物联网体系框架

数 据 体 系 结 构 设 计
通 用 数 据 资 源 规 划
互 联 网
移 动 通 信 网
异 构 网 融 合
M 2 M 无 线 接 入
服 务 管 理
用 户 管 理
认 证 授 权
计 费 管 理
终 端 管 理
基 础 标 准
支 撑 技 术
产 品 标 准
建 设 和 工 程 实 施
质 量 测 评
运 营 服 务 标 准
SC 24 计算机图形图像处理和环境数据表示 SC 25 信息技术设备互连 SC 27 IT安全技术 SC 28 办公设备 SC 29 声音图像多媒体和超媒体信息的编码 SC 31 自动标识和数据捕获技术 WG 07 传感器网络
SC 32 数据管理和互换 SC 34 文档描述和处理语言 SC 35 用户接口 SC 36 用于学习、教育和培训的信息技术 SC 37 生物特征识别 SC 38 分布式平台应用服务
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。
泛在网络 江泽民主席文章
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
电信产业
主要需求推动力来源于公众用户 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。
早期物联网 RFID+互联网 物联网 ITU和欧盟对概念扩展
RFID
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。
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 SC 06 系统间远程通信和信息交互 SC 07 软件与系统工程 SC 17 卡与个人标识 SC 22 编程语言，其环境和系统软件接口 SC 23 信息交互和存储的数字化记录媒体 WG 06 公司信息管理
天线设计 天线设计 和制造 和制造
标签封装 标签封装
读写设备 读写设备 开发与生 开发与生 产 产
接口与软件 接口与软件 中间件 中间件
系统集成 系统集成 与应用系 与应用系 统开发 统开发
使用者
RFID应用系统架构
应用系统
读写器
解码器
电子标签
C/R 标签物理存储 逻辑 存储 表
18000-3 18000-7
商业模式
标准化
公众客户服务和集团客户服务
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
核心：“自治组网、协同感知”
物联网技术架构和标准体系
物联网系统架构图
物联网技术体系架构
物联网应用
应 用 层
环境监测
智能电力
... ...
智能交通
工业监控
公共 技术
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 标识 解析
项目名称
传感器网络 第1部 分：总则 传感器网络 第2部 分：术语 传感器网络 第3部 分：通信与信息交 互 传感器网络 第4部 分：接口 传感器网络 第5部 分：安全 传感器网络 第6部 分：标识 机场围界传感器网 络防入侵系统技术 要求 面向大型建筑节能 监控的传感器网络 系统技术要求
标准 性质
传感器网络国家标准工作组（先于ISO/IEC JTC1 WG7成立），直属全国信息技 术标准化委员会，现有成员单位近100家。 组长单位－中科院上海微系统所，秘书处单位－工信部电子工业标准化研究所。 目前项目组有PG1（国际标准化）、PG2（标准体系与系统架构）、PG3（通信 与信息交互）、PG4（协同信息处理）、PG5（标识）、PG6（安全）、PG7 （接口）、PG9（网关）、PG10（无线频谱研究与测试）、PG11（设备技术要 求和测试规范）、 PG12（网络管理）、PG13（应用）等。
协议
ISO/IEC 15459
编码器
装置指令 应用指令 指令 / 响应单元 标签驱 动程序 和映射 规则 指令
推荐
制定
2010
工业和信息化部
已立项国家和国际标准
计划编号 项目名称
传感器网络网关技 术要求 传感器网络协同信 息处理支撑服务及 接口
标准 性质
推荐 推荐
制/修 订
制定 制定
完成 年限
2010 2010
主管部门
技术归口单位
国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会
智能计算技术
网 络 层
SOA
平台增强技术
云计算
安全 技术 互联网 QoS 管理
承载网支撑技术
下一代承载网 异构网融合 移动通信网
网络层与感知层互通 自组织组网和协同信息处理
感 知 层
低速和中高速短 距离传输技术
自组织组网 技术
协同信息处 理技术
传感网中间 件技术
网络 管理
数据采集
传感器 二维条码 RFID 多媒体信息
推荐 推荐 推荐 推荐 推荐 推荐 推荐
Leabharlann Baidu
制/ 修 订
制定 制定 制定 制定 制定 制定 制定
完成 年限
2010 2010 2010 2010 2010 2010 2010
主管部门
技术归口单位
国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会 工业和信息化部 全国信息技术标准 化技术委员会 全国信息技术标准 化技术委员会
传感器网络节点中 间件数据交互规范
传感器网络 数据 描述规范
推荐
推荐
制定
制定
2010
2010
国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会
国家标准化管理委员会、 全国信息技术标准 工业和信息化部 化技术委员会
2010年3月23日 “Services and Interfaces Supporting Collaborative Information Processing in Intelligent Sensor Networks”已通过ISO/IEC JTC1的新工作项目投票，即将启动国际标准的 制定工作。
智能传感器在物联网中的地位和作用
应用系统
分布式信息处理
微型化
系统管理
管理服务
定 位
时间同步
传输层
低成本 低功耗
通信与组网 网络层 数据链路层 物理层 智能传感器 拓扑生 成
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。
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。
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。
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
环 境 监 测
智 能 电 力
智 能 交 通
工 业 监 控
智 能 家 居
标 识 解 析
安 全 技 术
Q o S 管 理
网 络 管 理
体系结构和参 考模型
承载网
业务中间件
智能计算
通 用 系 统 体 系 结 构
技 术 参 考 模 型
传感器网络标准化进展
2006年
全国信标委开 始组织相关单 位进行传感器 网络标准方面 的研究工作
2007年
国标委正式批 准在全国信标 委下成立无线 传感器网络工 作组
2008年
传感器网络工 作组4月上报 筹备方案， 11月在无锡 召开筹备会议
2009年
分为8个项目 组，召开工作 组全会，开展 具体国家标准 的制定工作
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
术语
物理接口
网络管理
安全技术
需求分析
数据接口
MAC层
安全管理
网关接入
已立项国家和行业标准
计划编号
20091414-T469 20091415-T469 20091416-T469 20091417-T469 20091418-T469 20091419-T469 2009-2807TSJ 2009-2810TSJ
分布式节点自组织 组成的网络，用于 战场侦察。
早期传感网 自组织网络
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。
泛在传感器网络 ITU研究报告
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。
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； 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
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
服务支撑
行业应用
共性技术
传 感 器
射 频 识 别
二 维 条 码
数 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
传感器网络标准体系框架
公共安全 精细化农业 环境保护 智能交通 医疗和家庭看护 智能建筑 工业控制 太空探索 军事领域 能源和智能电网
应用子集（轮廓）标准
基础平台标准
通用规范 接口 通信与信息 交互 物理层 服务支持 信息描述 信息存储 标识 参考架构 组网 目录服务 中间件功 能和接口 基础协议 安全评价 系统测试 协同信息处 理 支撑服务 及接口 参考模型 网络管理 信息安全 测试 一致性测 试 互操作测 试
射频识别（RFID）技术的标准化
射频识别的产业链
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID） 技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，其基 本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达 反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。
芯片设计 芯片设计 与制造 与制造