中国移动物联网标准体系

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1、中国移动通信 CHINA MOBILE中国移动物联网标准体系版本号：1.0.02010年5月移动物联网标准体系物联网的概述1物联网的概念1物联网与M2M的关系2物联网总体架构研宄3物联网总体架构3物联网总体架构需求分析3物联网总体架构介绍4物联网关键技术5物联网关键技术分析5物联网关键技术研究计划6物联网标准体系及计划6物联网标准化策略6物联网标准体系内容7企业标准7行业及国家标准8国际标准8编制馳9移动物联网标准体系1. 物联网的概述物联网(The Internet of Things)概念的提出被预言为继互联网之后全球信息产业的 又一次科技与经济浪潮，受到各国政府、企业和学术界的重视，美国

2、、欧盟、日本等甚至将 其纳入国家和区域信息化战略。而对当前的国际形势，迫切盂要着眼于国情，早一点谋 划未來，制定我国的物联网发展战略，突破大规模产业化瓶颈，深入到国民经济和社会生活 的各个方面，切实解决国计民生的重大问题。物联网将带动我国相关领域科技水平的提升, 保障经济安全甚至国家女全，推动信息产业新的发展浪潮，培育新的经济增长点，促进经济 结构调整和转型升级，增强我国的可持续发展能力和国际竞争力。1.1. 物联网的概念1999年美国麻省理工学院(MIT)首次提出物联网的概念，国际电信联盟(ITU)在2005 年的年度报告中对概念的涵义进行了扩展。通过对物联网的跟踪研宂，对物联网定义为：物联

3、网(Internet of things)通过装置在 各类物体上的电子标签(KF1D),传感器、二维码采集信息，并通过通信网络将物-物、物- 人相连，协同工作，从而给物体赋予智能。全面感知、可靠传送、智能处理是物联M的特征。 “全面感知”是指利川射频识别(RFTD)、二维码、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取；“可靠传送”是指 通过各种通信网络与互联网的融合，将物体(Things)接入信息网络，随时随地进行W靠的 信息交互和共享；“智能处理”是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的 跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分

4、析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动 和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的三层体系，详细构架如图1-1。緣色衣业工业!tt控公共安全城市管環远稚ES疗费能S居智能交通碑nrmUiitB供勺代嬉姐嵬物联W竹押巾心 c 編 Pk4G网络感知蝣H碜罌N格物网1*中心仿靶Mk II鎵齙力秦)mi-i：物联网的三层参考体系架构图感知层包括二维码标签和识读器、KHD标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、 手持终端、传感器网络和传感器网关等，在这一层次要解决的重点问题是感知和识别物体， 采集和捕获信息。感知层要突破的方向是具备更敏感、更全面

5、的感知能力，解决低功耗、小 型化和低成本的W题。网络层首先包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，这被普遍认为足最成熟的部 分，除此之外还包括物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行 智能处理的部分。也就是说M络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力， 如对样本库和算法库的部署等。网络层是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向 是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。应用层是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集。物 联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民经济和社会发展具有广泛影 响。应用层的关键问题在于信息的

6、社会化共亨，以及信息安全的保障。1.2. 物联网与M2M的关系M2M是Machine-to-Machine/Man的简称，是一种以机器终端智能交互力核心的、网络化 的应用与服务。它通过在机器内部眹入无线通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提 供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方而的信息化 需永。从定义上看，M2M的定义是Machine to machine,将通信能力植入机器，以机器终端智 能交互为核心的、网络化的应用与服务；而物联网的定义是Thing to Thing,将感知、通信、 处理能力植入物体，具有全面感知、可靠传送、钓能处理特征的连接物理世界的

7、网络。因此 物联网在定义上从机器的通信发展到物与物之间的通信，扩大了通信的范畴。从闪涵上看，M2M强调的是机器与机器之间的可靠通信，而物联网并重强调信息的全而 感知、可靠传送、智能处理，是物联的网络，是通过信息技术对物理世界的多维度呈现与智 能反馈。因此物联网在IAI涵上从通信为核心的服务发展到以信息为核心的服务。从感知能力上看，M2M已具备通过M2M终端连接外部设备，获得条形码、RFTD、传感器、 摄像尖等感知能力，巾于受到终端能耗、体积和移动通信网络覆盖的等影响，只能实现信息 的有限感知；而物联网补充了传感器网络作为感知祌经末梢网，由于其易部署、低能耗、自 组网等特点，可以帮助实现信息的全

8、面感知。从通信能力上看，M2M是以移动通信为主，只能实现信息的有限传送，而物联网实现多 种通信技术的结合，将通信网络作为物联网的基础设施，实现信息的更自由传送。从应用场景上看，M2M由于受网络覆盖、终端能耗、终端体积、部署成本的影响，主要 应用在机器监控领域；物联网的发展会带来感知能力、网络能力及处理能力的全而提升，在 应用场景上将更大的丰富。综上所述，M2M是物联网现阶段最普遍的应用形式。2. 物联网总体架构研究2.1. 物联网总体架构2.1.1. 物联网总体架构需求分析2.1.1.1. 业务发展对物联网总体架构的需求业务发展对物联网总体架构有如下四方而需求：1、实现物联网信息服务提供商的需

9、求国内与全球运营商面临物联网业务开展的共同问题，即是仅能提供基于网络的通信服 务，而且由于大部分物联网终端通信产生的数据流量比较小，因此单终端ARPU值明显低于手 机用户。因此，运营商如果希望在物联网产业链中获取更大的话语权，实现从通信服务道信 息服务的提升，必须建设一套体现运营商核心价位的物联网运营架构。2、近期摆脱同质化竞争，寻求差异化服务能力的需求在新的运营体系尚米建立起来之前，国内三大运营商还面临同质化通道竞争的压力，电 力、交通等当前物联网应川的大客户是运营商竞争的焦点。因此中国移动耑要开发增强的通 道來提供差异化的服务，尽快形成用户规模，积累竞争优势。3、统一服务能力，寻求与行业深

10、入合作的需求与行业深入合作的端到端应用需要有效的商业模式来支持，同时也需要有效的技术架构 来配合。为了推动产业链上下游的合作，便于行业集成商快速开发应用，低成本部署与维护 业务，需要统一服务能力，并提供开放的开发与调用接口。4、统一运营支撑能力，降低运营成本的需求现网已有的物联网业务，大部分没有按照统一的技术标准来开发与运营，造成难以形成 规模优势，运营成本较高，尤其物联W终端无人值守的特征，如有没有统一的技术标准，运 维的成本更会显著增加。因此有必要在全网推广统一的技术架构、统一的通信协议、统一的 终端能力。2.1.1.2. 技术发展对物联网总体架构的需求物联网在机器到机器通信的基础上，更强

11、调对物理世界信息的全面感知、付靠传输和智 能处理，因此对应物联网的感知层、网络层、应用层分别需要增强以下功能：感知层：增加传感器网络等局域网络接入及管理能力；增加感知外设即插即用及管理能 力；感知设备低能耗、小型化、低成本要求等。网络层：增加传感器网络管理等局域网络管理能力；增加对外设和物品的管理能力；基 于接入网、核心网、传输网的优化满足、Ik务规模发展的需求；增加端到端QoS、安全要求； 增加物品和感知外设等感知对象和能力的统一编码和寻址能力。应用层：增加海量信息存储、共享能力；增加信息挖掘和聚合能力。【备注】：由于应用层中的应用系统可能归属于不同的用户，而对于海量信息存储、共 享能力；增

12、加信息挖掘和聚合能力属于应用系统的共性需求，为了便于理解和实现，本版标 准体系将该部分功能的实现放到了网络层的信息中心。2.1.2. 物联网总体架构介绍对应物联网三层参考体系架构，为了满足统一架构、统一协议、统一终端能力的物联网 总体技术需求，对物联网总体技术架构设计如下：物攻网核心M核心妗輸WM2M|jg力接入W网关中间件沭知接入14关终端应用终端中件物联网感知UM2M终端 I 1识读物終编外设图2-1物联网总体技术架构图在感知层，物联网终端形态包括普通M2M终端、感知接入网关、感知子网节点、手持终 端、终端外设及卡识读物等。感知层的主要功能是信息采集与封装，以及对上层下达控制命 令的执行。

13、普通M2M终端是指嵌入远距离通信模块（包括移动通信模块或者是有线接入通信模块） 的通信设备，包含终端中间件和终端应用两部分，终端中间件是终端能力的汇集、封装和7T 放的部件，终端应用是驻留在终端上的应用逻辑。终端外设是指传感器、控制器、GPS、摄 像头、条码读写器、读写器等外部装置。卡识读物是指条码或者是RFTD标签。感知接入 网关是指将感知层子网接入运营商网络的网关设备，包拈网关中间件和网关应用两部分。感 知层子网包括无线传感器网络、WIFI网络、有线局域网等局域网络。子网节点为接入到感知 接入M关的感知子网终端设备，包括节点中间件与节点应用量部分。子网节点同时也可以接 终端外设和卡识读物。

14、手持终端是指具有远距离通信能力、数据存储和处理能力、人机界面 交互能力的便携设备，包含终端中间件和终端应用两部分，nJ视炅体应用情况而具备M2M终 端、感知接入网关或感知子网节点的功能。在网络层，主要包括接入网络、传输网、核心网、业务网、网管系统和业务支撑系统。 其中接入M、传输网、核心网在承载基本通信能力以外，还考虑为机器到机器通信进行优化， 由于现有网络是基于人人通信设计的，对于机器通信具有不同的话务模型，可以通过优化来 降低网络成本，为大规模机器接入提供技术支撑。而业务网巾的M2M业务中间件是实现物联 网业务运营能力、统一通信服务能力、信息服务能力的核心业务能力集。网络层的主要功能 是实

15、现应用层与感知层之间信息的可靠传送，以及对应用与感知设备的管理与鉴权。接入网络、传输网、核心网在提供已有功能的基础上都需要针对物联网通信特征进行优 化，并开放M2M能力，并与业务网协同形成整体的网络能力。业务M主要是封装运营商的全 部通信能力、业务管理能力、感知层远程维护能力，并向应川系统提供统一的开放接口。网 管系统对现有网络设备进行管理的基础上，还需要对各层增强的M2M能力进行管理。业务支 撑系统为满足物联网业务受理、计费等需求进行业务支撑。在应用层，先阶段主要是各个行业的垂直应用，例如智能抄表、车载导航、路灯控制、 环境监控、安防监控等，在物联网业务发展到较成熟的阶段后，可以发展基于海量信息挖掘 的聚合服务。物联网业务规模发展要求应川系统通过统一接U來实现与网络层的通信，从而 可以简化应用系统的实现，应用层可以通过代理模式(例如MAS)与企业己有的信息系统实 现集成，也可以通过应用托管模式(例如ADC)来提供SAAS服务。应用层的主要功能是业务 逻辑的实现以及提供与用户的交互界面。2.2. 物联网关键技术2.2.1. 物联网关键技术分析物联M的主要特征包括全面感知、可龍传送、智能处理三大方血。1、在感知层，要解决的主要问题