你知道这10个物联网相关标准与联盟么?

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我是卤蛋 发表于 2020/01/16 10:36:35 2020/01/16
【摘要】 物联网涉及很多领域,在这些领域中和物联网相关的标准和提出这些标准的联盟您都了解么?本文将会为您一一讲解。

物联网是一个很大的概念,涉及各行各业,这些行业在接入物联网的过程中使用了各种各样的行业标准,有些标准是专门为物联网制定的,也有些标准是已有标准沿用到物联网中。关于这些行业标准和制定这些标准的联盟,您又了解多少呢?接下来让我们为您一一介绍。

RFID与Auto-ID Labs

RFID,全称是Radio Frequency IDentification,射频识别技术,是一项无线电通信技术,允许识别系统通过无线电信号识别特定目标并读取数据,而无需识别系统和特定目标间建立机械或光学回路。

RFID系统由标签和阅读器两部分组成。标签附在要辨识的物体上,由具有双向无线电收发功能的阅读器向标签发射信号并解读其应答。

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RFID标签又至少包含两部分,一个集成电路用于存储和处理信息(包括调制和解调无线电信号)和一个微型无线电收发器。标签的无线电收发器收到阅读器发出的编码过的无线电信号后,发出自身的识别消息进行应答。标签的识别消息存储在标签的数据存储区中,这个消息可以是标签自己的串行号,也可以是标签所属物体的信息,例如物料编号,设备ID,或者其他特定信息。标签可以是只读的,也可以是可读写的。只读标签只会返回自己的串行号,具体业务方可以使用这个串行号关联至产品的具体数据。可读写标签则具有一个可擦写的存储区,业务方可将产品信息写入标签的存储区中,标签发送信号时携带产品信息。

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应用于物联网领域的网络化RFID标准由Auto-ID Labs制定与维护,这个组织由七所来自不同大洲的大学组成:美国麻省理工学院(MIT),瑞士圣加仑大学(HSG),瑞士苏黎世联邦理工学院(ETHZ),英国剑桥大学,中国复旦大学,日本庆应义塾大学和韩国科学技术院(KAIST)。这个组织致力于从硬件、软件、商业三个方面研究物联网先端技术,当前主要包括RFID技术和新型传感器技术。

EPC和EPCglobal

EPC,全称是Electronic Product Code,电子产品码。EPC设计出来是为了能够给世界上每一个物体分配一个独一无二的标识,其主要的应用场景之一就是作为RFID的标签串行号。运用在RFID技术中的EPC是一个96位的数据串,前8位用于标识协议的版本,接下来28位识别管理这个标签的组织,该组织编号由EPCglobal统一分配;接下来是24位的对象分类,用于确定产品的类别,和36位的标签唯一串行号,这两个字段是由发布标签的组织设置。EPC的框架较为灵活,根据使用者的设计可以携带不同的信息,但是需要注意的是,EPC的设计初衷是一个纯粹的标识符,一般不用于携带产品信息,反之,EPC标准建议使用EPC作为访问全球产品信息库的钥匙。

EPC标准最初由MIT Auto-ID Center制定,现在由EPCglobal维护。EPCglobal是GS1(制定了条形码标准的组织)的一个附属组织,其主要职责就是EPC标准的制定与维护。

NB-IoT与3GPP

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NB-IoT,全称是Narrow Band Internet of Things,窄带物联网。它是LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网)的一种,具有超低功耗,超低成本,超强覆盖,超大连接四大特点。关于NB-IoT技术我们之前曾专门写过一篇文章介绍,此处就不再赘述。

而当前负责制定与维护NB-IoT标准的3GPP组织的大名相信很多人都有所耳闻。3GPP的全称是3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划,是一个国际标准化机构,它的成员包括欧洲的ETSI(欧洲电信标准协会)、日本的ARIB(社团法人电波产业会)和TTC(情报通信技术委员会)、中国的CCSA(中国通信标准化协会)、韩国的TTA(情报通信技术协会)、北美洲的ATIS(电信工业解决方案联盟)和印度的TSDSI(电信标准开发协会)。3GPP致力于制定移动通信标准,从2G到5G的移动通信标准均由3GPP制定与维护,因此可以说是本文中知名度最高的联盟。

5G与3GPP

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提到物联网相关标准,5G肯定是绕不过去的。5G,即第五代移动通信标准,是4G技术的延伸,但与4G最大的区别在于,5G使用了频率超高的毫米波进行通信。频率越高,能使用的频率资源约丰富,能实现的传输速率也越高。这也是为什么物联网对5G商用翘首以盼:无人驾驶、智慧城市等物联网场景都是在一个广大的范围内有海量设备要接入网络,部分高度智能设备(如智能车辆)对网速还有着较高的要求。专网建设虽然可行,但成本无法忽视,而5G作为人们日常通信使用的网络,覆盖自然无可厚非,并且还有着超快的传输速率。因此,5G虽不是为物联网而生,但物联网必将成为5G最主要的应用场景之一。

5G作为移动通信标准,也是由3GPP组织制定与维护,该组织我们上面已经介绍过了,这里就不再复述。

LoRa与LoRa Alliance

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LoRa,全称是Long Range,是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,也是LPWAN的一种。LoRa技术的原型由一家法国公司Cycleo研发,2012年,该公司被美国公司Semtech公司收购,Semtech基于这项技术,推出了LoRa。LoRa的技术特点与NB-IoT类似,也是低功耗,广覆盖,适用于海量连接场景,但两者之间有一个最大的差异,就是频谱:NB-IoT工作于授权频谱,也就是专门划分的频段;LoRa工作于非授权频谱,也就是某些指定的免费频段。更进一步说,就是NB-IoT网络仅能由运营商搭建,企业使用运营商提供的服务,而LoRa网络可以由企业自行搭建。但LoRa始终是一项私有技术,其核心技术的技术专利掌握在Semtech手里,Semtech通过技术授权和出售LoRa核心芯片盈利。

为了推广LoRa,Semtech公司在2015年牵头成立了LoRa Alliance,初创成员包括IBM、Cisco、HP等公司,主要致力于LoRa产业生态的建设。

Sigfox

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这一节的标题之所以只有一个名词,是因为Sigfox既是技术的名字,也是这项技术所属公司的名字。Sigfox也是LPWAN的一种,是一种类蜂窝网络的UNB(超窄带)技术。Sigfox的UNB方案利用低带宽、低数据率、简单粗暴的容错和冲突解决手段,实现了降低成本的效果,但相对的,用户可发送的数据量也被压低:SigFox的每条信息有效载荷不超过12 比特。每个 SigFox终端每天最多能发送 140 条信息。Sigfox和LoRa一样工作于非授权频谱,但Sigfox和LoRa的商业模式不同:LoRa发展开放生态,建立了LoRa Alliance,允许联网成员建立自己的LoRa网络;Sigfox则联合合作伙伴在各国建立网络,向设备生产商收取设备接入网络的费用,运营模式比较接近电信运营商。

ZigBee与ZigBee Alliance

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ZigBee是一项基于IEEE802.15.4协议的短距离低速率无线通信技术。和同样是短距离通信技术的Wi-Fi和蓝牙相比,它的传输速率更低,但是成本、功耗和复杂度也更低,更适用于物联网场景。ZigBee工作于非授权频谱,主要适合于自动控制和远程控制领域,在物联网中的一个典型应用就是智慧家居。ZigBee采用的自组织形式的网络机构,每个设备都是网络中的一个节点,主动寻找通信范围内的其他节点进行通信,通过这种形式结成一张互联互通的网络。即使网络中有部分节点故障了,只要正常节点还在彼此的通信范围内,ZigBee网络就依然可以工作。

负责制定和维护ZigBee标准的联盟是ZigBee Alliance,成立于2002年,其成员包括亚马逊、谷歌、苹果等公司,制定并维护了包括ZigBee在内的多个标准。

物联网主流通信协议和它们的联盟

在物联网场景中,通信主要发生在设备和物联网平台之间,由于大部分物联网设备都是资源受限型设备,它们的物理资源和网络资源都非常有限,直接使用现有的HTTP协议进行通信对它们来说要求实在是太高了。因此,物联网场景中主要使用的通信协议都是轻量级的,为资源受限环境而设计的通信协议,例如CoAP/LWM2M协议和MQTT协议。

关于CoAP/LWM2M协议和MQTT协议,我们之前曾专门写过一篇文章介绍,此处也不再赘述,接下来就只单独介绍下制定这三个协议标准的联盟。

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CoAP协议标准由OCF制定,OCF的全称是Open Connectivity Foundation,是一个致力于制定物联网相关标准的工业联盟。OCF的前身是2014年由因特尔、博通和三星创立的OIC(Open Interconnect Consortium),但不久之后,博通就因为对OIC对知识产权处理方式有不同意见而离开了联盟。2016年,OIC改名为OCF,并新增了微软、高通等公司作为成员。至今,OCF已拥有超过300家成员公司,是IoT领域中最大的标准化组织之一。

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LWM2M协议由OMA制定,OMA的全称是Open Mobile Alliance,是一个致力于制定移动通信行业相关标准的联盟。OMA于2002年成立,它将包括WAP Forum,Wireless Village,The SyncML Initiative在内的多个组织整合到一起,制定统一的规章和工作流程,加速行业标准统一化。OMA的成员包括移动设备制造商(如爱立信、高通),移动通信运营商(如AT&T,NTT Docomo)和软件供应商(如Gemalto、Mavenir)。

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MQTT标准最早于1999年由IBM提出,但在2014年,MQTT v3.1.1开始,MQTT通过审核成为了OASIS标准。OASIS的全称是Organization for the Advancement of Structured Information Standards,致力于制定可用于多个领域的标准化信息结构。OASIS的前身是1993年成立的SGML Open组织,成立当初只专注于Standard Generalized Markup Language (SGML)的标准制定,后来由于业务范围的扩大而改名为OASIS。OASIS的当前成员有来自美国律师协会、Dell、IBM、微软等各行各业的专家。


看完本文,您是不是对物联网相关行业标准和联盟有了更多的了解?但正如本文一开始所说的,物联网是个很大的概念,还有很多物联网相关的标准和联盟本文没有介绍,奈何篇幅不够,只能割爱,各位读者若感兴趣,可自行了解。


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