物联网体系框架

物联网技术架构与标准体系研究
物联网概念发展和融合
我国提出的物联网概念
物联网是指在物理世界的实体中部署具有一 定感知能力、计算能力的各种信息传感设备 通过网络设施实现信息获取、传输和处理， 从而实现广域或大范围的人与人、人与物、 物与物之间信息交换需求的互联。
“智慧地球”的核心和内涵
物联网概念发展和融合
建
设 和 工 程 实
质 量 测 评
施
运 营 服 务 标 准
物联网总体标准
急需立项的物联网总体标准
物联网通用功能体系结构 物联网通用系统体系结构 物联网技术参考模型 物联网数据体系结构 物联网元数据注册方法 面向业务应用的物联网服务聚合规范 物联网标识设计方法和框架 物联网信息资源管理规范
智能传感器技术与标准化
智能传感器的三种实现方式－①非集成化实现是将传统传 感器、信号调理电路、带数字接口的微处理器组合为一整 体，而构成智能传感器系统。②集成化实现是采用微机械 加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用硅作为基本材 料制作敏感元件、信号调理电路、微处理单元，集成到一 块芯片，又称为集成智能传感器。③混合实现是根据需要， 将系统各个集成化环节。
早期传感网
自组织网络
分布式节点自组织 组成的网络，用于 战场侦察。
泛在传感器网络
ITU研究报告
可以以“任何地点、任何 时间、任何人、任何物” 的形式被部署，由智能传 感节点组成的网络。
泛在网络
江泽民主席文章
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 态，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。
行业用户基于行业信息及流程的保密性、安全性等 考虑，将在物联网的产业价值链中扮演着完全不同 的角色。大规模产业化必须打破原有的电信产业价 值链形式及思维模式，实现商业模式创新
物联网标准与行业内标准仍旧存在标准化空白，这 些因素的存在也阻碍了物联网的快速规模产业化
核心：“自治组网、协同感知”
物联网技术架构和标准体系
智能传感器在物联网中的地位和作用
应用系统
管理服务
定位
通信与组网
分布式信息处理 时间同步
传输层 网络层 数据链路层 物理层
系统管理
拓扑生 成
智能传感器
微型化 低成本
低功耗 抗干扰
灵活性
智能传感器的性能决定物联网性能。 传感器技术的升级换代将提升网络的升级换代。 智能传感器是物联网发展的瓶颈。 智能传感器产业化决定物联网市场应用前景。
感
低速和中高速短
自组织组网
协同信息处
传感网中间
知
距离传输技术
技术
理技术
件技术
层
数据采集
传感器
二维条码
RFID
多媒体信息
公共 技术
标识 解析
安全 技术
QoS 管理
网络 管理
物联网标准体系框架
物联网标准体系
总体标准
感知层标准
网络层标准
应用层标准
共性标准
数据采集
短距离传输和 自组织组网
协同信息处理 和服务支持
泛在传感器网络体系架构
物联网产业与电信产业的差别
电信网和互联网－面向人与人互联，网络本
身非智能；
物联网－物联网面向物物互联，物非智能，
要求网络智能、自治；
新业务模式
（信息技术的前沿和交叉领域） 新发展机遇
差别项目 用户需求来源 目标客户和应
用需求
商业模式
标准化
电信产业
主要需求推动力来源于公众用户
Q o S 管 理
网 络 管 理
体系结构和参 考模型
通
用技 系术 统参 体考 系模 结型 构
数通 据用 体数 系据 结资 构源 设规 计划
承载网
移 互动 联通 网信
网
M 异2 构M 网无 融线 合接
入
业务中间件
智能计算
服用认计终 务户证费端 管管授管管 理理权理理
基 础 标 准
支产 撑品 技标 术准
RFID
早期物联网
RFID+互联网
把所有物品通过射频识 别（RFID）和条码等 信息传感设备与互联网 连接起来，实现智能化 识别和管理。
物联网
ITU和欧盟对概念扩展
提出任何时刻，任何地点，任意物体之 间的互联，无所不在的网络和无所不在 计算的发展愿景，除RFID技术外，传 感器技术，纳米技术，智能终端等技术 将得到更加广泛的应用。
福布斯认为，全球有11个科技领域未来几十年将会改变世界经济格局和人类生活，新型传感器居首。
智能传感器技术的国际标准化
智能传感器标准体系框架
传感器网络技术的标准化
ISO/IEC JTC1的组织机构
JTC1 第一联合技术委员会
SC 02 编码字符集
目标客户单一、应用需求集中、系 统特征明确，是电信产业能够在短 时间内迅速成熟的根本原因。
公众客户服务和集团客户ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ务
基于主流标准的产品占据了全球的 绝大多数市场份额，标准的市场集 中度较高
物联网产业
传统电信产业与传统行业的交叉与融合，根本推动 力是传统行业改进生产和管理效率的紧迫需求
应用领域众多，不同应用差异大，每个细分市场的 产业规模小。面临用户需求不清晰、行业前景不明 朗、产业化力量投入目标模糊等根本问题；
数
传 感 器
射 频 识 别
二 维 条 码
据 采 集 接
口
低 速 短 距 离 传 输
中 速 短 距 离 传 输
自 组 织 组 网 和 路 由
网 关 接 入
协 同 信 息 处 理
节 点 中 间 件
服 务 支 持
支 撑 服 务 接 口
服务支撑
行业应用
共性技术
环智智工智 境能能业能 监电交监家 测力通控居
标安 识全 解技 析术
物联网系统架构图
物联网技术体系架构
物联网应用
应
环境监测
智能电力
... ...
智能交通
工业监控
用
层
物联网业务中间件
信息管理 服务管理 用户管理 终端管理 认证授权 计费管理
智能计算技术
网
SOA
平台增强技术
云计算
络
承载网支撑技术
层
下一代承载网
异构网融合
移动通信网
互联网
网络层与感知层互通
自组织组网和协同信息处理
智能传感器的定义和特点
传感器－能感受规定的被测量，并按照一定规 律转换成可用信号的器件或装置。通常由敏感 元件和转换元件组成。按被测量可分为力敏、 热敏、光敏、磁敏、气敏、湿敏、压敏、离子 敏、射线敏、生物敏、光纤敏等大类。
智能传感器－带有微处理器，具有信息处理功 能的传感器。自检测、自修正、自保护功能； 判断、决策、思维功能；双向通信、标准化数 字输出或符号输出功能。传感器集成化与微处 理机相结合的产物。高精度、高可靠性与高稳 定性、高信噪比与高的分辨力、自适应性强。