*项目名称1

(中文)

传感器网络数据描述规范

*项目名称

(英文)

Sensor Network Sensor Data Description Standards

*制定或修订2

 制定

 修订

被修订标准号

采用国际标准3

采标号

一致性程度标识

 IDT

 MOD

 NEQ

采标中文名称

采用快速程序4

 FTP

快速程序代码

*标准类别

ICS分类号

35.200.  ;   .   .  ;   .   .  

*技术委员会5

全国信息技术标准化技术委员会

全国

TC/SC号

TC28

(或)技术归口单位5

*起草单位

中国电子技术标准化研究所、中国科学院合肥物质科学研究院、传感器网络标准工作组

*主管部门6

工业和信息化部

*计划起始年

2011年

*完成年限

2011年

*目的﹑意义

本项目通过建立统一的传感数据模型，实现传感器网络中的传感数据格式规范化描述。传感数据描述是接口定义和标准制定的基础，是支持广泛互操作的基本元素。标准化的传感数据描述协议是传感器网络节点间互操作的前提，能有效提高异构传感器网络的信息共享程度，实现物联网的广泛互联。

*范围和主要

技术内容

本标准旨在建立统一的传感数据模型，提供一种静态的信息描述规则，用于描述网络化测控系统中传感器特性参数、数据格式和信号处理过程等重要内容，它是对传感器节点的全面描述。在传感数据模型基础上利用标准描述语言(如XML)对传感器在数据存储和交互过程中所用到的数据的排列、组合方式进行规范化定义。

*国内外情况

简要说明

国外相关机构，特别是一些标准组织，针对传感数据描述协议正逐步展开研究。20世纪90年代美国国家标准技术研究院(NIST)领导制定了IEEE 1451协议族，旨在将现有的变送器方便地连接到网络和系统。1451定义的变送器电子数据表单TEDS（Transducer Electronic Data Sheet）对传感器关键参数进行了较为详细的描述。1451协议制定者Lee在文献中用面向对象的方法描述了IEEE1451.1协议框架。开放地理空间联盟（OGC）于2002年就开始关注 SWE (Sensor Web Enablement)工作，并最终制定了SWE相关标准，描绘了传感器的万维网（world wide web）。SWE中定义SensorML(Sensor Model Language)、TransducerML(Transducer Markup Language)，以及O&M(Observation & Measurements)，它们是传感数据的静态信息模型。在信息模型基础了，SWE定义了包括SPS，SOS和SAS在内的Web服务。加拿大国家研究委员会（National Research Council）在本世纪初就提到潜在的传感器新技术已经受限于能够被广泛接受的传感器交互语言，这些语言用于表达传感器定义、属性、分类，以及描述传感器需求和性能，并最终建立标准的信息模型。文献提出了一种传感器节点模型，该模型尝试捕捉传感器节点最重要的特征信息，这些特征主要描述传感器的功能和当前状态。文献给出了一个传感器网络模型，在分析现有的传感器网络共同特征基础上给出了一个传感网络的概念模型。Russomanno等人关注传感器建模，以增强网络中心环境中传感器互操作性和融合的能力。他从传感器的分类、数据描述等多个方面对传感器数据进行建模。他建立的OntoSensor参考了基于OWL描述的SensorML，IEEE SUMO和ISO 19115。另外，ISO，ITU和IETF等也陆续成立了相关的工作组（WG）和研究组（SG），提出传感器网络方面的草案和标准，其中也涉及部分传感数据的定义。IrisNet工程(Internet-scale Resource-Intensive Sensor Network Services)是 Intel与美国卡耐基梅隆大学合作开发的技术，旨在设计一种能够提供较宽范围的传感器服务系统，为实现全球化的传感器Web提供需要的软件组件。该系统引入了data schema方法来定义传感数据，这样允许在更宽的网络上进行数据查询。

然而上述这些模型、标准和工程案例存在着两个方面的问题：一个是不完整，另一个是封闭性。不完整性体现在模型只是对传感器节点局部特征的描述，因而难以被广泛的接受。造成不完整性的结果和建模所采用的方法也有很大关系，因为模型建好后没有合适的理论方法来验证也是一个大的问题。IEEE1451 TEDS虽然一定程度上得到了厂家的支持，但是在交互协议方面制定的NCAP却很难推广，最主要的原因还是没有处理好自身和已有协议标准的关系。以IrisNet为例，这类系统数据集成程序是由用户来编写的，这些软件组成的可重用性较差。现在，一些典型的跟踪，入侵检测系统，他们将低级传感器信号转换为高级的事件系统供用户分析行动，但是这些系统架构本身是封闭的，事件语义也是和具体应用直接关联的，别的应用无法理解。

国内对网络化传感器接口技术的研究也逐步展开，如中国科学院微系统与信息技术研究所、中国科学院沈阳自动化研究所、东南大学、浙江大学、清华大学、华中科技大学等早就开展了在网络化传感器及传感器网络方面的研究工作。中科院微系统所成立了无线传感网络专门的研究室，并于2008年6月协同国家标准化管理委员会举办了首届国际传感器网络标准化大会（ISO/IEC JTC1 SGSN会议，6月25-27日，中国上海）。东南大学仪器科学与工程系在IEEE1451基础上设计研发了多种网络化智能传感器，并将其应用到分布式测控系统中。浙江大学在无线传感网络方面开展了大量研究，提出了一系列的路由、传输协议，部署、资源优化和分布式信息编码算法等。但总的来说对传感数据标准化描述协议较少涉及。本课题组所在的中国科学院合肥物质科学研究院智能所较早关注传感器网络化方面问题，开展网络化传感器接口模块标准化研究，实现了典型传感器的即插即用和在线编程等功能。课题组成员参与了ISO/IEC JTC1 SGSN关于传感器网络标准化草案首次讨论工作，并提交了网络化传感器标准化接口方面的研究报告“Discussion about Networked Sensor Interface”。申请人及所在课题组在传感器应用技术、接口模块方面开展了一系列的研究工作。

目前统一的传感数据描述协议及传输机制还没有建立，现有的传感数据描述框架之间存在耦合，甚至有矛盾的地方，并且有些传感特征参数还不能被这些模型完全描述。由于我国目前还没有这方面的标准和规范，使得在传感数据描述方面缺少国际话语权。一个被广泛接受的传感数据描述规范，能有效提高异构传感器网络的信息共享程度，实现物联网的广泛互联。更重要的是能够增强我国在世界范围内物联网产业方面的主导地位。

项目成本预算

3万元

备注