【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices物聯(lián) 網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)展情況國(guó)家傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組（ WGSN）標(biāo)準(zhǔn)組由信標(biāo)委支持，無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)研究院和電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所主導(dǎo)成立，主要面向 ISO/IEC JTC1進(jìn)行中國(guó)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案輸出該標(biāo)準(zhǔn)組下設(shè)立 2個(gè)研究組和 6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組，分別為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目組、行業(yè)應(yīng)用調(diào)研組、標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu)組、通信與信息交互組、協(xié)同信息處理組、標(biāo)識(shí)組、接口組、安全組參加單位眾多，主要以高校、科研機(jī)構(gòu)和 IT企業(yè)為主，包括中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、中國(guó)科學(xué)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(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信等上百家單位該標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)路線，已經(jīng)被 ISO/IEC JTC1傳感網(wǎng)總體技術(shù)文檔采納。目前已明確在 JTC1下成立工作組（ WGSN） ,系統(tǒng)推進(jìn)傳感網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定國(guó)家通信標(biāo)準(zhǔn)工作組（ CCSA） CCSA TC5 WG7：正在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)相關(guān)研究，即將完成 《 移動(dòng) M2M業(yè)務(wù)研究報(bào)告 》 CCSA TC5 WG3：該組將從移動(dòng)網(wǎng)與傳感網(wǎng)結(jié)合為主要研究方向， 《 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究 》 、 《 TDSCDMA無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備技術(shù)要求 》 和 《CDMA2023無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備技術(shù)要求 》 近期將立項(xiàng)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices當(dāng)前存在的主要問(wèn)題當(dāng)前存在的主要問(wèn)題缺乏完整的標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)鍵技術(shù)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(gòu)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(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices行業(yè)融合是要面對(duì)的深層次問(wèn)題行業(yè)融合是要面對(duì)的深層次問(wèn)題行業(yè)融合的難度大 需求挖掘不足企業(yè)技術(shù)人員不了解信息技術(shù)的最新進(jìn)展，從事信息化的人員不掌握各行各業(yè)的業(yè)務(wù)流程 行業(yè)開(kāi)放不夠行業(yè)內(nèi)部利益相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)于信息化服務(wù)提供商進(jìn)入行業(yè)具有天然的抵觸示范效應(yīng)不強(qiáng)當(dāng)前的應(yīng)用以監(jiān)控為主，不能給企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，且需要考慮機(jī)器替換人員的問(wèn)題 實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)較大應(yīng)用影響到企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的改變，對(duì)企業(yè)來(lái)講是重大決策，應(yīng)用新技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大資源開(kāi)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(rùn)等因素，未能充分得到開(kāi)發(fā)利用安全手段不夠應(yīng)用涉及到政府的管理、企業(yè)的生產(chǎn)、人們的生活，當(dāng)前缺乏技術(shù)上統(tǒng)一的手段以及法律上的保護(hù)條款涉及企業(yè)流程改變、系統(tǒng)對(duì)接、設(shè)備改造、崗位調(diào)整下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)包括射頻識(shí)別 (RFID)裝置、 WSN 網(wǎng)絡(luò)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、 Inter 與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，行業(yè)應(yīng)用軟件。在這些技術(shù)當(dāng)中，又以底層嵌入式設(shè)備芯片開(kāi)發(fā)最為關(guān)鍵，引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)的上游發(fā)展，以下我們著重介紹 WSN 技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)40下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices41無(wú) 線傳 感器網(wǎng) 絡(luò)WSN (Wireless Sensor Networks)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ WSN） 由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量廉價(jià)微型 傳感器節(jié)點(diǎn) 組成 ,通過(guò)無(wú)線通信方式 形成的一個(gè)多跳的自組織 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ,其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。42互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域 傳感器節(jié)點(diǎn)用戶下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 二十世紀(jì) 70年代。冷戰(zhàn)時(shí)期的聲音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ Sound Surveillance SystemSOSUS）、空中預(yù)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(luò)項(xiàng)目（ Distributed Sensor NetworksDSN）q 1994年。加州大學(xué)洛杉磯分校的 William DARPA提交建議書(shū) “Low Power Wireless Integrated Microsensors”，里程碑。q 二十世紀(jì) 80年代至 90年代之間。美國(guó)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(jí)配置系統(tǒng)（Advanced Deployment SystmeADS），以及遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ Remote Battlefield Sensor SystemREMBASS）和戰(zhàn)術(shù)遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)（ Tactical Remote Sensor Sysetme）等無(wú)人看管地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。WSN研究歷史 (1)43下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 1998年。 WSN的科學(xué)意義， DARPA巨資啟動(dòng)了SensIT項(xiàng)目，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) “超視距 ”戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。q 1999年 9月。商業(yè)周刊將其列位 21世紀(jì)最重要的 21項(xiàng)技術(shù)之一 。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ Oak Ridge National Laboratory,ORNL)提出了 “網(wǎng)絡(luò)就是傳感器 ”的論斷。q 2023年 1月。 《 MIT技術(shù)評(píng)論 》 將 WSN列于十種改變未來(lái)世界新興技術(shù)之首 。q 2023年 8月。 《 商業(yè)周刊 》 預(yù)測(cè)： WSN和其他三項(xiàng)信息技術(shù)將會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)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(guó)度，論述 WSN的發(fā)展和可能的廣泛應(yīng)用。q 我們國(guó)家未來(lái) 20年預(yù)見(jiàn)技術(shù)的調(diào)查報(bào)告，信息領(lǐng)域 157項(xiàng)技術(shù)課題中有 7項(xiàng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)。q 2023年初發(fā)布的 《 國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 》 為信息技術(shù)確定了三個(gè)前沿方向，其中兩個(gè)與 WSN的研究直接相關(guān)，即智能感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。WSN研究歷史 (2)44下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices傳感器節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)45能量供應(yīng)模塊傳感器模塊 處理器模塊 無(wú)線通信模塊傳感器 A/D處理器存儲(chǔ)器 網(wǎng)絡(luò) MAC 收發(fā)器傳感器節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)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(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices商用 WSN節(jié)點(diǎn)47q 國(guó)外起步 較 早，市 場(chǎng) 上已 經(jīng) 有技 術(shù) 比 較 成熟的商用無(wú) 線傳 感器網(wǎng) 絡(luò)產(chǎn) 品。 預(yù)計(jì) 到2023年，世界市 場(chǎng) WSN系 統(tǒng) 與服 務(wù) 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(chǎng) 。下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection DevicesDemo48下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：大規(guī)模、自組織、動(dòng)態(tài)性無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)：資源受限： 能量資源、計(jì)算能力、存儲(chǔ)資源、通信能力等 低功耗、低成本無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)49下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection DevicesBJTUIPv6WSN/Sink 節(jié)點(diǎn)自主研制實(shí)例50下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 目標(biāo)跟蹤q 大鴨島海燕監(jiān)測(cè)q 冰河監(jiān)測(cè)q 醫(yī)療健康q 電子牧場(chǎng)q 結(jié)構(gòu)化監(jiān)測(cè)q 火山觀測(cè)q……WSN 的項(xiàng)目應(yīng)用51下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices大鴨島海燕監(jiān)測(cè)52下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 利用 WSN 監(jiān)測(cè)冰河的變化情況，目的在于通過(guò)分析冰河環(huán)境的變化來(lái)推斷地球氣候的變化。冰河監(jiān)測(cè)53下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)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(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices電子牧場(chǎng)55下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices火山觀測(cè)56下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices57農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)57下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices?IEEE 準(zhǔn)?、 、 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(guān)標(biāo)準(zhǔn)58下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室National Engineering Laboratory for Next Generation Inte