物联网关键技术和标准化探讨
摘要：信息技术在社会各领域中的广泛应用，特别在物流领域的应用，极大地促进了物流企业生产力及生产效率的提高，实现了物流领域的网路化，推动了物流行业的健康可持续发展。文章将就物联网的相关概念进行简要概述，由此对物联网主要关键技术进行详细分析，并在此基础上对物联网标准化的相关问题进行详细探讨。
关键词：物联网；关键技术；标准化；探讨
中图分类号：TP391.44；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）10-0163-02.
1 物联网释义
由 ITU 发布的相关信息能够发现，不论是 RFID，还是无线传感网，其都录属于物联网络，只是两者的侧重点不同而已，无线传感网，其更强调对物理状态变化的感知，而RFID技术，则更强调对物品的识别。另外当前与物联网有着千丝万缕关系的一个重要概念就是 M2M，其最早出自于工业领域，主要用于机器间的通信，而后逐渐为各电信运营商所青睐，并在物流电信领域得到广泛应用，M2M 其通常和智能装置相连接，并采用蜂窝移动网，运营商可以借助该网络，将其与传感器网络联系起来，从而构建一个完整的物联网络，因此，RFID、M2M及传感器网络等，均为物联网的一个子集，它们间存在的差异，主要是功能侧重不一，以及所选用的网络及技术不同而已。我国也于本世纪初开启了对RFID技术的相关研究，对于物联网也进行大量的研究投入。
2 物联网关键技术探讨
2.1 传感器技术
传感器技术是当前物联网络中应用最为广泛的一种技术，其主要指的是通过现实世界的五生化物量等进行转化，获得可被传感器处理的的数字信号，并将数字信号以某种形式反馈出来。在传感器的技术原理方面，其主要包括光电、热电，及电容电阻等相关原理等；在感知对象方面，其则主要包括速度、加速度，级压力、温度湿度等。当前传感器在种类方面，达到了数以万计的程度，且其具有朝多功能化、智能化、耗能少，成本低、及环境友好型等方向发展的趋势，尤其是随着材料科学的发展，各种多功能新材料的研发及在传感器制造方面的应用，极大地提升了传感器的性能。由于传感器技术在我国的研发尚处于起步阶段，相比于欧美日等发达国家，在传感器技术、传感器精度及材料等方面，还存在较大的差距。
2.2 识别技术
在物联网中另一个较为关键的技术就是识别技术，当前在物联网领域，其主要以 RFID 技术为主，其主要用于对物品位置及标识等相关信息的自动识别。RFID 技术在物联网中的应用，还涉及到信息安全技术，以及系统集成和芯片技术等。
由于技术及成本等方面因素考虑，当前主要以低频及高频RFID 技术为主，在远距离识别方面，可以开发超高频 RFID，其也将成为未来物联网识别技术发展的重点方向。在国际领 域、识别技术的研究领域，主要集中在多功能RFID读写器，及微波RFID芯片设计及高频技术的研发方面，且欧美国家已取得了重大成果，这类技术当前处于垄断状况。在位置识别技术方面，我国也取得了一定的进展，如北斗导航系统，然而其相对于美国的GPS技术，在定位精度及并发容量等方面，还存在较大的差距，我国需加大研发力度[1]。
2.3 嵌入式系统技术
嵌入式系统技术，其主要是根据物联网络，出于对设备在功耗及性能方面的考虑，为了实现相应的功能目标，而对相关技术进行定值剪裁的一种技术，当前其主要有嵌入式因公软件技术，及嵌入式芯片技术等，其对于达成对物品的识别，及信息的处理等，都有着重要作用。在嵌入式芯片领域，当前主要以 ARM 核为主要代表，在工业应用方面，则有诸如飞思卡尔及 NEC 等知名品牌。在嵌入式操作系统领域，在智能手机方面，主要以 Linux 及 Windows Mobile 为典型代表，在工业领域，其主要代表有 VxWorks 等。总体来说，嵌入式系统技术，其未来的主要发展趋势，有向专业化及微型化方向发展，我国在此领域也取得了一定的进展，如Hopen 系统等，然而相对于欧美技术发达国家，还存在一定的差距。
2.4 软件技术
物联网软件技术，其是物联网络中最为核心关键的技术之一，其不仅在很大程度上决定物联网功能发挥，还能够有效地决定物联网的相关行为，因而可以说物联网软件技术是物联网的核心及灵魂。在物联网软件结构方面，其主要分为以下两个部分：一是服务器端软件；二是包括M2M网关，及无线传感网节点和智能装置等在内的一系列末端设备嵌入式软件。
在软件技术及及设计方面，其发展较为缓慢，依然主要是SOA，及数据库等软件，而我国由于研究时间尚早，在数据库及操作系统软件等方面，与世界先进水平还存在很大差距，一直处于落后地位，然而在软件集成方面，我国的物联网业务运营商，如大唐电信及同方软件等，已取得较大进展，并在多个领域得到广泛应用[2]。
2.5 物联网通用平台技术
在物联网络中，通用平台技术也是最为关键的技术之一，为了实现在各类用户及各类行业中，提供相同的应用服务，而专门研发的一种通用平台技术，该通用平台具有行业应用统计报告、标识解析和管理以及通信能力调用和签权认证等功能，该平台通过在互联网上获得相关信息，同时采取相关操作，借助 CORBA 等技术，将各系统联系起来，实现互联。
当前国外知名运营商，如 Verizon等，都构建了比较完善的物联网通用平台，我国的中国移动运营商，也在采用中兴通讯技术的基础上，构建了 M2M 通用平台，该平台可面向全国，其所使用的应用协议 WMMP 技术等，目前仍处于世界领先地位。
3 物联网标准化的进展探讨
3.1 国际标准化进展
（1）延伸网标准。在国际物联网标准化领域，其主要在以下两个方面予以延伸：一是传感网标准的延伸方面，ITU 首先开启了物联网的标准化历程，其主要侧重点是对USN的研究，USN 中间件要求，及 USN 要求，已于 2009 年完成，当前正在对 F.USN-cc 和 X.usnsec1-3 等标准进行研究。ISO/IEC JTC1则在稍早组建了 SGSN 研究团队，且在同年发布了《SGSN 技术报告》，其传感网的架构已正式立项；二是近距离无线通信与组网标准，当前物联网中的近距离无线通信物理层标准，其主要制定者是IEEE，目前已拥有了诸如 802.15.4 及蓝牙等，具有不同功耗及速度的标准，尤其是 802.15.4 标准，其已成为工控网及无线传感网等，应用最为广泛的标准。在上层组网方面，最常见的标准是 Zigbee，在工业自动化方面，ISA100 标准则是主流，同时 IETF 正在将 IPV6，应用到功耗低的近距离无线通信标准的研究中，并研制成功了基于 IEEE 的 6LowPAN标准等[3]。
（2）M2M 标准。ETSI 在之前组建了 M2M TC，其主要服务与 M2M 的相关运营业务，并参与了其解决方案的操作性研究，在 eHealth 用例及架构需求等方面，已取得了一定的研究成果，当前其正在着手于具体接口及协议标准制定的研究。3GPP，其主要研究蜂窝移动通信网的优化标准，取得了一定成果，并于 2009 年开始对其 RAN 及架构进行立项研究。
（3）RFID 标准。RFID 标准已具有相当完善的标准体系，处于多种标准共存的局面，其中尤以EPCglobal等标准较为常用。而 ISO/IEC 发布的标准，则涵盖测试（18046、18047）、应用接口（15961）及空中接口（18000 系列）等多个方面，而EPCglobal 标准，则是当前西方国家主流的企业标准。此外，其他国家如日本，也在加快制定适合本国的标准，日本的 UID标准已得到良好的应用[4]。
3.2 我国标准化进展
在物联网标准化的制定结构方面，当前我国主要有CCSA、WGSN，及工信部电子标签标准工作组等。CCSA 是我国当前物联网标准化制定的最重要的机构之一，其与本世纪 07 年开启了《移动 M2M 业务研究》的相关制定，并于 09年组建了 TC10。TC10 的主要重点研究领域就是物联网，该结构还下设置了感知延伸，及网咯和应用等下属工作组，其标准制定涵盖架构，及泛在网术语定义等标准，并可以应用到智能家居及医疗健康监测等领域。在网络层标准方面，其主要涵盖泛在网IPv6 及M2M应用通信协议等技术；在感知延伸标准方面，其主要有 MAC 层增强技术，及低功耗松散网络（LLN）环境下的轻量级 Ipv6 协议等技术。WGSN 成立于 09 年，其主要研究方向是制定延伸层传感网标准，当前其主要在传感器接口及传感器网络系统架构等研究领域进行标准化研究。在 RFDI 方面，我国于 04 年就开启了对其标准化的研究，同时成立了相应的研究小组，当前已在信息安全及数据格式等领域标准化的制定工作中，取得一定成果[5]。
参考文献：
[1] 徐颖秦,谢林柏.物联网关键技术和主要问题探讨[J].工业仪表与自动化装置,2011(2):10-12
[2] 刘通,陈波,杜朝波,江天炎,李剑.输变电设备物联网关键技术研究思路探讨[J].南方电网技术,2011(5):47-50[3] 李作伟,丁捷,毛鹏军.设施农业物联网关键技术及工程化应用探讨[J].农业工程,2012(2):35-39.
[4] 沈苏彬,杨震.物联网体系结构及其标准化[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2015(1):15-18
[5] 孙其博,刘杰,黎羴,范春晓,孙娟娟. 物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报,2010(3):1-9
