物聯網描繪了人類未來全新的信息活動場景：讓所有的物品都與網絡實現任何時間和任何地點的無處不在的連接。人們可以通過對物體進行識別、定位、追蹤、監控並觸發相應事件，形成信息化解決方案。目前很多全球主要國家都制訂了開發物聯網的長期發展計劃。中國已經把物聯網明確列入《國家中長期科學技術發展規劃（2006—2020年）》和《2050年國家產業發展路線圖》。物聯網作為一個新的領域有些什麼關鍵技術？物聯網領域標準化方面進展如何？
1 物聯網關鍵技術
物聯網技術不是對現有技術的顛覆性革命，而是通過對現有技術的綜合運用。物聯網技術融合現有技術實現全新的通信模式轉變，同時，通過融合也必定會對現有技術提出改進和提升的要求，催生出一些新的技術。
在通信業界，物聯網通常被公認為有3個層次，從下到上依次是感知層、傳送層和應用層，如圖1所示。如果拿人來比喻的話，感知層就像皮膚和五官，用來識別物體，採集信息；傳送層則是神經系統，將信息傳遞到大腦進行處理；應用層類似人們從事的各種複雜的事情，完成各種不同的應用。
物聯網涉及的關鍵技術非常多，從傳感器技術到通信網絡技術，從嵌入式微處理節點到計算機軟件系統，包含了自動控制、通信、計算機等不同領域，是跨學科的綜合應用。
（1）感知層
物聯網的感知層主要完成信息的採集、轉換和收集。感知層包含兩個部分：傳感器（或控制器）、短距離傳輸網絡。
傳感器（或控制器）用來進行數據採集及實現控制，短距離傳輸網絡將傳感器收集的數據發送到網關或將應用平臺控制指令發送到控制器。
感知層的關鍵技術主要為傳感器技術和短距離傳輸網絡技術，例如射頻標識（RFID）標籤與用來識別RFID信息的掃描儀、視頻採集的攝像頭和各種傳感器中的傳感與控制技術、短距離無線通信技術（包括由短距離傳輸技術組成的無線傳感網技術）。在實現這些技術的過程中，又涉及到芯片研發、通信協議研究、RFID材料研究、智能節點供電等細分領域。
（2）傳送層
物聯網的傳送層主要完成信息傳遞和處理，傳送層包括兩個部分：接入單元、接入網絡。
接入單元是連接感知層的網橋，它匯聚從感知層獲得的數據，並將數據發送到接入網絡。接入網絡即現有的通信網絡，包括移動通信網、有線電話網、有線寬帶網等。通過接入網絡，人們將數據最終傳入互聯網。
傳送層是基於現有通信網和互聯網建立起來的層。傳送層的關鍵技術既包含了現有的通信技術，如移動通信技術、有線寬帶技術、公共交換電話網（PSTN）技術、Wi-Fi通信技術等，也包含了終端技術，如實現傳感網與通信網結合的網橋設備、為各種行業終端提供通信能力的通信模塊等。
（3）應用層
物聯網的應用層主要完成數據的管理和數據的處理，並將這些數據與各行業應用的結合。應用層包括兩部分：物聯網中間件、物聯網應用。
物聯網中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序。中間件將許多可以公用的能力進行統一封裝，提供給豐富多樣的物聯網應用。統一封裝的能力包括通信的管理能力、設備的控制能力、定位能力等。
物聯網應用是用戶直接使用的各種應用，種類非常多。物聯網應用包括家庭物聯網應用，如家電智能控制、家庭安防等，也包括很多企業和行業應用，如石油監控應用、電力抄表、車載應用、遠程醫療等。
應用層主要基於軟件技術和計算機技術實現。應用層的關鍵技術主要是基於軟件的各種數據處理技術，此外雲計算技術作為海量數據的存儲、分析平臺，也將是物聯網應用層的重要組成部分。應用是物聯網發展的目的。各種行業和家庭應用的開發是物聯網普及的源動力，將給整個物聯網產業鏈帶來巨大利潤。
2 物聯網標準進展
在標準方面，與物聯網相關的標準化組織較多。圖2所示為全球主要物聯網標準組織的徽標。
物聯網覆蓋的技術領域非常廣泛，涉及總體架構、感知技術、通信網絡技術、應用技術等各個方面。物聯網標準組織有的從機器對機器通信（M2M）的角度進行研究，有的從泛在網角度進行研究，有的從互聯網的角度進行研究，有的專注傳感網的技術研究，有的關注移動網絡技術研究，有的關注總體架構研究。目前介入物聯網領域主要的國際標準組織有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等。
針對泛在網總體框架方面進行系統研究的國際標準組織比較有代表性的是國際電信聯盟（ITU-T）及歐洲電信標準化協會（ETSI）M2M技術委員會。ITU-T從泛在網角度研究總體架構，ETSI從M2M的角度研究總體架構。
感知技術（主要是對無線傳感網的研究）方面進行研究的國際標準組織比較有代表性的是國際標準化組織（ISO）、美國電氣及電子工程師學會（IEEE）。
通信網絡技術方面進行研究的國際標準組織主要有3GPP和3GPP2。他們主要從M2M業務對移動網絡的需求方面進行研究，只限定在移動網絡層面。
在應用技術方面，各標準組織都有一些研究，主要是針對特定應用制訂標準。
總的來說，國際上物聯網標準工作還處於起步階段，目前各標準組織自成體系，標準內容涉及架構、傳感、編碼、數據處理、應用等，不盡相同。
各標準組織都比較重視應用方面的標準制訂。在智能測量、E-Health、城市自動化、汽車應用、消費電子應用等領域均有相當數量的標準正在制訂中，這與傳統的計算機和通信領域的標準體系有很大不同（傳統的計算機和通信領域標準體系一般不涉及具體的應用標準），這也說明了“物聯網是由應用主導的”觀點在國際上已成為共識。
2.1 ITU-T物聯網標準進展
提到物聯網標準，首先必須先提一下ITU-T。ITU-T早在2005就開始進行泛在網的研究，可以說是最早進行物聯網研究的標準組織。
ITU-T的研究內容主要集中在泛在網總體框架、標識及應用3方面。ITU-T在泛在網研究方面已經從需求階段逐漸進入到框架研究階段，目前研究的框架模型還處在高層層面。圖4所示為ITU-T提出的物聯網架構，曾經在各種場合被廣泛引用。
ITU-T在標識研究方面和ISO通力合作，主推基於對象標識（OID）的解析體系；ITU-T在泛在網應用方面已經逐步展開了對健康和車載方面的研究。下面詳細介紹ITU-T各個相關研究課題組的研究情況。
SG13主要從NGN角度展開泛在網相關研究，標準主導是韓國。目前標準化工作集中在基於NGN的泛在網絡/泛在傳感器網絡需求及架構研究、支持標籤應用的需求和架構研究、身份管理（IDM）相關研究、NGN對車載通信的支持等方面。
SG16組成立了專門的問題組展開泛在網應用相關的研究，日、韓共同主導，內容集中在業務和應用、標識解析方面。SG16組研究的具體內容有：Q.25/16泛在感測網絡（USN）應用和業務、Q.27/16通信/智能交通系統（ITS）業務/應用的車載網關平臺、Q.28/16電子健康（E-Health）應用的多媒體架構、Q.21和Q.22標識研究（主要給出了針對標識應用的需求和高層架構）。
SG17組成立有專門的問題組展開泛在網安全、身份管理、解析的研究。SG17組研究的具體內容有：Q.6/17泛在通信業務安全，Q.10/17身份管理架構和機制，Q.12/17抽象語法標記（ASN.1）、OID及相關注冊。
SG11組成立有專門的問題組“NID和USN測試規範”，主要研究節點標識（NID）和泛在感測網絡（USN）的測試架構、H.IRP測試規範以及X.oid-res測試規範。
ITU-T還在智能家居、車輛管理等應用方面開展了一些研究工作。
2.2 ETSI物聯網標準進展
ETSI採用M2M的概念進行總體架構方面的研究，相關工作的進展非常迅速，是在物聯網總體架構方面研究得比較深入和系統的標準組織，也是目前在總體架構方面最有影響力的標準組織。
ETSI專門成立了一個專項小組（M2M TC）從M2M的角度進行相關標準化研究。ETSI成立M2M TC小組主要是考慮：目前雖然已經有一些M2M的標準存在，涉及各種無線接口、格狀網絡、路由和標識機制等方面，但這些標準主要是針對某種特定應用場景，彼此相互獨立，如何將這些相對分散的技術和標準放到一起並找出不足，這方面所做的工作很少。在這樣的研究背景下，ETSI M2M TC小組的主要研究目標是從端到端的全景角度研究機器對機器通信，並與ETSI內NGN的研究及3GPP已有的研究展開協同工作。
M2M TC小組的職責是：從利益相關方收集和制訂M2M業務及運營需求，建立一個端到端的M2M高層體系架構（如果需要會制訂詳細的體系結構），找出現有標準不能滿足需求的地方並制訂相應的具體標準，將現有的組件或子系統映射到M2M體系結構中，M2M解決方案間的互操作性（制訂測試標準），硬件接口標準化方面的考慮，與其他標準化組織進行交流及合作。
2.3 3GPP/3GPP2物聯網標準進展
3GPP和3GPP2也採用M2M的概念進行研究。作為移動網絡技術的主要標準組織，3GPP和3GPP2關注的重點在於物聯網網絡能力增強方面，是在網絡層方面開展研究的主要標準組織。
3GPP針對M2M的研究主要從移動網絡出發，研究M2M應用對網絡的影響，包括網絡優化技術等。3GPP研究範圍為：只討論移動網的M2M通信；只定義M2M業務，不具體定義特殊的M2M應用。Verizon、Vodafone等移動運營商在M2M的應用中發現了很多問題，例如大量M2M終端對網絡的衝擊，系統控制面容量的不足等。因此，在Verizon、Vodafone、三星、高通等公司推動下，3GPP對M2M的研究在2009年開始加速，目前基本完成了需求分析，轉入網絡架構和技術框架的研究，但核心的無線接入網絡（RAN）研究工作還未展開。
相比較而言，3GPP2相關研究的進展要慢一些，目前關於M2M方面的研究多處於研究報告的階段。
2.4 IEEE物聯網標準進展
在物聯網的感知層研究領域，IEEE的重要地位顯然是毫無爭議的。目前無線傳感網領域用得比較多的Zigbee技術就基於IEEE 802.15.4標準。
IEEE 802系列標準是IEEE 802 LAN/MAN標準委員會制訂的局域網、城域網技術標準。1998年，IEEE 802.15工作組成立，專門從事無線個人局域網（WPAN）標準化工作。在IEEE 802.15工作組內有5個任務組，分別制訂適合不同應用的標準。這些標準在傳輸速率、功耗和支持的服務等方面存在差異。
TG1組制訂IEEE 802.15.1標準，即藍牙無線通信標準。標準適用於手機、PDA等設備的中等速率、短距離通信。
TG2組制訂IEEE 802.15.2標準，研究IEEE 802.15.1標準與IEEE 802.11標準的共存。
TG3組制訂IEEE 802.15.3標準，研究超寬帶（UWB）標準。標準適用於個域網中多媒體方面高速率、近距離通信的應用。
TG4組制訂IEEE 802.15.4標準，研究低速無線個人局域網（WPAN）。該標準把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點目標，旨在為個人或者家庭範圍內不同設備之間的低速互聯提供統一標準。
TG5組制訂IEEE 802.15.5標準，研究無線個人局域網（WPAN）的無線網狀網（MESH）組網。該標準旨在研究提供MESH組網的WPAN的物理層與MAC層的必要的機制。
傳感器網絡的特徵與低速無線個人局域網（WPAN）有很多相似之處，因此傳感器網絡大多采用IEEE 802.15.4標準作為物理層和媒體存取控制層（MAC），其中最為著名的就是ZigBee。因此，IEEE的802.15工作組也是目前物聯網領域在無線傳感網層面的主要標準組織之一。中國也參與了IEEE 802.15.4系列標準的制訂工作，其中IEEE 802.15.4c和IEEE 802.15.4e主要由中國起草。IEEE 802.15.4c擴展了適合中國使用的頻段，IEEE 802.15.4e擴展了工業級控制部分。
2.5 中國物聯網標準進展
總的來說，中國物聯網標準的制訂工作還處於起步階段，但發展迅速。目前中國已有涉及物聯網總體架構、無線傳感網、物聯網應用層面的眾多標準正在制訂中，並且有相當一部分的標準項目已在相關國際標準組織立項。中國研究物聯網的標準組織主要有傳感器網絡標準工作組（WGSN）和中國通信標準化協會（CCSA）。
WGSN是由中國國家標準化管理委員會批准籌建，中國信息技術標準化技術委員會批准成立並領導，從事傳感器網絡（簡稱傳感網）標準化工作的全國性技術組織。WGSN於2009年9月正式成立，由中國科學院上海微系統與信息技術研究所任組長單位，中國電子技術標準化研究所任秘書處單位，成員單位包括中國三大運營商、主要科研院校、主流設備廠商等。傳感器網絡標準工作組將“適應中國社會主義市場經濟建設的需要，促進中國傳感器網絡的技術研究和產業化的迅速發展，加快開展標準化工作，認真研究國際標準和國際上的先進標準，積極參與國際標準化工作，並把中國和國際標準化工作結合起來，加速傳感網標準的制修訂工作，建立和不斷完善傳感網標準化體系，進一步提高中國傳感網技術水平。”作為其宗旨。目前WGSN已有一些標準正在制訂中，並代表中國積極參加ISO、IEEE等國際標準組織的標準制訂工作。由於成立時間尚短，目前WGSN還沒有形成可發佈的標準文稿。
CCSA於2002年12月18日在北京正式成立。CCSA的主要任務是為了更好地開展通信標準研究工作，把通信運營企業、製造企業、研究單位、大學等關心標準的企事業單位組織起來，按照公平、公正、公開的原則制訂標準，進行標準的協調、把關，把高技術、高水平、高質量的標準推薦給政府，把具有中國自主知識產權的標準推向世界，支撐中國的通信產業，為世界通信做出貢獻。2009年11月，CCSA新成立了泛在網技術工作委員會（即TC10），專門從事物聯網相關的研究工作。雖然TC10剛剛成立不久，但在TC10成立以前，CCAS的其他工作委員會對物聯網相關的領域也進行過一些研究。目前CCSA有多個與物聯網相關的標準正在制訂中，但尚沒有發佈標準文稿。
與物聯網相關的，還有2009年4月成立的RFID標準工作組。RFID工作組在信息產業部科技司領導下開展工作，專門致力於中國RFID領域的技術研究和標準制訂，目前已有一定的工作成果。
上述標準組織各自獨立開展工作，各標準組的工作各有側重。WGSN偏重傳感器網絡層面，CCSA TC10偏重通信網絡和應用層面，RFID標準工作組則關注RFID相關的領域。同時各標準組的工作中也有不少重複的部分，如WGSN也會涉及到傳感器網絡以上的通信部分和應用部分的內容，而CCSA也涉及到了一些傳感網層面的工作內容。對於這些重複的部分，各標準組之間目前還沒有很好的橫向溝通和協調機制，因此，近期國家層面正在籌備成立“物聯網標準聯合工作組”。聯合工作組旨在整合中國物聯網相關標準化資源，聯合產業各方共同開展物聯網技術的研究，積極推進物聯網標準化工作，加快制訂符合中國發展需求的物聯網技術標準，為政府部門的物聯網產業發展決策提供全面的技術和標準化服務支撐。
物聯網技術內容眾多，所涉及到的標準組織也較多，不同的標準組織基本上都按照各自的體系進行研究，採用的概念也各不相同。
總體架構層面，目前分感知層、網絡層、應用層的3層架構已經得到業界的共識，但是對於3層之間的具體界限、研究內容尚未有統一的共識，總體性的概念和術語，也尚未統一。在感知層，傳感器技術已經歷數十年的發展，相對成熟，並已形成了專門的學科。
目前傳感器種類繁多，並已在各行各業被廣泛應用，而無線傳感網技術尚處於百家爭鳴的階段，是物聯網研究重點之一。網絡層的遠程通信技術以現有的包括移動網、固網、寬帶、窄帶等通信網絡技術為基礎，在此基礎上探討通信網絡如何更好地適應承載物聯網應用，是保障物聯網應用有序發展的前提。物聯網應用種類繁多，涉及社會生活各個方面，是物聯網研究的重點。
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