張暉:傳感器網標準化工作進展
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國家傳感網標準化工作組秘書長張暉
2010年全球IPv6新一代互聯網高峰會議4月7日在北京召開,大會主題為2010——中國IPv6商用元年。
以下為國家傳感網標準化工作組秘書長張暉演講實錄:
張暉:標準是為產業服務的,剛才我跟張秘書長我們兩個人握手,就象征著我們標準和產業的握手。
我今天非常有幸代表傳感器網絡工作組,來向大家匯報一下我們傳感器網標準化工作組的工作進展情況。
大家手里有一個企業報告,對于物聯網的概念發展也給出了一些分類。物聯網最早起源于99年,由MIT研究中心,是通過射頻識別和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理,從這個內容就是RFID加上互聯網。到了2005年,國家電信聯盟ITU-T在物聯網的研究報告當中,對于物聯網的概念進行了擴展,當時提出了任何時刻,任何地點,任何物體之間的互聯,無所不在的網絡和無所不在的計算的發展愿景。對于傳感器技術、納米技術、智能終端的技術,都進行了概括,認為是物聯網的重要組成部分。在2009年9月,歐盟第七框架下的RFID和物聯網研究項目簇里面,發布了一個物聯網研究的報告,它認為物聯網是未來Internet的一部分,可以被定義為基于標準和可互操作的全球網絡的基本架構。
這張圖是我提到的2005年當時ITU-T提出的對于物聯網的概念的擴展,它是將原來最早的互聯網以任何時間的連接、任何地點的連接,擴展了緯度,加上了一個任何物體的連接。
傳感器網絡有一個自身的發展歷程,在1978年,當時在美國的軍方高新技術研究局,委托對于傳感器網絡進行研究,當時認為傳感器網絡是由各個豐富的設備節點組成的這么一個自組織的網絡,主要是用于軍方。后來慢慢地隨著智能處理技術,以及互聯網、多種接入技術的大范圍的應用,以及技術的發展,現在的傳感器網絡其實比當時有了大范圍的延伸。 這張圖是08年左右,是江澤民主席在上海交大的論文當中引用了這張圖,這張圖是作為泛在網的概念提出來,但是原圖指的是當時的ITU-T是在泛在傳感器網絡技術研究報告當中提出的這么一個架構。可能大家拿到的企業研究報告當中,長城戰略咨詢也是引用了這張圖,他把這張圖是直接用做物聯網的架構,這本質上來說也是沒有什么問題的。
為什么這么說呢?以后從泛在的傳感器網絡體系架構來看,目前是分五層,最下面一層就是底層傳感器網絡,就是78年美國軍方所指定研究的項目,分布式的自組織創新網絡節點的研究需求是完全符合的。再往是泛在傳感器接入網絡,這個接入網絡,它是用于實現底層創新網絡和上層基礎網絡的連接,是由網關和節點所組成的。
剛才所提到的底層傳感器網絡,它是由傳感器、執行器、RFID等多種信息設備來構成的,從這個圖上來看,已經不純粹是由傳感器組成的網絡。再往上是泛在傳感器基礎組成網絡,這是由下一代的NGN構成了泛在傳感器網絡。第四層是泛在傳感器網絡中間件,它是用來處理、存儲下面所傳送上來的數據,并且能夠以服務的形態,提供對各類傳感數據的訪問。最上面一層是泛在傳感器網絡的應用平臺,它是實現各種技術應用的支撐平臺。所以,總體來看泛在傳感器網絡是由這五部分的組成,而且從這五部分的組成來看,其實泛在傳感器網絡技術,從1978年分布式的傳感器網絡的節點組成的分布式的網絡,現在已經是向泛在傳感器的網絡方向在發展。從這個概念來看,跟咱們現在所談到的物聯網的概念實質上是相同,雖然有各種各樣的提法,但是從內容的實質可以看出來,基本上是一致的。
所以,基于剛才我們的介紹,我們認為最初的傳感器網絡是比較小的范圍,但是隨著現在傳感器網絡和多種接入技術,以及互聯網、智能信息處理技術的發展,現在已經是發展到了泛在傳感器網絡的概念,就是大的傳感網的概念,它應該是和我們提到的物聯網概念是一致的。
然后,作為泛在網,它是以一種無所不在、無所不包、無所不能為技術形態,但是在現在的階段,對于泛在的研究,可能更著重于異構網絡的技術融合方面。
這張圖是我們提出的,認為是物聯網技術的體系架構,應該是由這三部分組成的,剛才各位專家都提到了,有感知層、網絡層和應用層,三層的劃分,我想基本上大家有一個初步的共識。
從這三層來看,感知層又分為數據采集和傳感器網絡的組網和協同信息處理,數據采集主要是包含了智能傳感器技術、二維條碼讀取和識別,像RFID的讀取和讀寫器,像信息的讀寫,這些都屬于數據采集。在上面應該是傳感器網絡的組網和協同信息處理,這里面我們分成了幾大塊,一個是低速和高速的傳輸技術,這是傳感器基本的功能單元。還有自組織組網技術、協同信息處理技術等,后續我會對這幾個部分有描述。作為感知層和應用層應該有互通,再往上的網絡層主要是現有網絡的集成和管道傳輸。剛才大唐電信的領導,也提出了在早期基本說是專網比較多。
在網絡層里面主要是移動通信網、互聯網、專網組成的作為信息的承載。再往上有應用層,一個是物聯網的業務中間件,包含了信息處理、服務管理、用戶管理、終端管理、認證授權和計費管理。然后還有一些物聯網不同領域的應用,包括了環境監測、智能電力、智能交通、工業監控等等。還有一些技術,比如說像標識解析、安全技術、QoS管理、網絡管理,這些可能是關系到三個不同的層面,都會涉及,所以我們認為它是一種公共技術。
對于我們剛才提到的物聯網的技術體系架構,從這三個方面我們簡單描述,認為感知層的自組網的通信技術,主要是針對局部區域內各類終端之間的信息交互,而采用的調制、編碼、糾錯等通信技術,實現各終端在局部區域內的信息交互的媒體多址接入技術,實現各終端在局部區域內的組網、路由、拓樸管理、傳輸控制、流控制等技術。
感知層信息處理技術主要是指在局部地區內各終端完成信息采集后所采用的模式識別、數據融合、數據壓縮等技術,以提高信息的精度,降低信息冗余度,實現原始級、特征級、決策級等信息的網絡化處理。
第二個部分,我代表我們工作組介紹一下傳感器網絡標準體系的規劃,因為我們認為傳感器網絡是重要的組成部分,但是如果把它的泛化,認為RFID都屬于這個范疇,就是屬于提到的泛在傳感器的概念,跟我們的物聯網相同。但是我們做標準的時候,不可能把這么大的范圍都包含在里面。因為從歷史來看,相關的技術,比如說RFID、二維條碼、多媒體的信息采集,已經有相關的國家標準工作組和行業的標準工作組,在進行一些標準制定的工作。所以,這里面我只是談一下我們傳感器網絡標準工作組,對于我們標準體系的規劃。
首先,我談一下我們傳感器網絡這個領域國際標準化的進展。在2008年的6月,ISOIEC聯合成立一個信息技術的標準化技術委員會,當時成立了一個SGSN,就是傳感器網絡研究組。第一次會議是在我國的上海舉行的,當時在會上面大概有30多個國家的150多個專家參加,當時我們提交了三份技術文稿。第二次會議是08年9月份,在德國召開的,對于第一次會議所提到的技術文稿進行了深入的討論。08年的11月份在挪威召開了第三次會議,對于前面的技術文稿進行了進一步的修改。在09年的1月份,澳大利亞的會議,也就是SESN的最后一次會議,當時完成了一個準備提交的技術報告。因為像研究組的任務,一般是要來進行研究報告,而不負責標準的制定。目前,我們的標準工作組有8個項目組來進行標準化的制定工作。
這張圖是我們積極討論的,目前作為我們工作組指導性文件的傳感器網絡標準體系框架。一個是基礎平臺標準,包含了通用規范、接口、通信和技術交互、服務支持、網絡管理、信息安全、測試等,所有的技術標準都是為了應用服務。針對不同傳感網應用的共性特征和技術要求,建立系列標準化功能模塊和條目,由共性平臺標準選取不同標準功能模塊進行組合,從而形成一個系統解決方案。尤其值得提出的是,在3月23日,我們國家所提出的一個協同信息處理相關的國際標準已經通過了ISOIEC的項目投標,即將啟動標準工作,這為我們的國際標準推進開了一個好都。
最后我談一下我們正準備籌建的物聯網標準聯合工作組,在3月份大家可能看到了我們關于這個聯合工作組籌備的情況。物聯網標準聯合工作組是針對目前標準制定過程當中存在的問題,也就是在這個領域國家已經在籌備相關的標準工作組,但是這些工作組都是集中于自己的技術領域,標準是孤立進行的缺乏協調機制,所以物聯網標準協調工作組,就是要統籌規劃、整合資源,堅持自主創新與開放兼容相結合的標準占,加快推進物聯網國家標準體系建設。
物聯網標準聯合工作組不是一個實體,而是相關物聯網標準工作組的協調機制和平臺。目前,對于我們準備籌建成立的物聯網標準工作組有一些發起成員,這些發起成員包含了以下的領域,其中RFID領域有工信部電子標簽工作組,傳感器網絡有全國信標委傳感器網絡標準工作組,在智能傳感器領域有全國工業過程測量和控制標委會系在家庭電子系統有工信部資源共享協同服務標準工作組,在智能家居這個領域有全國智能建筑及居住區數字化標委會,在寬帶無線IP有工信部寬帶無線IP標準工作組。

