標準化和相關技術物聯網技術基礎教程

學習任務射頻識別（RFID）標準化工作

無線傳感器網絡（WSN）標準化工作

設備對設備（M2M）標準化工作

Clicktoaddtitleinhere123本章主要涉及：目前一頁\總數五十二頁\編于二點14.1物聯網標準化的意義從物聯網架構的角度來看，未來物聯網的標準將在其中發(fā)揮著極其重要的作用：首先，通過標準，可以方便參與其中的各種物品、個人、公司、企業(yè)、團體以及機構方便的實現標準技術，使用物聯網的應用，享受物聯網的建設成果和便利條件，而且可以在各個國家、地區(qū)和國際組織之間起到不可替代的協調作用；目前二頁\總數五十二頁\編于二點14.1物聯網標準化的意義其次，通過標準，可以促進未來的物聯網解決方案市場的競爭性，增進各種技術解決方案之間的互操作能力，同時避免和限制壟斷的形成，保證基于物聯網開放基礎平臺的解決方案提供商可以不受限制地、平等地向他們的用戶提供各種各樣豐富精彩的應用與服務，從而保障任何個人以及組織可以享受這樣一個富含競爭力的市場所帶來的各種實惠；目前三頁\總數五十二頁\編于二點14.1物聯網標準化的意義同時，通過標準，可以允許參與物聯網的個人和組織，在他們進行信息共享與數據交換時，高效的完成所需的工作，最大限度的減少和避免所交換信息的意義產生歧義的可能性。最后，隨著全球/全局信息生成和信息收集基礎設施的逐步建立，國際質量和誠信體系標準將變得至關重要。我們要保證這些標準可以在全球范圍內順利地部署到位。目前四頁\總數五十二頁\編于二點14.2國際標準化組織涉及物聯網的相關標準分別由不同的國際標準化組織和各國標準化組織制定，目前國際標準由ISO（國際標準化組織）和IEC（國際電工委員會）負責制定；中國國家標準由中國工業(yè)與信息化部與國家標準化管理委員會負責制定；目前五頁\總數五十二頁\編于二點14.2國際標準化組織而相關行業(yè)標準則由國際、國家的行業(yè)組織制定，例如國際物品編碼協會（EAN）與美國統一代碼委員會（UCC）制定的用于物體識別的EPC標準；此外，還有涉及道德、倫理、健康、數據安全、隱私等的規(guī)范等等。目前六頁\總數五十二頁\編于二點14.2國際標準化組織物聯網國際標準化組織

目前七頁\總數五十二頁\編于二點14.2國際標準化組織物聯網標準化關鍵是需要：■面向公眾應用標準統一（如移動支付業(yè)務等）；■面向行業(yè)和企業(yè)的標準（需要共性標準+行業(yè)個性標準）；■共性標準（體系架構）；■業(yè)務需求/分類及特征：標識/編號尋址：RFID、智能物體標識、通信標識等網絡：網絡的優(yōu)化接口：各層及層間開放接口頻譜：統籌協調、干擾協調目前八頁\總數五十二頁\編于二點14.3射頻識別技術（RFID）的標準化工作1.標準的作用RFID標準化的主要目的在于通過制定、發(fā)布和實施標準，解決編碼、通信、空中接口和數據共享等問題，最大程度的促進RFID技術及相關系統的應用，標準采用過早，有可能會制約技術的發(fā)展和進步；采用過晚，可能會限制技術的應用范圍。目前九頁\總數五十二頁\編于二點14.3射頻識別技術（RFID）的標準化工作2.RFID標準涉及的主要內容①技術（接口和通信技術，如空中接口、防碰撞方法、中間件技術、通信協議）②一致性（數據結構、編碼格式及內存分配）③電池輔助及與傳感器的融合④應用（如不停車收費系統、身份識別、動物識別、物流、追蹤、門禁等，應用往往涉及有關行業(yè)的規(guī)范）目前十頁\總數五十二頁\編于二點14.3.1RFID的ISOIEC標準3.ISO/IEC（國際標準化組織和國際電工委員會）制定的RFID標準概況①技術標準：ISO10536、ISO14443、ISO18000系列標準等，即：ISO10536：密耦合CICC非接觸式IC卡標準（緊靠）ISO14443：近耦合PICC非接觸式IC卡標準<10cmISO15693：疏耦合VICC非接觸式IC卡標準約50cmISO18000系列標準（基于物品管理RFID的空中接口參數）目前十一頁\總數五十二頁\編于二點14.3.1RFID的ISOIEC標準②數據結構標準：ISO15424、ISO15418、ISO15434等，即：ISO15424：數據載體/特征標識符ISO15424：EAN、UCC應用標識符及ASCMH10數據表示符ISO15424：大容量ADC媒體用的傳送語法ISO15424：物品管理的唯一標識號ISO15424：數據協議：應用接口ISO15424：數據編碼規(guī)則與邏輯存儲功能協議ISO15424：射頻標簽（應答器）的唯一標識目前十二頁\總數五十二頁\編于二點14.3.1RFID的ISOIEC標準③性能標準：ISO18046、ISO18047、ISO10373-6等，即：ISO18046：RFID設備性能測試方法ISO18047：有源和無源的RFID設備一致性測試方法ISO10373－6：按ISO14443標準對非接觸式IC卡進行參數的方法目前十三頁\總數五十二頁\編于二點14.3.1RFID的ISOIEC標準④應用標準：ISO10374、ISO18185、ISO11784等，即：ISO10374：貨運集裝箱識別標準ISO18185：貨運集裝箱密封標準ISO11784：動物RFID的代碼結構ISO11785：動物RFID的技術準則ISO14223：動物追蹤的直接識別數據獲取標準ISO17363和17364：一系列物流容器（如貨盤、貨箱、紙盒等）識別的規(guī)范目前十四頁\總數五十二頁\編于二點14.3.1RFID的ISO標準目前十五頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準1.GS1的由來①美國統一代碼委員會（UCC)1970年美國超級市場委員會制定出通用產品代碼，即UPC碼（UniversalProductCode），1973年，UCC（UniformCodeCouncil）成立，隨后北美國家26萬家系統成員加入，成員主要集中于食品零售業(yè)。1976年UPC商品條碼系統在美國加拿大超級市場成功應用。目前十六頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準②歐洲物品編碼協會（

EAN）1976年開發(fā)出和UCC系統兼容的歐洲物品編碼系統，即EAN碼(EuropeanArticleNumberingSystem)，1977年成立歐洲物品編碼協會（EuropeanArticleNumberingAssociation,EAN），EAN開發(fā)和維護包括標識體系、符號體系、以及電子數據交換標準在內的全球跨行業(yè)的標識和通信的標準——EAN·UCC系統目前十七頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準③EANInternational2002年11月，美國統一代碼委員會和加拿大電子商務委員會加入EAN,EANInternational成立，這是一個劃時代的里程碑，結束30年多年的分治、競爭。EAN·UCC系統的發(fā)展、實現無縫的有效的全球標準的共同目標。2005年2月，EANInternational改名為GS1

目前十八頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準④GS1(Globestandard1)GS1系統是以全球統一的物品編碼體系為中心集條碼、射頻等自動數據采集、電子數據交換等技術系統于一體的服務于物流供應鏈的開放的標準體系。采用這套系統，可以實現信息流和實物流快速、準確的無縫鏈接。GS1擁有一套全球跨行業(yè)的產品、運輸單元、資產、位置和服務的標識標準體系和信息交換標準體系，使產品在全世界都能夠被掃描和識讀；

目前十九頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準2.EPCglobalEPCglobal是一個中立的、非贏利性標準化組織,由EAN和UCC兩大標準化組織聯合成立.EPCglobal的主要職責是在全球范圍內對各個行業(yè)建立和維護EPC網絡，保證供應鏈各環(huán)節(jié)中信息的自動、實時識別采用全球統一標準。通過發(fā)展和管理EPC網絡標準來提高供應鏈上貿易單元信息的透明度與可視性，以此來提高全球供應鏈的運作效率。目前二十頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準①EPCglobal網絡EPCglobal網絡是實現自動即時識別和供應鏈信息共享的網絡平臺。通過EPCglobal網絡，提高供應鏈上貿易單元信息的透明度與可視性，以此各機構組織將會更有效運行。通過整合現有信息系統和技術，EPCglobal網絡將提供對全球供應鏈上貿易單元即時準確自動的識別和跟蹤。目前二十一頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準Auto-ID實驗室－由Auto-ID中心發(fā)展而成，總部設在美國麻省理工大學，與其他五所學術研究處于世界領先的大學通力合作研究和開發(fā)EPCglobal網絡及其應用。

這方面的研究得到100多家國際大公司的通力支持。企業(yè)和用戶是EPCglobal網絡的最終受益者.目前二十二頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準④EPC編碼體系EPC編碼體系是新一代的與GTIN兼容的編碼標準，它是全球統一標識系統的延伸和拓展，是全球統一標識系統的重要組成部分，是EPC系統的核心與關鍵。EPC代碼是由標頭、廠商識別代碼、對象分類代碼、序列號等數據字段組成的一組數字。目前二十三頁\總數五十二頁\編于二點14.3.2GS1的EPC標準當前，出于成本等因素的考慮，參與EPC測試所使用的編碼標準采用的是64位數據結構，未來將采用96位的編碼結構。EPC編碼體系

目前二十四頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作到目前為止，WSN通訊協議的國際標準化工作正在進行中，目前還難以統一到一個真正意義上的技術標準。其現狀是：其中有的標準已正式頒布實施，有的還在討論批準過程中，有的還尚處于研發(fā)階段。6LoWPAN、無線HART、ISA100和ZigBee等無線傳感器網絡標準或規(guī)范均是基于低速率無線個域網標準。

目前二十五頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（1）6LoWPAN6LoWPAN是“IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetworks”（低功率無線個域網上的IPv6）的縮寫，屬IETF（因特網工程任務組）中的一個工作組，負責制訂基于標準個域網上IPv6傳輸的通訊技術標準?，F已發(fā)布了RFC4944基礎性的技術規(guī)范。

目前二十六頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（2）無線HART無線HART（WirelessHART）標準是HART通訊協議的擴展，專為如過程監(jiān)視和控制等工業(yè)環(huán)境應用所設計。IEC6259（Ed.1.0）是國際電工委員會于2010年4月批準發(fā)布的完全國際化的無線HART標準，是過程自動化領域的第一個無線傳感器網絡國際標準。目前二十七頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作該網絡使用運行在2.4GHz頻段上的無線電標準，采用直接序列擴頻（DSSS）、通信安全與可靠的信道跳頻、時分多址（TDMA）同步、網絡上設備間延控通信（Latency-controlledCommunications）等技術。

目前二十八頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作WirelessHARTMesh擴展網

目前二十九頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（3）ISA100ISA100是正處于發(fā)展過程中的相對較新的標準組織，其采用了6LoWPAN技術，主要提供工業(yè)自動化與控制應用領域的、重點在現場級（Level0）的無線系統標準。具體而言，ISA100委員會主要致力于制訂在無線技術應用環(huán)境、無線設備及系統的技術和生存周期、無線技術應用等方面的無線制造和控制系統類標準、推薦導則、技術報告和相關信息等。目前三十頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（4）ZigBeeZigBee是ZigBee聯盟所定義的、并在2004年12月獲得批準的、基于標準頻率2.4GHz的Mesh網絡互聯通訊協議。ZigBee標準化組織主要致力于制訂諸如嵌入傳感、醫(yī)療數據收集、電視遙控類用戶裝置、家庭自動化等方面應用的IEEE無線標準聯網規(guī)范，并受到許多大的工業(yè)聯合體的支持。目前三十一頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（5）IEEE1451系列標準IEEE1451系列標準是由IEEE儀器和測量協會的傳感器技術委員會發(fā)起的，是專為智能傳感器接口（其主要特點是具有數據處理的智能化）而制訂的標準。其IEEE1451.5-2007標準即為智能傳感器無線通訊協議和傳感器電子數據表（TEDS）格式的相關標準。

目前三十二頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作（6）EnOceanEnOcean是樓宇自動化領域的一種無線通訊系統，并未獲得相應國際標準化組織的批準認可，但受到西門子等公司的大力支持。其技術是基于機械激發(fā)等能量捕獲原理，其傳感器不用電池，具有免維護功能。數據包僅為14字節(jié)，傳輸速率120kbit/s，設備傳輸頻率868.3MHz，無線傳輸距離可達300米。

目前三十三頁\總數五十二頁\編于二點13.4無線傳感器網絡的標準化工作無線傳感器網絡的國際標準化尚未結束，用戶在具體選擇何種WSN標準時一定要在慎重考慮其應用領域、市場支持程度、安全性和可靠性等因素后，經綜合評估后再選定適合自身的WSN技術類型和供應商。目前三十四頁\總數五十二頁\編于二點14.5設備對設備（M2M）標準化工作M2M是“機器對機器通信（MachinetoMachine）”或者“人對機器通信（MantoMachine）”的簡稱。主要是指通過“通信網絡”傳遞信息從而實現機器對機器或人對機器的數據交換，也就是通過通信網絡實現機器之間的互聯、互通。移動通信網絡由于其網絡的特殊性，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，使得以移動通信網絡作為承載的M2M服務得到了業(yè)界的廣泛關注。目前三十五頁\總數五十二頁\編于二點14.5設備對設備（M2M）標準化工作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從典型物聯網業(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的相關研究入手，完成對物聯網業(yè)務需求的分析、支持物聯網業(yè)務的概要層體系結構設計以及相關數據模型、接口和過程的定義。目前三十六頁\總數五十二頁\編于二點14.5設備對設備（M2M）標準化工作3GPP/3GPP2以移動通信技術為工作核心，重點研究3G，LTE/CDMA網絡針對物聯網業(yè)務提供而需要實施的網絡優(yōu)化相關技術，研究涉及業(yè)務需求、核心網和無線網優(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展開。目前三十七頁\總數五十二頁\編于二點14.5設備對設備（M2M）標準化工作

M2M相關標準化組織和工業(yè)組織目前三十八頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作不論是未來的物聯網標準研發(fā)，還是今天的標準化工作都必須要遵循兩個根本準則，那就是：確實可行準則和廣泛可行準則。確實可行是指我們研發(fā)的標準在技術上是正確的，在方案上是可行的，在敘述上是清楚的，要盡量減少標準技術產生錯誤和歧義的可能性。目前三十九頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作廣泛可行則是指標準要能夠支持很大范圍甚至是全球的應用，要可以解決很多行業(yè)的一般性需求，要能夠使得具備一定條件的公司、組織以及個人可以實現標準中的方案，并且這些方案和技術要是盡可能廉價甚至免費的。同時標準還應顧及環(huán)境、社會乃至一般公民的各種需要。這樣的標準才是具有生命力的.

目前四十頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作首先，未來的物聯網中將有很多的技術和應用是基于語義的，那么就要求物聯網的標準制定者盡可能研發(fā)出未來物聯網環(huán)境下的標準化語義數據模型和語義數據本體，確定通用的接口和協議準則，并在抽象的層面上定義它們。目前四十一頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作這樣，我們就可以將這些語義模型、語義本體、通用標準和協議以及各種物聯網應用和實例與各種技術（如：XML技術、ASN.1技術、webservices技術）相綁定形成未來物聯網環(huán)境下完整的可以跨平臺、跨語言的技術體系。目前四十二頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作其次，物聯網的標準化還將包括大量的通信標準制定工作。像物品間的雙向通信、物品與物品的信息交換、物品與環(huán)境的信息交換、物品與其它數據對等體的信息交換都需要未來物聯網的標準化支持目前四十三頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作最后，未來物聯網的標準化工作還將基于今天的標準化工作，還要尊重現在正在實施的很多標準。隨著物聯網的發(fā)展，我們要經常檢查所制定的標準和方案是否符合這些監(jiān)管原則和約束條件，同時要調查這些監(jiān)管原則和約束條件是否滿足物聯網對于容量和可擴展性的要求，并在必要時采用像增加分配可能的無線電頻段等形式解決遇到的實際問題。目前四十四頁\總數五十二頁\編于二點14.6未來的物聯網標準化工作本領域中一些需要解