物联网技术架构与标准体系研究进展.ppt

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”,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,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/IECJTC1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/IECJTC1WG7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,已立项国家和国际标准,2010年3月23日“ServicesandInterfacesSupportingCollaborativeInformationProcessinginIntelligentSensorNetworks”已通过ISO/IECJTC1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（RadioFrequencyIdentification，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。,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/IEC15961,ISO/IEC18000,编码器,逻辑存储,ISO/IEC15962,ISO/IEC15962,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,ISBTblood,transfusion,ANSMH10,Data,Identifiers,OTHERS,.,RFID技术的国际标准化,术语：ISO/IEC19762-3空中接口：ISO/IEC18000-17一致性测试：ISO/IEC18047-27性能测试：ISO/IEC18046-13数据协议：ISO/IEC15961,15962标签唯一标识：ISO/IEC15963物品唯一标识：ISO/IEC15459-16实施指南：ISO/IEC24729-13软件系统：ISO/IEC24791-16,ISO/IECJTC1/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/IEC10536-13接近式耦合卡：ISO/IEC14443-14临近式耦合卡：ISO/IEC15693-13测试标准：ISO/IEC10373-5,6,7,ISO/IECJTC1/SC17卡和身份识别分委会,RFID标准应用案例（1）,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条封闭高速公路斜道、4035个城市路障、40000个禁止停车标识、55000加仑的水、9500加仑运动饮料和2500个垃圾箱。,北京奥运会奥运百年历史上第一次大规模采用RFID技术实现电子票务；发行超过1200万张RFID电子门票；1000余台终端设备将用于门票发行及验票。,工信部电子标签标准工作组,工作范围标准体系研究、关键技术、编码标准制定和应用标准制定秘书处工信部电子工业标准化研究所,电子标签（RFID）标准体系框架,已立项国家标准,已立项国家标准,已立项国家标准,已立项行业标准,已立项行业标准,我国发展物联网产业应重点关注的问题,我国发展物联网产业应重点关注的问题,智能传感器：持续投入不足，国际竞争能力不强，缺少龙头企业的示范带动作用，导致我国传感器产业企业规模小、产业链不完善，研发投入能力弱、竞争力不强。国内传感器的技术水平比国外要落后1015年，工艺水平落后1520年，装备水平落后2025年，可靠性指标低12个数量级，基本性能指标落后35年。射频识别：RFID大量的关键技术和专利被国外把持，低频和中高频RFID芯片技术比较成熟，但超高频RFID芯片技术基础非常薄弱。传感器网络：与国外同步开展研究，具有同发优势，但国内以大专院校和科