邢涛：传感网技术发展现状

    2010无线通信应用（国际）研讨会今天在北京召开，网易科技在现场为大家进行直播报道。传感网国家标准工作组副秘书长邢涛在会上表示，中国在2009年的10月20日ISO/ICE  JTC1全会上，提交正式成立国际的传感网标准化的工作组，直属于JTC1，目前正在组织编写的相关的标准。 

    以下为邢涛演讲实录： 

    邢涛：谢谢蓝海先生的介绍，我是代表我们传感器网络国家标准工作组给大家介绍一下传感网目前的技术发展现状。 

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    我讲一下发展的综述，现有系统与标准化进展，第三个方面讲一下我们曾经做过的传感网的应用和市场，最后有一个小小的总结。 

    传感网发展是从上个世纪美国军方的一系列的军事应用项目开始的，我们国家基本上是在同步跟进，大概经过几年的研究，其实科技部、中科院在上个世纪末开始、这个世纪初开始有一些研究部署。在2005、2006年前后，开始制定一些相关的技术规范，产业化实际上是这些年才开始提上日程，这是目前的发展状况。 

    我先介绍一下综合性的描述，比如说关于传感网我们认为的定义，我们认为传感器网络是一个分布式传感节点组成的智能网络信息系统，它与其他的基础设施相互交互以获取、处理、传输和发布物理世界的信息。蓝海先生也说了，实际上物联网，或者是我们称之为传感网，它连接的是物与物，它联系的是现实的物理世界信息获取来以后，经过处理提供给人类，最终它的目的还是为人所服务，这是我们认为传感网和互联网最主要的差别。目前的互联网主要是解决人和人之间的信息交互，这从大的概念上是这么一个思路。我们现在所要面临的是一个技术方面的问题，我们从右边的图上可以看到，原来我们说的泛在网可能指的是任何人、任何时间、任何地点，而现在通过传感器网络就增加了一个任何物的概念。它的目标是把互联网和移动网通过传感器网络跟现实的物之间连接起来，最后形成一个统一的泛在的网络互联。 

    在ITU、ISO、IEC个国际标准化组织，他们普遍认为传感网作为泛在网的重要基础支撑，将不断深化、无处不在。ITU的报告里面说，实现人与人、人与物、物与物之间随时随地沟通的全新网络环境，泛在网和普适计算正在变为现实并逐步走进人民的生活，人与物、物与物之间的通信被认为是泛在网的突出特点。这是ITU泛在传感器报告里面他们提出的传感网未来的体系架构，底层包括了RFID等，是一个泛在的传感器网络。中间是接入和互联网、下一代网络，在上层是有一个相关的提供服务支撑的中间件，再往上是真正的面向各种各样应用的服务。这张图被广泛应用，08年江泽民写的关于网络的报告里面也引用了这样的图，这有一定的参考意义。希望大家在泛在网络里面整体的目标和思路是一致的。 

    关于传感网我们认为这是信息技术历史性的机遇，国外有很多的评论，我在这里就不再一一念了。实际上，无论是在军用还是在民用，它都会带来一个全新的革命，我们认为这是未来重要的发展方向。 

    这在各国的相关计划里面，美国、日本、欧洲、韩国都有一个泛在社会的国家顶层的战略规划，在这里面比较值得关注的，第一个是美国的智慧地球的计划，还有U  Korean，这是值得我们关注的。我们国家也有很多的实质性的关注，比如说最近国务院批准了在无锡建设传感网应用示范的规划，这实际上想以无锡作为一个试点，来全面推动传感器网络的基础。 

    这是IBM的智慧地球的理念，它的是三点，一个是感知，一个是互联互通，一个是智能化。现在的网络发展技术，全面的互联互通已经不存在什么太大的问题，而真正欠缺的是所谓感知这个层面上，这两块才是我们真正需要关注的。 

    这是09年8月7日，温家宝在考察无锡的时候，我们觉得他是早已经想好了，只是借助无锡这个地方付诸实施。 

    下面我大概介绍一下现有的系统和目前的标准化的进展。物联网或者是传感网并不是这两天或者是这两年提出来的，它已经有一段时间了。在国际上也有一些标准化组织在做相关的规范，比如说ZigBee，还有在工业自动化领域有相关的ISA100，实际上它用的是820.15.4的技术，在协议层做一些修改，把它应用在工业无线领域。第三个是IETF6overLoWPAN，这是基于802.15.4网络MAC的协议，它是想把IPv6的技术用到传感网里面去。这个ANT是韩国的产业联盟，Z-wave是一个家电厂商做的。目前它主要的范围是在通信网络的层面，而全面对于传感网有一个阐述，包括了规划和标准体系架构目前还没有，国际性的标准化组织还没有出台真正的规范。 

    这是关于ZigBee协议站的架构，我想大家如果关注物联网的层面，应该对于它是很熟悉的。它主要定义的是上层数据，还有网络层和应用支撑层，包括应用框架的一些标准。这是网络架构，主要是通过簇树型的网络来实现整个网络全网的互联互通。另外，它全功能的子节点可以组成一个简单的Mesh网络。 

    它有很多的优势，它的终端设备低功耗、低成本，一开始就考虑了。还有簇形的网络可以提供丰富的路由，它的局限性是网络上的节点路由一直处于活动状态，需要持续供电，这必须保证能源供应才可以生吞。另外，网络在负载过重的时候，很容易导致信息丢失。IETF6overLoWPAN是基于8奥.215.4  MAC和PHY来做的，采用IPv6地址，结合几种不同的网络形式，可以自动做到路由寻境。最重要的是它采用了一个可以广泛接受的IP结构，IPv6虽然有它的问题，但是在大家的心目当中是被广泛接受的，它主要的问题是对于很多的应用而言，采用IPv6帧头过长、复杂度过高，在某些应用里面大家觉得可能没有什么必要。 

    这是我们在国家标准工作组在ISO  IEC提交的关于传感网的标准架构体系，是将一些通用的技术标准的组合，做成一系列满足不同需求的组合，通过一些组合以后，最后为各种各样的应用形成支撑。这是我们当时在ISO  IEC提交的我们认为的关于传感器网络的架构。下层是短距离的网络，中间是接入，上面一层是Internet。 

    我们国家的传感网标准化工作组实际上从06年开始说，在信标委下面成立和传感网标准研究工作组，07年国标委正式批准了全国信标委下筹建传感网标准工作组，4月批准完成，成立大会是09年11日。目前这个有一些传感器网络接口、准则等项目。 

    ISO/ICE  JTC1当时为了协调传感网相关的领域应该做什么标准，跟各个标准组织机构之间怎么协调，他们成立了一个研究组，这个研究组的大会在上海召开，当时有30多个成员国，以及相关的IEC100多名管代表都参加。我们在2009年的10月20日，在以色列的全会上，我们提交正式成立国际的传感网标准化的工作组，直属JTC1下的工作组。 

    这是我们正在组织编写的相关的标准，这个目前已经在W7下面立项了。除了IEC这边的工作，刚才我也讲到了IEEE802.15系列的标准的制定，新的802.15.4e最新的MAC规范已经完成了，我们中国的国家标准工作组组织的多家单位联合提交的提案都已经被接受了。先的智能电网的应用，目前基本上也被接受的。我想说一下15.4g非常热，因为它的竞争非常激烈。 

    今年的5月17日到21日，IEEE802标准全会在北京大饭店举行，这是中科院承办的，整个的IEEE标委会的主席，它们将会率领各个工作组参会，报道参会的专家80多人，我们国内是50多人。我跟IEEE802标委会的主席谈的时候，他们希望能够积极地推动中国的企业参与802标准的制定。我想在中国召开对于中国的企业是一个机会，因为平常开会都在美国、加拿大开，我们中国的企业非常麻烦，尤其是美国的签证非常麻烦。这就是为什么最后在中国开会的原因，如果我们这次会议办得成功，他们将会越来越多地在中国大陆举办。 

    除此之外我们还做过应用，包括在上海的城市轨道交通安全防范通用技术规范里面一报批，还有机场围界传感器网络防入侵系统技术室。这是整个的标准化工作组的架构，是在全国标委的领导下建立的工作组，组长是中科院上海微信息技术研究所，又叫中国标准技术研究所。下面设了一些相关的项目组，就是国际标准化项目组、标准体系体系与系统架构组、通信与信息交互项目组、协同信息处理项目组，这里面有的做调研、有的做报告。 

    另外，中国还有一个WPAN，这是04年成立的，主要是做中国无线个域网的标准，包括了780标准、MAC层的标准，以及Ultra-Wideband物理层和MAC层的技术规范。中国频段的标准实际上已经被证实接纳，成为了IEEE的标准，我们国家的标准报批快1年了，只是因为国标委那边的一些问题，现在压了很多的标准没有公布。 

    前面讲的是系统与标准的情况，我下面讲一下传感网的应用和市场。因为各行各业的应用非常多，我只是举几个例子而已，比如说机场的防入侵领域，我们沿着普通机场的边界，布了50公里的传感器带，这主要是用来对入侵的目标进行报警。另外，在上海城市轨道交通安防的领域，上海的地方标准和国家标准照着这个标准执行规范的工程项目目前已经完成，上海世博会相关的30个站已经安装完毕，昨天是最后一天施工的期限，昨天全部安装完毕。 

    这是关于建筑能耗动态监测的，这是应建设部的要求，实际上建设部发过一个文要求，对于这个动态能耗要进行检测。在这里面传感网大有用途，这是农业方面的，是用来监测农业生产的各种参数。交通也是很大的领域，目前除了道路参数的检测之外，针对人、车本身的各种参数也是非常重要的。目前，这方面做得还比较少，大量的应用集中在道路参数的获取上。 

    平安家居与个人健康传感网，日本和西方研究得比较多，因为他们的老龄化比较严重，所以社会对于这个方面有很大的需求。在我们国家相对来讲，目前发展得比较落后，做这方面研究得比较少。包括有一些手机厂商和传感网一起合作，做一些相关的应用，包括了平安家居和健康监护，应该说传感网在重要行业的需求是非常多的，包括了电力、健康医疗、智能交通、环保，关键是我们国家怎么来推动这个事。我想说的是，在我们国家发展的规划里面有一个明显的特点，就是行业拉动。而我去韩国看的时候，他们一个典型的特点就是面向个人用户、面向家庭用户比较多，而中国和美国的产业规划，包括各种项目，带有很典型的行业特点，主要是面向工业的领域应用比较多。 

    我认为传感网的市场是刚刚开始，有巨大的发展前景。技术仍然存在很大的挑战，中国传感网的发展，机遇和挑战并存。但是现在有一个急需的是传感网的标准是很缺乏的，工信部对我们的要求很高，希望我们尽快并且加大力量做标准的制定，希望相关的企业能够跟我们一起来共同推进这个事情。