一、引述

物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internet of Things）是一種相對新型信息通信網(wǎng)絡(luò)，是一種隨著信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感知技術(shù)（如近場技術(shù)、傳感器技術(shù)等）及傳感網(wǎng)等的發(fā)展，并與之相融合的產(chǎn)物。這種新型信息通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了物與物及與人物之間的信息通信與信息處理，拓展了原始的僅人與人間的信息通信。從物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱可以看出，是一種物體之間的互聯(lián)網(wǎng)（Internet）。

1、物聯(lián)網(wǎng)由來

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的概念的提出，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)九十年代的末期，得益于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)時(shí)僅是一種愿景的提出，并沒有約定俗成的，大家公認(rèn)的概念，更不用說技術(shù)內(nèi)容了，只是人們渴望著人與物、物與物之間的互聯(lián)互通。是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和人們的持續(xù)研究，使得物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)內(nèi)容逐漸豐實(shí)起來，并可望而可及。其中于2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，首次系統(tǒng)的提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，包括其定義和技術(shù)內(nèi)容（射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)等等）。同時(shí)給出了市場機(jī)遇、挑戰(zhàn)與關(guān)注、對世界發(fā)展的影響等。直到2012年6月ITU開始正式以建議書的形式制定了Y.2060《物聯(lián)網(wǎng)概述》等ITU相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還包括《物聯(lián)網(wǎng)框架》（Y.2063）、《物聯(lián)網(wǎng)的共同需求》（Y.2066）等，才使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念、技術(shù)的內(nèi)容更清晰、詳細(xì)，并標(biāo)準(zhǔn)化。從此后，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，世界各國紛紛將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施列為國家戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容，包括我國。

2、物聯(lián)網(wǎng)定義

對于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的定義，在ITU Y.2060《物聯(lián)網(wǎng)概述》建議書給以了明確的定義：信息社會(huì)全球基礎(chǔ)設(shè)施（通過物理和虛擬手段）將基于現(xiàn)有和正在出現(xiàn)的、信息互操作和通信技術(shù)的物質(zhì)相互連接，以提供先進(jìn)的服務(wù)。同時(shí)給出了兩個(gè)注釋，即注1：通過使用標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)捕獲、處理和通信能力，IoT充分利用物體向各項(xiàng)應(yīng)用提供服務(wù)，同時(shí)確保滿足安全和隱私要求。注2：從廣義而言，IoT可被視為技術(shù)和社會(huì)影響方面的愿景。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的定義，在我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（包括國家標(biāo)準(zhǔn)和通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）又不同的表述，匯列于下表1-2中，以助對物聯(lián)網(wǎng)概念的理解。

表 1-2：不同標(biāo)準(zhǔn)中對物聯(lián)網(wǎng)的定義表述

3、物聯(lián)網(wǎng)概述

從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的角度來看，IoT可視為是全球信息社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施，以物體互連（物理和虛擬）的方式，在現(xiàn)有和新興互操作信息通信技術(shù)（ICT）的基礎(chǔ)上提供先進(jìn)的服務(wù)。通過識(shí)別、數(shù)據(jù)捕獲、處理和通信能力，IoT可充分利用“物”為各種應(yīng)用提供服務(wù)，同時(shí)確保安全和隱私方面的要求。IoT在“隨時(shí)”和“隨地”通信的基礎(chǔ)上，為信息通信技術(shù)（ICT）提供了“所有物間通信”功能，如下圖1-3-1所示。

圖 1-3-1：物聯(lián)網(wǎng)引入的新層面

在物聯(lián)網(wǎng)中，“物”是指物理世界（物理裝置）或信息世界（虛擬事物）中的對象，可以被標(biāo)識(shí)并整合入通信網(wǎng)。物存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息。物理裝置存在于物理世界中，能夠被感測、激勵(lì)和連接。物理裝置的實(shí)例包括：周邊環(huán)境、工業(yè)機(jī)器人、端口和電器設(shè)備等。虛擬事物亦存在于信息世界，能夠被存儲(chǔ)、處理和訪問。虛擬事物的實(shí)例包括：多媒體內(nèi)容和應(yīng)用軟件等。因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又可概括為下圖1-3-2所示。下表1-3-1是GB/T40022-2021標(biāo)準(zhǔn)給出的物聯(lián)網(wǎng)的總體特征；下表1-3-2是YD /T 2437-2012標(biāo)準(zhǔn)給出的物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和特征。

圖 1-3-2：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述

表 1-3-1：物聯(lián)網(wǎng)的總體特征（GB/T40022-2021標(biāo)準(zhǔn)）

表 1-3-2：物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和特征（YD /T 2437-2012標(biāo)準(zhǔn)）

二、物聯(lián)網(wǎng)的分層參考模型

下圖2-1是ITU Y.2060建議書給出的IoT分層參考模型。模型由四層及其與之相關(guān)的管理和安全能力構(gòu)成。從上至下分別為：應(yīng)用層；業(yè)務(wù)支持和應(yīng)用支持層；網(wǎng)絡(luò)層、裝置層。各層的能力要求詳見下表2-1。

圖 2-1：ITU Y.2060建議書給出的IoT四層分層參考模型

表 2-1：IoT四層各層的能力要求

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事實(shí)上，在我國的標(biāo)準(zhǔn)中是將IoT的分層分為三層，下圖2-2是YD /T 2437標(biāo)準(zhǔn)給出的IoT分層參考模型。從上至下分別為：應(yīng)用層；網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層（或簡稱網(wǎng)絡(luò)層）；感知延伸層（或簡稱感知層），各層的功用要求詳見下表2-2。YD /T 2437標(biāo)準(zhǔn)也給出了各層的能力要求，詳見下表2-3。事實(shí)上，我國的三層分層與ITU的四層分層是相通的，它將ITU的業(yè)務(wù)支持和應(yīng)用支持層與網(wǎng)絡(luò)層合并稱為網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)層；將裝置層命名為感知延伸層。

圖 2-2：YD /T 2437給出的IoT三層分層參考模型

表 2-2：IoT三層各層的功用要求

表 2-3：IoT三層各層的能力要求

三、物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成部件

1、功能部件

在圖2-2的物聯(lián)網(wǎng)三層參考模型中，同時(shí)給出了物聯(lián)網(wǎng)每層的構(gòu)成功能部件。感知延伸層的部件包括：物聯(lián)網(wǎng)終端、物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)、感知延伸網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)等。網(wǎng)絡(luò)層部件包括：通信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)/行業(yè)網(wǎng)（可稱物聯(lián)網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)）、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐管理平臺(tái)等。而應(yīng)用層的構(gòu)成部件在于具體的應(yīng)用。下表3-1給出了各構(gòu)成功能部件的作用。在YD /T 2437標(biāo)準(zhǔn)中還描述了各功能部件的能力要求。

表 3-1：物聯(lián)網(wǎng)各構(gòu)成功能部件的作用

2、技術(shù)部件

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 33474《物聯(lián)網(wǎng) 參考體系結(jié)構(gòu)》中給出了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架，包括了三層分層中各層構(gòu)成的技術(shù)部件集合，如下圖3-2所示。對于應(yīng)用層技術(shù)部件分為：終端設(shè)計(jì)技術(shù)類、應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)類、應(yīng)用支撐技術(shù)類，每一類又包含各自眾多技術(shù)部件。網(wǎng)絡(luò)層的技術(shù)部件包括：光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)技術(shù)、VPN技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、M2M網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)、WiFi技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線網(wǎng)技術(shù)等。感知層技術(shù)部件分為：采集控制技術(shù)類和感知數(shù)據(jù)處理技術(shù)類，每一類又包含各自眾多技術(shù)部件。另外還給出了公共技術(shù)部件，包括：標(biāo)識(shí)、安全、QoS、網(wǎng)管等技術(shù)部件。當(dāng)然上述給出的各技術(shù)部件均為典型的，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，還會(huì)出現(xiàn)新的技術(shù)部件。

圖3-2：物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架

對于應(yīng)用層的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的深度處理，形成滿足需求的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)，通過人機(jī)交互平臺(tái)提供用戶使用。其中終端設(shè)計(jì)技術(shù)類、應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)類、應(yīng)用支撐技術(shù)類的含義詳見下表3-2-1。

表 3-2-1：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)部件分類的含義

對于感知層的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對感知對象的屬性識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對感知對象屬性信息的采集、處理、傳遞，也可實(shí)現(xiàn)對控制對象的控制。采集控制技術(shù)類的技術(shù)通過直接與對象連接的數(shù)據(jù)采集器、控制器技術(shù)，完成對對象的屬性數(shù)據(jù)識(shí)別、采集和控制操作。感知數(shù)據(jù)處理類的技術(shù)對感知數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)加工處理的技術(shù)。兩個(gè)子類包含的技術(shù)部件的用處詳見下表3-2-2。

表 3-2-2：物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)部件的用途

如果通信人要對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）更多了解，可查閱下述附件。

附件 1：ITU Y.2060《（06/2012）物聯(lián)網(wǎng)概述》

附件 2：YD/T 2437-2012《物聯(lián)網(wǎng)總體框架與技術(shù)要求》

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