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1、泛在网深度研究上 篇目 录1.0引言51.1泛在网产生的背景51.2泛在网研究的重要性和紧迫性51.3泛在网的重大机遇81.4泛在网市场趋势91.5泛在网发展面临的主要挑战122.0泛在网的概念132.1泛在网基本概念132.2多种相似的概念202.3泛在网相关概念的关系262.4泛在网、物联网、传感器网三者的关系283.0泛在网网络架构313.1泛在网络的概念架构313.2泛在网网络体系架构323.3泛在网产业链结构343.4泛在网功能模型353.5泛在网网络架构的演进趋势364.0泛在网业务模型384.1泛在网业务特征384.2聚合业务网384.3泛在网-聚合业务网与云的关系404.4聚合
2、业务网标准化415.0泛在网关键技术425.1M2M(Machine to Machine)技术425.2无线传感器网络(Sensor Network)技术445.3近程通信和RFID445.4云计算455.5网络和通信技术466.0泛在网标准化现状476.1泛在网络的标准化476.2泛在网相关国际标准组织和工业组织486.3主要国际标准组织泛在网切入点486.4主要工业组织和联盟506.5几个主要的标准组织研究进展506.6CCSA在标准化方面的工作596.7标准化总体情况627.0泛在网络市场应用现状657.1泛在网的典型应用657.2泛在网应用场景分析687.3泛在网的应用情况737.4
3、市场应用现状分析741.0 引言1.1 泛在网产生的背景泛在网概念起源于比尔盖茨1995年未来之路一书，在未来之路中，比尔盖茨已经提及泛在网概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。随着技术不断进步，国际电信联盟于2005年正式提出泛在网概念，而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后，泛在网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(泛在网的前期形式)的多次提议表示我国泛在网的发展也正式提上议事日程，同时也表明我国物联网的发展将加快。目前，我国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。从推动经济发展角度来讲，作为计算机、互联
4、网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，从长远来看，泛在网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣。出于信息技术对经济的拉动作用，奥巴马政府的“智慧地球”构想旨在找出美国经济新的增长点，在此背景下，泛在网概念应运而生。1.2 泛在网研究的重要性和紧迫性1.2.1 泛在网是信息通信技术发展的趋势信息通信技术（Information and communication technology,ICT）随着技术的进步和应用的拓展，将会对人类社会的进步和应用的拓展，将会对人类社会的生产与生活带来一场深刻变革。目前，通信网络作为信
5、息通信技术的重要基础分支，已经从人到人的通信发展到人与机器（或物体）间以及机器到机器间（M2M），并朝着无所不在（Ubiquitous）的网络（也称泛在网络）方向演进。泛在化的趋势引领ICT发展将其作为下一个主题重点研究方向，在未来异构的网络环境中，广域网、局域网、车域网、家域网、个域网以及身体域网等不同层次、多种网络技术的彼此互补、融合发展，并在微电子技术、嵌入式技术、短距离通信技术、传感器技术、智能标签技术的支撑下，最终促成“泛在信息社会”的实现。“泛在”将是信息社会重要的特征。随着信息通信技术日新月异地发展，信息社会一步步走向现实，一种强调“无所不在”或“ 泛在”通信理念的特征正日渐清晰
6、，即任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信。泛在网是信息社会的重要载体。泛在网是指基于个人和社会的需求，利用新的信息网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。1.2.2 泛在网是信息通信业的普遍共识1ITU的成员来自主权国家的政府和相关的产业界。2ITU-T 已经启动了泛在网(Ubiquitous Networking)相关的研究。 图1 泛在网网络架构示意1.2.3 泛在网是我国发展的新兴战略性产业1建立“感知中国”中心2009年8月日温总
7、理说，至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。在“十一五”迈向“十二五”这个历史阶段，从国家战略高度提出建设我国“泛在信息社会”的号召：信息化基础设施要通过与现实世界紧密感知和交互，更紧密地结合社会经济运行的发展，更协调地服务信息化应用需求。因此，泛在网络成为业界关注的焦点。2. 让科技引领中国可持续发展温总理于2009年11月日向首都科技界发表了讲话，指出把建设创新型国家作为战略目标，把可持续发展作为战略方向，把争夺经济科技制高点作为战略重点，逐步使新兴战略性产业成为经济
8、社会发展的主导力量。一要高度重视新能源产业发展；二要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”；三要加快微电子和光电子材料和器件等领域的科技攻关通信网、互联网、传感器网、延伸和识别技术集成融合构建的泛在网，将是我国发展的战略性产业。1.2.4 泛在网在电信转型上迈出坚实的脚步ABIResearch的保守预测，M2M服务市场2010年产值有望达到80亿美元，全球电信运营商2008年M2M业务收入达到30亿欧元，预计将在2012年达到89亿欧元。中国移动2006年底M2M终端数将超过300万户。中国电信2010年底M2M
9、终端数将达到100万户M2M业务金融智能建筑消防遥感勘测气象医疗军事农业林业水务电力煤炭石化设备、安全、节能防火、勘察、报警水质、水量、污染、安全大棚、土壤、灌溉、抄表、监控、节能临床、辅助诊断、病程侦查、监控、定位、评估降水、防洪、远程设备通风、瓦斯、救灾定位电子支付、实时信息车务通、电梯卫士、消防监控系统、爱贝通、全球眼、平安E家业务电信运营商 图3 泛在网M2M业务在电信转型的业务应用1.2.5 泛在网在其他行业得到广泛应用智能气象智能食品系统智能运输智能水资源管理无线城市智慧的医疗图4 泛在网在其他行业得到广泛应用2009年11月3日，美国总统奥巴马宣布，美国政府将出资34亿美元建立“
10、智能电网投资基金，推动全面更新美国全国电力基础建设的行动。 这笔34亿美元来自2009年初国会通过的7870亿美元刺激经济计划，奥巴马表示，如加上民间47亿美元投资，整个投资基金将达80亿美元。1.3 泛在网的重大机遇我国传感器网研究已经形成以应用为驱动的特色发展路线，在技术、标准、产业以及应用与服务等方面，进入了世界先进行列，使我国在信息技术领域，迎头赶上，甚至占领产业价值链的高端成为可能。发展泛在网有利于信息化战略的进一步深入落实。国家政策导向，已经形成以应用为驱动的特色发展路线，并且市场需求巨大，增长趋势仍在持续。目前国内已有的产业基础不俗：在技术、标准、产业以及应用与服务等方面，开始进
11、入了世界先进行列。发展泛在网有很好的科研基础支撑：“十一五”期间在973、自然基金、863、国家重大专项不同角度奠定基础。1.3.1 国际主导地位前景巨大泛在网络系统与市场、行业、应用结合紧密，我国在该方向获得主导地位存在较好契机。1.4 泛在网市场趋势1.4.1 全球物联网应用发展迅猛依据Beecham Research分析，今年全球物联网终端规模为9,926万，年增长率接近70%；其中亚太地区为2,429万，年增长率接近44%。放眼未来几年，全球物联网终端将会更为广泛应用于各产业，其中以工业、交通、能源及安防等产业最具成长潜力。中国移动通过与各行业的广泛合作，将M2M作为现阶段物联网的主要
12、应用进行拓展，全国已累计发展应用终端335万。 图45 中国移动M2M发展趋势 图46 各行业分布情况1.4.2 国内物联网发展潜力巨大(1)电力行业国家电网“十一五”电力工业发展规划 要求：35-110KVA输配电设备必须安装监测终端，涉及输配变调计量五大环节的智能化管理 。要保障整个电力系统的安全就必须采用先进的无人值守技术，达到对整个系统（电厂、大坝，变电站，高压输电线路，用户终端等）的实时远程监控。 今后五年，我国电网建设总投资将超过万亿元，安全技术改造可达1000亿元左右规模。我国35KV以上输电塔架约300万个，仅以监控35点/塔架计算，市场价值约100亿元以上。全国大中型水库约3
13、000座，大坝监控市场达150亿元以上。(2)交通行业我国机动车拥有量以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到1.3亿多辆。道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度，总体水平与发达国家有较大差距。 公安部统计07年全国运营车辆1400万，按17增长率，2010年达2300万，车载传感网终端需求将超过100亿元。智能交通传感网基础设施建设需求将更为巨大。(3)金融行业2015年电子支付机具将达到2000万。目前全网POS机120万台，ATM机11万台。物流行业没有具体明确的上级管理部门，是一种协会性质。中国物流协会尚未出台相关规范和标准。物流协会公布2007年在册物流企
14、业配送手持终端需求量1000万。(4)电梯行业中华人民共和国国务院令（第373号）特种设备安全监察条例对电梯生产、安装使用、设备运行、安全保障、系统维护等有明确的要求。质监局统计数字，全国电梯07年150万台(5)石油行业中石油规划院、中石化规划院、中海油规划院针对全国20个所属油田，进行统一的技术标准的规范制定和管理。全国20个油田，数据采集点总量272万个。(6)家居安防我国将建设智能化小康示范小区列入国家重点发展方向。国家建设部计划到2010年，60%以上的新房将具有一定的“智能型家居”功能。通过手机远程对入室、访客、环境、灾害等进行进行监控报警；远程对家电设备等进行控制；提高生活质量。高档收入家庭1400万，其他城镇家庭15600万，预测2010年家庭市场传感网终端需求可达2500万户，按平均每户投资1000元计，市场规模将达250亿元。(7)环境保护国家“十一五”环境保护规划：到2010年基本遏制生态环境恶化趋势，改善重点地区和城市的环境质量。中国绿色国民经济核算研究报告：2004年全国因环境污染造成经济损失5118亿元，虚拟治理成本2874亿元。到2020年，国家和企业用于环境保护和生态监测的无线传感器设备总产值预计可达百亿元左右。未来市场效益将更大。(8)健康医疗关于全面推进居家养老服
