物联网技术架构与标准体系研究进展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010,年,10,月,21,日,物联网技术架构与标准体系研究进展,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,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。,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。,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；,（信息技术的前沿和交叉领域）,核心：“自治组网、协同感知”,差别项目,电信产业,物联网产业,用户需求来源,主要需求推动力来源于公众用户,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,目标客户和应用需求,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。,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；,商业模式,公众客户服务和集团客户服务,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,标准化,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,新业务模式,新发展机遇,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,物联网标准体系框架,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,急需立项的物联网总体标准,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。,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,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。,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。,混合实现,是根据需要，将系统各个集成化环节。,智能传感器在物联网中的地位和作用,应用系统,传输层,网络层,数据链路层,物理层,定 位,时间同步,系统管理,拓扑生成,分布式信息处理,智能传感器,通信与组网,管理服务,微型化,低成本,低功耗,抗干扰,灵活性,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,传感器网络标准化进展,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,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,2006年,2007年,2009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,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,2008年,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。,传感器网络标准体系框架,已立项国家和行业标准,计划编号,项目名称,标准性质,制,/,修订,完成年限,主管部门,技术归口单位,20091414-T-469,传感器网络 第,1,部分：总则,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,20091415-T-469,传感器网络 第,2,部分：术语,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,20091416-T-469,传感器网络 第,3,部分：通信与信息交互,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,20091417-T-469,传感器网络 第,4,部分：接口,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,20091418-T-469,传感器网络 第,5,部分：安全,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,20091419-T-469,传感器网络 第,6,部分：标识,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,2009-2807T-SJ,机场围界传感器网络防入侵系统技术要求,推荐,制定,2010,工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,2009-2810T-SJ,面向大型建筑节能监控的传感器网络系统技术要求,推荐,制定,2010,工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,已立项国家和国际标准,计划编号,项目名称,标准性质,制,/,修订,完成年限,主管部门,技术归口单位,传感器网络网关技术要求,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,传感器网络协同信息处理支撑服务及接口,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,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,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,传感器网络 数据描述规范,推荐,制定,2010,国家标准化管理委员会、工业和信息化部,全国信息技术标准化技术委员会,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。,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,与制造,芯片设计,与制造,天线设计,和制造,天线设计,和制造,标签封装,标签封装,接口与软件,中间件,接口与软件,中间件,系统集成,与应用系,统开发,系统集成,与应用系,统开发,读写设备,开发与生,产,读写设备,开发与生,产,使用者,RFID,应用系统架构,C/R,协议,响应,指令,标签物理存储,应用响应,应用系统,读写器,电子标签,应用指令,指令,/,响应单元,物理,询问器,数据协议处理器,ISO/IEC 15961,ISO/IEC 18000,编码器,逻辑存储,ISO/IEC 15962,ISO/IEC 15962,附录,逻辑,存储,表,解码器,标签驱,动程序,和映射,规则,应用程序接口,应用程序接口,空气介质,装置指令,装置响应,ISO/IEC,15459,ISBT blood,transfusion,ANS MH10,Data,Identifiers,OTHERS,.,18000-2,135,KHz,18000-3,13.56 MHz,18000-4,2.45,GHz,18000-7,433 MHz,18000-6,900 MHz,Future,Standard,Air Interface,Protocol,RFID,技术的国际标准化,术语：,ISO/IEC 19762-3,空中接口：,ISO/IEC 18000-17,一致性测试：,ISO/IEC 18047-27,性能测试：,ISO/IEC 18046-13,数据协议：,ISO/IEC 15961,15962,标签唯一标识：,ISO/IEC 15963,物品唯一标识：,ISO/IEC 15459-16,实施指南：,ISO/IEC 24729-13,软件系统：,ISO/IEC 24791-16,ISO/IEC JTC1/SC31,自动识别和数据采集分委会,非接触式集成电路卡标准,紧耦合卡：,ISO/IEC 10536-13,接近式耦合卡：,ISO/IEC 14443-14,临近式耦合卡：,ISO/IEC 15693-13,测试标准：,ISO/IEC 10373-5,6,7,ISO/IEC JTC1/SC17,卡和身份识别分委会,RFID,标准应用案例（,1,）,标 准,国 外,国 内,18000-6,2008,年洛杉矶马拉松赛；,美国马里兰州乔治王子县第七巡回法庭每年使用的,UHF,RFID,标签来跟踪,30,000,到,40,000,宗年法律文件。,2000,年深圳海关“电子口岸车辆自动验放系统,”,（,5,万辆车）；,香港机场自动行李分拣（每天处理,4,万件离港行李）。,18000-4,电子关锁,在途定位,电子关锁,电子商票（已列装）,18000-7,在途定位,煤矿井下人员管理,驾驶员证件,指纹识读器,拖车标签,挂车标签,电子关锁,集装箱标签,单品标签,包装标签,集装箱读写器,车载单元,运输途中可见系统,RFID,标准应用案例（,2,）,洛山矶马拉松赛,美国第四大，世界第七大马拉松赛,；,2000人参与，50万观众。需要大量的物品管理和人员管理，包括12条封闭高速公