2018-物联网技术标准白皮书_68页-22mb

IoT合作伙伴计划联盟白皮书总结

核心内容

IoT合作伙伴计划联盟（IoT Connectivity Alliance）发布的白皮书旨在解决物联网产业中存在的碎片化、互操作性差、安全薄弱、资源利用率低等问题，通过制定统一的技术标准，推动建立开放、互联、安全的物联网生态体系，为整个行业创造更大价值。

白皮书涵盖了物联网技术标准体系的多个方面，包括数据标准、连接标准、服务标准、安全标准、OS标准和测试标准，并详细阐述了每一类标准的定义、现状、问题以及联盟的解决方案。

主要观点

1. 物联网产业现状与趋势

   • 物联网已从传统行业的辅助工具发展为改变产业和生活方式的重要技术。
   • 2014-2015年，中国物联网产业规模分别达到6200亿和7500亿，预计2020年将突破2万亿。
   • 全球联网设备数量预计在2020年达到260亿，市场规模达到1.9万亿美元。
   • 物联网发展趋势包括与大数据、云计算、人工智能的深度融合，形成以数据驱动的产业升级。
   • 物联网面临的主要挑战包括标准缺失、资源能力不足、安全问题等。

2. 联盟标准体系与组织架构

   • 联盟设立了5个标准工作组，分别为连接标准组、数据标准组、低功耗广域网标准组、安全标准组、测试认证组。
   • 联盟目标是推动标准共建，解决碎片化问题，提升互操作性和安全性，促进国际标准发展。

3. 物联网架构

   • 联盟将物联网架构划分为四层：设备感知层、网络通讯层、公共服务层、行业应用层。
   • 感知层负责数据采集，网络层负责数据传输，公共服务层提供基础服务，应用层实现行业智能化。

关键信息

3.1 数据标准

• 数据标准旨在实现设备间的数据互通，解决数据属性不一致的问题。
• 标准内容包括：设备模型、设备属性、数据单位、数据映射方法。
• 设备属性包括功能特性（Feature）和属性（Property），并有读写权限、单位、数据类型、扩展属性等定义。

3.2 标准化品类

• 已经标准化的设备品类包括：家具类、传感类、蓝牙类、建筑、城市、工业类，共涵盖100余种设备。

4.1 连接标准

• 连接标准包括接入技术标准和网络应用技术标准。
• 主流接入技术包括：Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、Sub-1GHz、NB-IoT、LoRa、RFID。
• 联盟正在制定统一的Wi-Fi配网协议、BLE协议补充标准、ZigBee协议补充标准、Sub-1GHz协议标准、LoRaWAN标准、RFID数据传输协议等。

4.3 网络应用技术标准

• 主流协议包括：HTTP、MQTT、CoAP、AT指令集、异构网络标准。
• 联盟对这些协议进行标准化和扩展，以满足物联网的特殊需求。

5.1 服务标准

• 服务标准包括：设备管理服务、用户管理服务、运维管控服务、资源交换服务。
• 设备管理服务涵盖设备认证、注册、会话、状态、控制、权限、设备影子等。
• 用户管理服务包括用户注册、权限管理、设备绑定等。
• 运维管控服务支持OTA升级和日志查询。
• 资源交换服务实现设备间的数据交互，包括资源描述、交换方式等。

6.1 安全标准

• 安全标准涵盖安全算法、芯片安全、传输安全、设备认证。
• 安全算法包括对称加密、非对称加密和摘要算法，如AES、RSA、MD5等。
• 芯片安全包括**Secure MCU、TrustZone、SE（Secure Element）**等技术。
• 传输安全要求使用SSL/TLS、DTLS、IPSec等协议。
• 设备认证需支持大规模连接，联盟推荐遵循国家标准《信息技术智能设备操作系统身份识别服务接口规范》。

7.1 OS标准

• OS标准包括物联网操作系统标准和硬件抽象层（HAL）标准。
• 物联网操作系统需支持任务管理、定时器、队列、信号量、邮箱、互斥锁、内存管理等。
• HAL层标准用于屏蔽硬件差异，支持Wi-Fi、ADC、FLASH、GPIO、I2C、PWM、RNG、RTC、SPI、Timer、UART、WDG等硬件操作。

8.1 测试标准

• 测试标准包括数据测试、连接测试、服务测试。
• 连接测试涵盖协议一致性、互操作性、配网、连接稳定性、性能、无线射频、电气与环境、功耗等方面。
• 服务测试包括设备管理、用户管理、运维管控、资源交换等服务的测试标准。

总结

IoT合作伙伴计划联盟通过制定和实施统一的技术标准，旨在推动物联网产业的互联互通、互操作性、安全性和标准化发展。联盟涵盖物联网的多个核心领域，包括数据、连接、服务、安全、操作系统及测试等，构建了一个完整的物联网标准体系。这些标准的制定与实施，将为物联网生态的健康发展提供坚实基础，促进物联网技术在智慧城市、智慧家庭、智慧工业等领域的广泛应用。