物聯(lián)網(wǎng)技術標準27

1、物聯(lián)網(wǎng)技術調(diào)研報告· 物聯(lián)網(wǎng)描繪了人類未來全新的信息活動場景：讓所有的物品都與網(wǎng)絡實現(xiàn)任何時間和任何地點的無處不在的連接。人們可以通過對物體進行識別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應事件，形成信息化解決方案。目前很多全球主要國家都制訂了開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的長期發(fā)展計劃。中國已經(jīng)把物聯(lián)網(wǎng)明確列入國家中長期科學技術發(fā)展規(guī)劃（20062020年）和2050年國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新的領域有些什么關鍵技術？物聯(lián)網(wǎng)領域標準化方面進展如何？本文將對此進行初步探討。1 物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術物聯(lián)網(wǎng)技術不是對現(xiàn)有技術的顛覆性革命，而是通過對現(xiàn)有技術的綜合運用。物聯(lián)網(wǎng)技術融合現(xiàn)有技術實現(xiàn)全新的通信模式轉變，同時

2、，通過融合也必定會對現(xiàn)有技術提出改進和提升的要求，催生出一些新的技術。在通信業(yè)界，物聯(lián)網(wǎng)通常被公認為有3個層次，從下到上依次是感知層、傳送層和應用層，如圖1所示。如果拿人來比喻的話，感知層就像皮膚和五官，用來識別物體，采集信息；傳送層則是神經(jīng)系統(tǒng)，將信息傳遞到大腦進行處理；應用層類似人們從事的各種復雜的事情，完成各種不同的應用。物聯(lián)網(wǎng)涉及的關鍵技術非常多，從傳感器技術到通信網(wǎng)絡技術，從嵌入式微處理節(jié)點到計算機軟件系統(tǒng)，包含了自動控制、通信、計算機等不同領域，是跨學科的綜合應用。（1）感知層物聯(lián)網(wǎng)的感知層主要完成信息的采集、轉換和收集。感知層包含兩個部分：傳感器（或控制器）、短距離傳輸網(wǎng)絡。傳感

3、器（或控制器）用來進行數(shù)據(jù)采集及實現(xiàn)控制，短距離傳輸網(wǎng)絡將傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關或將應用平臺控制指令發(fā)送到控制器。感知層的關鍵技術主要為傳感器技術和短距離傳輸網(wǎng)絡技術，例如射頻標識（RFID）標簽與用來識別RFID信息的掃描儀、視頻采集的攝像頭和各種傳感器中的傳感與控制技術、短距離無線通信技術（包括由短距離傳輸技術組成的無線傳感網(wǎng)技術）。在實現(xiàn)這些技術的過程中，又涉及到芯片研發(fā)、通信協(xié)議研究、RFID材料研究、智能節(jié)點供電等細分領域。（2）傳送層物聯(lián)網(wǎng)的傳送層主要完成信息傳遞和處理，傳送層包括兩個部分：接入單元、接入網(wǎng)絡。接入單元是連接感知層的網(wǎng)橋，它匯聚從感知層獲得的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到

4、接入網(wǎng)絡。接入網(wǎng)絡即現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡，包括移動通信網(wǎng)、有線電話網(wǎng)、有線寬帶網(wǎng)等。通過接入網(wǎng)絡，人們將數(shù)據(jù)最終傳入互聯(lián)網(wǎng)。傳送層是基于現(xiàn)有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)建立起來的層。傳送層的關鍵技術既包含了現(xiàn)有的通信技術，如移動通信技術、有線寬帶技術、公共交換電話網(wǎng)（PSTN）技術、Wi-Fi通信技術等，也包含了終端技術，如實現(xiàn)傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)結合的網(wǎng)橋設備、為各種行業(yè)終端提供通信能力的通信模塊等。（3）應用層物聯(lián)網(wǎng)的應用層主要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理，并將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應用的結合。應用層包括兩部分：物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)應用。物聯(lián)網(wǎng)中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序。中間件將許多可以公用的能力進行統(tǒng)一封裝，提

5、供給豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)應用。統(tǒng)一封裝的能力包括通信的管理能力、設備的控制能力、定位能力等。物聯(lián)網(wǎng)應用是用戶直接使用的各種應用，種類非常多。物聯(lián)網(wǎng)應用包括家庭物聯(lián)網(wǎng)應用，如家電智能控制、家庭安防等，也包括很多企業(yè)和行業(yè)應用，如石油監(jiān)控應用、電力抄表、車載應用、遠程醫(yī)療等。應用層主要基于軟件技術和計算機技術實現(xiàn)。應用層的關鍵技術主要是基于軟件的各種數(shù)據(jù)處理技術，此外云計算技術作為海量數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，也將是物聯(lián)網(wǎng)應用層的重要組成部分。應用是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目的。各種行業(yè)和家庭應用的開發(fā)是物聯(lián)網(wǎng)普及的源動力，將給整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大利潤。2 物聯(lián)網(wǎng)標準進展在標準方面，與物聯(lián)網(wǎng)相關的標準化組織較多。

6、圖2所示為全球主要物聯(lián)網(wǎng)標準組織的徽標。物聯(lián)網(wǎng)覆蓋的技術領域非常廣泛，涉及總體架構、感知技術、通信網(wǎng)絡技術、應用技術等各個方面。物聯(lián)網(wǎng)標準組織有的從機器對機器通信（M2M）的角度進行研究，有的從泛在網(wǎng)角度進行研究，有的從互聯(lián)網(wǎng)的角度進行研究，有的專注傳感網(wǎng)的技術研究，有的關注移動網(wǎng)絡技術研究，有的關注總體架構研究。目前介入物聯(lián)網(wǎng)領域主要的國際標準組織有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等。針對泛在網(wǎng)總體框架方面進行系統(tǒng)研究的國際標準組織比較有代表性的是國際電信聯(lián)盟（ITU-T）及歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）M2M技術委員會。ITU-T從泛在網(wǎng)角度研究總體架構，ETS

7、I從M2M的角度研究總體架構。· 感知技術（主要是對無線傳感網(wǎng)的研究）方面進行研究的國際標準組織比較有代表性的是國際標準化組織（ISO）、美國電氣及電子工程師學會（IEEE）。通信網(wǎng)絡技術方面進行研究的國際標準組織主要有3GPP和3GPP2。他們主要從M2M業(yè)務對移動網(wǎng)絡的需求方面進行研究，只限定在移動網(wǎng)絡層面。在應用技術方面，各標準組織都有一些研究，主要是針對特定應用制訂標準。總的來說，國際上物聯(lián)網(wǎng)標準工作還處于起步階段，目前各標準組織自成體系，標準內(nèi)容涉及架構、傳感、編碼、數(shù)據(jù)處理、應用等，不盡相同。各標準組織都比較重視應用方面的標準制訂。在智能測量、E-Health、城市自動化

8、、汽車應用、消費電子應用等領域均有相當數(shù)量的標準正在制訂中，這與傳統(tǒng)的計算機和通信領域的標準體系有很大不同（傳統(tǒng)的計算機和通信領域標準體系一般不涉及具體的應用標準），這也說明了“物聯(lián)網(wǎng)是由應用主導的”觀點在國際上已成為共識。圖3所示是物聯(lián)網(wǎng)在不同領域的主要標準組織分布情況。本文選擇一些在物聯(lián)網(wǎng)領域重要的有一定影響力的標準組織進行簡要介紹。2.1 ITU-T物聯(lián)網(wǎng)標準進展提到物聯(lián)網(wǎng)標準，首先必須先提一下ITU-T。ITU-T早在2005就開始進行泛在網(wǎng)的研究，可以說是最早進行物聯(lián)網(wǎng)研究的標準組織。ITU-T的研究內(nèi)容主要集中在泛在網(wǎng)總體框架、標識及應用3方面。ITU-T在泛在網(wǎng)研究方面已經(jīng)從需求

9、階段逐漸進入到框架研究階段，目前研究的框架模型還處在高層層面。圖4所示為ITU-T提出的物聯(lián)網(wǎng)架構，曾經(jīng)在各種場合被廣泛引用。ITU-T在標識研究方面和ISO通力合作，主推基于對象標識（OID）的解析體系；ITU-T在泛在網(wǎng)應用方面已經(jīng)逐步展開了對健康和車載方面的研究。下面詳細介紹ITU-T各個相關研究課題組的研究情況。· SG13主要從NGN角度展開泛在網(wǎng)相關研究，標準主導是韓國。目前標準化工作集中在基于NGN的泛在網(wǎng)絡/泛在傳感器網(wǎng)絡需求及架構研究、支持標簽應用的需求和架構研究、身份管理（IDM）相關研究、NGN對車載通信的支持等方面。SG16組成立了專門的問題組展開泛在網(wǎng)應用相

10、關的研究，日、韓共同主導，內(nèi)容集中在業(yè)務和應用、標識解析方面。SG16組研究的具體內(nèi)容有：Q.25/16泛在感測網(wǎng)絡（USN）應用和業(yè)務、Q.27/16通信/智能交通系統(tǒng)（ITS）業(yè)務/應用的車載網(wǎng)關平臺、Q.28/16電子健康（E-Health）應用的多媒體架構、Q.21和Q.22標識研究（主要給出了針對標識應用的需求和高層架構）。SG17組成立有專門的問題組展開泛在網(wǎng)安全、身份管理、解析的研究。SG17組研究的具體內(nèi)容有：Q.6/17泛在通信業(yè)務安全，Q.10/17身份管理架構和機制，Q.12/17抽象語法標記（ASN.1）、OID及相關注冊。SG11組成立有專門的問題組“NID和USN測

11、試規(guī)范”，主要研究節(jié)點標識（NID）和泛在感測網(wǎng)絡（USN）的測試架構、H.IRP測試規(guī)范以及X.oid-res測試規(guī)范。ITU-T還在智能家居、車輛管理等應用方面開展了一些研究工作。2.2 ETSI物聯(lián)網(wǎng)標準進展ETSI采用M2M的概念進行總體架構方面的研究，相關工作的進展非常迅速，是在物聯(lián)網(wǎng)總體架構方面研究得比較深入和系統(tǒng)的標準組織，也是目前在總體架構方面最有影響力的標準組織。ETSI專門成立了一個專項小組（M2M TC）從M2M的角度進行相關標準化研究。ETSI成立M2M TC小組主要是考慮：目前雖然已經(jīng)有一些M2M的標準存在，涉及各種無線接口、格狀網(wǎng)絡、路由和標識機制等方面，但這些標準

12、主要是針對某種特定應用場景，彼此相互獨立，如何將這些相對分散的技術和標準放到一起并找出不足，這方面所做的工作很少。在這樣的研究背景下，ETSI M2M TC小組的主要研究目標是從端到端的全景角度研究機器對機器通信，并與ETSI內(nèi)NGN的研究及3GPP已有的研究展開協(xié)同工作。M2M TC小組的職責是：從利益相關方收集和制訂M2M業(yè)務及運營需求，建立一個端到端的M2M高層體系架構（如果需要會制訂詳細的體系結構），找出現(xiàn)有標準不能滿足需求的地方并制訂相應的具體標準，將現(xiàn)有的組件或子系統(tǒng)映射到M2M體系結構中，M2M解決方案間的互操作性（制訂測試標準），硬件接口標準化方面的考慮，與其他標準化組織進行交

13、流及合作。2.3 3GPP/3GPP2物聯(lián)網(wǎng)標準進展3GPP和3GPP2也采用M2M的概念進行研究。作為移動網(wǎng)絡技術的主要標準組織，3GPP和3GPP2關注的重點在于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡能力增強方面，是在網(wǎng)絡層方面開展研究的主要標準組織。3GPP針對M2M的研究主要從移動網(wǎng)絡出發(fā)，研究M2M應用對網(wǎng)絡的影響，包括網(wǎng)絡優(yōu)化技術等。3GPP研究范圍為：只討論移動網(wǎng)的M2M通信；只定義M2M業(yè)務，不具體定義特殊的M2M應用。Verizon、Vodafone等移動運營商在M2M的應用中發(fā)現(xiàn)了很多問題，例如大量M2M終端對網(wǎng)絡的沖擊，系統(tǒng)控制面容量的不足等。因此，在Verizon、Vodafone、三星、高通等公

14、司推動下，3GPP對M2M的研究在2009年開始加速，目前基本完成了需求分析，轉入網(wǎng)絡架構和技術框架的研究，但核心的無線接入網(wǎng)絡（RAN）研究工作還未展開。相比較而言，3GPP2相關研究的進展要慢一些，目前關于M2M方面的研究多處于研究報告的階段。2.4 IEEE物聯(lián)網(wǎng)標準進展在物聯(lián)網(wǎng)的感知層研究領域，IEEE的重要地位顯然是毫無爭議的。目前無線傳感網(wǎng)領域用得比較多的Zigbee技術就基于IEEE 802.15.4標準。IEEE 802系列標準是IEEE 802 LAN/MAN標準委員會制訂的局域網(wǎng)、城域網(wǎng)技術標準。1998年，IEEE 802.15工作組成立，專門從事無線個人局域網(wǎng)（WPAN

15、）標準化工作。在IEEE 802.15工作組內(nèi)有5個任務組，分別制訂適合不同應用的標準。這些標準在傳輸速率、功耗和支持的服務等方面存在差異。TG1組制訂IEEE 802.15.1標準，即藍牙無線通信標準。標準適用于手機、PDA等設備的中等速率、短距離通信。TG2組制訂IEEE 802.15.2標準，研究IEEE 802.15.1標準與IEEE 802.11標準的共存。TG3組制訂IEEE 802.15.3標準，研究超寬帶（UWB）標準。標準適用于個域網(wǎng)中多媒體方面高速率、近距離通信的應用。TG4組制訂IEEE 802.15.4標準，研究低速無線個人局域網(wǎng)（WPAN）。該標準把低能量消耗、低速率

16、傳輸、低成本作為重點目標，旨在為個人或者家庭范圍內(nèi)不同設備之間的低速互聯(lián)提供統(tǒng)一標準。TG5組制訂IEEE 802.15.5標準，研究無線個人局域網(wǎng)（WPAN）的無線網(wǎng)狀網(wǎng)（MESH）組網(wǎng)。該標準旨在研究提供MESH組網(wǎng)的WPAN的物理層與MAC層的必要的機制。傳感器網(wǎng)絡的特征與低速無線個人局域網(wǎng)（WPAN）有很多相似之處，因此傳感器網(wǎng)絡大多采用IEEE 802.15.4標準作為物理層和媒體存取控制層（MAC），其中最為著名的就是ZigBee。因此，IEEE的802.15工作組也是目前物聯(lián)網(wǎng)領域在無線傳感網(wǎng)層面的主要標準組織之一。中國也參與了IEEE 802.15.4系列標準的制訂工作，其中I

17、EEE 802.15.4c和IEEE 802.15.4e主要由中國起草。IEEE 802.15.4c擴展了適合中國使用的頻段，IEEE 802.15.4e擴展了工業(yè)級控制部分。· 2.5 中國物聯(lián)網(wǎng)標準進展總的來說，中國物聯(lián)網(wǎng)標準的制訂工作還處于起步階段，但發(fā)展迅速。目前中國已有涉及物聯(lián)網(wǎng)總體架構、無線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應用層面的眾多標準正在制訂中，并且有相當一部分的標準項目已在相關國際標準組織立項。中國研究物聯(lián)網(wǎng)的標準組織主要有傳感器網(wǎng)絡標準工作組（WGSN）和中國通信標準化協(xié)會（CCSA）。WGSN是由中國國家標準化管理委員會批準籌建，中國信息技術標準化技術委員會批準成立并領導，從事

18、傳感器網(wǎng)絡（簡稱傳感網(wǎng)）標準化工作的全國性技術組織。WGSN于2009年9月正式成立，由中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所任組長單位，中國電子技術標準化研究所任秘書處單位，成員單位包括中國三大運營商、主要科研院校、主流設備廠商等。傳感器網(wǎng)絡標準工作組將“適應中國社會主義市場經(jīng)濟建設的需要，促進中國傳感器網(wǎng)絡的技術研究和產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展，加快開展標準化工作，認真研究國際標準和國際上的先進標準，積極參與國際標準化工作，并把中國和國際標準化工作結合起來，加速傳感網(wǎng)標準的制修訂工作，建立和不斷完善傳感網(wǎng)標準化體系，進一步提高中國傳感網(wǎng)技術水平?！弊鳛槠渥谥?。目前WGSN已有一些標準正在制訂中，并代表

19、中國積極參加ISO、IEEE等國際標準組織的標準制訂工作。由于成立時間尚短，目前WGSN還沒有形成可發(fā)布的標準文稿。CCSA于2002年12月18日在北京正式成立。CCSA的主要任務是為了更好地開展通信標準研究工作，把通信運營企業(yè)、制造企業(yè)、研究單位、大學等關心標準的企事業(yè)單位組織起來，按照公平、公正、公開的原則制訂標準，進行標準的協(xié)調(diào)、把關，把高技術、高水平、高質量的標準推薦給政府，把具有中國自主知識產(chǎn)權的標準推向世界，支撐中國的通信產(chǎn)業(yè)，為世界通信做出貢獻。2009年11月，CCSA新成立了泛在網(wǎng)技術工作委員會（即TC10），專門從事物聯(lián)網(wǎng)相關的研究工作。雖然TC10剛剛成立不久，但在TC

20、10成立以前，CCAS的其他工作委員會對物聯(lián)網(wǎng)相關的領域也進行過一些研究。目前CCSA有多個與物聯(lián)網(wǎng)相關的標準正在制訂中，但尚沒有發(fā)布標準文稿。與物聯(lián)網(wǎng)相關的，還有2009年4月成立的RFID標準工作組。RFID工作組在信息產(chǎn)業(yè)部科技司領導下開展工作，專門致力于中國RFID領域的技術研究和標準制訂，目前已有一定的工作成果。上述標準組織各自獨立開展工作，各標準組的工作各有側重。WGSN偏重傳感器網(wǎng)絡層面，CCSA TC10偏重通信網(wǎng)絡和應用層面，RFID標準工作組則關注RFID相關的領域。同時各標準組的工作中也有不少重復的部分，如WGSN也會涉及到傳感器網(wǎng)絡以上的通信部分和應用部分的內(nèi)容，而CC

21、SA也涉及到了一些傳感網(wǎng)層面的工作內(nèi)容。對于這些重復的部分，各標準組之間目前還沒有很好的橫向溝通和協(xié)調(diào)機制，因此，近期國家層面正在籌備成立“物聯(lián)網(wǎng)標準聯(lián)合工作組”。聯(lián)合工作組旨在整合中國物聯(lián)網(wǎng)相關標準化資源，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)各方共同開展物聯(lián)網(wǎng)技術的研究，積極推進物聯(lián)網(wǎng)標準化工作，加快制訂符合中國發(fā)展需求的物聯(lián)網(wǎng)技術標準，為政府部門的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策提供全面的技術和標準化服務支撐。3 結束語物聯(lián)網(wǎng)技術內(nèi)容眾多，所涉及到的標準組織也較多，不同的標準組織基本上都按照各自的體系進行研究，采用的概念也各不相同。總體架構層面，目前分感知層、網(wǎng)絡層、應用層的3層架構已經(jīng)得到業(yè)界的共識，但是對于3層之間的具體界限、

22、研究內(nèi)容尚未有統(tǒng)一的共識，總體性的概念和術語，也尚未統(tǒng)一。在感知層，傳感器技術已經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展，相對成熟，并已形成了專門的學科。目前傳感器種類繁多，并已在各行各業(yè)被廣泛應用，而無線傳感網(wǎng)技術尚處于百家爭鳴的階段，是物聯(lián)網(wǎng)研究重點之一。網(wǎng)絡層的遠程通信技術以現(xiàn)有的包括移動網(wǎng)、固網(wǎng)、寬帶、窄帶等通信網(wǎng)絡技術為基礎，在此基礎上探討通信網(wǎng)絡如何更好地適應承載物聯(lián)網(wǎng)應用，是保障物聯(lián)網(wǎng)應用有序發(fā)展的前提。物聯(lián)網(wǎng)應用種類繁多，涉及社會生活各個方面，是物聯(lián)網(wǎng)研究的重點。1-3中科院 無錫微納傳感網(wǎng) 工程技術 研發(fā)中心 (無錫傳感網(wǎng)中心) 是 國內(nèi) 研究 物聯(lián)網(wǎng) 的 核心單位 09.8.7 溫總理 調(diào)研無錫時

23、，對該中心 高度關注，提出 把傳感網(wǎng)絡中心設在無錫、輻射全國的想法 溫家寶指出：在 傳感網(wǎng)發(fā)展中 早一點 謀劃未來 - 早一點攻破核心技術 在國家 重大科技專項中，加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立 中國的傳感信息中心-感知中國中心 江蘇省委省政府 落實 溫總理指示，熱情擁抱“物聯(lián)網(wǎng)”，突出抓好 平臺建設 和應用示范工作 迅速 形成 “研發(fā) 安全感” 與 “產(chǎn)業(yè) 突破” 的 “先發(fā)優(yōu)勢” 無錫作出部署：舉全市之力搶占新1輪科技革命制高點-把無錫建成-傳感技術創(chuàng)新高地-人才高地-產(chǎn)業(yè)高地 如果軟件是物聯(lián)網(wǎng)的核心和靈魂，中間件（Middleware）就是這個靈魂的核心。中間件與操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫并列作為三

24、足鼎立的“基礎軟件”的理念經(jīng)過多年的探討已經(jīng)被國內(nèi)業(yè)界和政府主管部門認可，但在國內(nèi)長期“重硬輕軟”的大環(huán)境下，中間件產(chǎn)業(yè)并未受到足夠的重視，或更確切地說可能是不知道如何抓。 除OS，數(shù)據(jù)庫，和直接面向用戶的客戶端軟件以外，凡是能批量生產(chǎn)，高度可復用的軟件都可以算是中間件。中間件有很多種類，如通用中間件，嵌入式中間件，數(shù)字電視中間件，RFID中間件，和M2M物聯(lián)網(wǎng)中間件等等，中間件無處不在。IBM, Oracle, 微軟等軟件巨頭都是引領潮流的中間件生產(chǎn)商。 SAP等大型（ERP）應用軟件廠商的產(chǎn)品也是基于中間件架構。國內(nèi)的用友，金蝶等軟件廠商也都有中間件部門或分公司。在OS和數(shù)據(jù)庫市場格局早已

25、確定的情況下，中間件，尤其是面向行業(yè)的業(yè)務基礎中間件，也許是各國軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展唯一的機會?？梢院敛豢鋸埖卣f，能否做大做強中間件，是整個中國IT產(chǎn)業(yè)能否做大做強的關鍵。 物聯(lián)網(wǎng)中間件處于物聯(lián)網(wǎng)的集成服務器端和感知層、傳輸層的嵌入式設備中。 服務器端中間件稱為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務基礎中間件，一般都是基于傳統(tǒng)的中間件（應用服務器，ESB/MQ等）構建，加入設備連接和圖形化組態(tài)展示等模塊(如同方的ezM2M物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務中間件）。嵌入式中間件是一些支持不同通訊協(xié)議的模塊和運行環(huán)境。中間件的特點是它固化了很多通用功能，但在具體應用中多半需要“二次開發(fā)”來實現(xiàn)個性化的行業(yè)業(yè)務需求，因此所有物聯(lián)網(wǎng)中間件都要提供快速開發(fā)（R

26、AD）工具。 在物聯(lián)網(wǎng)概念被大眾理解和接受以后，大家早已發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)并不是什么全新的東西，上萬億的末端“智能物件”和各種應用子系統(tǒng)早已經(jīng)存在于工業(yè)和日常生活中。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵在于把現(xiàn)有的智能物件和子系統(tǒng)鏈接起來，實現(xiàn)應用的大集成（Grand Integration）和“管控營一體化”，為實現(xiàn)“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡暮椭C社會服務，要做到這一點，軟件（包括嵌入式軟件）和中間件將作為核心和靈魂起至關重要的作用。這并不是說發(fā)展傳感器等末端不重要，在大集成工程中，系統(tǒng)變得更加智能化和網(wǎng)絡化，反過來會對末端設備和傳感器提出更高的要求，如此循環(huán)螺旋上升推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 因此，要占領物聯(lián)網(wǎng)制高

27、點，軟件和中間件的作用至關重要，應該得到國家層面決策和扶持政策的高度重視。 在包括物聯(lián)網(wǎng)軟件在內(nèi)的軟件領域，美國長期引領潮流，基本上壟斷了世界市場，歐盟（世界級的軟件廠商只有SAP一家在歐洲）早已看到了軟件和中間件在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性，從2005年開始資助了HYDRA項目，這是一個研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)中間件和“網(wǎng)絡化嵌入式系統(tǒng)軟件”的組織，已取得不少成果。目前在中國有很多傳感器，傳感網(wǎng)，RFID研究中心及產(chǎn)業(yè)（生產(chǎn)）基地，也有很多人呼吁建立物聯(lián)網(wǎng)標準，唯獨沒有物聯(lián)網(wǎng)軟件和中間件研發(fā)基地和組織，這種本末倒置的現(xiàn)象很讓人擔心。 如果我們的軟件不夠強，制定物聯(lián)網(wǎng)標準也一定是紙上談兵，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地一定是低

28、層次重復建設造成生產(chǎn)過剩，我們在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)永遠不會有話語權，更談不上占領什么制高點?！拔锫?lián)網(wǎng)技術”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術”，是在互聯(lián)網(wǎng)技術基礎上的延伸和擴展的一種網(wǎng)絡技術；其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間，進行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術叫做物聯(lián)網(wǎng)技術?！拔锫?lián)網(wǎng)”是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，目前國際上還沒有形成一個關于“物聯(lián)網(wǎng)”的明確通用官方定義。

29、現(xiàn)階段廣泛認為是指把所有物品通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和可管理的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)具有三個特點，即全面感知、可靠傳遞以及智能處理。 物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)應用的拓展與深化。物聯(lián)網(wǎng)不是重新建設一套平行于互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，而是充分利用互聯(lián)網(wǎng)所提供的信息高速公路，完成實時數(shù)據(jù)讀取、信息交換、遠程控制等特色功能。 2、 物聯(lián)網(wǎng)體系架構 物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層，如圖1所示。 感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡等，主要是識別物體，采集信息，與人體結構中皮膚和五官的作用相似。 網(wǎng)絡

30、層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡、網(wǎng)絡管理中心、信息中心和智能處理中心等。網(wǎng)絡層將感知層獲取的信息進行傳遞和處理，類似于人體結構中的神經(jīng)中樞和大腦。 應用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術的深度融合，與行業(yè)需求結合實現(xiàn)行業(yè)智能化，這類似于人的社會分工，最終構成人類社會。 3、 物聯(lián)網(wǎng)工作步驟 物聯(lián)網(wǎng)的工作步驟是首先通過標簽等對物體屬性進行標識，接著利用感應器和識別設備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉換為適合網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。最后物體的信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?，由處理中心完成物體通信的相關計算。這個過程是可逆的，信息使用者可以通過通信網(wǎng)絡指揮物體做出相應的動作。在此基礎上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方

31、式管理生產(chǎn)和生活，達到“智慧”狀態(tài)。 二、 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1、 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程及應用 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術水平、用戶需求和系統(tǒng)成熟度等方面的特點，業(yè)內(nèi)專家普遍認為物聯(lián)網(wǎng)技術演進路線可分為信息匯聚、協(xié)同感知和泛在聚合三個階段。三個階段將會漸進式的發(fā)展，通過技術的發(fā)展來滿足不同層次的應用需求。 從應用發(fā)展角度來看，與技術演進一致物聯(lián)網(wǎng)也將經(jīng)歷三個階段方能成熟：當前是典型應用的示范期，然后是規(guī)模增長期和全面發(fā)展期。在目前階段，普遍認為M2M（Machine to Machine）是物聯(lián)網(wǎng)最主要的表現(xiàn)形式。M2M是一種以機器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡化的應用與服務，它與社會的發(fā)展和人們的生活、工作密切

32、相關。目前智能交通、食品安全管理、環(huán)保監(jiān)測、人員出入管理、倉儲與供應鏈管理等應用已在國內(nèi)外小范圍內(nèi)推廣應用，物聯(lián)網(wǎng)的雛形已基本形成。從互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程，我們不難看出物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也將是一個循序漸進的技術完善與市場推廣的過程，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)尚處于初創(chuàng)階段，標準、技術、商業(yè)模式以及配套政策等還遠沒有成熟。 2、 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈 物聯(lián)網(wǎng)是在當前通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)基礎上的發(fā)展延伸，產(chǎn)業(yè)鏈也與通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈類似，增加了部分參與者如RFID/傳感器制造商、傳感網(wǎng)節(jié)點制造商、物聯(lián)網(wǎng)運營商這幾個環(huán)節(jié)，如圖2所示。其中物聯(lián)網(wǎng)運營商是海量數(shù)據(jù)處理和信息管理服務提供商。在我國，最有可能成為物聯(lián)網(wǎng)運營商的就是電信運營商

33、。首先，電信運營商擁有固定和移動的通信網(wǎng)絡，可以很容易地采用系統(tǒng)集成商的解決方案來推出物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務；其次，運營商有龐大的用戶群，這些用戶群必然同時也是物聯(lián)網(wǎng)物理信息的消費者，運營商完全可以建立一個公共的、按照行業(yè)劃分的基礎物理信息數(shù)據(jù)平臺，成為信息的提供者和分發(fā)者；再者，由于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈較長，因此產(chǎn)業(yè)的聚合者和主導者的角色至關重要，而電信運營商在這方面具有獨特的優(yōu)勢。目前，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的積極推動者當屬電信運營商，各大電信運營商不僅把物聯(lián)網(wǎng)看作是未來移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向，更把物聯(lián)網(wǎng)看作是下一個“凈利潤增長點”。國內(nèi)三大運營商紛紛加大對物聯(lián)網(wǎng)的投入力度，并已在有些領域涉足物聯(lián)網(wǎng)應用。 中國移動率先在無

34、錫成立物聯(lián)網(wǎng)研究中心，緊接著中國電信、中國聯(lián)通也相繼在無錫成立物聯(lián)網(wǎng)技術重點實驗室和研究院。綜合來看，目前中國移動在物聯(lián)網(wǎng)起步較早走在前列，并已取得了實質性的進展。中國電信和中國聯(lián)通在2009年政府大力倡導發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的前提下，目前均處于概念宣傳和部署應用試點階段。但中國電信對IPv6技術早有部署，目前已處在試商用階段。另外，中國電信擁有眾多的行業(yè)客戶資源，后期對發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)將形成有利條件。而中國聯(lián)通相對其他兩個運營商而言，擁有最成熟的3G網(wǎng)絡這將給物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。 三、 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)機會分析 1、 應用前景 隨著IC制造、傳感器、軟件、網(wǎng)絡等關鍵技術在各國的不斷發(fā)展，各國的物聯(lián)網(wǎng)

35、產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L，應用領域廣泛拓展。中科院泛在與傳感網(wǎng)研究中心副主任趙壯表示“中國的物聯(lián)網(wǎng)到2015至2020年會出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)萌芽。”業(yè)內(nèi)專家預計未來十年，將廣泛運用于智能交通、環(huán)境保護、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理等多個領域。近期來看，值得期待就是智能電網(wǎng)、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療等。 到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已具備了一定的產(chǎn)業(yè)基礎，蘊含著信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機遇。據(jù)美國權威咨詢機構forrester預測，到2020年世界上物物互聯(lián)的業(yè)務，跟人與人通信的業(yè)務相比，將達到30：1。因此，物聯(lián)網(wǎng)被稱為下一個萬億級的通信業(yè)務，具有廣闊的發(fā)展前景。據(jù)賽迪顧問研究顯示，2010年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場

36、規(guī)模將達到2000億元，到2015年整體市場規(guī)模將達到7500億元，將給通信業(yè)帶來更大的發(fā)展空間。 2、 產(chǎn)業(yè)機會 物聯(lián)網(wǎng)時代，海量數(shù)據(jù)傳輸和處理需求對傳輸網(wǎng)絡提出了更高的要求，這將促使運營商對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行擴容和升級，這將給通信設備制造商提供難得的發(fā)展機遇。另外，從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，還將給通信芯片、RFID/傳感器產(chǎn)業(yè)、系統(tǒng)集成、電信運營商等帶來巨大的產(chǎn)業(yè)機會。從受益時間的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展首先受益的是RFID和傳感器廠商，接著是系統(tǒng)集成商，最后是物聯(lián)網(wǎng)運營商。這是因為：第一、RFID和傳感器需求量最為廣泛，且廠商目前最了解客戶需求；第二、物聯(lián)網(wǎng)涉及眾多技術和行業(yè)，系統(tǒng)集成需求巨大，且系統(tǒng)集

37、成商有可能掌控上游供應商；第三、隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應用將從行業(yè)垂直應用向橫向擴展，對海量數(shù)據(jù)處理和信息管理需求將隨之提高，同時也將凸顯物聯(lián)網(wǎng)運營商在產(chǎn)業(yè)鏈的重要地位。但從增長空間的角度看，增長最大的是物聯(lián)網(wǎng)運營商，其次是系統(tǒng)集成商，最小的是RFID和傳感器供應商。這是因為：第一、未來物聯(lián)網(wǎng)具有海量信息的處理和管理需求、個性化的數(shù)據(jù)分析要求的特點，必將催生物聯(lián)網(wǎng)運營商的需求量，且未來很可能形成寡頭壟斷的格局；第二、系統(tǒng)集成的需求將遠高于目前電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的需求；第三、RFID和傳感器廠商由于核心技術掌握度較低，很可能形成完全競爭的格局。 四、 結論 綜上所述，雖然目前我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)尚處于

38、初創(chuàng)階段，標準、技術、商業(yè)模式以及配套政策等還遠沒有成熟，但應用前景非常廣闊，未來將成為我國新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，將給信息產(chǎn)業(yè)及通信產(chǎn)業(yè)帶來眾多機遇和挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)時代，海量數(shù)據(jù)傳輸和處理需求對傳輸網(wǎng)絡提出了更高的要求，這勢必將促使運營商對網(wǎng)絡擴容升級。網(wǎng)絡的擴容升級將帶動光纖光纜技術、接入以及骨干傳輸?shù)陌l(fā)展，同時還將促進3G、4G以及其他無線技術的應用，為通信設備商帶來更大的發(fā)展空間。 此外，物聯(lián)網(wǎng)還將給通信芯片、RFID/傳感器產(chǎn)業(yè)、系統(tǒng)集成等帶來巨大的產(chǎn)業(yè)機會。對此，烽火也在積極的進行部署。2009年年底，烽火完成了對武漢理工光科的收購，武漢理工光科是我國最早從事光傳感技術研究的公司之一。對理工光

39、科的收購，標志著烽火已經(jīng)從傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)領域向傳感領域延伸和發(fā)展，相信未來烽火在物聯(lián)網(wǎng)領域將會有更好的突破。物聯(lián)網(wǎng)中的M2M技術國內(nèi)外標準進展研究 2010年12月18日16:57 中國電子商務研究中心 發(fā)表評論 聯(lián)系我們1 引言：物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，將給IT和通信帶來廣闊的新市場。2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）在信息社會世界峰會（WSIS）上發(fā)布的ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)報告中正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念，報告指出：“無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷，從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換”。總的來說，物聯(lián)網(wǎng)就

40、是“物與物相連的網(wǎng)絡”。這里有兩層含義：首先，信息的提供者和使用者從人逐步擴展到物理實體，物體之間通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)通信和信息交換；其次，通過各種無線和/或有線的、長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)物理實體間的互聯(lián)互通，通信和傳輸過程不需要或僅需要有限的人工干預。歐洲智能系統(tǒng)集成技術平臺（EPoSS）在Internet of Things in 2020報告中分析預測，未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷4個階段，2010年之前RFID被廣泛應用于物流、零售和制藥領域，20102015年物體互聯(lián)，20152020年物體進入半智能化，2020年之后物體進入全智能化。M2M是“機器對機器通信（Machine to Ma

41、chine）”或者“人對機器通信（Man to Machine）”的簡稱。主要是指通過“通信網(wǎng)絡”傳遞信息從而實現(xiàn)機器對機器或人對機器的數(shù)據(jù)交換，也就是通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)機器之間的互聯(lián)、互通。移動通信網(wǎng)絡由于其網(wǎng)絡的特殊性，終端側不需要人工布線、可以提供移動性支撐，有利于節(jié)約成本，并可以滿足在危險環(huán)境下的通信需求，使得以移動通信網(wǎng)絡作為承載的M2M服務得到了業(yè)界的廣泛關注。M2M作為物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段的最普遍的應用形式，在歐洲、美國、韓國、日本等國家實現(xiàn)了商業(yè)化應用。主要應用在安全監(jiān)測、機械服務和維修業(yè)務、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)自動化、城市信息化等領域。提供M2M業(yè)務的主流運營商包括英國的BT

42、和Vodafone，德國的T-Mobile，日本的NTT-DoCoMo，韓國SK等。中國的M2M應用起步較早，目前正處于快速發(fā)展階段，各大運營商都在積極研究M2M技術，盡力拓展M2M的應用市場。國際上各大標準化組織中M2M相關研究和標準制定工作也在不斷推進。幾大主要標準化組織按照各自的工作職能范圍，從不同角度開展了針對性研究。ETSI從典型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務用例，例如智能醫(yī)療、電子商務、自動化城市、智能抄表和智能電網(wǎng)的相關研究入手，完成對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求的分析、支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的概要層體系結構設計以及相關數(shù)據(jù)模型、接口和過程的定義。3GPP/3GPP2以移動通信技術為工作核心，重點研究3G，LTE/CDM

43、A網(wǎng)絡針對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務提供而需要實施的網(wǎng)絡優(yōu)化相關技術，研究涉及業(yè)務需求、核心網(wǎng)和無線網(wǎng)優(yōu)化、安全等領域。CCSA早在2009年完成了M2M的業(yè)務研究報告，與M2M相關的其他研究工作已經(jīng)展開。本文主要介紹M2M在國際和國內(nèi)標準化組織中的工作進展狀況。2 M2M在ETSI的進展概況ETSI是國際上較早系統(tǒng)展開M2M相關研究的標準化組織，2009年初成立了專門的TC來負責統(tǒng)籌M2M的研究，旨在制定一個水平化的、不針對特定M2M應用的端到端解決方案的標準。其研究范圍可以分為兩個層面，第一個層面是針對M2M應用用例的收集和分析；第二個層面是在用例研究的基礎上，開展應用無關的統(tǒng)一M2M解決方案的業(yè)務需求分

44、析，網(wǎng)絡體系架構定義和數(shù)據(jù)模型、接口和過程設計等工作。按照TC的計劃，研究工作分為3個階段進行，具體參見表1。表1 ETSI TC M2M研究階段表ETSI 研究的M2M相關標準有十多個，具體內(nèi)容包括：（1）M2M 業(yè)務需求，該研究課題描述了支持M2M通信服務的、端到端系統(tǒng)能力的需求。報告已于2010年8月發(fā)布。（2）M2M 功能體系架構，重點研究為M2M應用提供M2M服務的網(wǎng)絡功能體系結構，包括定義新的功能實體，與ETSI其他TB或其他標準化組織標準間的標準訪問點和概要級的呼叫流程。本研究課題輸出將是第三階段工作的出發(fā)點，也是與其他標準組織物聯(lián)網(wǎng)相關研究之間進行協(xié)調(diào)的參照點。圖1是該報告中提

45、出了M2M的體系架構，從圖中可以看出，M2M技術涉及到了通信網(wǎng)絡中從終端到網(wǎng)絡再到應用的各個層面，M2M的承載網(wǎng)絡包括了3GPP，TISPAN以及IETF定義的多種類型的通信網(wǎng)絡。 圖1 ETSI M2M通信功能體系架構（3）M2M 術語和定義，對M2M的術語進行定義，從而保證各個工作組術語的一致性。目前正在進行初稿的討論，預計2011年第1季度末發(fā)布正式版本。（4）Smart Metering的M2M應用實例研究，該課題對Smart Metering的用例進行描述。包括角色和信息流的定義，將作為智能抄表業(yè)務需求定義的基礎。（5）eHealth的M2M應用實例研究，該課題通過對智能醫(yī)療這一重點

46、物聯(lián)網(wǎng)應用用例的研究，來展示通信網(wǎng)絡為支持M2M服務在功能和能力方面的增強。該課題與ETSI TC eHEALTH中的相關研究保持協(xié)調(diào)，預計2011年7月發(fā)布正式版本。（6）用戶互聯(lián)的M2M應用實例研究，該研究報告定義了用戶互聯(lián)這一M2M應用的用例，預計2011年7月發(fā)布正式版本。（7）城市自動化的M2M應用實例研究，本課題通過收集自動化城市用例和相關特點，來描述未來具備M2M能力網(wǎng)絡支持該應用的需求和網(wǎng)絡功能與能力方面的增強。目前正在進行初稿的討論，預計于2011年7月發(fā)布正式版本。（8）基于汽車應用的M2M應用實例研究，課題通過收集自動化應用用例和相關特點，來描述未來具備M2M能力網(wǎng)絡支持

47、該應用的需求和網(wǎng)絡功能與能力方面的增強。目前正在進行初稿的討論，預計2011年7月發(fā)布正式版本。（9）ETSI關于 M/441的工作計劃和輸出總結，這一研究屬于歐盟Smart Meter項目（EU Mandate M/441）的組成部分，本課題將向EU Mandate M/441提交研究報告，報告包括支撐Smart Meter應用的規(guī)劃和其他技術委員會輸出成果。目前正在進行初稿的討論，預計于2011年7月發(fā)布正式版本。（10）智能電網(wǎng)對M2M平臺的影響，該課題基于ETSI定義的M2M概要級的體系結構框架，研究M2M平臺針對智能電網(wǎng)的適用性并分析現(xiàn)有標準與實際應用間的差異。目前正在啟動前準備階段

48、，預計2011年5月發(fā)布正式版本。（11）M2M 接口，該課題在網(wǎng)絡體系結構研究的基礎上，主要完成協(xié)議/API、數(shù)據(jù)模型和編碼等工作。目前上述內(nèi)容合在一個標準中，未來等標準進入穩(wěn)定階段，可能會按不同的接口拆分成多個標準文稿發(fā)布。目前正在處于初稿起草階段，預計2011年2月發(fā)布正式版版本。3 M2M在3GPP標準進展概況3GPP早在2005年9月就開展了移動通信系統(tǒng)支持物聯(lián)網(wǎng)應用的可行性研究，正式研究于R10階段啟動。M2M在3GPP內(nèi)對應的名稱為機器類型通信（MTC，Machine-Type Communication）。3GPP并行設立了多個工作項目（Work Item）或研究項目（Stud

49、y Item），由不同工作組按照其領域，并行展開針對MTC的研究，下面按照項目的分類簡述3GPP在MTC領域相關研究工作的進展情況。（1）FS_M2M：這個項目是3GPP針對M2M通信進行的可行性研究報告，由SA1負責相關研究工作。研究報告3GPP系統(tǒng)中支持M2M通信的可行性研究于2005年9月立項，2007年3月完成。（2）NIMTC相關課題，重點研究支持機器類型通信對移動通信網(wǎng)絡的增強要求，包括對GSM、UTRAN、EUTRAN的增強要求，以及對GPRS，EPC等核心網(wǎng)絡的增強要求，主要的項目包括：FS_NIMTC_GERAN：該項目于2010年5月啟動，重點研究GERAN系統(tǒng)針對機器類型

50、通信的增強。FS_NIMTC_RAN：該項目于2009年8月啟動，重點研究支持機器類型通信對3G的無線網(wǎng)絡和LTE無線網(wǎng)絡的增強要求。NIMTC：這一研究項目是機器類型通信的重點研究課題，負責研究支持機器類型終端與位于運營商網(wǎng)絡內(nèi)、專網(wǎng)內(nèi)或互聯(lián)網(wǎng)上的物聯(lián)網(wǎng)應用服務器之間通信的網(wǎng)絡增強技術。由SA1，SA2，SA3和CT1，CT3，CT4工作組負責其所屬部分的工作。3GPP SA1工作組負責機器類型通信業(yè)務需求方面的研究。于2009年初啟動技術規(guī)范，將MTC對通信網(wǎng)絡的功能需求劃分為共性和特性兩類可優(yōu)化的方向。SA2工作組負責支持機器類型通信的移動核心網(wǎng)絡體系結構和優(yōu)化技術的研究。于2009年底

51、正式啟動研究報告支持機器類型通信的系統(tǒng)增強。報告針對第一階段需求中給出共性技術點和特性技術點給出解決方案。SA3工作組負責安全性相關研究。于2007年啟動了遠程控制及修改M2M終端簽約信息的可行性研究報告，研究M2M應用在UICC中存儲時，M2M設備的遠程簽約管理，包括遠程簽約的可信任模式、安全要求極其對應的解決方案等。2009年啟動的M2M通信的安全特征研究報告，計劃在 SA2工作的基礎上，研究支持MTC通信對移動網(wǎng)絡的安全特征和要求。 （3）FS_MTCe：支持機器類型通信的增強研究是計劃在R11階段立項的新研究項目。主要負責研究支持位于不同PLMN域的MTC設備之間的通信的網(wǎng)絡優(yōu)化技術。

52、此項目的研究需要與ETSI TC M2M中的相關研究保持協(xié)同。（4）FS_AMTC：本研究項目旨在尋找E.164的替代，用于標識機器類型終端以及終端之間的路由消息，是R11階段新立項的研究課題，已于2010年2月啟動。（5）SIMTC： 支持機器類型通信的系統(tǒng)增強研究，此為R11階段的新研究課題。在FS_MTCe項目的基礎上，研究R10階段NIMTC的解決方案的增強型版本。3GPP支持機器類型通信的網(wǎng)絡增強研究課題在R10階段的核心工作為SA2工作組正在進行的MTC體系結構增強的研究，其中重點述及的支持MTC通信的網(wǎng)絡優(yōu)化技術包括：體系架構研究報告提出了對NIMTC體系結構的修改，其中包括增加

53、MTC IWF功能實體以實現(xiàn)運營商網(wǎng)絡與位于專網(wǎng)或公網(wǎng)上的物聯(lián)網(wǎng)服務器進行數(shù)據(jù)和控制信令的交互，同時要求修改后的體系結構需要提供MTC終端漫游場景的支持。擁塞和過載控制由于MTC終端數(shù)量可能達到現(xiàn)有手機終端數(shù)量的幾個數(shù)量級以上，所以由于大量MTC終端同時附著或發(fā)起業(yè)務請求造成的網(wǎng)絡擁塞和過載時移動網(wǎng)絡運營商面對的最急迫的問題。研究報告在這一方面進行了重點研究，討論了多種的擁塞和過載場景要求網(wǎng)絡能夠精確定位擁塞發(fā)生的位置和造成擁塞的物聯(lián)網(wǎng)應用，針對不同的擁塞場景和類型，給出了接入層阻止廣播，低接入優(yōu)先級指示，重置周期性位置更新時間等多種解決方案。簽約控制研究報告分析了MTC簽約控制的相關問題，提

54、出SGSN/MME具備根據(jù)MTC設備能力，網(wǎng)絡能力，運營商策略和MTC簽約信息來決定啟用或禁用某些MTC特性的能力。同時也指出了需要進一步研究的問題，例如網(wǎng)絡獲取MTC設備能力的方法，MTC 設備的漫游場景下等。標識和尋址MTC通信的標識問題已經(jīng)另外立項進行詳細研究。本報告主要研究了MT過程中MTC終端的尋址方法，按照MTC服務器部署位置的不同，報告詳細分析了尋址功能的需求，給出了NATTT和微端口轉發(fā)技術尋址兩種解決方案。時間控制特性時間受控特性適用于那些可以在預設時間段內(nèi)完成數(shù)據(jù)收發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)應用。報告指出，歸屬網(wǎng)絡運營商應分別預設MTC終端的許可時間段和服務禁止時間段。服務網(wǎng)絡運營商可以根

55、據(jù)本地策略修改許可時間段，設置MTC終端的通信窗口等。MTC監(jiān)控特性MTC監(jiān)控是運營商網(wǎng)絡為物聯(lián)網(wǎng)簽約用戶提供的針對MTC終端行為的監(jiān)控服務。包括監(jiān)控事件簽約、監(jiān)控事件偵測、事件報告和后續(xù)行動觸發(fā)等完整的解決方案。4 M2M在3GPP2的標準進展概況為推動CDAM系統(tǒng)M2M支撐技術的研究，3GPP2在2010年1月曼谷會議上通過了M2M的立項。建議從以下方面加快M2M的研究進程。（1）當運營商部署M2M 應用時，應給運營商帶來較低的運營復雜度。（2）降低處理大量M2M設備群組對網(wǎng)絡的影響和處理工作量。（3）優(yōu)化網(wǎng)絡工作模式，以降低對M2M終端功耗的影響等研究領域。（4）通過運營商提供滿足M2M

56、需要的業(yè)務，鼓勵部署更多的M2M應用。3GPP2中M2M的研究參考了3GPP中定義的業(yè)務需求，研究的重點在于cdma2000網(wǎng)絡如何支持M2M通信，具體內(nèi)容包括3GPP2體系結構增強、無線網(wǎng)絡增強和分組數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡增強。5 M2M在CCSA的進展概況M2M相關的標準化工作在中國通信標準化協(xié)會中主要在移動通信工作委員會（TC5）和泛在網(wǎng)技術工作委員會（TC10）進行。主要工作內(nèi)容如下：（1）TC5 WG7完成了移動M2M業(yè)務研究報告，描述了M2M的典型應用、分析了M2M的商業(yè)模式、業(yè)務特征以及流量模型，給出了M2M業(yè)務標準化的建議。（2）TC5 WG9于2010年立項的支持M2M通信的移動網(wǎng)絡技

57、術研究，任務是跟蹤3GPP的研究進展，結合國內(nèi)需求，研究M2M通信對RAN和核心網(wǎng)絡的影響及其優(yōu)化方案等。（3）TC10 WG2 M2M業(yè)務總體技術要求，定義M2M業(yè)務概念、描述M2M場景和業(yè)務需求、系統(tǒng)架構、接口以及計費認證等要求。（4）TC10 WG2 M2M通信應用協(xié)議技術要求，規(guī)定M2M通信系統(tǒng)中端到端的協(xié)議技術要求。6 結束語M2M研究是ETSI和3GPP以及3GPP2標準化組織的研究重點之一，研究相對更加系統(tǒng)，進展也比較快，在完成需求階段工作基礎上，第二階段網(wǎng)絡系統(tǒng)架構也已獲得初步成果。3GPP的研究重點在于移動網(wǎng)絡優(yōu)化技術，目前已經(jīng)有了階段性的研究成果；ETSI研究了多種行業(yè)應用需求，成果向應用的移植過程比較平穩(wěn)，同時這兩個標準化組