引言：“CASAGRAS”是歐盟所支持的項(xiàng)目計(jì)劃，主要在支持與協(xié)調(diào)全球RFID相關(guān)活動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)化。參與此計(jì)劃的專家除來自歐洲外，還有來自中國、日本、韓國以及美國等。由于該份文件已經(jīng)考慮到國際面向有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與其它落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的條件以及RFID在其中的角色，所以可做為各國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之參考。
前言
日前筆者已對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的概念及其發(fā)展有所陳述，但對于其所涉及的技術(shù)說明則甚為不足，認(rèn)為有必要進(jìn)一步補(bǔ)上這方面的資料。然而個(gè)人知識有限，手上的數(shù)據(jù)亦多片段不全，于是乎搜尋相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展單位之?dāng)?shù)據(jù)庫，希望更有系統(tǒng)的了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)也能與讀者分享。
CASAGRAS是歐盟所支持的項(xiàng)目計(jì)劃，主要在支持與協(xié)調(diào)全球RFID相關(guān)活動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)化，其全稱為“Coordination And Support Action for Global RFID-related Activities and Standardization”。參與此計(jì)劃的專家除來自歐洲外，還有來自中國、日本、南韓以及美國，其最終的報(bào)告“RFID and the inclusive models for the internet of things”于2009年9月發(fā)布。由于該份文件已經(jīng)考慮到國際面向有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與其它落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的條件以及RFID在其中的角色，所以除了幫助歐洲委員會(huì)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)策略與實(shí)施路徑；事實(shí)上，該份報(bào)告也可做為各國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之參考。
以下僅摘譯技術(shù)框架部份，做為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)認(rèn)知的起頭。若讀者自己想實(shí)時(shí)閱讀全貌，可以“CASAGRAS”在網(wǎng)站搜尋，即可取得完整報(bào)告。
IoT技術(shù)框架概述
對IoT的概念以及它與物理世界的接口技術(shù)或方法進(jìn)行了解之后，計(jì)劃目標(biāo)已經(jīng)過修訂而不只緊抱RFID技術(shù)，也接受其它識別（Identification）、位置（Location）、通訊與數(shù)據(jù)擷取技術(shù)。
有以下三種硬件技術(shù)以及關(guān)聯(lián)分層，可作為落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)：
識別與數(shù)據(jù)擷取技術(shù)組成物理接口層；
固定的、移動(dòng)的、無線的以及有線的通訊傳輸技術(shù)，以關(guān)聯(lián)接口支持?jǐn)?shù)據(jù)與語音傳輸；
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（與通訊傳輸技術(shù)組合）促進(jìn)以應(yīng)用與服務(wù)為目的所支撐的對象群集。
此外，有軟件、中間軟件構(gòu)件以及關(guān)聯(lián)通訊協(xié)議（協(xié)議提供連結(jié)與驅(qū)動(dòng)硬件的方法），再加上服務(wù)查找支持，這就構(gòu)成一個(gè)完整的操作系統(tǒng)或體系。CASAGRAS框架已被相關(guān)的歐洲組織引用到歐盟政策文件中，如 “European Policy Outlook RFID”文件，建議須植入“處理能力”（Processing Capability），作為說明物聯(lián)網(wǎng)模式中有用的關(guān)鍵因素。
CASAGRAS三個(gè)模式：
僅讀取RFID數(shù)據(jù)載體模式；
以RFID為基礎(chǔ)的附加對象，連結(jié)數(shù)據(jù)模式（很顯然地，有讀寫功能以及附加數(shù)據(jù)攜行能力）；
以RFID和其它前沿技術(shù)（Edge Technology，注1）為基礎(chǔ)的加值的對象，連結(jié)數(shù)據(jù)模式，明顯地，包括感知數(shù)據(jù)擷取、延伸數(shù)據(jù)攜行能力以及其它屬性，如地點(diǎn)或定位能力。
大部分物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)模式都具有數(shù)據(jù)載體，其本質(zhì)上是攜行唯一識別碼的被動(dòng)式RFID卷標(biāo)，每一個(gè)卷標(biāo)經(jīng)由無線頻道會(huì)有被詢問與響應(yīng)能力。但這種卷標(biāo)本身無處理數(shù)據(jù)能力，卷標(biāo)之間也沒有通訊設(shè)施。
應(yīng)用程序使用這些數(shù)據(jù)載體，系依賴“識別碼”做為尋址方式，以便在遠(yuǎn)程儲(chǔ)存附著于該品項(xiàng)的信息。標(biāo)簽被讀取器、詢問器（Interrogator）或網(wǎng)關(guān)（Gateway）裝置以無線方式與卷標(biāo)通訊方式質(zhì)問；更進(jìn)一步則與支持應(yīng)用的信息管理系統(tǒng)溝通傳輸數(shù)據(jù)（本報(bào)告中使用“詢問器”這個(gè)字來統(tǒng)稱讀取器、基地臺(tái)或網(wǎng)關(guān)器）。詢問器也許是固定式或移動(dòng)式的裝置，詢問器裝置與主機(jī)之間的通訊連結(jié)可能是有線或無線方式，根據(jù)裝置型態(tài)，需要不同的接口與通信協(xié)議。詢問器也許能執(zhí)行一些特定的處理功能，以及具有與其它詢問器或網(wǎng)關(guān)裝置溝通與連網(wǎng)的能力。必須知道，主動(dòng)式RFID裝置可執(zhí)行兩種功能，一是應(yīng)答式卷標(biāo)功能；在另外的環(huán)境里，詢問器的功能則是收集或整理范圍內(nèi)其它RFID裝置傳來的數(shù)據(jù)，這種能力適當(dāng)?shù)卣归_，便能大大強(qiáng)化IoT的實(shí)現(xiàn)。
主機(jī)系統(tǒng)控制應(yīng)用程序的需要，利用品項(xiàng)編碼方案促動(dòng)特定品項(xiàng)的支持功能，并驅(qū)動(dòng)以及傳輸適當(dāng)響應(yīng)，包括導(dǎo)致一些實(shí)體驅(qū)動(dòng)的部份。主機(jī)系統(tǒng)一再的經(jīng)由有線或無線傳輸信道以及網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，根據(jù)應(yīng)用程序要求進(jìn)一步的通訊，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)能力也許包括因特網(wǎng)與全球信息網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)的融合模式
當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)簡易的模式，以RFID和其它無線電波為基礎(chǔ)的前沿技術(shù)被提出來時(shí)，更進(jìn)一步的“融合模式”必須考慮到它與實(shí)體世界接口的潛能；同時(shí)在連通性方面必然發(fā)生無數(shù)的變化，它有可能出現(xiàn)一些變得很實(shí)際而容易實(shí)行的系統(tǒng)。當(dāng)融合模式在它目前的現(xiàn)狀以及現(xiàn)實(shí)環(huán)境中有更高的需求時(shí)，那就表示經(jīng)過設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)支撐的方法已達(dá)到某階段的愿景。框架考慮能分別進(jìn)到相關(guān)不同層級，以區(qū)別實(shí)體世界對象與整合于演化中的因特網(wǎng)之間的不同。
這些層級包含物理層、詢問器/網(wǎng)關(guān)器層、信息管理應(yīng)用與企業(yè)層以及更廣的通訊與因特網(wǎng)層。
一、物理層
在其中，經(jīng)由連結(jié)數(shù)據(jù)載體技術(shù)（含RFID）的對象的使用，物理對象或事物（Thing）被識別與轉(zhuǎn)換成為物聯(lián)網(wǎng)的功能構(gòu)件。被識別的對象，可被分群或連網(wǎng)執(zhí)行特定應(yīng)用需求。附加功能的裝置，由傳感器、空間位置、全球定位以及地區(qū)通訊設(shè)施所形成，也許被用來達(dá)成網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)，或單一裝置系統(tǒng)作業(yè)。在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的裝置構(gòu)成節(jié)點(diǎn)，“處理能力”被視為區(qū)別特色的重點(diǎn)。在發(fā)展處理電能、降低成本以及體積微小化方面，開發(fā)植入式或附著式處理節(jié)點(diǎn)于應(yīng)用對象的期待正在增溫中。這些裝置的距離、彈性以及網(wǎng)絡(luò)，無疑的對應(yīng)用范圍有重大影響。
歐洲委員會(huì)2006年報(bào)告，“從RFID到物聯(lián)網(wǎng)”－普遍的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)確認(rèn)支撐通訊網(wǎng)路的裝置如下：
純被動(dòng)式裝置（RFID），當(dāng)它被質(zhì)詢時(shí)會(huì)產(chǎn)生固定的數(shù)據(jù)輸出；
具有適度處理電力的裝置，可格式化載體信息，具有時(shí)間與地點(diǎn)相關(guān)不同內(nèi)容的能力；
感應(yīng)式裝置，當(dāng)被質(zhì)詢時(shí)，能產(chǎn)出與傳遞環(huán)境或品項(xiàng)狀況的信息；
增強(qiáng)處理能力的裝置，裝置間在沒有人力介入之下可自行決定通訊－引出某種程度的智能能力進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
這些技術(shù)分類很清楚呈現(xiàn)涉及有關(guān)物理區(qū)塊的接口與連網(wǎng)系統(tǒng)的條件。當(dāng)然也與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理鏈，以及與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化需求有關(guān)部份產(chǎn)生縱橫交錯(cuò)的關(guān)系。ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展組織在這方面已產(chǎn)出一些標(biāo)準(zhǔn)，也還持續(xù)在開發(fā)符合需要的國際標(biāo)準(zhǔn)。
假如不全都是RFID裝置，當(dāng)不明確指出其涵義時(shí)，上述技術(shù)1~4項(xiàng)本質(zhì)上就是以RF為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。層級區(qū)分是根據(jù)不同AIDC技術(shù)提供不同功能性層級。他們必然包括RFID做為一層，但其它層級能延伸到整個(gè)AIDC技術(shù)范疇，包含線性條形碼、二維條形碼、光學(xué)數(shù)據(jù)、記錄裝置、觸碰式記憶裝置以及自然特征范圍識別技術(shù)，如識別人體的生物辨識系統(tǒng)。物理世界的接口顯然也是以無線電波為基礎(chǔ)的通訊技術(shù)，有一些連結(jié)對象是包含WiFi（注2）、藍(lán)芽、Zigbee（注3）、近場通訊（NFC）以及其它提供較廣域通訊的設(shè)施（GPRS“注4”、3G）。寬帶與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、以及在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的前沿層（Edge Layer）中關(guān)聯(lián)的服務(wù)發(fā)展，增加更多面向與機(jī)會(huì)。
這些技術(shù)范疇與功能的豐富性，在應(yīng)用、創(chuàng)新與企業(yè)關(guān)連對象實(shí)現(xiàn)中，呈現(xiàn)實(shí)質(zhì)的決定因素；對應(yīng)用框架而言，它們是有貢獻(xiàn)的。在這個(gè)基本層級上，可讓不同數(shù)據(jù)擷取裝置進(jìn)行辨識。在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)融入它們，理想上要求發(fā)展符合全球通用數(shù)據(jù)擷取的協(xié)議，以便能隨插即用（Plug-and-Play）。當(dāng)然，要以這種方式定義這些層級，得等到所有前沿技術(shù)所涵蓋的便利設(shè)施移入經(jīng)過一段時(shí)日之后才能達(dá)成。
二、詢問器/網(wǎng)關(guān)層
在對象關(guān)聯(lián)裝置之間，以及詢問器與信息管理系統(tǒng)之間有效地提供接口。固定的、寬帶以及移動(dòng)性通訊技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生物聯(lián)網(wǎng)要求的連通功能。詢問器與網(wǎng)關(guān)裝置的連網(wǎng)技術(shù)，也可視為這一層重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特色；它也分擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)重要的角色。在實(shí)體世界應(yīng)用里面，有關(guān)驅(qū)動(dòng)以及控制裝置的接口是這一層中最重要的特色。
三、信息管理、應(yīng)用與企業(yè)層
與詢問器及網(wǎng)關(guān)裝置層的接口信息管理層，提供支撐應(yīng)用與服務(wù)的功能性平臺(tái)。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與提供智慧能力的設(shè)施，在落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)過程中構(gòu)成更重要的特色。
四、更廣的通訊與因特網(wǎng)層
提供其它結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)（含因特網(wǎng)）接口。雖然每一層間的接口是必須的，但接口也許會(huì)繞過某一層以增加彈性，并對連通應(yīng)用與服務(wù)對象的選擇更為自由。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)以及要求網(wǎng)關(guān)器支撐的部份也更加彈性。此外，無所不在的運(yùn)算與聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，以整合的通訊能力提供物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵的技術(shù)，并與現(xiàn)存的與演化中的因特網(wǎng)整合。
注1.Edge Technology（前沿的技術(shù)）－新的或進(jìn)步的技術(shù)，這里指的是，除了RFID，還有傳感器、智能卡、近場通訊、立即尋址，甚至包括一、二維條形碼以及全球定位系統(tǒng)等。
注2.WiFi是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟所持有，使用在經(jīng)驗(yàn)證的基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品上，目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性。
注3.ZigBee是一種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要由ZigBee Alliance制定，底層是采用 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體存取層與實(shí)體層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒌蛷?fù)雜度、快速、可靠、安全。
注4.GPRS （General Packet Radio Service，通用封包無線服務(wù)技術(shù)） 是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項(xiàng)技術(shù)位于第二代 （2G） 和第三代 （3G） 移動(dòng)通訊技術(shù)之間。
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各方博弈物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界可參兩大布局方向
隨著物聯(lián)網(wǎng)的議題發(fā)燒，中國在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定上，展現(xiàn)了與國際同步化的企圖心。本文提列ISO/IEC JTC1 SC31 WG6標(biāo)準(zhǔn)更新的最新狀態(tài)，提供國內(nèi)產(chǎn)、官、學(xué)、研各界在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)布局上，另一個(gè)思考的方向。
臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局與國際標(biāo)準(zhǔn)化趨勢接軌
自2003年RFID技術(shù)潮流興起，歐美大廠就如火如荼進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的布局與卡位，控制了許多的關(guān)鍵技術(shù)專利。GS1 Taiwan與臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局于2004年開始即召集專家學(xué)者進(jìn)行國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的討論與因應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC SC31潮流的對策，并積極參與ISO/IEC SC31 國際會(huì)議。在臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局的指導(dǎo)與各界專家的協(xié)助制定，已完成30幾部“Automatic identification and data capture techniques”主題的國家標(biāo)準(zhǔn)。
搶攻國際標(biāo)準(zhǔn)
隨著物聯(lián)網(wǎng)的議題發(fā)燒，有鑒于之前RFID標(biāo)準(zhǔn)的主要專利都掌握于歐美西方國家的手中，亞洲尤其是中國大陸積極的進(jìn)行取得專利。去年成立的 ISO/IEC JTC1/WG 7 group on Sensor Networks，于三月與八月在倫敦進(jìn)行二場次國家標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行。第一次傳感器網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)工作組（WGSN）會(huì)議，中國代表團(tuán)9人參加了此次會(huì)議（由工信部、電信研究院、電子四所、中國移動(dòng)和無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院等單位組建）， 并提交帶去兩份中國自己的提案。
早期幾次高科技產(chǎn)業(yè)浪潮中，美國等起步較早的國家，掌握著大部分國際標(biāo)準(zhǔn)的制定權(quán)。但在中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)的支持下，在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定上，中國展現(xiàn)了與國際同步化的企圖心。企業(yè)的參與，對推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用至關(guān)重要；隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展程度及企業(yè)參與意識的增強(qiáng)，對標(biāo)準(zhǔn)的制定亦形成推波助瀾的功效。
標(biāo)準(zhǔn)制定就是各方利益博弈與協(xié)調(diào)的過程
由于傳感技術(shù)及訊號傳遞為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最重要核心，因此可由此二大方向觀察。以傳感器而言，除了二維條形碼及紅外線感測外，RFID技術(shù)仍為目前物聯(lián)網(wǎng)的主要感測媒介，當(dāng)中包含RFID標(biāo)簽及讀取器。RFID技術(shù)發(fā)展已久，若在使用成本上可再為降低，將是物聯(lián)網(wǎng)加速普及的關(guān)鍵之一；而廠商目前則朝降低卷標(biāo)天線成本與印刷技術(shù)的方式達(dá)到目的。
物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系非常復(fù)雜，涉及很多基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、RFID標(biāo)準(zhǔn)、云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、信息安全標(biāo)準(zhǔn)以及移動(dòng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。在國際傳感器及無線傳輸網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化方面，包括業(yè)界所熟悉的IEEE 1451.5智能傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)、IEEE 802.11無線區(qū)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)體系。
下列表為ISO/IEC JTC1 SC31 WG6標(biāo)準(zhǔn)更新的最新狀態(tài)，希冀在各方物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃下，提供標(biāo)準(zhǔn)布局另一個(gè)思考的方向。
