我国物联网技术标准与能力研究成果

2023-08-13 理论教育版权反馈

【摘要】：（一）国内研究机构积极布局物联网架构技术研究自主的物联网架构技术对物联网可持续发展具有至关重要的作用，我国产学研各界积极开展研究，在物联网总体架构、M2M架构、标识解析体系方面取得了大量初步研究成果。（五）我国物联网标准化局部取得突破我国在物联网国际标准化中的影响力不断提升。国内标准研制方面，我国对传感器网络、传感器网络与通信网融合、二维码和RFID、M2M、物联网体系架构等共性标准的研制不断深化。

在物联网领域，我国技术研发攻关和创新能力不断提升，在传感器、RFID、M2M、标识解析、工业控制等特定技术领域已经拥有一定具有自主知识产权的成果，部分自主技术已经实现一定产业应用；在物联网通用架构、数据与语义、标识和安全等基础技术方面正加紧研发布局。

（一）国内研究机构积极布局物联网架构技术研究

自主的物联网架构技术对物联网可持续发展具有至关重要的作用，我国产学研各界积极开展研究，在物联网总体架构、M2M架构、标识解析体系方面取得了大量初步研究成果。中国电子科技集团、工业和信息化部电信研究院、国内部分大学和研究机构均在物联网总体架构方面开展了深入研究。电信运营商在M2M架构方面以自主设计为主，以水平化平台为核心，对关键能力部件、接口协议、运营支撑系统进行了研究。标识解析体系则以兼容多种标识编码方案和解析机制的统一物联网标识解析体系为特色。

虽然不同研究机构给出的物联网总体架构各有特色，但物联网架构设计需借鉴互联网的开放理念已经成为共识。以物联网规模化发展和各信息终端与系统扁平化互联为愿景，工信部电信研究院提出了物联网目标网络视图，并提出了物联网体系架构应满足的六个基本特性：

可扩展性：支撑海量终端的接入及相关信息的传送、处理和使用。

泛接入性：支持各种类型终端、行业子系统的接入和互联需求。

服务保证性：满足各种物联网应用对服务资源、服务质量、移动性支持等方面的需求。

松耦合特性：物联网架构中各组成实体、应用等可相对独立发展，应用和实体之间的通信可以跨各种软硬件平台运行。

自主性：系统或末梢节点能够根据预设的规则和逻辑，执行自动发现、自动连接、自动处理等任务。

泛在共享协同：各种信息可充分共享，各种服务可充分协作，同时满足跨系统、跨行业融合及协同需求。

物联网信息交互机制、通信协议和数据描述正在趋向IP化、Web化、语义化，物联网将与互联网同质连接，网络空间相互融合发展。在域名解析系统基础上，随着物体标识应用的推广和深化，物体标识解析系统（TIS，Thing Identifier System）将成为重要的支撑系统。为支撑信息开放共享和服务系统，面向业务、资源、商业智能和管理的共性支撑平台将发挥重要作用。整个物联网将发展成为重要网络基础设施和开放互联体系，支持各种物联网信息系统的互联和协同。为有效支持具有不同服务质量、可靠性、实时性等业务交互特征的物联网应用，在IP承载网上需要叠加必要的管控能力。

（二）我国传感器和RFID技术研发不断取得新的突破

传感器技术是物联网最为核心和关键的感知技术，我国企业不断加强在高端传感器和以MEMS为代表的新型传感器方面的研发，并取得一定突破。同时，在传感器基础技术和基础理论方面也加强了技术研发攻坚。RFID技术是目前被广泛应用的物联网技术之一，在该领域，我国中高频RFID技术接近国际先进水平，在超高频（800／900MHz）和微波（2．45GHz）RFID空中接口物理层与MAC层均有重要技术突破。例如提出了高效的防碰撞机制，可快速清点标签，稳定性高；提供多种强度的安全鉴别机制、灵活的存储区划分及访问控制方法，与国际技术标准相比，在功能、性能、安全性、灵活性方面具有明显的优势。

（三）无线传感网和M2M研究基本与发达国家保持同步

无线传感器组网技术方面，我国自主创新取得重大突破，我国提出的面向工业过程自动化的工业无线网络技术标准WIA-PA被国际电工委员会（IEC）吸纳为国际标准，我国企业研制了基于IPv6的传感网网关并进入规模应用。在短距离通信技术方面，我国企业和研究机构积极参与国际标准化工作，研发实力不断增强。在M2M无线移动通信增强技术方面，我国与国外发达国家保持了同步，从3GPPR10到R1阶段，围绕M2M网络架构、过载保护、小数据传输、终端唤醒、终端功耗等技术增强，中国公司积极提出标准提案。在M2M需求、架构、安全、语义和管理等方面，我国设备制造企业和电信运营商深入参与了oneM2M的标准化工作。为了满足M2M服务需求并提升M2M服务价值，我国电信运营商积极研制面向M2M的移动通信网增强和优化方案，在M2M综合运营平台、通道状态与故障信息采集、信息传送保障、接口协议等方面取得了积极研究成果。

（四）标识领域以自主可控创新为主多种方案并存

由于物联网中涉及的标识类型繁多，原有信息通信网络中的标识解析体系都在向物联网领域延伸。我国多家机构研究探索面向物联网的标识编码和解析机制，现阶段仍然是多种方案并存的局面。从目前提出的各种编码方案和解析体系来看，我国物联网标识编码以自主设计并能够兼容多种编码方案为主，标识解析体系则基于国际主流标准进行扩展。典型方案有工业和信息化部电信研究院提出的通信标识（CID）方案、中国物品编码中心提出的实体编码（Ecode）方案、工业和信息化部电子科技情报研究所提出的基于句柄（Handle）的方案、中国电子技术标准化研究院推进的基于客体标识符（OID）的方案，以及中国科学院计算机网络信息中心提出的基于域名系统（DNS）的标识注册解析服务体系。在一定时期内，几种方案将并行发展，因为不同方案之间的互通需要考虑翻译和映射。

（五）我国物联网标准化局部取得突破

我国在物联网国际标准化中的影响力不断提升。国内越来越多的企业开始积极参与国际标准的制定工作，我国已经成为ITU和ISO相应物联网工作组的主导国之一，并牵头制定了首个国际物联网总体标准——《物联网概览》。在oneM2M组织中，我国目前担任1个指导委员会副主席、1个工作组主席和2个工作组副主席职责。我国相关企业和单位一直深入参与3GPPMTC相关标准的制定工作。国内标准研制方面，我国对传感器网络、传感器网络与通信网融合、二维码和RFID、M2M、物联网体系架构等共性标准的研制不断深化。物联网应用标准推进速度不断加快，在智慧城市、农业信息化、医疗健康监测系统、智能交通、汽车信息化、绿色社区、智能家居、智能安防、电动自行车等领域正进行标准化工作。

我国物联网技术标准与能力研究成果

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