华为云计算 云知识 你知道这10个物联网相关标准与联盟么?
你知道这10个物联网相关标准与联盟么?

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。

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。

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: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

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(通信技术委员会)、中国的CCSA(中国通信标准化协会)、韩国的TTA(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

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

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

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

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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