面向智慧城市物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用研究

胡蔚 徐嘯峰 馬樂(lè)

我國(guó)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的研究，主要是針對(duì)技術(shù)研究，對(duì)于應(yīng)用端的研究較少，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用存在諸多局限性。因此，需要加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及需求進(jìn)行總結(jié)分析，從而制定對(duì)應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，從而促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用與發(fā)展。

一、物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的必要性

我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用，在各個(gè)領(lǐng)域仍然存在一定的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)方面、行業(yè)應(yīng)用方面、商業(yè)模式方面、政策環(huán)境方面等。具體而言，在技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)方面，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、核心技術(shù)落后的問(wèn)題較為突出；在行業(yè)應(yīng)用方面，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈體系較為單薄，還沒(méi)有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈；在商業(yè)模式方面，商業(yè)模式缺乏創(chuàng)新、不夠成熟是制約物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市應(yīng)用的主要問(wèn)題；在政策環(huán)境方面，當(dāng)前我國(guó)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用在智慧城市建設(shè)中的相關(guān)政策還不夠完善，亟需出臺(tái)相應(yīng)的政策予以保障。因此，智慧城市建設(shè)中需要完善物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)，建立完整的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，確保物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的實(shí)效性。

二、物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及應(yīng)用需求

（一）物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

文章從國(guó)際現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。

國(guó)際上，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作早己開(kāi)展。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化一直是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織工作的熱點(diǎn)。2011年5月，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織“oneM2M”成立，其自成立以來(lái)，一直致力于研究語(yǔ)義、架構(gòu)、需求等方面的內(nèi)容，現(xiàn)階段，其正在研究基于表征狀態(tài)轉(zhuǎn)移風(fēng)格（RESTfuI）體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的扶持力度較大，因此我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)獲得了較快發(fā)展。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作組提出的”六域模型“物聯(lián)網(wǎng)參考模型，成為全球首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)頂層架構(gòu)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目ISO/IEC30141。

（二）物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用需求

智慧城市建設(shè)離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)的支持，而物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮自身價(jià)值和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)支撐。但是，現(xiàn)階段，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)有待完善，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較分散，尚未形成統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)。這在一定程度上阻礙了智慧城市建設(shè)進(jìn)程。因此，需要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)情況，分析物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的工作需求，從而為下一步工作開(kāi)展做好準(zhǔn)備。

三、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的行業(yè)應(yīng)用分析

（一）物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用情況

在智慧城市建設(shè)中，相關(guān)硬件的設(shè)備商都遵循同樣的標(biāo)準(zhǔn)，可能是所有最終使用者的意愿，但是實(shí)際情況是，每種標(biāo)準(zhǔn)都存在自己的優(yōu)勢(shì)，同樣也會(huì)存在自身劣勢(shì)，而市場(chǎng)最終會(huì)選擇部署簡(jiǎn)單、使用人數(shù)最多、兼容性最好的標(biāo)準(zhǔn)。但是現(xiàn)階段，由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)能夠應(yīng)用在具有共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及具有相對(duì)局限性的場(chǎng)景中。

在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)仍然存在社會(huì)化應(yīng)用程度低、應(yīng)用系統(tǒng)價(jià)值鏈單一等問(wèn)題，整體呈現(xiàn)單一功能、單一服務(wù)的工具型低級(jí)應(yīng)用模式，同時(shí)由于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目在不同區(qū)域內(nèi)的建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容的不一致性，也存在著信息資源范圍不全、信息共享的適時(shí)性差、信息的資源共享范圍小、精準(zhǔn)化管理程度低等問(wèn)題。

同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在智慧城市中的應(yīng)用，也有其優(yōu)勢(shì)，例如在智慧交通中的應(yīng)用，雖然存在一定的局限性，但是實(shí)現(xiàn)了車牌信號(hào)的信息源采集的統(tǒng)一化，依然是交通行業(yè)的突破性進(jìn)展；再如在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，能夠采集和獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的要素信息，實(shí)現(xiàn)采集信息化。下文將詳細(xì)分析物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系在交通行業(yè)以及農(nóng)業(yè)的應(yīng)用。

（二）在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)在智慧交通領(lǐng)域的重要產(chǎn)品包括視頻監(jiān)控?cái)z像頭、車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器等。這些產(chǎn)品在各自的領(lǐng)域內(nèi)都有相關(guān)的行業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，涉及的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也只是部分內(nèi)容具有共性，且對(duì)于相關(guān)技術(shù)的規(guī)范有一定的差異性。這就從根本上限制了物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的實(shí)際目的。

物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)在智慧交通中所使用的視頻識(shí)別技術(shù)是基于自動(dòng)分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息，并通過(guò)對(duì)交通信息源來(lái)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)諸如車輛追蹤、車輛識(shí)別、交通流量控制等業(yè)務(wù)功能。

視頻識(shí)別技術(shù)所涉及的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)包括通信協(xié)議、視頻編碼格式等都相對(duì)完善，但在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面，仍然有很長(zhǎng)的一段路要走，需要對(duì)當(dāng)前已經(jīng)形成的業(yè)務(wù)功能應(yīng)用去制定共性的應(yīng)用子標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的制定中產(chǎn)業(yè)推廣和應(yīng)用規(guī)范彼此需要不斷協(xié)同，是一個(gè)共同推進(jìn)的過(guò)程。

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在智慧交通的應(yīng)用發(fā)展，需要結(jié)合其他行業(yè)的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行綜合考慮。特別是在其他行業(yè)數(shù)據(jù)融合和交換方面，比如在人口數(shù)據(jù)庫(kù)、城市基礎(chǔ)設(shè)施庫(kù)等領(lǐng)域，來(lái)挖掘信息服務(wù)并實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范同步，并可以在原有標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的基礎(chǔ)上并根據(jù)進(jìn)展來(lái)制定應(yīng)用子標(biāo)準(zhǔn)的初步框架，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步進(jìn)行完善，以實(shí)現(xiàn)架構(gòu)統(tǒng)一、技術(shù)分工、應(yīng)用合作的目的。

（三）在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化主要是規(guī)范農(nóng)業(yè)投入品、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程和農(nóng)產(chǎn)品的收獲、貯藏、加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，我國(guó)已制定了一系列農(nóng)業(yè)方面的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系貫穿了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程，這為近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)提供了重要的基礎(chǔ)內(nèi)容。

在物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用共性標(biāo)準(zhǔn)方面，通過(guò)將現(xiàn)有農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化成果及與其相關(guān)的計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等方面的標(biāo)準(zhǔn)成果融合，已建立了基于總體共性標(biāo)準(zhǔn)和共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)，基于物聯(lián)網(wǎng)感知層標(biāo)準(zhǔn)體系、傳輸層標(biāo)準(zhǔn)體系、處理層標(biāo)準(zhǔn)體系和應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及基于大田種植物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系、設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系、畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系、水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系和農(nóng)產(chǎn)品物流物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，從而形成“物聯(lián)網(wǎng)大農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化”。

在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、貯藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)受生物性、區(qū)域性、季節(jié)性等因素的影響，決定了物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用功能子標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性，通過(guò)將每種農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)模塊化，即涵蓋為單一產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品等方面特有屬性的標(biāo)準(zhǔn)，不同模塊的組合就構(gòu)成了完整的標(biāo)準(zhǔn)體系框架。

當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系在農(nóng)作物種植方面已經(jīng)體現(xiàn)為卓有成效的自動(dòng)化管理，這其中包含在數(shù)據(jù)采集、視頻實(shí)時(shí)傳輸、生產(chǎn)設(shè)備控制、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物質(zhì)量的提升，為農(nóng)作物的安全性提供有力保障。然而目前，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化體系應(yīng)用還未全方位展開(kāi)，標(biāo)準(zhǔn)中涉及的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備水平仍有待提升；在模塊化的特性標(biāo)準(zhǔn)方面需要加強(qiáng)對(duì)單一產(chǎn)品的編碼標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化工作；在應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)方面，還需要通過(guò)基于相關(guān)的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)管理平臺(tái)等的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，并開(kāi)展相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化制定工作。

四、物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)應(yīng)用分析

（一）重視標(biāo)準(zhǔn)組織加強(qiáng)分工與合作

現(xiàn)階段，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，已經(jīng)發(fā)展到標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段，但是相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化仍處于劣勢(shì)，因此實(shí)施以感應(yīng)為核心的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略刻不容緩。我國(guó)應(yīng)緊跟國(guó)際步伐，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，不斷推進(jìn)“共性平臺(tái)+應(yīng)用子集”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的形成，從國(guó)家層面來(lái)說(shuō)，應(yīng)加強(qiáng)協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，不斷突破商業(yè)模式、規(guī)模產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線、卡位技術(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)階段，我國(guó)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究較為狹隘，一般只重視自身領(lǐng)域的研究，研究過(guò)程較為獨(dú)立，相互之間缺乏有效的交流和溝通。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)涉及人們生活的各個(gè)方面，因此各行各業(yè)應(yīng)在原有工作的基礎(chǔ)上，建立統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)牽涉范圍廣，不可能用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)把所有的行業(yè)都覆蓋，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)需要是在原有工作的基礎(chǔ)上整合相關(guān)資源，進(jìn)行跨部門、跨地區(qū)合作，加強(qiáng)交流和溝通，加強(qiáng)協(xié)作，共同制定中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)“大”標(biāo)準(zhǔn)體系，再按照行業(yè)各自合作推行。

（二）重視國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化

我國(guó)在制定物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，應(yīng)立足于國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，吸收前人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，占據(jù)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化市場(chǎng)后，再加強(qiáng)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際的接軌，將我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)上升到國(guó)際層次。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)是將來(lái)國(guó)家廠商積極參與的熱門標(biāo)準(zhǔn)，因此我國(guó)在制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，不僅要考慮本國(guó)實(shí)際情況，還要充分考慮國(guó)際情況，用自己的技術(shù)制定出符合國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制完成后，我國(guó)應(yīng)積極將其推向國(guó)際市場(chǎng)，逐步上升到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中應(yīng)積極推動(dòng)國(guó)內(nèi)廠商的參與和科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)開(kāi)發(fā)與研制，制定出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新。以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為依托，逐步獲取國(guó)際廠商的認(rèn)可，促使我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。同時(shí)要加強(qiáng)與亞太國(guó)家的合作，共同建立物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，逐步形成適合亞太物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作。

五、結(jié)語(yǔ)

總而言之，文章以物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)在智慧交通領(lǐng)域和智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用為例，對(duì)面向智慧城市物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用進(jìn)行深入研究，物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)在智慧城市不同行業(yè)中的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)行業(yè)的智能化發(fā)展，從而推動(dòng)我國(guó)智慧城市建設(shè)進(jìn)程。物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的重要特性之一就是國(guó)際化程度高，因此促使我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌，同時(shí)研發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化，促使物聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)更深、更廣的應(yīng)用到行業(yè)內(nèi)，為我國(guó)智慧城市建設(shè)提供巨大動(dòng)力。