的DNS要有授权,并且有一定的组成架构。它能把每一种物品的编码进行解析,再通 过UR服务获得相关物品的进一步信息。 物联网管理机构包括企业物联网信息管理中心、国家物联网信息管理中心以及国际 物联网信息管理中心。其信息管理系统软件功能为:企业物联网信息管理中心负责管理 本地物联网,它是最基本的物联网信息服务管理中心,为本地用户单位提供管理、规划 及解析服务;国家物联网信息管理中心负责制定和发布国家总体标准,负责与国际物联 网互联,并且对现场物联网管理中心进行管理;国际物联网信息管理中心负责制定和发 布国际框架性物联网标准,负责与各个国家的物联网互联,并且对各个国家物联网信息 管理中心进行协调、指导、管理等工作。 624物联网产业链基本组成 物联网产业链中包括设备提供商(前端终端设备、网络设备、计算机系统设备)、 应用开发商、方案提供商、网络提供商,以及最终用户,如图6.3所示。 终端芯片 传感器 终端设备提供商 其它硬件 网络设备和软件提供商 方案提供商 业务运营 用户 (系统集成商 设备提供商 设备开发商 网络提供商 图6.3物联网产业链的基本组成 初期,业务的推动以终端设备提供商为主,其通过获取行业客户需求,寻求应用开 发商根据需求进行业务开发,网络提供商(电信运营商)提供网络服务,终端设备最终 提供商担当方案集成提供商角色,提供整体解决方案。这种终端设备厂商推出市场零星 的、缺乏规模化发展的条件,市场比较混乱,业务功能比较单一,特别是对系统的可靠 性、安全性要求较高的行业应用,该模式下很难得到整体质量的保障。因此随着产业规 模的进一步扩大,面临产业规划和统筹发展的问题,包括技术规划、业务发展规划等, 正当其时,国家从战略层面提出了“较快推进传感网发展”的目标。所以,在政府引导 和鼓励环境下,在加上一定的产业扶持政策,将形成国家统筹指导,需求方主导,科研 设备制造、网络服务等产业链多方通力合作的局面。 112
112 的 DNS 要有授权，并且有一定的组成架构。它能把每一种物品的编码进行解析，再通 过 UR 服务获得相关物品的进一步信息。 物联网管理机构包括企业物联网信息管理中心、国家物联网信息管理中心以及国际 物联网信息管理中心。其信息管理系统软件功能为：企业物联网信息管理中心负责管理 本地物联网，它是最基本的物联网信息服务管理中心，为本地用户单位提供管理、规划 及解析服务；国家物联网信息管理中心负责制定和发布国家总体标准，负责与国际物联 网互联，并且对现场物联网管理中心进行管理；国际物联网信息管理中心负责制定和发 布国际框架性物联网标准，负责与各个国家的物联网互联，并且对各个国家物联网信息 管理中心进行协调、指导、管理等工作。 6.2.4 物联网产业链基本组成 物联网产业链中包括设备提供商（前端终端设备、网络设备、计算机系统设备）、 应用开发商、方案提供商、网络提供商，以及最终用户，如图 6.3 所示。 设备开发商 终端芯片 终端设备提供商 网络设备和软件提供商 设备提供商 传感器 其它硬件 方案提供商 （系统集成商） 业务运营 用户 网络提供商 图 6.3 物联网产业链的基本组成 初期，业务的推动以终端设备提供商为主，其通过获取行业客户需求，寻求应用开 发商根据需求进行业务开发，网络提供商（电信运营商）提供网络服务，终端设备最终 提供商担当方案集成提供商角色，提供整体解决方案。这种终端设备厂商推出市场零星 的、缺乏规模化发展的条件，市场比较混乱，业务功能比较单一，特别是对系统的可靠 性、安全性要求较高的行业应用，该模式下很难得到整体质量的保障。因此随着产业规 模的进一步扩大，面临产业规划和统筹发展的问题，包括技术规划、业务发展规划等， 正当其时，国家从战略层面提出了“较快推进传感网发展”的目标。所以，在政府引导 和鼓励环境下，在加上一定的产业扶持政策，将形成国家统筹指导，需求方主导，科研、 设备制造、网络服务等产业链多方通力合作的局面
625物联网体系结构设计的基本原则 物联网有别于互联网,互联网的主要目的是构建一个全球性的计算机通信网络;物 联网则主要是从应用出发,利用互联网、无线通信技术进行业务数据的传送,是互联网 移动通信网应用的延伸,是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。当物联 网概念与近程通信、信息釆集、网络技术、用户终端没备结合之后,其价值才能逐步得 到展现。因此,设计物联网体系结构应该遵循以下几条原则 ①多样性原则。物联网体系结构必须根据物联网的服务类型、节点的不同,分别设 计多种类型的体系结构,不能也没有必要建立起唯一的标准体系结构。 ②时空性原则。物联网尚在发展之中,其体系结构应能满足在时间、空间和能源方 面的需求。 ③互联性原则。物联网体系结构需要平滑地与因特网实现互联互通,如果试图另行 设计一尝互联通信协议及其描述语言,那将是不现实的 ④扩展性原则。对于物联网体系结构的槊构,应该具有一定的扩展性,以便最大限 度地利用现有网络通信基础设施,保护已投资利益 ⑤安全性原则。物物互联之后,物联网的安全性将比互联网的安全性更为重要,因 此物联网的体系结构应能够防御大范围的网络攻击 ⑥健壮性原则。物联网体系结构应具备相当好的健壮性和可靠性。 626M2M体系结构 M2M是现阶段物联网最普遍的应用形式。M2M在欧洲以及韩国、中国已进入部分 商用,主要应用于安全监测、公共交通、物流系统、车队管理、工业流程自动化、城市 信息化等 欧洲电信标准学会(ETSI, European Teleconmmnications Standards Institute)制定的 M2M体系架构分为感知层、网络层、应用层三层,如图64所示。感知层包括MM终 端、无线传感器网络、LAN、M2M网关、M2M能力和MM应用;网络层包括接入网 和核心网两大部分和网络管理、终端管理功能;应用层包括各种各样的行业应用和用户 配置接
113 6.2.5 物联网体系结构设计的基本原则 物联网有别于互联网，互联网的主要目的是构建一个全球性的计算机通信网络；物 联网则主要是从应用出发，利用互联网、无线通信技术进行业务数据的传送，是互联网、 移动通信网应用的延伸，是自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。当物联 网概念与近程通信、信息采集、网络技术、用户终端没备结合之后，其价值才能逐步得 到展现。因此，设计物联网体系结构应该遵循以下几条原则： ①多样性原则。物联网体系结构必须根据物联网的服务类型、节点的不同，分别设 计多种类型的体系结构，不能也没有必要建立起唯一的标准体系结构。 ②时空性原则。物联网尚在发展之中，其体系结构应能满足在时间、空间和能源方 面的需求。 ③互联性原则。物联网体系结构需要平滑地与因特网实现互联互通，如果试图另行 设计一尝互联通信协议及其描述语言，那将是不现实的。 ④扩展性原则。对于物联网体系结构的槊构，应该具有一定的扩展性，以便最大限 度地利用现有网络通信基础设施，保护已投资利益。 ⑤安全性原则。物物互联之后，物联网的安全性将比互联网的安全性更为重要，因 此物联网的体系结构应能够防御大范围的网络攻击。 ⑥健壮性原则。物联网体系结构应具备相当好的健壮性和可靠性。 6.2.6 M2M 体系结构 M2M 是现阶段物联网最普遍的应用形式。M2M 在欧洲以及韩国、中国已进入部分 商用，主要应用于安全监测、公共交通、物流系统、车队管理、工业流程自动化、城市 信息化等。 欧洲电信标准学会（ETSI，European Teleconmmnications Standards Institute）制定的 M2M 体系架构分为感知层、网络层、应用层三层，如图 6.4 所示。感知层包括 M2M 终 端、无线传感器网络、LAN、M2M 网关、M2M 能力和 M2M 应用；网络层包括接入网 和核心网两大部分和网络管理、终端管理功能；应用层包括各种各样的行业应用和用户 配置接口
PC或专 监控用户参数配登)· 应用层 NM核心设备 终端管 业务能力 理能 浮 MM!MM能力排对核心核心网 词有内容的增强 网络层 传送网[AM然力入 理功能 M2M应用 见有标准 感知层 ENELEC 「MM应用 BUS、KNX等等 MM能力 的MM设备 MM终希/节点设备 节点设备 图64ETSI制定的M2M分层体系结构 中国移动M2M定义:M2M是通过在机器内部嵌入移动通信模块,以短消息业务 (SMS, Short Messaging service)/非结构化补充业务数据(USSD, Unstructured Supplementary Service Data通用分组无线业务(GPRS, General Packet Radio Services) 等为接入手段,为客户提供的信息化解决方案,满足客户对生产监控、指挥调度、数据 采集和测量等方面的信息化需求。中国移动MM业务系统结构如图65所示。 行业终端 !行业终端监控平台 运营商网络 FTP 数据阵模块 终端管理桃块 签约辔 理模块;:终端援入模块;'模块 因将网 佟端镫理祯块〕 通信授:}业务处理模∵、s 关;入模块 务趕 线调制解调器 网管按;业务管理模块 、大型企业 手持设备 网管系统 M2M平台 全园M2M业务系统结构图 图6.5中国移动制定的M2M业务系统结构 M2M平台提供统一的M2M终端管理、终端设备鉴权,并对目前行业网关尚未实 现的接入方式进行鉴权。支持多种网络接入方式,提供标准比的接口使得数据传输简单 直接。提供数据路由、监控,用户鉴权等管理功能。 行业网关:承载信息上报、参数配置、终端状态检测、终端注册等业务功能的短信 上下行通道
114 图 6.4 ETSI 制定的 M2M 分层体系结构 中国移动 M2M 定义：M2M 是通过在机器内部嵌入移动通信模块，以短消息业务 （SMS，Short Messaging Service）/非结构化补充业务数据（USSD，Unstructured Supplementary Service Data)/通用分组无线业务（GPRS，General Packet Radio Services） 等为接入手段，为客户提供的信息化解决方案，满足客户对生产监控、指挥调度、数据 采集和测量等方面的信息化需求。中国移动 M2M 业务系统结构如图 6.5 所示。 图 6.5 中国移动制定的 M2M 业务系统结构 M2M 平台提供统一的 M2M 终端管理、终端设备鉴权，并对目前行业网关尚未实 现的接入方式进行鉴权。支持多种网络接入方式，提供标准比的接口使得数据传输简单 直接。提供数据路由、监控，用户鉴权等管理功能。 行业网关：承载信息上报、参数配置、终端状态检测、终端注册等业务功能的短信 上下行通道
电信业务运营支撑系统(BOSs, Business Operation Support System):统一管理企 业客户(EC, Enterprlse Customer)信息,业务受理,计费和结算,业务信息(包括产 品信息)变更由BOSS完成。 行业终端监控平台:M2M平台提供文件传送协议(FTP, File transfer protocol)服 务,将每月统计文件存放在FTP的服务器内,供行业终端监控平台下载,以同步M2M 平台的终端管理数据。 627物联网的EPC体系结构 产品电子代码EPC的概念是将每个对象都赋予一个唯一的EPC,并由采用RFID技 术的信息系统管理,彼此联系,数据传输和数据储存由EPC网络来处理。欧洲物品编 码协会(EAN, European Article Numbering Association)和美国统一代码协会(UCC, Uniform Code Council)于2003年9月联合成立了非营利性组织 EPC Global,将EPC纳 入了全球统一标识系统,实现了全球统一标识系统中的全球贸易项目代码(GTIN, Global Trade Item Number)编码体系与EPC概念的完美结合 EPC Global对于物联网的描述是,一个物联网主要由EPC编码体系、RFID系统及 信息网络系统三部分组成。 1、EPC编码体系 物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然,首先要做的是实现全球物品的统 一编码,即对在地球上任何地方生产出来的任何一件物品,都要给它打上电子标签。在 这种电子标签携带有一个电子产品代码,并且全球唯一。电子标签代表了该物品的基本 识别信息。目前,欧美支持的EPC编码和日本支持的到处存在的标识(UID, Ubiquitous Identification)编码是两种常见的电子产品编码体系。 2、射频识别系统 RFID系统包括EPC标签和读写器。EPC标签是编号(每件商品唯一的号码,即牌 照)的载体,当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中时,该物品与EPC标签中的产品 电子代码就建立起了一对一的映射关系。EPC标签从本质上来说是一个电子标签,通过 RFID读写器可以对EPC标签内存信息进行读取。这个内存信息通常就是产品电子代码。 产品电子代码经读写器报送给物联网中间件,经处理后存储在分布式数据库中。用户查 询物品信息时只要在网络浏览器的地址栏中,输入物品名称、生产商、供货商等数据, 就可以实时获悉物品在供应链中的状况。目前,与此相关的标准已制定,包括电子标签 115
115 电信业务运营支撑系统（BOSS，Business Operation Support System）：统一管理企 业客户（EC，Enterprlse Customer）信息，业务受理，计费和结算，业务信息（包括产 品信息）变更由 BOSS 完成。 行业终端监控平台：M2M 平台提供文件传送协议（FTP，File Transfer Protocol）服 务，将每月统计文件存放在 FTP 的服务器内，供行业终端监控平台下载，以同步 M2M 平台的终端管理数据。 6.2.7 物联网的 EPC 体系结构 产品电子代码 EPC 的概念是将每个对象都赋予一个唯一的 EPC，并由采用 RFID 技 术的信息系统管理，彼此联系，数据传输和数据储存由 EPC 网络来处理。欧洲物品编 码协会（EAN，European Article Numbering Association）和美国统一代码协会（UCC， Uniform Code Council）于 2003 年 9 月联合成立了非营利性组织 EPC Global，将 EPC 纳 入了全球统一标识系统，实现了全球统一标识系统中的全球贸易项目代码（GTIN，Global Trade Item Number）编码体系与 EPC 概念的完美结合。 EPC Global 对于物联网的描述是，一个物联网主要由 EPC 编码体系、RFID 系统及 信息网络系统三部分组成。 1、EPC 编码体系 物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然，首先要做的是实现全球物品的统 一编码，即对在地球上任何地方生产出来的任何一件物品，都要给它打上电子标签。在 这种电子标签携带有一个电子产品代码，并且全球唯一。电子标签代表了该物品的基本 识别信息。目前，欧美支持的 EPC 编码和日本支持的到处存在的标识（UID，Ubiquitous Identification）编码是两种常见的电子产品编码体系。 2、射频识别系统 RFID 系统包括 EPC 标签和读写器。EPC 标签是编号（每件商品唯一的号码，即牌 照）的载体，当 EPC 标签贴在物品上或内嵌在物品中时，该物品与 EPC 标签中的产品 电子代码就建立起了一对一的映射关系。EPC 标签从本质上来说是一个电子标签，通过 RFID 读写器可以对 EPC 标签内存信息进行读取。这个内存信息通常就是产品电子代码。 产品电子代码经读写器报送给物联网中间件，经处理后存储在分布式数据库中。用户查 询物品信息时只要在网络浏览器的地址栏中，输入物品名称、生产商、供货商等数据， 就可以实时获悉物品在供应链中的状况。目前，与此相关的标准已制定，包括电子标签
的封装标准及电子标签和读写器间数据交互标准等 3、EPC信息网络系统 EPC信息网络系统包括EPC中间件、发现服务和EPC信息服务三部分。 EPC中间件通常指一个通用平台和接口,是连接RFID读写器和信息系统的纽带 它主要用于实现RFID读写器和后端应用系统之间信息交互、捕获实时信息和事件,或 向上传送给后端应用数据库软件系统以及企业资源计划(ERP, Enterpdse Resource Planning)系统等,或向下传送给RFID读写器。 EPC信息发现服务( Discovery Service)包括ONS以及配套服务,基于电子产品代 码,获取EPC数据访问通道信息。目前,ONS系统和配套的发现服务系统由 EPC Global 委托 Verisign公司进行运维,其接口标准正在形成之中 EPC信息服务( EPCIS, EPC Information Service)即EPC系统的软件支持系统,用 以实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。可见,一个EPC物联网体系架构主要 由EPC编码、EPC标签及RFID读写器、中间件系统、ONS服务器和 EPCIS服务器等 部分构成,如图66所示 ON服务器」[ECS服务器 物体EPC标签 RFID读写器 中间件系统 互联网 EPC编码 EPC数据 ER系统PML服务器 图66EPC物联网体系结构示意图 由图66可以看到一个企业物联网应用系统的基本架构。该应用系统由三大部分组 成,即RFID识别系统、中间件系统和计算机互联网系统。其中RFID识别系统包含EPC 标签和RFID读写器,两者通过RFID空中接口通信,EPC标签贴于每件物品上。中间 件系统含有 EPCIS、PML以及ONS及其缓存系统,其后端应用数据库软件系统还包含 ERP系统等,这些都与计算机互联网相连,故可及时有效地跟踪、查询、修改或增减数 RFID读写器从含有一个EPC或一系列EPC的标签上读取物品的电子代码,然后将 读取的物品电子代码送到中间件系统中进行处理。如果读取的数据量较大而中间件系统 处理不及时,可应用ONS来储存部分读取数据。中间件系统以该EPC数据为信息源, l16
116 的封装标准及电子标签和读写器间数据交互标准等。 3、EPC 信息网络系统 EPC 信息网络系统包括 EPC 中间件、发现服务和 EPC 信息服务三部分。 EPC 中间件通常指一个通用平台和接口，是连接 RFID 读写器和信息系统的纽带。 它主要用于实现 RFID 读写器和后端应用系统之间信息交互、捕获实时信息和事件，或 向上传送给后端应用数据库软件系统以及企业资源计划（ERP，Enterpdse Resource Planning）系统等，或向下传送给 RFID 读写器。 EPC 信息发现服务（Discovery Service）包括 ONS 以及配套服务，基于电子产品代 码，获取 EPC 数据访问通道信息。目前，ONS 系统和配套的发现服务系统由 EPC Global 委托 Verisign 公司进行运维，其接口标准正在形成之中。 EPC 信息服务（EPCIS，EPC Information Service）即 EPC 系统的软件支持系统，用 以实现最终用户在物联网环境下交互 EPC 信息。可见，一个 EPC 物联网体系架构主要 由 EPC 编码、EPC 标签及 RFID 读写器、中间件系统、ONS 服务器和 EPCIS 服务器等 部分构成，如图 6.6 所示。 图 6.6 EPC 物联网体系结构示意图 由图 6.6 可以看到一个企业物联网应用系统的基本架构。该应用系统由三大部分组 成，即 RFID 识别系统、中间件系统和计算机互联网系统。其中 RFID 识别系统包含 EPC 标签和 RFID 读写器，两者通过 RFID 空中接口通信，EPC 标签贴于每件物品上。中间 件系统含有 EPCIS、PML 以及 ONS 及其缓存系统，其后端应用数据库软件系统还包含 ERP 系统等，这些都与计算机互联网相连，故可及时有效地跟踪、查询、修改或增减数 据。 RFID 读写器从含有一个 EPC 或一系列 EPC 的标签上读取物品的电子代码，然后将 读取的物品电子代码送到中间件系统中进行处理。如果读取的数据量较大而中间件系统 处理不及时，可应用 ONS 来储存部分读取数据。中间件系统以该 EPC 数据为信息源