【文章內(nèi)容簡介】 National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices物聯(lián) 網(wǎng)標準研究進展網(wǎng)標準研究進展下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices物聯(lián)網(wǎng)標準研究進展物聯(lián)網(wǎng)標準研究進展國內(nèi)標準物聯(lián)網(wǎng)進展情況國家傳感器網(wǎng)絡標準組（ WGSN）標準組由信標委支持，無錫物聯(lián)網(wǎng)研究院和電子技術標準化研究所主導成立，主要面向 ISO/IEC JTC1進行中國的國際標準提案輸出該標準組下設立 2個研究組和 6個標準組，分別為國際標準化項目組、行業(yè)應用調研組、標準體系與系統(tǒng)架構組、通信與信息交互組、協(xié)同信息處理組、標識組、接口組、安全組參加單位眾多，主要以高校、科研機構和 IT企業(yè)為主，包括中國電子技術標準化研究所、中國科學院、華為、西電捷通、深圳天智、杭州家和、清華、北大、展訊、中興、大唐、北郵、工信部研究院、中國移動、中國聯(lián)通、中國電信等上百家單位該標準組提出的物聯(lián)網(wǎng)信息匯聚、協(xié)同感知、泛在聚合三階段演進路線，已經(jīng)被 ISO/IEC JTC1傳感網(wǎng)總體技術文檔采納。目前已明確在 JTC1下成立工作組（ WGSN） ,系統(tǒng)推進傳感網(wǎng)國際標準的制定國家通信標準工作組（ CCSA） CCSA TC5 WG7：正在進行物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務相關研究，即將完成 《 移動 M2M業(yè)務研究報告 》 CCSA TC5 WG3：該組將從移動網(wǎng)與傳感網(wǎng)結合為主要研究方向， 《 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構研究 》 、 《 TDSCDMA無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)關設備技術要求 》 和 《CDMA2023無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)關設備技術要求 》 近期將立項下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices當前存在的主要問題當前存在的主要問題缺乏完整的標準體系關鍵技術有待突破研發(fā)力量比較分散缺乏成熟的商業(yè)模式難成規(guī)模體系架構尚未建立行業(yè)壁壘有待突破共贏模式有待探索政策環(huán)境有待完善下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices行業(yè)融合是要面對的深層次問題行業(yè)融合是要面對的深層次問題行業(yè)融合的難度大 需求挖掘不足企業(yè)技術人員不了解信息技術的最新進展，從事信息化的人員不掌握各行各業(yè)的業(yè)務流程 行業(yè)開放不夠行業(yè)內(nèi)部利益相關機構對于信息化服務提供商進入行業(yè)具有天然的抵觸示范效應不強當前的應用以監(jiān)控為主，不能給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益，且需要考慮機器替換人員的問題 實施風險較大應用影響到企業(yè)生產(chǎn)過程的改變，對企業(yè)來講是重大決策，應用新技術風險較大資源開發(fā)不足政府和企業(yè)擁有大部分信息資源，卻由于政府管理、信息安全、企業(yè)壟斷利潤等因素，未能充分得到開發(fā)利用安全手段不夠應用涉及到政府的管理、企業(yè)的生產(chǎn)、人們的生活，當前缺乏技術上統(tǒng)一的手段以及法律上的保護條款涉及企業(yè)流程改變、系統(tǒng)對接、設備改造、崗位調整下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 物聯(lián)網(wǎng)核心技術包括射頻識別 (RFID)裝置、 WSN 網(wǎng)絡、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、 Inter 與移動網(wǎng)絡，網(wǎng)絡服務，行業(yè)應用軟件。在這些技術當中，又以底層嵌入式設備芯片開發(fā)最為關鍵，引領整個行業(yè)的上游發(fā)展，以下我們著重介紹 WSN 技術。物聯(lián)網(wǎng)核心技術40下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices41無 線傳 感器網(wǎng) 絡WSN (Wireless Sensor Networks)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 無線傳感器網(wǎng)絡（ WSN） 由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量廉價微型 傳感器節(jié)點 組成 ,通過無線通信方式 形成的一個多跳的自組織 網(wǎng)絡系統(tǒng) ,其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。42互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星任務管理節(jié)點匯聚節(jié)點監(jiān)測區(qū)域 傳感器節(jié)點用戶下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 二十世紀 70年代。冷戰(zhàn)時期的聲音監(jiān)測系統(tǒng)（ Sound Surveillance SystemSOSUS）、空中預警與控制系統(tǒng)（ Air borne Warning and Control SystemAWACS）q 1980年。 DARPA的分布式傳感器網(wǎng)絡項目（ Distributed Sensor NetworksDSN）q 1994年。加州大學洛杉磯分校的 William DARPA提交建議書 “Low Power Wireless Integrated Microsensors”，里程碑。q 二十世紀 80年代至 90年代之間。美國海軍研制的協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)（Cooperative Engagement CapabilityCEC），用于反潛的確定性分布系統(tǒng)（ Fixed Distributed SystmeFDS）和高級配置系統(tǒng)（Advanced Deployment SystmeADS），以及遠程戰(zhàn)場傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)（ Remote Battlefield Sensor SystemREMBASS）和戰(zhàn)術遠程傳感器系統(tǒng)（ Tactical Remote Sensor Sysetme）等無人看管地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)絡系統(tǒng)。WSN研究歷史 (1)43下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 1998年。 WSN的科學意義， DARPA巨資啟動了SensIT項目，目標是實現(xiàn) “超視距 ”戰(zhàn)場監(jiān)測。q 1999年 9月。商業(yè)周刊將其列位 21世紀最重要的 21項技術之一 。橡樹嶺國家實驗室（ Oak Ridge National Laboratory,ORNL)提出了 “網(wǎng)絡就是傳感器 ”的論斷。q 2023年 1月。 《 MIT技術評論 》 將 WSN列于十種改變未來世界新興技術之首 。q 2023年 8月。 《 商業(yè)周刊 》 預測： WSN和其他三項信息技術將會在不遠的將來掀起新的產(chǎn)業(yè)浪潮。q 2023年 《 IEEE Spectrum》 雜志發(fā)表一期專集：傳感器的國度，論述 WSN的發(fā)展和可能的廣泛應用。q 我們國家未來 20年預見技術的調查報告，信息領域 157項技術課題中有 7項與傳感器網(wǎng)絡直接相關。q 2023年初發(fā)布的 《 國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要 》 為信息技術確定了三個前沿方向，其中兩個與 WSN的研究直接相關，即智能感知技術和自組織網(wǎng)絡技術。WSN研究歷史 (2)44下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices傳感器節(jié)點體系結構45能量供應模塊傳感器模塊 處理器模塊 無線通信模塊傳感器 A/D處理器存儲器 網(wǎng)絡 MAC 收發(fā)器傳感器節(jié)點體系結構下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices46CC2430硬件圖下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices商用 WSN節(jié)點47q 國外起步 較 早，市 場 上已 經(jīng) 有技 術 比 較 成熟的商用無 線傳 感器網(wǎng) 絡產(chǎn) 品。 預計 到2023年，世界市 場 WSN系 統(tǒng) 與服 務 將升至 46億 美元。qSmart Dustq UC， Berkeley ,100mm3, Dust Networks公司qMica系列q UC， Berkeley， Crossbow公司量產(chǎn) 并投放市 場 。下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection DevicesDemo48下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices無線傳感器網(wǎng)絡特點：大規(guī)模、自組織、動態(tài)性無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點特點：資源受限： 能量資源、計算能力、存儲資源、通信能力等 低功耗、低成本無線傳感器網(wǎng)絡的主要特點49下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection DevicesBJTUIPv6WSN/Sink 節(jié)點自主研制實例50下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 目標跟蹤q 大鴨島海燕監(jiān)測q 冰河監(jiān)測q 醫(yī)療健康q 電子牧場q 結構化監(jiān)測q 火山觀測q……WSN 的項目應用51下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices大鴨島海燕監(jiān)測52下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 利用 WSN 監(jiān)測冰河的變化情況，目的在于通過分析冰河環(huán)境的變化來推斷地球氣候的變化。冰河監(jiān)測53下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices醫(yī)療健康54下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices電子牧場55下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices火山觀測56下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices57農(nóng)業(yè)監(jiān)測57下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices?IEEE 準?、 、 訂 版?低速、短距、 ISM頻 段、 MAC層 安全 LRWPAN BlueTooth UWB WLAN范 圍 ~10m ~10~100m 10m ~100m速率 250K 1M 55M ~2~11M功耗 Lowest Low Medium High頻 率 868M/915M/ 相關標準58下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inte