物联网的体系架构和技术路线

让客户尽情享受信息新生活物联网技术发展的思考2009年12月提纲12物联网的体系架构和技术路线物联网的标准进展34物联网网络发展关键问题发展建议物联网(传感网)典型体系架构物联网典型体系架构分层描述感知层是实现物联网全面的感知的核心能力是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发物联网应用层物联网网络层物联网感知层物联网扩展系统架构物联网技术路线以规模化应用为目标，分阶段实现3G与传感网的融合，实现物联网的可运营、可管理及产业化主要特征（1）基于多种组网技术融合的无处不在的协同感知能力（2）信息资源使用模式突破以单一应用服务为目标，通过聚合海量信息聚合不断衍生新的应用信息汇聚协同感知泛在聚合主要特征（1）将分散的、利用多种感知技术手段所采集的信息通过网关设备汇聚到3G网络（2）通过3G网络将感知信息汇聚到应用系统（3）由应用系统集中进行信息的处理，并提供信息应用服务。主要特征（1）具备以事件、任务为驱动的感知层、网络层和应用层协同工作的更强大的信息感知和信息处理能力（2）3G网络为物联网业务特性进行优化和定制，满足物联网通信及业务的特性需求（3）传感器网络的自组织、协同感知功能是在物联网的整体管理体系下实现的3G与传感器网络结合3G与传感器网络融合泛在网络、信息聚合物联网市场和网络发展规划物联网信息汇聚阶段关键技术第一阶段3G与传感器网络结合相关关键技术•传感器网络高能效通信技术•传感器网络组网关键技术•传感器网络协同体系架构•传感器网络专用操作系统•传感器网络测试验证平台•传感器网络低功耗技术•传感器网络电磁兼容技术•传感器网络网关设备物联网协同感知阶段--第二阶段3G与传感网络的融合3G与传感器网络融合物联网体系架构设计及研究物联网的编码体系、码号体系、地址体系研究物联网的安全体系研究物联网QoS体系研究增强无线接口物联网移动性管理技术研究物联网协同体系架构研究物联网信息库管理策略及关键技术研究物联网与信息智能处理关键技术研究物联网的计费策略及关键技术研究物联网应用示范系统建设提纲12物联网的体系架构和技术路线物联网的标准进展34物联网网络发展关键问题发展建议物联网标准研究进展物联网标准研究进展ETSI2008年成立TCM2M工作组，该工作组由FT-Orange发起，包括运营商、设备商、集成商等几百个研究单位和组织加入研究目标研究和制定物联网业务需求报告,聚焦传感网和移动网融合、商业模式和最佳业务应用等研究并规范端到端的物联网网络架构与相关接口对其他标准组织中已有物联网相关规范进行修订研究重点模组规范化传感网技术选择和组网物联网网关规范化网络架构和统一协议统一应用平台面向医卫和监控的应用研究3GPPR10-NetworkImprovementsforMachineTypeCommunications(NIMTC)•3GPP已完成了业务需求的研究，目前就网络结构（SA2)及无线接口(RAN2)开展了技术方案的研究•基于移动终端的WSN网络结构及协议研究•设计更灵活的自适应编码，优化传输方式，支持更灵活的资源粒度分配•增强L2/L3协议，支持大量M2M终端•简化调度、功控、HARQ、链路自适应、同步、接入和切换过程3GPPMTCServiceRequirements•MTC业务的公共需要•地址•识别•收费•安全•远程管理•分类别的系统优化：•低移动性•通信时间可控•仅使用PS域•低数据率•用户分群•仅有移动源发•高可用性•盗窃/故意破坏物联网标准研究进展国内标准物联网进展情况国家传感器网络标准组（WGSN）标准组由信标委支持，无锡物联网研究院和电子技术标准化研究所主导成立，主要面向ISO/IECJTC1进行中国的国际标准提案输出该标准组下设立2个研究组和6个标准组，分别为国际标准化项目组、行业应用调研组、标准体系与系统架构组、通信与信息交互组、协同信息处理组、标识组、接口组、安全组参加单位众多，主要以高校、科研机构和IT企业为主，包括中国电子技术标准化研究所、中国科学院、华为、西电捷通、深圳天智、杭州家和、清华、北大、展讯、中兴、大唐、北邮、工信部研究院、中国移动、中国联通、中国电信等上百家单位该标准组提出的物联网信息汇聚、协同感知、泛在聚合三阶段演进路线，已经被ISO/IECJTC1传感网总体技术文档采纳。目前已明确在JTC1下成立工作组（WGSN）,系统推进传感网国际标准的制定国家通信标准工作组（CCSA）CCSATC5WG7：正在进行物联网业务相关研究，即将完成《移动M2M业务研究报告》CCSATC5WG3：该组将从移动网与传感网结合为主要研究方向，《物联网网络架构研究》、《TD-SCDMA无线传感器网络网关设备技术要求》和《CDMA2000无线传感器网络网关设备技术要求》近期将立项提纲12物联网的体系架构和技术路线物联网的标准进展体系34物联网网络发展关键问题发展建议当前存在的主要问题缺乏完整的标准体系关键技术有待突破研发力量比较分散缺乏成熟的商业模式难成规模体系架构尚未建立行业壁垒有待突破共赢模式有待探索政策环境有待完善现阶段运营商应用仅仅体现在RFID/二维码以及数据采集的行业拓展应用方面，单纯提供数据传输通道和行业集成解决方案两种模式，投入产出比较非常低行业融合是要面对的深层次问题行业融合的难度大需求挖掘不足企业技术人员不了解信息技术的最新进展，从事信息化的人员不掌握各行各业的业务流程行业开放不够行业内部利益相关机构对于信息化服务提供商进入行业具有天然的抵触示范效应不强当前的应用以监控为主，不能给企业带来显著的经济效益，且需要考虑机器替换人员的问题实施风险较大应用影响到企业生产过程的改变，对企业来讲是重大决策，应用新技术风险较大资源开发不足政府和企业拥有大部分信息资源，却由于政府管理、信息安全、企业垄断利润等因素，未能充分得到开发利用安全手段不够应用涉及到政府的管理、企业的生产、人们的生活，当前缺乏技术上统一的手段以及法律上的保护条款涉及企业流程改变、系统对接、设备改造、岗位调整提纲12物联网的体系架构和技术路线物联网的标准进展体系34物联网网络发展关键问题发展建议物联网系统架构移动通信网络物联网平台ChinaNET通信网关个人及家庭用户WMMP-AWMMP-T业务平台+企业应用系统通信模组物联网终端承载网络运营支撑系统应用系统控制器传感器物联网网关无线传感器网络物联网平台是业务运营和管理的关键设备WMMP协议是物联网通信的基础物联网网关是传感网与电信网融合的关键基础设备通信模组是终端标准化的重要部分无线传感网是感知客观世界有效手段和物联网基础摄像头读码器我们从那里切入？•乱花渐欲迷人眼，浅草才能没马蹄•物联网2015年左右才会看到成熟的框架•标准成熟•有可参照的商业模式•形成新的增长点•中国移动在从传感器到应用的全产业链上进行布局•中国电信M2M模块和平台，集团兄弟单位已经布局，但是没有应用的模块和平台是没有价值的•行业应用是物联网的生命线，•现阶段应该持续不断地推进行业应用，占领市场，掌握客户•待应用足够多、技术标准较为明确时，应及时从当前的垂直应用转到横向架构平台的研究和开发中•重视成熟的信息获取手段，尽快开展相关的应用开发工作•二维码•RFID•移动固定融合的网关二维码/RFID应与集团重点产品和运营部门需求结合•移动支付•校园一卡通•二维码小额支付•与号百结合•做后向凭证•三订•折扣/优惠券•做业务标识•号百自营业务•天翼伴游•终端是瓶颈•支持RFID标签/阅读器功能的手机•二维码识读功能手机•特定行业、特殊传感器的智能终端（不仅限于二维码和RFID）二维码在号百中应用的示意（1）•凭证的应用–订电影票（可同时完成小额支付、附带优惠）–订房（可同时附带折扣/优惠券）–订餐（可同时附带折扣/优惠券）–专门的折扣券/优惠券(结合行业首查客户)推送用户通过号百平台申请订票/订房/订餐票二维码凭证以短信的形式推送到用户手机中在影院检票处/餐馆/酒店前台，将电子凭证显示在手机屏幕上，在阅读器上读出。后向客户的促销卷通过号百平台发送二维码凭证以短信的形式推送到用户手机中在后向客户的付款处，将电子凭证显示在手机屏幕上，在阅读器上读出。二维码在号百中应用的示意（2）•号百自营产品–与通信信息助理的结合•企业名片，企业总机的二维码接入–与号百网络业务的结合：•号码百事通门户网站（www.118114.cn），完成企业产品的快速搜索功能–与号百移动业务的结合•二维码的信息搜索•后向商家的竞价排名•热点推荐–与电信传媒的结合•拍码读报•拍码看视频融合网关+控制器传感器RS232/485以太网接口WiFicdma以太网接口ADSLcdmaChinaNet/PSTN物联网网关充分发挥中国电信有线＋无线（宽带＋移动）综合优势传感网和电信网融合的关键基础设备依据物联网演进发展，分阶段开发和扩展网关功能介入物联网感知层，摆脱管道角色，SIM提供商→平台提供商，功能要求物理和电气接口，包括网络侧和传感网侧接口传感网信息汇聚和路由传感网管理和数据维护用户面数据传输协议安全性能保障本地和远程管理维护等加载第三方应用软件融合网关功能模型网络参考模型•位置：位于无线传感器网络与电信网络之间•期望功能：1）协作能力：同一区域不同网关间协作、终端移动过程中的协作管理2）移动能力：网关本身在移动过程中能够保持与网络的连接能力3）信令处理能力：转换无线传感网络与电信网络间的交互信令、数据4）数据存储能力：需要时保留终端节点的位置、路由、认证、其他数据信息等其他工作建议•积极参加标准化组织，尤其是传感网标准组织和CCSA相关标准化工作•积极介入物联网产业联盟，尤其北京地区的联盟组织•积极研究利用中国电信数据中心的能力，建立物联网统一的数据处理和管理中心的技术可行性•积极研究物联网对中国电信全业务网络的需求，为物联网发展提前布局谢谢！