1.4 物联网的标准化

1.4.1 标准化对物联网产业的意义

1983年国际标准化组织发布的ISO第二号指南（第四版）对“标准”的定义是：“由有关各方根据科学技术成就与先进经验，共同合作起草，一致或基本上同意的技术规范或其他公开文件，其目的在于促进最佳的公众利益，并由标准化团体批准。”

1988年颁布的《中华人民共和国标准化法》将我国标准划分为国家标准、行业标准、地方标准、企业标准四级。我国在2000年发布的GB/T1.1—2000中将标准定义为：“为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。”

标准是标准化活动所得的结果。标准化是一项制定条款的活动；所制定的条款应具备的特点是共同使用和重复使用；条款的内容是现实问题或潜在问题；制定条款的目的是在一定范围内获得最佳秩序。这些条款将构成规范性文件，也就是标准化的结果是形成条款，一组相关的条款就形成规范性文件。如果这些规范性文件符合制定标准的程序，经过公认机构发布，就成为标准。

物联网行业作为五大战略性新兴产业之一，其发展受到了政府、产业、资本等各层面的高度关注，随着“物联网十二五规划”与“工信部物联网发展指导意见”的出台，物联网行业的市场趋于成熟，技术应用更加广阔，以政府应用示范项目带动物联网市场的发展模式全面开展，物联网技术在转变经济增长方式中所起到的重要作用尤为突出，这也必将推动我国信息化建设在更高层面、更广领域向纵深发展。

然而，物联网产业目前尚属于初步形成阶段，没有成熟的技术标准和完善的技术体系，具体的商业模式也有待进一步完善和创新。因此，随着物联网关键技术的突破，商业模式的创新，物联网标准的起草及出台迫在眉睫。

标准化是行业发展的指引和标杆，而制定符合国情并与国际接轨的行业标准又是重中之重。目前我国物联网产业以闭环应用为主，企业在较为成熟的应用领域独自为战，产业较为分散。其根本原因是物联网产业缺乏统一标准，新领域缺乏成熟商业模式。公司业务制定以项目为主，缺乏可复制性；企业之间没有标准接口，无法共享资源。以智能交通和智能物流两个子产业为例，两者在车辆定位、道路信息和线路指引方面存在着很多业务重叠。但是，因为缺乏统一标准，信息很难在交通管控部门和物流企业之间共享，造成重复建设和资源浪费。

由于缺乏统一标准，我国物联网企业集中度较低。以RFID标签为例，不同应用对RFID标签的频率、传输距离等技术指标的需求各有不同，因而生产企业缺乏统一标准。从市场份额来看，2009年达华智能的市场占有率为18.95%，而其他排名前十位的企业市场占有率均低于4%，行业较为分散。

物联网标准是国际物联网技术竞争的制高点，对物联网建设具有重要的支撑作用。由于物联网涉及不同专业技术领域、不同行业应用部门，物联网的标准既要涵盖面向不同应用的基础公共技术，也要涵盖满足行业特定需求的技术标准；既包括国家标准，也包括行业标准。

物联网标准体系相对庞杂，但从物联网总体、感知层、网络层、应用层、共性关键技术标准体系五个层次可初步构建标准体系。物联网标准体系涵盖架构标准、应用需求标准、通信协议、标识标准、安全标准、应用标准、数据标准、信息处理标准、公共服务平台类标准，每类标准还可能会涉及技术标准、协议标准、接口标准、设备标准、测试标准、互通标准等方面。

1.4.2 国际物联网标准制定现状

国际标准化组织是负责制定包括物联网整体架构标准、WSN/RFID标准、智能电网/计量标准和电信网标准的国际组织，主要包括ISO/IEC，lTU-T，ETSI，3GPP和IEEE等相关机构。

1.ISO/IEC标准制定现状

ISO/IEC的物联网标准化工作主要由第一联合技术委员会（JTC1）进行，主要包括：RFID系统和工具的设计开发、应用程序的可移植性、通用工具和环境、用户友好及人体工程设计的用户界面等。

目前，ISO/IEC JTCl WG7传感器网络标准化的主要研究内容包括：传感器网络节点间接口、传感器网络与物理世界之间的接口、服务层与节点硬件、传感器之间的接口和服务层与节点上的应用模型之间的接口等。

ISO/IEC JTCl SC6第六技术委员会主要研究内容为：系统间远程通信和信息交换的标准化，开放系统之间的信息交换，包括系统功能、规程、参数、设备及其使用条件，涵盖物理层、数据链路层、网络层、运输层和更高层的规范和服务，包括专用综合业务网络的较低层，以及支持上层应用的各种协议和服务。

ISO/IEC JTCI SC7主要研究内容为：软件和系统工程标准化，软件产品和系统在工程上的进程、支撑工具和支撑技术等。

ISO/IEC JTCl SCl7主要研究内容为：相关设备和识别卡管理，RFID标准的制定工作。

ISO/IEC JTCl SC22主要研究内容为：编程语言、环境和系统软件接口的标准化，标准化领域包括技术规范、公共工具和接口，主要完成传感器网络的高层协议栈设计。

ISO/IEC JTCl SC24主要研究内容为：计算机图形、图像处理和环境数据表示，主要用于传感器网络环境数据表示的标准化。

ISO/IEC JTCl SC25主要研究内容为：信息技术设备互联，微型处理器系统的标准化，包括其接口、协议及相关的互联媒体，一般用在商业和个人住宅领域，主要面向需要传感器和传感器网络的家庭网络。

ISO/IEC JTCl SC27主要研究内容为：IT安全技术，用于信息、信息技术和通信安全的一般方法、技术和指南，包括：需求捕获方法；安全技术和机制，主要针对传感器网络的网络安全和数据加密。

ISO/IEC JTCl SC28主要研究内容为：办公设备标准化，基本特性、测试方法和其他相关信息，该分技术委员会将是传感器网络的最大用户之一，主要用于办公设备的控制。

ISO/IEC JTCl SC29主要研究内容为：音频、图像、多媒体和超媒体信息的编码工作，用于传感效果信息的表示、多媒体中间件、与虚拟世界的信息交换、多媒体内容描述接口等。

ISO/IEC JTCl SC31主要研究内容为：自动识别和数据捕获技术，专注于RFID和移动RFID技术的扩展。

ISO/IEC JTCl SC32主要研究内容为：数据管理和交换，本地和分布式信息系统环境下与本地和分布式信息系统环境之间的数据管理，主要研究传感器信息的获取、存储和融合。

ISO/IEC JTCl SC35主要研究内容为：用户接口相关工作，主要包括用户和系统外围输入、输出设备之间的用户-系统接口，优先满足JTCl对文化和语言适用性的要求。

2.ITU-T标准制定现状

ITU-T SGl3组主要从事基于NGN的物联网泛在传感器网络需求及架构、支持标签应用的需求和架构、身份管理、NGN对车载通信的支持等研究。

SGl6组主要从事泛在传感器网络应用和业务、智能交通系统的车载网关平台、智能医疗应用的多媒体架构、标签应用的需求和高层架构。

SGl7组主要从事物联网安全、身份管理、解析的研究。

SGll组主要进行NID和USN的测试架构、H.IRP测试规范及X.oid-res测试规范研究。

3.ETSI标准制定现状

2008年6月，ETSI召开关于M2M标准化工作研讨会。工作组主要从下面3个方面开展工作：当前标准化组织和研究机构的M2M标准化信息；当前M2M部署、M2M商业模型及实践的经验；运营商、系统集成者、技术支持者、用户的需求及未来展望；对ETSI标准化工作的建议。

ETSI M2M TC工作组的主要职能是收集M2M的需求并对其分类，开发和维护一个端到端的M2M的高层架构，确定现有标准未能满足的需求和提供标准和规范来填补空缺，提供M2M领域专家的技术和知识，与M2M其他标准化组织进行合作等。

ETSI TC SCP是在2000年3月成立的研究智能卡的ETSI项目工作组（ETSI Project for Smart Card），其主要任务是，基于现实生活的需要，为智能卡平台建立一系列规范，在此基础之上，其他团体可以使特定系统应用与智能卡上的其他应用兼容。

4.3GPP标准制定现状

2005年9月，3GPP SA1工作组开始研究“促进M2M通信在GSM/UMTS中的发展”（Facilitating Machine to Machine Communication in GSM and UMTS），主要实现了如下优化目标：收费机制，寻址，通信类型，位置固定，低移动性和低活动性的终端，对海量数据的处理，对使用M2M服务的大量M2M用户问题的处理，由于改善M2M而导致的安全方面的影响。

2007年9月，SA3工作组开始研究“在M2M设备上的USIM应用远程管理”（Remote Management of USIM Application on M2M Equipment），主要包括3个方面：如何以消费者的选择，为运营商新的USIM/ISIM应用初始化一个M2M设备；如何转化订阅到不同的运营商；如何通过订阅凭证防范信息泄露与篡改。

2006年9月，3GPP开始进行个人网络管理（personal network management）研究，其中需求及规范性工作部分已分别在Rel-8、Rel-9中完成。

5.IEEE标准制定现状

IEEE在为传感器网络提供支持的底层无线传输技术和传感器接口的标准化研究等方面已取得一定进展。目前，应用于传感器网络的标准有IEEE802.15.4和ZigBee联盟推出的传输、网络、应用层协议标准以及IEEE1451。

IEEE 802.15.4定义了短距离无线通信的物理层及链路层规范，基于已制定的IEEE 802.15.4标准，ZigBee制定出网络互联、传输和应用规范。ZigBee联盟对网络层协议和应用程序接口进行了标准化。

IEEE1451标准族是通过定义一套通用的通信接口，以使工业变送器（传感器+执行器）能够独立于通信网络，并与现有的微处理器系统、仪器仪表和现场总线网络相连，解决不同网络之间的兼容性问题，并最终实现变送器到网络的互换性和互操作性。

1.4.3 我国物联网标准制定现状

一个新兴产业的发展，最重要的是掌握标准。我国的无线传感网络及其应用研究启动较早，是我国科技领域少数位于世界前列的方向之一。2005年，在国家标准化管理委员会下属的全国信息技术标准化技术委员会领导下，中国科学院和标准化研究所合作推进国家传感网的标准化工作，这要早于国际标准的启动。目前，中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。

国际标准化组织与国际电工委员会（ISO/IEC）于2008年6月25日～27日在上海举办国际首届传感器网络标准化大会。在这次大会上，由传感器网络标准工作组代表中国牵头提出了整个传感网的体系架构、产业的演进路线、协议栈架构等，获得一致通过。中国代表团向大会提交了8项技术报告，这标志着我国在这项新兴信息领域的技术处于国际前列，在制定国际标准中享有重要话语权。在国际标准制定中享有话语权，对前沿科技领域的可持续发展和产业化具有重要意义。在此后的会议上，基本上都是由我国代表国际标准化组织做总体报告和特邀报告。可以说，在标准化方向上，我国具有举足轻重的主导话语权，这在我国的信息技术发展史上还是第一次。下面我们简要介绍国内主要的物联网标准化组织。

1.电子标签国家标准工作组

在各技术委员会及行业协会的协同下，中国正在努力通过直接或间接的方式向世界推广中国制定的标准，而不再像从前那样单方面地接受国际标准。高科技是未来国际贸易战中的滩头阵地，中国已经充分意识到标准是这场竞争中的重中之重。2003年1月17日，NPC（全国产品与服务统一代码）标准被正式颁布，标准名称为《GB 18937—2003全国产品与服务统一标识代码编制规则》，于2003年4月16日实施，定位为强制性国家标准。2003年11月25日，国标委下发高新〔2003〕30号文，正式批复成立电子标签国家标准工作组，其任务是负责起草、制定中国有关“电子标签”的国家标准，使其既具有中国的自主知识产权，同时与目前国际的相关标准互通兼容，促进中国的电子标签发展纳入标准化、规范化的轨道。2004年1月30日，电子标签国家标准工作组宣告成立，工作组由原信息产业部、国标委、代码管理中心牵头，清华大学、北京大学、上海交通大学、北京邮电大学及国内60多家电子标签的大型企业共同参与。2004年9月，国家标准化管理委员会高新技术部发布了《关于暂停“电子标签国家标准工作组”工作的通知》。通知指出：“电子标签相关国家标准的制定机构之间工作重复，为保证电子标签技术和管理规范有序，确保正在制定中的相关标准之间协调一致，要待重新整合后再开展工作。”它的出台让刚刚成立不到一年的电子标签国家标准工作组“胎死腹中”。

为促进我国电子标签技术和产业的发展，加快国家标准和行业标准的制/修订速度，充分发挥政府、企事业、研究机构、高校的作用，经原信息产业部科技司批准，电子标签标准工作组于2005年12月2日在北京正式宣布成立。该工作组的任务是联合社会各方面力量，开展电子标签标准体系的研究，并以企业为主体进行标准的预先研究和制/修订工作，其组织结构如图1.2所示。该工作组由组长、联络员、成员、专题组和秘书处构成。专题组包括7个，分别是总体组、知识产权组、频率与通信组、标签与读/写器组、数据格式组、信息安全组和应用组。成员为全权成员和观察成员。

总体组的工作范围是负责制定RFID标准体系框架，并协调各个组的工作；知识产权组的工作范围是制定RFID标准知识产权政策，起草知识产权法律文件，提供知识产权咨询服务；频率与通信组的工作范围是负责提出我国RFID频率需求，制定RFID通信协议标准及相应的检测方法；标签与读/写器组的工作范围是负责制定标签与读/写器物理特性、试验方法等标准；数据格式组的工作范围是负责制定基础标准、术语、产品编码、网络架构等标准；信息安全组的工作范围是负责制定RFID相关的信息安全标准，包括读/写器与标签之间的信息安全，读写器与后台系统的信息安全；应用组是在国家总体电子标签应用指南的框架下制定RFID相关应用标准。

电子标签标准工作组成员单位参与制定的RFID标准主要有《GB 18937—2003全国产品与服务统一标识代码编制规则》《TB/T 3070—2002铁路机车车辆自动识别设备技术条件》及在上海市使用的《送检动物电子标示通用技术规范》。

电子标签标准工作组目前已经公布的相关RFID标准主要有参照ISO/IEC 15693标准的识别卡和无触点的集成电路卡标准，即《GB/T 22351.1—2008识别卡无触点的集成电路卡邻近式卡第1部分：物理特性》和《GB/T 22351.3—2008识别卡无触点的集成电路卡邻近式卡第3部分：防冲突和传输协议》。

电子标签标准工作组的总体目标是：努力建立一套基本完备的、能为我国RFID产业提供支撑的RFID标准体系；积极参与国际标准化工作，争取具有自主知识产权的我国的RFID标准成为国际标准；完成基础技术标准，包括电子标签、读写器、RFID中间件、数据内容、空间接口、一致性测试等方面的标准；完成主要行业的应用标准，包括物流、生产制造、交通、安全防伪等方面的标准，积极推动我国RFID技术的发展与应用。

2.传感器网络标准工作组

2009年9月11日，传感器网络标准工作组成立大会暨“感知中国”高峰论坛在北京举行。传感器网络标准工作组是由国家标准化管理委员会批准筹建的，全国信息技术标准化技术委员会批准成立并领导，从事传感器网络（简称传感网）标准化工作的全国性技术组织。

传感器网络标准工作组的主要任务是根据国家标准化工作的方针政策，研究并提出有关传感网络标准化工作方针、政策和技术措施的建议；按照国家标准制/修订原则，积极采用国际标准和国外先进标准的方针，制定和完善传感网的标准体系表。提出制定/修订传感网国家标准的长远规划和年度计划的建议；根据批准的计划，组织传感网国家标准的制定/修订工作及其他与标准化有关的工作。传感器网络标准工作由PG1（国际标准化）、PG2（标准体系与系统架构）、PG3（通信与信息交互）、PG4（协同信息处理）、PG5（标识）、PG6（安全）、PG7（接口）和PG8（电力行业应用调研）等8个专项组构成，开展具体的国家标准的制定工作，其组成结构如图1.3所示。

传感器网络标准工作组已经立项的国家标准和行业标准见表1.1。2009年12月，该工作组完成了6项国家标准和2项行业标准的立项工作。6项国家标准包括总则、术语、通信和信息交互、接口、安全、标识，2项电子行业标准是机场围界传感器网络防入侵系统技术要求和面向大型建筑节能监控的传感器网络系统技术要求。

除了2009年12月立项的6项国家标准，2010年1月，工作组又申报了4项国家标准的立项，即传感器网络网关技术要求、传感器网络协同信息处理支撑服务及接口、传感器网络节点中间件数据交互规范和传感器网络数据描述规范，见表1.2。

3.泛在网技术工作委员会

2010年2月2日，中国通信标准化协会（CCSA）泛在网技术工作委员会（TC10）成立大会暨第一次全会在北京召开。TC10的成立，标志着CCSA今后泛在网技术与标准化的研究将更加专业化、系统化、深入化，必将进一步促进电信运营商在泛在网领域进行积极的探索和有益的实践，不断优化设备制造商的技术研发方案，推动泛在网产业健康快速发展。

4.中国物联网标准联合工作组

2010年6月8日，在国家标准化管理委员会、工业和信息化部等相关部委的共同领导和直接指导下，由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会、全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会、全国智能运输系统标准化技术委员会等19家现有标准化组织联合倡导并发起成立物联网标准联合工作组。联合工作组将紧紧围绕物联网产业与应用发展需求，统筹规划，整合资源，坚持自主创新与开放兼容相结合的标准战略，加快推进我国物联网国家标准体系的建设和相关国标的制定，同时积极参与有关国际标准的制定，以掌握发展的主动权。中国物联网标准联合工作组的组成如图1.4所示。