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物联网关键技术和标准化
来源: 科技标准处 日期: 2011-12-07 【字号      

——工业和信息化部电信研究院副院长 刘多

  主持人:刚才我们由经信委姜贵平副主任对我们物联网产业下一步的发展,做了一个主题报告,同时我们组委会和政府有关部门,对一年以来取得优秀成绩的企业进行了表彰,这一环节我的主持就到此结束,后面我们要听听各位专家和各位企业界的代表,就北京物联网的发展,对物联网如何支撑智慧城市的建设,见仁见智,发展你们的见解,下面由林金桐同志主持。

  主持人:各位早上好,谢谢姜主任刚才精彩的报告,介绍了北京市的物联网发展思路,下面我们学术会议正式开始,我们第一个报告安排的是一位年轻的女专家,刘多的报告,刘多是工信部电信研究院副院长,她在标准化方面做了很多工作,在国际国内的职务也很多,我念两个,是中国通信标准化协会的副秘书长,她同时也是国际电信联盟ITUP物联网全球标准化技术和战略工作组的主席。所以她的报告给大家会看到国际上的物联网标准化的一些工作的进展,请大家欢迎刘多演讲。

  刘多:谢谢林校长,尊敬的姜主任,尊敬的各位嘉宾,大家早晨好,今天也是非常高兴有这个机会在这个论坛和大家交流一下,物联网的一些关键技术和标准化方面的工作,这个有一些是我们电信研究院研究的成果,有一些是我个人的意见,我想不一定正确,也希望大家能够进行批评指正,我首先说一下物联网相关的概念和传感网、泛在网等等之间的关系,大家现在都已经知道了,整个物联网是限于我们物联网和通信网拓展的应用和网络的延伸,目前其实分成三层架构,包括感知网络和应用层,另外一个其实也是有前段的感知和后段的智能和优化改造这样的特点,同时现在整个决策,也有两类模式,一类是后台的网络智能决策模式,那就是说我们把信息全部传到后台应用这个平台,另外就是现场智能终端决策,我们整个传感器或者网关具有这样的能力,另外一个本质,虽然是物联网,物和物之间的通信,其实本质还是人对物理世界的感知和精确的管理和控制,最后我们达到的目标为我们整个生活更加方便,使得我们经济社会各个生活都能达到智能决策的目标。

  那么其实物联网大家我们现在无论是我们国家还是全球,其实都达到比较热的热度,其实物联网的历史其实非常长了,并不是这几年像我们3G、4G先有技术再建网这样一个过程,物联网存在了几十年,包括传感器和RFID等等这些,现在为什么都把它作为国家的战略,主要有两个方面的原因,包括经济的原因,包括金融危机和面向后危机时代国家战略布局,另外一个也是技术的动因,就是整个互联网和移动通信网络的建设使得我们网络的泛在成为可能,全球互联也成为可能,因为物和物通信之后,数据量非常之大,计算能力的显著提升以及从集中的智能计算到嵌入式的智能计算,等等技术的发展也促进了整个物联网的发展。那么物联网在全球都非常热,对于我们国家,究竟有什么样的意义呢?我们分析主要有这么几个方面,一个是实现绿色,一个是智能,再一个是可持续发展,我们国家定位是三种,一个是工业化和信息化深度融合,还有转变经济发展方式,还有以人为本的新型城镇化的建设那么整个物联网作为我们国家整个战略新兴产业之一,另外其实从整个基础设施和城市管理智能化来说,首先我们能够使得传统商业升级,还有社会服务智能化,还有人民生活的便捷化。大家经常会说,物联网究竟它的产值多少,它能给我们带来多少GDP等等这些,其实物联网不仅是本身带来的贡献,它间接对经济带来的贡献比直接带来的贡献还要大。我们经过研究我们整个物联网的发展也是有八大关键要素,其中就是法律政策和国际治理,这个在任何一个技术的发展,可能都会涉及到,但是对于物联网来讲尤其重要,因为物联网它是全球互联的网络,同时个人的隐私还有安全性更加重要,所以其他国家像美国欧盟都已经制订了关于隐私方面的意见,包括国际治理,还有地址的资源,域名的解析都是战略制高点,另外包括感知网络和应用,对我们产业来讲,包括我们服务业和制造业,同时也是我今天讲的主题,就是我们的关键技术和相关的标准。关键技术和标准的话,目前涵盖各个方面,其中重要的我们支撑技术,也就是我们最底层的包括嵌入系统新材料和芯片等等这些,包括传感识别这些技术,通信面我们通信网和互联网,还有我们现有的应用,包括海量的信息智能处理,除了这些之外还有共性技术,包括我们物联网的架构技术,标识解析,安全隐私,网络管理等等,所有相关技术,衍生出来的相关接口和相关互通性等等共同和能力,都会涉及到标准化相关的问题。那么在我们国家,我们现在确定八大重点应用领域,我想这个无论是发改委还是工信部,在整个物联网规划当中,都会涉及相关的应用,这些应用的话,我们已经进行了分类,首先包括战略性基础设施分类就是智能电网和智能交通,传统产业升级包括智能工业、智能物流,精细农牧业,民生服务有智能医疗,环境与安全有节能环保和公共安全,我们垂直做一些业务的提供,我们在各个地方政府在横向也在推动整个物联网应用建设,我们现在各个地方都在做智慧城市,我想昨天大会的主题也是智慧城市,那么智慧城市也会包含其中当中的一些应用。

  我们也是在整个八大应用进行一个广泛的调研,我们也是希望通过八大应用这样一个调研,能够分析出来我们每一类不同的应用,对一些相关的技术都会有什么样的要求,所以我们现在对智能工业,智能农业、物流、环保和其他四个应用,八大应用领域,我们对下面五个方面做了调研,包括感知技术,例如智能工业,我们需要什么样的感知技术,包括网络通信技术需要什么,我们的智能处理技术,我们的支撑技术,我们的安全技术,最后汇集成标准化相关需求,所以我们对八大应用技术的需求现在都在做一些调研,包括产业的需求。现在我们汇总出来一个初步的共性的技术需求,感知层面,我们需要低成本、低功耗、高可靠、智能化、卫星化、集成化感知设备,另外是多参量、新材料、新功能感知设备,还有低成本、多频段、多用途、智能化RFID,传感器、RFID、定位等融合集成技术与产品。在网络通信技术,还有物联网网关,传感器网络技术,自组织网络,支持物物通信的网络传输技术,还有在智能处理技方面,海量数据的存储、智能处理、知识挖掘和智能决策技术,信息整合及应用综合集成技术,物联网方针技术,云计算技术,支撑技术方面,包括传感器、RFID等核心芯片,智能电网等行业应用通用和转芯片,物联网终端模组于核心芯片,安全技术方面,包括物联网架构、采集、传输、处理等安全保障技术,隐私保护技术,物联网特定行业应用中的安全保障标准化方面,有物联网关键核心技术标准,架构体系标准,网关标准,资源体系标准还有业务应用标准,所提炼出来的这些技术的需求和标准的需求,都会指导我们国家整个将来的一些在技术攻关领域将来做什么样的事情。

  我们调研过程中,物联网研发应用面临的主要问题,第一个是规模化应用的基础条件不成熟,我们产业技术的高端与核心支撑能力不足,首先在成本方面,目前来讲我们的应用尚缺乏足够的低成本的技术产品和解决方案,同时在标准化方面,也是大规模的应用和产业发展的标准化条件尚不具备,我国基础产业长期瓶颈和大系统综合集成能力的缺乏,我们产业仍然在低端,我们高端传感器几乎被国外垄断,我们国内的RFID高频和高端芯片在国内无法产业化,我们的基础技术和基础架构依赖国外,同时我们网络应用平台,耦合一体化的高端综合集成的服务能力也是比较弱。另外就是需求条件,目前来讲还没有完全形成,其实我们呈现政府主导、由上而下这样一个推动的基本的态势,所以目前来讲,整个产业技术条件,其实还不足亿讲潜在的需求,真正转化为我们现实规模的需求,所以我们看到我们应用很多,但是我们应用都是碎片化的应用,其实没有形成整个行业和国家大的领域的应用。

  另外一个就是从硬件到软件还有服务的需求,长尾化非常突出,供给和需求适配的经济成本和时间成本很高,难以实现经济规模应用,现在我们很多适配厂家都感觉到,因为没有标准和规模应用,成本下不来,给任何一个用户开发都会从头开始,有很多新的东西去做,这样成本很高,很难形成规模应用。另外就是政府和部分特大国企主导成为当前主要模式,目前来讲试验和示范还是主要内容,市场化目前来讲还是整个探索过程当中。

  另外一个就是对物联网发展定位的认识,我们认为其实也不是很组,首先从全球看,做大产业不是现阶段主要任务,目前来讲在全球来看,和研发核心技术探索应用模式,还有夯实产业基础,谋划国际治理、理顺制度环境是当前优先选择,他们首先保护隐私和这些法规会首先出来,然后再讲我们应用和技术,这样会有非常好的环境。从我们国家来看,我们认为现在做大产业的预期和行动是超前的,所以对物联网的作用预期我们个人感觉还是有一些高,同时有过热的现象,另外就是安全问题,国家安全和个人信息泄漏的威胁和挑战,其实面临的形势很严峻。另外还有一些体制机制的问题,还有法律的问题,包括跨行业、跨部门资源共享,统一调度,还有整个管理机制,包括我们国家目前来讲,是不是有物联网环境的个人信息保护的立法,目前来讲现在没有进行研究,如果这些没有进行研究,一旦我们提供应用,将来产生的纠纷,面临的问题是非常大的。

  在这种情况下,我们需要有一些关键技术突破和产业布局,包括我们感知识别还有传感器,目前来讲,我们认为突破这种感知识别技术瓶颈,构成完善体系,培养我们自主知识产权的体系,这种低成本,低功耗的智能化新型传感技术,通过这些技术,突破产业化瓶颈,面向应用发展,高端的传感器实现传感器产业升级,最后也是希望能够形成发挥集成创新优势,同时研发与生产线的建设。另外一个领域就是RFID这个领域,其实RFID在我们国家应用非常多,我们也是全球第三大RFID应用国,但是我们更多不是应用在物流,我们用在身份的识别,包括我们第二代身份证,十几亿人我们的数量也就上去了,所以在这种情况下,低端我们还可以,但是高端我们目前还有比较大的距离,我们重点功课融合性、集成化、网络化的RFID,发展新型RFID的产业能力和产业链,最后面向规模化的市场,我们手机支付,主要用RFID这样一个技术。另外整个产业链当中其实非常重要一个环节是智能仪表,我们经常会说到一些设备,智能仪表会少一些,没有这些仪表就无法测量和产业是否达到相关要求,所以目前也急需发展智能仪表产业,从而把相关的一些物联网产业链结合起来,目前来讲我们其实还是希望有一些重点研发应用与物联网,典型应用,例如我们能耗、计量类的仪表,包括碳排放监测类的仪表,远程医疗诊断这些仪表,现在的仪表,每年国家专项有很多资金,但是大家可以看到,那些仪表几乎都是国外仪表的清单,国内仪表产业比较薄弱。除了传感器、RFID仪器仪表之外,我们传感器网络也是重要一环,所以我们现在加快传感器网络的研发,打造整个信息快速建立传感器网络的体系。这样的话从而带动相关的传感器网络的产业,包括核心的芯片和应用的终端,这样的话希望能够把我们整个通信网络的优势,能够延伸到整个传感器网络。

  另外是我们比较强的就是网络通信,这个网络通信我们已经有三大运营商,非常先进的网络,其实在网络当中,我们在整个全球的位置是比较靠前的,但是我们应该有一些相关技术的研究,包括异构网络环境下的网络技术,我们物联网的特点就是我们终端很多,种类很多,我们的应用种类很多,所以终端种类很多之后,每一类终端连接到我们网络的时候,其实都会有不同的接口的需求,如果来适配不同异构的网络和终端,和我们的应用,其实是我们整个将来网络发展的一个方向。

  另外就是我们的服务业,我们服务业目前来讲,包括我们现在希望突破软件信息处理,智能计算与应用集成相关的技术薄弱环节,希望能够改善赶上国际先进水平,我们希望海量数据存储、计算、挖掘,智能处理智能计算的应用,最后发挥龙头作用,打造硬件软件和网络应用产业技术联盟,最后加快云计算金融支付、数据处理、行业应用等等产业化的进程。

  另外就是共性技术和支撑产业,这个是我们整个共性相关技术,这些共性技术包括我们标识解析技术,安全技术、服务质量技术,网络管理和频谱管理等等技术,频谱管理到物联网阶段,包括我们智能交通等等一些,都跟我们频谱密切相关,每个国家都是加紧制定自己的频谱规划,包括标识和解析,将来到物联网时代,更重要的是靠标识进行连接,不同的物,标识的体系都不太一样,IPV4或者是IPV6等等体系都被美国掌控了,将来到物联网时代,这些终端的标识,我们国家是不是能够占领一定的位置,都需要我们及早进行谋划,其他包括产业、集成电路和相关的核心芯片等等这些,其实目前来讲都是基础产业,但是基础产业往往是我们国家最薄弱的产业。

  上面分析了,我们国家八大应用所提出来的技术的共性需求,同时我们也是研究我们想,是在有一些关键的产业环节和技术环节,希望能够有一些突破,总结来看的话,我们可以分成这么几个方面,一个是整个物联网基础产业和我们制造产业,还有我们的设备与终端制造,还有我们网络服务业以及应用服务和应用基础设施服务,目前来讲,其实我们是两端是薄弱的,也就是我们的感知和基础产业是很薄弱的,另外一个就是我们的应用产业和我们应用基础设施服务是比较薄弱的,所以中间网络这块服务业,应该是我们国家比较强的,三大运营商,中兴华为等等这些大的制造商,要寻求技术产业突破,我们要有重点,目前来讲重点就是两端来进行突破,中间来进行跨越,希望在两端能够加强技术研究和产业研发,最后能够赶上世界的步伐。

  另外一个就是关于标准,其实我们在整个研究过程当中,也可以看出来,其实我们整个标准化体系,目前物联网标准化体系,其实没有很好建立起来,物联网标准化和其他不一样,物联网存在几十年,我们RFID传感器应用已经很早应用,其实它在很多现有应用案例基础上,再来抽象出我们物联网的标准,不像3G和4G没有标准的情况下,是在白纸上来做,对于物联网是不一样的,在这种情况下,我们一定要应用牵引、急用先行、广泛合作、国际同步,我们已经做了好几年的标准化工作,如果我们通信自己人再做物联网的标准化是没有意义的,因为你不知道行业的需求,不知道公共服务的需求,最后你作出来的标准,是不能适合各行各业的应用的,物联网有它的特殊性,我们做3G、4G标准从技术出发,搭建网络,我们想需要什么。但物联网不一样,目前来讲需要顶层设计,面对关键的资源和架构来急需。包括我们现在的编码和标识体系非常重要,这是国家整个资源重要的方面,另外就是感知层和相关的接口,包括应用层等等这些,都需要我们来做,同时我们也希望跟国际同步,国际上做物联网标准化组织应该是几百个,包括美国国家来实施国家的智能电网法案之后,召集的相关运营商和IT厂商还有标准化组织,它们整个智能电网方面的一些人,你可以看出来它们组织就是几百个,在这种情况下,我们物联网标准化工作,真正形成标准体系,其实是比较长的时间要走。

  所以现在的话,我们国际标准目前来讲我们希望能够统筹设计来进行分类处理,首先我们认为对于涉及国际互联互通、国际漫游、国际金出口物品应用的技术,应尽量采用统一国际标准,包括我们物流,包括我们其他一些行业应用,主要跟国际互连的,希望采用国际统一标准,否则我们会成为孤岛。

  对于行业应用领域多,需求多样化这些对于我们国家,智慧城市也好,我们一些行业也好,我们希望做国家的标准,同时经过我们一些自主知识产权技术,包括我们RFID这些,还有编码解析这些,希望我们自主制定相关的标准。

  在整个国内标准化策略方面,我们希望加强行业合作,首先实现行业内标准统一,比如智能交通、智能物流、智能家居,他们有垂直的应用,最后加强行业合作,实现整合共享。

  这个是我们电信研究院我们认为整个标准体系,最下面可以看到,首先我们要有智能电网的体系,还有智能交通、智能环保还有其他行业的标准体系,还有公共服务的物联网标准体系,公共服务一些智慧城市,市政和智能家居这些,另外还有基础的标准体系,通过这些体系之后,才能形成我们最上面物联网的总体性标准体系,我们只有从这些不同行业需求当中,提出共性需求,共性接口,才能制定出物联共性标准,物联网发展路径是先导应用牵引行业,两端突破,来中间跨越。

  另外我们推进我国物联网发展解决四大问题,就是技术、标准化、成本、安全,安全和隐私的保障应该引起我们各界的重视,如果没有安全的话没有个人信息保护法,这些应用提出来的话,会提出很大的挑战。我的汇报就到这里,谢谢大家!