus，ProfiBus，LonWorks，BacNet等等。

图 4 四大网络 图 5 物联网与通讯这种现象对物联网产业的长久发展是不利的，网络之间的兼容性和标准化至关重要，需要各行业通力合作，标准化组织需要站到一个全局的高度，统筹协调和规范。

尤其是当物联网发展到从运行于“内网”（Intranet ）和“公网”（Extranet ）的“物连网”（Networks of Things ）走向真正运行于互联网上的“物联网”（Internet of Things, 如图6）的时候，兼容性和标准化成为关键。

图6 物联网发展进程（引自Bayes咨询）“一流企业做标准”，这是业界共识，也是很多企业乃至一个国家战略层面想达到的制高点，但标准往往是在产业竞争和利益的博弈中产生的，没有足够的实力，包括财力、物力和在业界领导潮流的影响力做支撑，很难做成。

标准有时和专利的作用一样，对于入围的企业来说，它的作用是给后来者设置了一个门槛以保持其在业界的领先地位，对于一个国家来说，它往往给外来者设置了一个“壁垒”，以合法的方式来保护本国企业利益或抢占先机。

标准有开放标准和事实标准，做标准的组织有官方的和非官方的、盈利的和非盈利的。

开放标准往往由地方、国家、区域性乃至国际的产业联盟来制定，图7（引自ORNL内部报告）展示了与IT产业相关的一些标准组织。

事实标准往往由盈利性质的企业来主导，往往是专有非公开(Proprietary)的，然而事实标准的拥有者往往无一例外都声称他们的标准是开放的。

图7 众多标准组织有些企业靠做标准和配套的产品来生存，例如美国的Echelon和Qualcomm公司，Echelon是LonWorks标准的拥有者，他们成功地把LonWorks推广成为中国的国标（GB/T 20299.4－2006），Qualcomm 是CDMA等一系列无线通信标准和专利的拥有者，据说他们雇用的律师团队比工程师还多。