邢濤：傳感網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

    2010無線通信應(yīng)用（國(guó)際）研討會(huì)今天在北京召開，網(wǎng)易科技在現(xiàn)場(chǎng)為大家進(jìn)行直播報(bào)道。傳感網(wǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組副秘書長(zhǎng)邢濤在會(huì)上表示，中國(guó)在2009年的10月20日ISO/ICE  JTC1全會(huì)上，提交正式成立國(guó)際的傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的工作組，直屬于JTC1，目前正在組織編寫的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 

    以下為邢濤演講實(shí)錄： 

    邢濤：謝謝藍(lán)海先生的介紹，我是代表我們傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組給大家介紹一下傳感網(wǎng)目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。 

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    我講一下發(fā)展的綜述，現(xiàn)有系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展，第三個(gè)方面講一下我們?cè)?jīng)做過的傳感網(wǎng)的應(yīng)用和市場(chǎng)，最后有一個(gè)小小的總結(jié)。 

    傳感網(wǎng)發(fā)展是從上個(gè)世紀(jì)美國(guó)軍方的一系列的軍事應(yīng)用項(xiàng)目開始的，我們國(guó)家基本上是在同步跟進(jìn)，大概經(jīng)過幾年的研究，其實(shí)科技部、中科院在上個(gè)世紀(jì)末開始、這個(gè)世紀(jì)初開始有一些研究部署。在2005、2006年前后，開始制定一些相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，產(chǎn)業(yè)化實(shí)際上是這些年才開始提上日程，這是目前的發(fā)展?fàn)顩r。 

    我先介紹一下綜合性的描述，比如說關(guān)于傳感網(wǎng)我們認(rèn)為的定義，我們認(rèn)為傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)分布式傳感節(jié)點(diǎn)組成的智能網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，它與其他的基礎(chǔ)設(shè)施相互交互以獲取、處理、傳輸和發(fā)布物理世界的信息。藍(lán)海先生也說了，實(shí)際上物聯(lián)網(wǎng)，或者是我們稱之為傳感網(wǎng)，它連接的是物與物，它聯(lián)系的是現(xiàn)實(shí)的物理世界信息獲取來以后，經(jīng)過處理提供給人類，最終它的目的還是為人所服務(wù)，這是我們認(rèn)為傳感網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)最主要的差別。目前的互聯(lián)網(wǎng)主要是解決人和人之間的信息交互，這從大的概念上是這么一個(gè)思路。我們現(xiàn)在所要面臨的是一個(gè)技術(shù)方面的問題，我們從右邊的圖上可以看到，原來我們說的泛在網(wǎng)可能指的是任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，而現(xiàn)在通過傳感器網(wǎng)絡(luò)就增加了一個(gè)任何物的概念。它的目標(biāo)是把互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)跟現(xiàn)實(shí)的物之間連接起來，最后形成一個(gè)統(tǒng)一的泛在的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。 

    在ITU、ISO、IEC個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，他們普遍認(rèn)為傳感網(wǎng)作為泛在網(wǎng)的重要基礎(chǔ)支撐，將不斷深化、無處不在。ITU的報(bào)告里面說，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間隨時(shí)隨地溝通的全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，泛在網(wǎng)和普適計(jì)算正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)并逐步走進(jìn)人民的生活，人與物、物與物之間的通信被認(rèn)為是泛在網(wǎng)的突出特點(diǎn)。這是ITU泛在傳感器報(bào)告里面他們提出的傳感網(wǎng)未來的體系架構(gòu)，底層包括了RFID等，是一個(gè)泛在的傳感器網(wǎng)絡(luò)。中間是接入和互聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡(luò)，在上層是有一個(gè)相關(guān)的提供服務(wù)支撐的中間件，再往上是真正的面向各種各樣應(yīng)用的服務(wù)。這張圖被廣泛應(yīng)用，08年江澤民寫的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的報(bào)告里面也引用了這樣的圖，這有一定的參考意義。希望大家在泛在網(wǎng)絡(luò)里面整體的目標(biāo)和思路是一致的。 

    關(guān)于傳感網(wǎng)我們認(rèn)為這是信息技術(shù)歷史性的機(jī)遇，國(guó)外有很多的評(píng)論，我在這里就不再一一念了。實(shí)際上，無論是在軍用還是在民用，它都會(huì)帶來一個(gè)全新的革命，我們認(rèn)為這是未來重要的發(fā)展方向。 

    這在各國(guó)的相關(guān)計(jì)劃里面，美國(guó)、日本、歐洲、韓國(guó)都有一個(gè)泛在社會(huì)的國(guó)家頂層的戰(zhàn)略規(guī)劃，在這里面比較值得關(guān)注的，第一個(gè)是美國(guó)的智慧地球的計(jì)劃，還有U  Korean，這是值得我們關(guān)注的。我們國(guó)家也有很多的實(shí)質(zhì)性的關(guān)注，比如說最近國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了在無錫建設(shè)傳感網(wǎng)應(yīng)用示范的規(guī)劃，這實(shí)際上想以無錫作為一個(gè)試點(diǎn)，來全面推動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。 

    這是IBM的智慧地球的理念，它的是三點(diǎn)，一個(gè)是感知，一個(gè)是互聯(lián)互通，一個(gè)是智能化?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展技術(shù)，全面的互聯(lián)互通已經(jīng)不存在什么太大的問題，而真正欠缺的是所謂感知這個(gè)層面上，這兩塊才是我們真正需要關(guān)注的。 

    這是09年8月7日，溫家寶在考察無錫的時(shí)候，我們覺得他是早已經(jīng)想好了，只是借助無錫這個(gè)地方付諸實(shí)施。 

    下面我大概介紹一下現(xiàn)有的系統(tǒng)和目前的標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展。物聯(lián)網(wǎng)或者是傳感網(wǎng)并不是這兩天或者是這兩年提出來的，它已經(jīng)有一段時(shí)間了。在國(guó)際上也有一些標(biāo)準(zhǔn)化組織在做相關(guān)的規(guī)范，比如說ZigBee，還有在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有相關(guān)的ISA100，實(shí)際上它用的是820.15.4的技術(shù)，在協(xié)議層做一些修改，把它應(yīng)用在工業(yè)無線領(lǐng)域。第三個(gè)是IETF6overLoWPAN，這是基于802.15.4網(wǎng)絡(luò)MAC的協(xié)議，它是想把IPv6的技術(shù)用到傳感網(wǎng)里面去。這個(gè)ANT是韓國(guó)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，Z-wave是一個(gè)家電廠商做的。目前它主要的范圍是在通信網(wǎng)絡(luò)的層面，而全面對(duì)于傳感網(wǎng)有一個(gè)闡述，包括了規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)目前還沒有，國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)化組織還沒有出臺(tái)真正的規(guī)范。 

    這是關(guān)于ZigBee協(xié)議站的架構(gòu)，我想大家如果關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的層面，應(yīng)該對(duì)于它是很熟悉的。它主要定義的是上層數(shù)據(jù)，還有網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用支撐層，包括應(yīng)用框架的一些標(biāo)準(zhǔn)。這是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要是通過簇樹型的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)的互聯(lián)互通。另外，它全功能的子節(jié)點(diǎn)可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的Mesh網(wǎng)絡(luò)。 

    它有很多的優(yōu)勢(shì)，它的終端設(shè)備低功耗、低成本，一開始就考慮了。還有簇形的網(wǎng)絡(luò)可以提供豐富的路由，它的局限性是網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)路由一直處于活動(dòng)狀態(tài)，需要持續(xù)供電，這必須保證能源供應(yīng)才可以生吞。另外，網(wǎng)絡(luò)在負(fù)載過重的時(shí)候，很容易導(dǎo)致信息丟失。IETF6overLoWPAN是基于8奧.215.4  MAC和PHY來做的，采用IPv6地址，結(jié)合幾種不同的網(wǎng)絡(luò)形式，可以自動(dòng)做到路由尋境。最重要的是它采用了一個(gè)可以廣泛接受的IP結(jié)構(gòu)，IPv6雖然有它的問題，但是在大家的心目當(dāng)中是被廣泛接受的，它主要的問題是對(duì)于很多的應(yīng)用而言，采用IPv6幀頭過長(zhǎng)、復(fù)雜度過高，在某些應(yīng)用里面大家覺得可能沒有什么必要。 

    這是我們?cè)趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組在ISO  IEC提交的關(guān)于傳感網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)體系，是將一些通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的組合，做成一系列滿足不同需求的組合，通過一些組合以后，最后為各種各樣的應(yīng)用形成支撐。這是我們當(dāng)時(shí)在ISO  IEC提交的我們認(rèn)為的關(guān)于傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。下層是短距離的網(wǎng)絡(luò)，中間是接入，上面一層是Internet。 

    我們國(guó)家的傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作組實(shí)際上從06年開始說，在信標(biāo)委下面成立和傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究工作組，07年國(guó)標(biāo)委正式批準(zhǔn)了全國(guó)信標(biāo)委下籌建傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組，4月批準(zhǔn)完成，成立大會(huì)是09年11日。目前這個(gè)有一些傳感器網(wǎng)絡(luò)接口、準(zhǔn)則等項(xiàng)目。 

    ISO/ICE  JTC1當(dāng)時(shí)為了協(xié)調(diào)傳感網(wǎng)相關(guān)的領(lǐng)域應(yīng)該做什么標(biāo)準(zhǔn)，跟各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織機(jī)構(gòu)之間怎么協(xié)調(diào)，他們成立了一個(gè)研究組，這個(gè)研究組的大會(huì)在上海召開，當(dāng)時(shí)有30多個(gè)成員國(guó)，以及相關(guān)的IEC100多名管代表都參加。我們?cè)?009年的10月20日，在以色列的全會(huì)上，我們提交正式成立國(guó)際的傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的工作組，直屬JTC1下的工作組。 

    這是我們正在組織編寫的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)目前已經(jīng)在W7下面立項(xiàng)了。除了IEC這邊的工作，剛才我也講到了IEEE802.15系列的標(biāo)準(zhǔn)的制定，新的802.15.4e最新的MAC規(guī)范已經(jīng)完成了，我們中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組組織的多家單位聯(lián)合提交的提案都已經(jīng)被接受了。先的智能電網(wǎng)的應(yīng)用，目前基本上也被接受的。我想說一下15.4g非常熱，因?yàn)樗母?jìng)爭(zhēng)非常激烈。 

    今年的5月17日到21日，IEEE802標(biāo)準(zhǔn)全會(huì)在北京大飯店舉行，這是中科院承辦的，整個(gè)的IEEE標(biāo)委會(huì)的主席，它們將會(huì)率領(lǐng)各個(gè)工作組參會(huì)，報(bào)道參會(huì)的專家80多人，我們國(guó)內(nèi)是50多人。我跟IEEE802標(biāo)委會(huì)的主席談的時(shí)候，他們希望能夠積極地推動(dòng)中國(guó)的企業(yè)參與802標(biāo)準(zhǔn)的制定。我想在中國(guó)召開對(duì)于中國(guó)的企業(yè)是一個(gè)機(jī)會(huì)，因?yàn)槠匠ｉ_會(huì)都在美國(guó)、加拿大開，我們中國(guó)的企業(yè)非常麻煩，尤其是美國(guó)的簽證非常麻煩。這就是為什么最后在中國(guó)開會(huì)的原因，如果我們這次會(huì)議辦得成功，他們將會(huì)越來越多地在中國(guó)大陸舉辦。 

    除此之外我們還做過應(yīng)用，包括在上海的城市軌道交通安全防范通用技術(shù)規(guī)范里面一報(bào)批，還有機(jī)場(chǎng)圍界傳感器網(wǎng)絡(luò)防入侵系統(tǒng)技術(shù)室。這是整個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作組的架構(gòu)，是在全國(guó)標(biāo)委的領(lǐng)導(dǎo)下建立的工作組，組長(zhǎng)是中科院上海微信息技術(shù)研究所，又叫中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所。下面設(shè)了一些相關(guān)的項(xiàng)目組，就是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目組、標(biāo)準(zhǔn)體系體系與系統(tǒng)架構(gòu)組、通信與信息交互項(xiàng)目組、協(xié)同信息處理項(xiàng)目組，這里面有的做調(diào)研、有的做報(bào)告。 

    另外，中國(guó)還有一個(gè)WPAN，這是04年成立的，主要是做中國(guó)無線個(gè)域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，包括了780標(biāo)準(zhǔn)、MAC層的標(biāo)準(zhǔn)，以及Ultra-Wideband物理層和MAC層的技術(shù)規(guī)范。中國(guó)頻段的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上已經(jīng)被證實(shí)接納，成為了IEEE的標(biāo)準(zhǔn)，我們國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批快1年了，只是因?yàn)閲?guó)標(biāo)委那邊的一些問題，現(xiàn)在壓了很多的標(biāo)準(zhǔn)沒有公布。 

    前面講的是系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的情況，我下面講一下傳感網(wǎng)的應(yīng)用和市場(chǎng)。因?yàn)楦餍懈鳂I(yè)的應(yīng)用非常多，我只是舉幾個(gè)例子而已，比如說機(jī)場(chǎng)的防入侵領(lǐng)域，我們沿著普通機(jī)場(chǎng)的邊界，布了50公里的傳感器帶，這主要是用來對(duì)入侵的目標(biāo)進(jìn)行報(bào)警。另外，在上海城市軌道交通安防的領(lǐng)域，上海的地方標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)照著這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行規(guī)范的工程項(xiàng)目目前已經(jīng)完成，上海世博會(huì)相關(guān)的30個(gè)站已經(jīng)安裝完畢，昨天是最后一天施工的期限，昨天全部安裝完畢。 

    這是關(guān)于建筑能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的，這是應(yīng)建設(shè)部的要求，實(shí)際上建設(shè)部發(fā)過一個(gè)文要求，對(duì)于這個(gè)動(dòng)態(tài)能耗要進(jìn)行檢測(cè)。在這里面?zhèn)鞲芯W(wǎng)大有用途，這是農(nóng)業(yè)方面的，是用來監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種參數(shù)。交通也是很大的領(lǐng)域，目前除了道路參數(shù)的檢測(cè)之外，針對(duì)人、車本身的各種參數(shù)也是非常重要的。目前，這方面做得還比較少，大量的應(yīng)用集中在道路參數(shù)的獲取上。 

    平安家居與個(gè)人健康傳感網(wǎng)，日本和西方研究得比較多，因?yàn)樗麄兊睦淆g化比較嚴(yán)重，所以社會(huì)對(duì)于這個(gè)方面有很大的需求。在我們國(guó)家相對(duì)來講，目前發(fā)展得比較落后，做這方面研究得比較少。包括有一些手機(jī)廠商和傳感網(wǎng)一起合作，做一些相關(guān)的應(yīng)用，包括了平安家居和健康監(jiān)護(hù)，應(yīng)該說傳感網(wǎng)在重要行業(yè)的需求是非常多的，包括了電力、健康醫(yī)療、智能交通、環(huán)保，關(guān)鍵是我們國(guó)家怎么來推動(dòng)這個(gè)事。我想說的是，在我們國(guó)家發(fā)展的規(guī)劃里面有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是行業(yè)拉動(dòng)。而我去韓國(guó)看的時(shí)候，他們一個(gè)典型的特點(diǎn)就是面向個(gè)人用戶、面向家庭用戶比較多，而中國(guó)和美國(guó)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，包括各種項(xiàng)目，帶有很典型的行業(yè)特點(diǎn)，主要是面向工業(yè)的領(lǐng)域應(yīng)用比較多。 

    我認(rèn)為傳感網(wǎng)的市場(chǎng)是剛剛開始，有巨大的發(fā)展前景。技術(shù)仍然存在很大的挑戰(zhàn)，中國(guó)傳感網(wǎng)的發(fā)展，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。但是現(xiàn)在有一個(gè)急需的是傳感網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是很缺乏的，工信部對(duì)我們的要求很高，希望我們盡快并且加大力量做標(biāo)準(zhǔn)的制定，希望相關(guān)的企業(yè)能夠跟我們一起來共同推進(jìn)這個(gè)事情。