1.5 物联网的标准

在标准方面,与物联网相关的标准化组织较多。目前正在制定和已经出版的国际标准中有超过400多个标准与物联网相关。其中最活跃的标准化组织包括ITU-T,IEC,ISO/IEC JTC1,IETF等。

1.5.1 国际物联网标准的发展

国际电信联盟远程通信标准化组织(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector,ITU-T)创建于1993年,是国际电信联盟(ITU)旗下专门制定远程通信相关国际标准的组织。早在2005年,ITU-T就开始进行物联网研究。2011年5月ITU-T召开了第1次物联网全球标准化倡议活动。自此ITU-T正式开始了一系列物联网标准的制定工作。到目前为止,ITU-T已经发布了物联网系列标准,如Y.2060。

第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)作为移动网络技术主要的标准组织之一,其关注的重点在于增强移动网络能力以满足物联网应用所提出的新需求,是在网络层面开展物联网研究的主要标准组织。目前,3GPP针对M2M的需求主要研究M2M应用对网络的影响,包括网络优化技术等。其具体研究范围为:只讨论移动网内的M2M通信,不具体定义特殊的M2M应用。

因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF),成立于1985年年底,是全球互联网最具权威的技术标准化组织,主要负责互联网相关技术规范的研发和制定,当前绝大多数国际互联网技术标准出自IETF。IETF中的多个工作组,如CoRE工作组、6LoWPAN工作组等,涉及联网的应用层和网络层标准(这里的应用层和网络层参考ISO-OSI模型)。

电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)自成立以来一直致力于推动电工技术在理论方面的发展和应用方面的进步,现如今也开始着眼于物联网标准制定工作,期望在物联网领域取得一定优势。IEEE先后成立了IEEE 2413(物联网体系架构),IEEE 1451(智能接口)与IEEE 802.15等工作组来从事物联网的相关工作。IEEE 2413主要针对物联网体系架构进行研究,于2014年年底成立。IEEE 1451主要研究工作集中在传感器接口标准方面,发布了IEEE 1451.1-IEEE 1451.5系列标准协议。IEEE 802.15主要规范近距离无线通信,于2003年10月1如发布了第一版本标准,即为IEEE 802.15.4-2003,随后又陆续发布IEEE 802.15.4-2006,IEEE 802.15.4-2011对先前版本进行完善与改进。

ZigBee联盟成立于2001年8月,是IEEE 802.15.4组织对应的产业联盟。ZigBee负责制定网络层到应用层的相关标准,针对不同的应用制定了相应的应用规范。其对应的物理层和链路层是在IEEE 802.15.4组织研究制定。ZigBee组织目前包含23个工作组和任务组,涵盖技术相关的工作组:架构评估、核心协议栈、IP协议栈、低功耗路由器、安全,以及应用相关的工作组,如楼宇自动化、家庭自动化、医疗、电信服务、智能电力、远程控制、零售业务,还有与市场、认证相关的一些工作组。ZigBee目前发布了3个版本的协议栈规范,第一个ZigBee协议栈规范于2004年12月正式生效,于2005年9月公布并提供下载,称为ZigBee 1.0或ZigBee 2004;第二个ZigBee协议栈规范于2006年12月发布,此版本对ZigBee 1.0进行标准修订,为ZigBee 1.1版(又称为ZigBee2006);第三个ZigBee协议栈规范于2007年10月完成,称为ZigBee Pro或ZigBee2007。

开放移动联盟(Open Mobile Alliance,OMA)始创于2002年6月,是由WAP论坛(WAPForum)和开放式移动体系结构(Open MobileArchitecture,OMA)两个标准化组织合并而成。随后,区域互用性论坛(Location Interoperability Forum,LIF)、信息同步标准协议集(SyncML)、多媒体信息服务(MMS)互用性研究组(MMS Interoperability Group,MMS-IOP)和无线协会(Wireless Village),这些致力于推进移动业务规范工作的组织又相继加入OMA。OMA终端管理协议(OMA DM协议)是目前M2M移动终端管理的热门协议之一。目前已有OMA DM1.3和OMA DM 2.0两个版本。另外,为了支持资源受限设备的终端管理需求,OMA还制定了LightWeightM2M协议。

ISO/IEC JTC1下第五特别工作组(Special Work Group 5,SWG5)于2012年在ISO/IEC JTC1第二十七次全体会议上通过成立。SWG5的主要任务是致力于物联网体系架构的研究。此组织由四个特设小组(AHG)组成,每个小组的任务各司其职,比如AHG1的主要任务就是去制定一个大众化的物联网概念,AHG2的任务就是去分析物联网对市场的要求。2014年,ISO IEC JTC1 WG10(第十工作组)物联网工作组在ISO/IEC JTC1全体会议上通过成立,其主要目标是着手于物联网基本标准的制定,以便为物联网其他标准的发展奠定一个夯实的基础。制定物联网词汇的形式和定义、制定物联网的参考架构和基础协议等都是WG10物联网工作组的任务。ISO/IEC JTC1/WG 7(传感网工作组),由中、美、德、韩四国推动并成立,其主要任务是开展传感网领域标准的制定。

除了前面介绍的的物联网组织外,还有很多国际或区域标准化组织也从事与物联网相关的标准研究和制定。图1-10标出了相关的标准化组织和它们大体的研究范围。

图1-10 与物联网相关的标准化组织及其大体工作范围

1.5.2 国内物联网标准的发展

物联网是一次科技革命,必然引起社会的一次飞跃发展,作为最大的发展中国家,我国势必抓住这次机遇。在建立属于自己技术体系的同时,也专注于国内和国际标准的制定与切合。目前,我国在努力的过程中也有了一些进展。中国提交“物联网概述”标准草案,于2012年3月30日经国际电信联盟审议通过,成为全球第一个物联网总体性标准。同年4月19日,由我国提交的《信息技术支持智能传感器网络协同信息处理的服务和接口规范》获得国际传感器网络工作组的认可。

中国通信标准化协会(CCSA)于2002年12月18日在北京正式成立。CCSA的主要任务是为了更好地开展通信标准研究工作,把通信运营企业、制造企业、研究单位、大学等关心标准的企事业单位组织起来,按照公平、公正、公开的原则制定标准,进行标准的协调、把关,把高技术、高水平、高质量的标准推荐给政府,把具有中国自主知识产权的标准推向世界,支撑中国的通信产业,为世界通信做出贡献。2009年11月,CCSA新成立了泛在网技术工作委员会(即TC10),专门从事物联网相关的研究工作。

RFID标准工作组于2009年4月成立的RFID工作组在信息产业部科技司领导下开展工作,专门致力于中国RFID领域的技术研究和标准制订,目前已有一定的工作成果。

传感器网络标准工作组(WGSN)于2009年9月正式成立。工作内容包括中国传感器网络的技术研究,加快开展标准化工作,加速传感网标准的制修订工作,建立和不断完善传感网标准化体系,进一步提高中国传感网技术水平。

上述标准组织各自独立开展工作,各标准组的工作各有侧重。WGSN偏重传感器网络层面,CCSA TC10偏重通信网络和应用层面,RFID标准工作组则关注RFID相关的领域。同时各标准组的工作中也有不少重复的部分,如WGSN也会涉及传感器网络以上的通信部分和应用部分的内容,而CCSA也涉及到了一些传感网层面的工作内容。

2010年6月8日,“物联网标准联合工作组”成立,以便处理好各个标准组织之间的横向沟通。联合工作组旨在整合中国物联网相关标准化资源,联合产业各方共同开展物联网技术的研究,积极推进物联网标准化工作。

2010年11月9日,国家标准委会同国家发改委批准成立了“国家物联网基础标准工作组”。该工作组旨在加快开展标准化工作,制定符合我国国情的物联网总体和通用标准,积极推进国际标准化工作,进一步提高我国物联网领域技术研究水平。表1-1给出了上述部分标准组织的相关工作。

表1-1 标准化组织的相关工作表