2021-08-05 13:51

物聯(lián)網(wǎng)體系

一、物聯(lián)網(wǎng)基本要素  

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵要素包括由感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層組成的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，包括服務(wù)業(yè)和制造業(yè)在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，資源體系，隱私和安全以及促進(jìn)和規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的法律、政策和國(guó)際治理體系。      

二、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)  

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。  感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過(guò)通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。  

網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)。  

應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供信息處理、計(jì)算等通用基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、能力及資源調(diào)用接口，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用。

來(lái)源：工業(yè)和信息化部電信研究院

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系  

物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、計(jì)算機(jī)、軟件、嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電等技術(shù)領(lǐng)域，因此物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)也非常多，為了系統(tǒng)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，特將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系劃分為感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù)。

1. 感知、網(wǎng)絡(luò)通信和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。  

傳感和識(shí)別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界獲取信息和實(shí)現(xiàn)物體控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器將物理世界中的物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化成可供處理的數(shù)字信號(hào)。識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中物體標(biāo)識(shí)和位置信息的獲取。  

2. 網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)。  

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的雙向傳遞、路由和控制，重點(diǎn)包括低速近距離無(wú)線通信技術(shù)、低功耗路由、自組織通信、無(wú)線接入M2M 通信增強(qiáng)、IP 承載技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合接入技術(shù)以及認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)。  

3. 應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。  

海量信息智能處理綜合運(yùn)用高性能計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊計(jì)算等技術(shù)，對(duì)收集的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行通用處理，重點(diǎn)涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、并行計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、平臺(tái)服務(wù)、信息呈現(xiàn)等。面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service-oriented Architecture ，SOA）是一種松耦合的軟件組件技術(shù)，它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)快速可重用的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署。SOA 可提高物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的擴(kuò)展性，提升應(yīng)用開(kāi)發(fā)效率，充分整合和復(fù)用信息資源。  

4. 支撐技術(shù)。  

物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)包括嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)（Micro ElectroMechanical Systems，MEMS）、軟件和算法、電源和儲(chǔ)能、新材料技術(shù)等。  

5. 共性技術(shù)。  

物聯(lián)網(wǎng)共性技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)的不同層面，主要包括架構(gòu)技術(shù)、標(biāo)識(shí)和解析、安全和隱私、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等。

四、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系  

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。由于物聯(lián)網(wǎng)涉及不同專(zhuān)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域、不同行業(yè)應(yīng)用部門(mén)，物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)既要涵蓋面向不同應(yīng)用的基礎(chǔ)公共技術(shù)，也要涵蓋滿足行業(yè)特定需求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；既包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。  

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系相對(duì)龐雜，若從物聯(lián)網(wǎng)總體、感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系等五個(gè)層次可初步構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。  物聯(lián)網(wǎng)總體性標(biāo)準(zhǔn)：包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)則、物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求等。  

感知層標(biāo)準(zhǔn)體系：主要涉及傳感器等各類(lèi)信息獲取設(shè)備的電氣和數(shù)據(jù)接口、感知數(shù)據(jù)模型、描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、RFID 標(biāo)簽和讀寫(xiě)器接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、特定行業(yè)和應(yīng)用相關(guān)的感知層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。  網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)體系：主要涉及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、短距離無(wú)線通信、自組織網(wǎng)絡(luò)、簡(jiǎn)化IPv6 協(xié)議、低功耗路由、增強(qiáng)的機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machineto Machine，M2M）無(wú)線接入和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、M2M 模組與平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化標(biāo)準(zhǔn)、異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)等。  

應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)體系：包括應(yīng)用層架構(gòu)、信息智能處理技術(shù)、以及行業(yè)、公眾應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用層架構(gòu)重點(diǎn)是面向?qū)ο蟮姆?wù)架構(gòu)，包括SOA 體系架構(gòu)、面向上層業(yè)務(wù)應(yīng)用的流程管理、業(yè)務(wù)流程之間的通信協(xié)議、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及SOA 安全架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。信息智能處理類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括云計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、海量智能信息處理和呈現(xiàn)等。云計(jì)算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)包括開(kāi)放云計(jì)算接口、云計(jì)算開(kāi)放式虛擬化架構(gòu)（資源管理與控制）、云計(jì)算互操作、云計(jì)算安全架構(gòu)等。  

共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系：包括標(biāo)識(shí)和解析、服務(wù)質(zhì)量（Quality ofService，QoS）、安全、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)識(shí)和解析標(biāo)準(zhǔn)體系包括編碼、解析、認(rèn)證、加密、隱私保護(hù)、管理，以及多標(biāo)識(shí)互通標(biāo)準(zhǔn)。安全標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)包括安全體系架構(gòu)、安全協(xié)議、支持多種網(wǎng)絡(luò)融合的認(rèn)證和加密技術(shù)、用戶和應(yīng)用隱私保護(hù)、虛擬化和匿名化、面向服務(wù)的自適應(yīng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。