http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 15:30:23 來源:傳感網國家標準工作組秘書長
編者語:國內傳感網的產業化進程正逐漸加速,在智能電網、智能交通、防入侵、水質檢測、公共安全等領域具有巨大的產業化需求。少數發達國家的傳感網技術正進入我國金融、電力、醫療、城市管理、交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)等(deng)重(zhong)要(yao)領(ling)域(yu),這(zhe)將(jiang)對(dui)我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)和(he)國(guo)防(fang)安(an)全(quan)帶(dai)來(lai)隱(yin)患(huan)。推(tui)進(jin)傳(chuan)感(gan)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)突(tu)破(po)與(yu)標(biao)準(zhun)化(hua),加(jia)快(kuai)形(xing)成(cheng)自(zi)主(zhu)的(de)傳(chuan)感(gan)網(wang)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)和(he)技(ji)術(shu)體(ti)係(xi),是(shi)保(bao)障(zhang)國(guo)家(jia)公(gong)共(gong)安(an)全(quan)和(he)經(jing)濟(ji)安(an)全(quan)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu),是(shi)推(tui)動(dong)自(zi)主(zhu)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)、促進產業結構調整和推進兩化融合的迫切需要。
傳感網可以使人們在任何時間、任何地點和任何環境條件下獲取大量翔實、可靠的信息,真正實現“無處不在的計算”理念。它是信息感知和采集的一場革命,將進一步推動計算機、互聯網、移動通信的發展和融合。
傳感器網絡的最初定義是由若幹具有無線通信能力的傳感器節點自身組織構成的網絡。近年來,隨著互聯網技術的進步、duozhongjieruwangluoyijizhinengjisuanjishudefazhan,chuanganqiwangluodeneihanhewaiyandoufashenglexianzhubianhua。xianzaidechuanganqiwangluoshizhiyiduiwulishijiedeshujucaijihexinxichuliweizhuyaorenwu,yiwangluoweixinxichuandizaiti,shixianwuyuwu(物與人、人與物)之間的信息交互,提供信息服務的智能網絡信息係統,即通常所稱的傳感網。
傳感網可以使人們在任何時間、任何地點和任何環境條件下獲取大量翔實、可靠的信息,真正實現“無處不在的計算”理念。它是信息感知和采集的一場革命,將進一步推動計算機、互聯網、移動通信的發展和融合。
傳感網涉及七項關鍵技術
傳感網需要實時監測、ganzhihecaijigezhonghuanjinghuojianceduixiangdexinxi,bingduiqijinxingchuli,chuansongdaoxuyaozhexiexinxideyonghu。chuanganwangdetedianshiqishejifangfabutongyuqitajisuanjiwangluo(包括互聯網),需將網絡傳輸,數據采集、處理、管理等技術緊密結合,實現一個高性能、以yi數shu據ju為wei中zhong心xin的de網wang絡luo係xi統tong,為wei用yong戶hu或huo觀guan察cha者zhe提ti供gong一yi個ge有you效xiao的de感gan知zhi數shu據ju空kong間jian或huo感gan知zhi數shu據ju庫ku管guan理li和he處chu理li的de係xi統tong,使shi用yong戶hu可ke自zi如ru地di通tong過guo傳chuan感gan網wang進jin行xing感gan知zhi數shu據ju的de管guan理li和he處chu理li。傳chuan感gan網wang涉she及ji技ji術shu眾zhong多duo,從cong功gong能neng結jie構gou的de角jiao度du看kan,其qi抽chou象xiang模mo型xing包bao括kuo如ru下xia組zu成cheng部bu分fen:
1.數據采集
數據采集模塊的功能為監測感知對象、采集感知對象的信息、傳輸發布感知信息以及進行初步的信息處理。它是以傳感器集合為核心,包括每個傳感器的軟、硬件資源,如感知器件、傳感器接口、嵌入式處理器與存儲器、通信器件、嵌入式操作係統、嵌入式數據庫係統等。作為一種能把物理量或化學量轉變成便於利用的電信號的器件,數據采集包括壓力、溫度、濕度、流量、加速度、水平、電磁傳感器、射頻標簽(RFID)及二維條碼等多種類型。
2.傳輸和組網
傳感網是以數據為中心的網絡,傳輸和組網模塊是傳感網實現傳感器與傳感器、chuanganqiyuyonghuzhijiandetongxin,bingjinxingyouxiaolvdezuwanghewangluoguanlidezhongyaochuanshugongnengdanyuan。zaishejishangbixukaolvnengmanzunengliangyouxiaoshiyong,juyoukekuozhanxing、魯棒性和安全性,提供QoS支持,分布式的自組網技術等性能要求。
3.網絡融合
網絡融合是指專注於探測和收集環境信息的傳感網與具有較強傳輸、數據處理和存儲能力的現有網絡技術設施(如TD等移動通信網絡)的融合,能夠為大型的軍事應用、科研、工業生產和商業交易等領域提供一個集數據感知、密集處理和海量存儲於一體的強大的操作平台。
4.協同信息處理
作為傳感網後端對信息進行協同處理的重要技術和傳感網的中樞神經係統,雲計算是分布式處理、bingxingchulihewanggejisuandefazhan。qijibenyuanlishishijisuanfenbuzaidaliangdefenbushijisuanjishang,erfeibendijisuanjihuoyuanchengfuwuqizhong,zheshideyonghunenggoujiangziyuanqiehuandaoxuyaodeyingyongshang,genjuxuqiufangwenjisuanjihecunchuxitong。mianxiangfuwudetixijiagou(SOA)是一種建立應用係統的架構模式,其特征是鬆耦合、允許合成。根據SOA原則建立一個數據中心基礎設施其實就是雲計算。因此,雲計算是一個麵向服務的基礎設施,它采用了SOA的架構原則並且把這個原則應用到了這個基礎設施。
5.信息資源和服務描述處理
信xin息xi資zi源yuan和he服fu務wu描miao述shu包bao括kuo用yong於yu確que定ding傳chuan感gan網wang中zhong特te定ding信xin息xi資zi源yuan對dui象xiang唯wei一yi身shen份fen的de標biao誌zhi技ji術shu,用yong於yu命ming名ming和he定ding位wei網wang絡luo資zi源yuan的de目mu錄lu服fu務wu,以yi及ji通tong過guo特te定ding協xie議yi獲huo取qu目mu錄lu服fu務wu特te定ding信xin息xi的de解jie析xi服fu務wu過guo程cheng等deng技ji術shu。在zai傳chuan感gan網wang係xi統tong架jia構gou中zhong,信xin息xi資zi源yuan和he服fu務wu描miao述shu起qi到dao了le連lian接jie數shu據ju采cai集ji設she備bei和he服fu務wu應ying用yong的de紐niu帶dai的de作zuo用yong。
6.數據管理
數據管理包括結構化數據管理和非結構化數據管理,又稱為數字內容管理。通過傳感網獲取的包括視頻、音頻、圖像、水紋地質、氣象天文的,或用於交通、銀行、機場防侵入的海量信息,將通過數字內容管理手段被智能感知、傳播和處理。數字內容管理的過程涵蓋了數字內容活動的全過程,包括內容的產生、記錄、傳播、收集、處理、存儲、檢索、傳遞、分析、選擇、評價、利用、銷毀等。通過數據挖掘、模式識別等數據管理手段對感知到的信息進行進一步分析、處理、挖掘和加工,從而支持傳感網的全麵智能化。
7.安全技術
傳感網具有一般網絡信息安全的基本特點,但由於傳感器節點本身的處理能力、電源以及通信能力方麵的限製,傳感網的安全機製設計也麵臨很多新的挑戰,比如物理層的高效加密算法、數據鏈路層的抗DOS攻擊的安全MAC協議、網絡層的安全路由協議以及應用層的密鑰管理和安全組播等。
不同概念體現相同理念
1.傳感網與物聯網
物聯網概念最早提出於1999年,其定義很簡單,即:把所有物品通過射頻識別和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。在早期的概念中,物聯網實質上等於RFID技術和互聯網的結合應用。RFID標簽可謂是早期物聯網最為關鍵的技術與產品環節,當時認為物聯網最大規模、最有前景的應用就是在零售和物流領域,利用RFID技術,通過互聯網實現物品(商品)的自動識別和信息的互聯與共享。
而最新的物聯網概念應該具備三個特征:“一是全麵感知,即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息;二是可靠傳遞,通過各種電信網絡與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去;三是智能處理,利用雲計算、模糊識別等各種智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控製。”(引自中國移動總裁王建宙在2009年ITU世界電信展開幕式上的發言)
從以上特征可見,現在廣泛談論的物聯網概念其實是早期的物聯網和無線通信技術、zhinengjisuanjishudejiehe,dengtongyuxianzaidechuanganwang。yourencuowudirenwei,chuanganwangshiwulianwangdezuchengbufen。zheqishishiyongxianzaifanweikuozhanhoudewulianwanggainianqu“裝”zuichudechuanganqiwangluogainian,erhushilechuanganqiwangluogainiandeneihanhewaiyanyezaitongbuyanjinhefazhan。jingguojinshinianjishuhegainianyanbianhoudewulianwanghechuanganwang,zaimubiaoheneihanshangbingmeiyoubenzhiqubie。
2.傳感網與泛在網
泛在(Ubiquitous)網,即廣泛存在的網絡,以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征,即在任何時間、任何地點、任何人、renhewudounengshunchangditongxin。congfanzaideneihanlaikan,shouxianguanzhudeshirenyuzhoubiandehexiejiaohu,qiangtiaowangluodewusuobuzai,fuwudesuichukede,gezhongganzhishebeiyuwuxianwangluobuguoshishouduan。fanzaiwangzaixingtaishangjiyouhulianwangdebufenyeyouwulianwangdebufen,tongshihaiyouyibufenshuyuzhinengxitong(推理、情境建模、上下文處理、業務觸發)範疇。
泛在網是將不屬於電信範疇的技術,如傳感器技術、標簽技術等各種近距離通信技術納入其中,從而構建起一個範疇更大的網絡體係。從這個意義上說,現有的FTTH、IPv6、3G、WiFi、RFID、藍牙等等都是組成泛在網的重要技術。
3.傳感網與智慧地球
智慧地球提出:“把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建築、供水係統、大壩、油(you)氣(qi)管(guan)道(dao)等(deng)各(ge)種(zhong)物(wu)體(ti)中(zhong),並(bing)且(qie)實(shi)現(xian)普(pu)遍(bian)連(lian)接(jie),形(xing)成(cheng)所(suo)謂(wei)物(wu)聯(lian)網(wang)。並(bing)通(tong)過(guo)超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)雲(yun)計(ji)算(suan)將(jiang)物(wu)聯(lian)網(wang)整(zheng)合(he)起(qi)來(lai),實(shi)現(xian)人(ren)類(lei)社(she)會(hui)與(yu)物(wu)理(li)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)合(he)。”由此可見,智慧地球的理念與傳感網基本一致。IBM的智慧地球概念,體現的也是互聯網和傳感的融合,即:信息革命的迅速發展使任何係統都可以實現數字量化和互聯;同時計算能力的高度發展,使爆炸式增長的信息得到高速有效處理,並實現智慧的判斷、處理和決策。智慧地球更強調決策和處理過程的智能化。
積極參與傳感網標準化工作
當前國際標準化組織對傳感網標準的研究工作剛剛啟動,尚未形成統一意見。2008年ISO/IECJTC1(第一聯合技術委員會)建立傳感網研究組(SGSN),開始標準化相關工作的研究,今年10月正式組建了JTC1直屬的傳感網標準工作組(WGSN)進行標準的製定工作。我國已抓住有利時機,積極參與國際標準化組織的傳感網標準化研究工作,並在傳感網的標準體係、係統架構和參考模型等標準化頂層設計環節作出了突出貢獻。
全國信息技術標準化委員會(簡稱全國信標委)在2007年就開始召集國內相關產學研單位研究傳感網國家標準的製定。2009年9月11日,經國家標準化管理委員會批準,在全國信標委下正式成立傳感網國家標準工作組,包含國內傳感網研發領域最具實力和影響力的60多家產學研用單位,共同開展組網、接口、標識、安全、協同信息處理等標準項目的研製工作,力圖製定適合我國產業發展特點的傳感網國家標準,以引導我國傳感網產業的大規模快速發展。
我國應加快發展傳感網
國內傳感網的產業化進程正逐漸加速,在智能電網、智能交通、防入侵、水質檢測、公共安全等領域具有巨大的產業化需求。少數發達國家的傳感網技術正進入我國金融、電力、醫療、城市管理、交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)等(deng)重(zhong)要(yao)領(ling)域(yu),這(zhe)將(jiang)對(dui)我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)和(he)國(guo)防(fang)安(an)全(quan)帶(dai)來(lai)隱(yin)患(huan)。推(tui)進(jin)傳(chuan)感(gan)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)突(tu)破(po)與(yu)標(biao)準(zhun)化(hua),加(jia)快(kuai)形(xing)成(cheng)自(zi)主(zhu)的(de)傳(chuan)感(gan)網(wang)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)和(he)技(ji)術(shu)體(ti)係(xi),是(shi)保(bao)障(zhang)國(guo)家(jia)公(gong)共(gong)安(an)全(quan)和(he)經(jing)濟(ji)安(an)全(quan)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu),是(shi)推(tui)動(dong)自(zi)主(zhu)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)、促進產業結構調整和推進兩化融合的迫切需要。基於此,我們認為應當加快以下工作進程:
第(di)一(yi),加(jia)快(kuai)集(ji)聚(ju)一(yi)批(pi)傳(chuan)感(gan)網(wang)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)機(ji)構(gou),開(kai)展(zhan)重(zhong)大(da)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu),攻(gong)破(po)核(he)心(xin)技(ji)術(shu),著(zhe)力(li)提(ti)升(sheng)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)能(neng)力(li),研(yan)製(zhi)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)和(he)創(chuang)新(xin)產(chan)品(pin),製(zhi)定(ding)國(guo)際(ji)國(guo)內(nei)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)。圍(wei)繞(rao)企(qi)業(ye)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)共(gong)性(xing)需(xu)求(qiu),建(jian)設(she)國(guo)內(nei)領(ling)先(xian)、國際先進的傳感網公共技術服務平台、公共測試服務平台、綜合信息谘詢服務平台。
第二,營造有利於傳感網發展的人才、資本、政策和服務環境,采取有力措施,通過技術創新、規模擴張和並購重組,做大做強龍頭和骨幹企業,通過加大扶持力度,孵化和培育具有“專、精、特、新”特色的中小企業,形成具有持續創新能力和完整配套能力的產業集群,著力提升產業發展水平。
第三,麵向行業應用和公眾應用,培育領域廣泛、結構合理和體係完整的網絡運營商、信息服務商、應用服務商等服務機構,提供集感知、傳chuan輸shu和he計ji算suan於yu一yi體ti的de傳chuan感gan網wang綜zong合he信xin息xi服fu務wu,為wei全quan麵mian推tui廣guang和he大da規gui模mo應ying用yong提ti供gong完wan善shan的de解jie決jue方fang案an,形xing成cheng完wan整zheng的de市shi場chang應ying用yong服fu務wu體ti係xi,著zhe力li提ti升sheng市shi場chang服fu務wu能neng力li。
第(di)四(si),傳(chuan)感(gan)網(wang)將(jiang)逐(zhu)漸(jian)滲(shen)透(tou)到(dao)各(ge)行(xing)各(ge)業(ye),網(wang)絡(luo)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)將(jiang)升(sheng)級(ji)到(dao)國(guo)家(jia)安(an)全(quan)層(ceng)麵(mian),提(ti)前(qian)開(kai)展(zhan)傳(chuan)感(gan)網(wang)對(dui)國(guo)家(jia)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)的(de)研(yan)究(jiu),在(zai)推(tui)進(jin)傳(chuan)感(gan)網(wang)大(da)規(gui)模(mo)產(chan)業(ye)應(ying)用(yong)的(de)同(tong)時(shi),保(bao)障(zhang)國(guo)家(jia)的(de)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)和(he)經(jing)濟(ji)安(an)全(quan),著(zhe)力(li)提(ti)升(sheng)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)保(bao)障(zhang)水(shui)平(ping)。