引言：“CASAGRAS”是歐盟所支持的項目計劃，主要在支持與協(xié)調全球RFID相關活動與標準化。參與此計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。由于該份文件已經考慮到國際面向有關法規(guī)、標準與其它落實物聯網的條件以及RFID在其中的角色，所以可做為各國發(fā)展物聯網技術應用之參考。
前言
日前筆者已對物聯網（IoT）的概念及其發(fā)展有所陳述，但對于其所涉及的技術說明則甚為不足，認為有必要進一步補上這方面的資料。然而個人知識有限，手上的數據亦多片段不全，于是乎搜尋相關國際標準發(fā)展單位之數據庫，希望更有系統(tǒng)的了解物聯網技術，同時也能與讀者分享。
CASAGRAS是歐盟所支持的項目計劃，主要在支持與協(xié)調全球RFID相關活動與標準化，其全稱為“Coordination And Support Action for Global RFID-related Activities and Standardization”。參與此計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。由于該份文件已經考慮到國際面向有關法規(guī)、標準與其它落實物聯網的條件以及RFID在其中的角色，所以除了幫助歐洲委員會發(fā)展物聯網策略與實施路徑；事實上，該份報告也可做為各國發(fā)展物聯網技術應用之參考。
以下僅摘譯技術框架部份，做為物聯網技術認知的起頭。若讀者自己想實時閱讀全貌，可以“CASAGRAS”在網站搜尋，即可取得完整報告。
IoT技術框架概述
對IoT的概念以及它與物理世界的接口技術或方法進行了解之后，計劃目標已經過修訂而不只緊抱RFID技術，也接受其它識別（Identification）、位置（Location）、通訊與數據擷取技術。
有以下三種硬件技術以及關聯分層，可作為落實物聯網的基礎：
識別與數據擷取技術組成物理接口層；
固定的、移動的、無線的以及有線的通訊傳輸技術，以關聯接口支持數據與語音傳輸；
網絡技術（與通訊傳輸技術組合）促進以應用與服務為目的所支撐的對象群集。
此外，有軟件、中間軟件構件以及關聯通訊協(xié)議（協(xié)議提供連結與驅動硬件的方法），再加上服務查找支持，這就構成一個完整的操作系統(tǒng)或體系。CASAGRAS框架已被相關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），作為說明物聯網模式中有用的關鍵因素。
CASAGRAS三個模式：
僅讀取RFID數據載體模式；
以RFID為基礎的附加對象，連結數據模式（很顯然地，有讀寫功能以及附加數據攜行能力）；
以RFID和其它前沿技術（Edge Technology，注1）為基礎的加值的對象，連結數據模式，明顯地，包括感知數據擷取、延伸數據攜行能力以及其它屬性，如地點或定位能力。
大部分物聯網的基礎模式都具有數據載體，其本質上是攜行唯一識別碼的被動式RFID卷標，每一個卷標經由無線頻道會有被詢問與響應能力。但這種卷標本身無處理數據能力，卷標之間也沒有通訊設施。
應用程序使用這些數據載體，系依賴“識別碼”做為尋址方式，以便在遠程儲存附著于該品項的信息。標簽被讀取器、詢問器（Interrogator）或網關（Gateway）裝置以無線方式與卷標通訊方式質問；更進一步則與支持應用的信息管理系統(tǒng)溝通傳輸數據（本報告中使用“詢問器”這個字來統(tǒng)稱讀取器、基地臺或網關器）。詢問器也許是固定式或移動式的裝置，詢問器裝置與主機之間的通訊連結可能是有線或無線方式，根據裝置型態(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關裝置溝通與連網的能力。必須知道，主動式RFID裝置可執(zhí)行兩種功能，一是應答式卷標功能；在另外的環(huán)境里，詢問器的功能則是收集或整理范圍內其它RFID裝置傳來的數據，這種能力適當地展開，便能大大強化IoT的實現。
主機系統(tǒng)控制應用程序的需要，利用品項編碼方案促動特定品項的支持功能，并驅動以及傳輸適當響應，包括導致一些實體驅動的部份。主機系統(tǒng)一再的經由有線或無線傳輸信道以及網絡連結，根據應用程序要求進一步的通訊，系統(tǒng)聯網能力也許包括因特網與全球信息網。
物聯網的融合模式
當物聯網簡易的模式，以RFID和其它無線電波為基礎的前沿技術被提出來時，更進一步的“融合模式”必須考慮到它與實體世界接口的潛能；同時在連通性方面必然發(fā)生無數的變化，它有可能出現一些變得很實際而容易實行的系統(tǒng)。當融合模式在它目前的現狀以及現實環(huán)境中有更高的需求時，那就表示經過設計、標準支撐的方法已達到某階段的愿景。框架考慮能分別進到相關不同層級，以區(qū)別實體世界對象與整合于演化中的因特網之間的不同。
這些層級包含物理層、詢問器/網關器層、信息管理應用與企業(yè)層以及更廣的通訊與因特網層。
一、物理層
在其中，經由連結數據載體技術（含RFID）的對象的使用，物理對象或事物（Thing）被識別與轉換成為物聯網的功能構件。被識別的對象，可被分群或連網執(zhí)行特定應用需求。附加功能的裝置，由傳感器、空間位置、全球定位以及地區(qū)通訊設施所形成，也許被用來達成網絡建構，或單一裝置系統(tǒng)作業(yè)。在物聯網內的裝置構成節(jié)點，“處理能力”被視為區(qū)別特色的重點。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)點于應用對象的期待正在增溫中。這些裝置的距離、彈性以及網絡，無疑的對應用范圍有重大影響。
歐洲委員會2006年報告，“從RFID到物聯網”－普遍的網絡系統(tǒng)確認支撐通訊網路的裝置如下：
純被動式裝置（RFID），當它被質詢時會產生固定的數據輸出；
具有適度處理電力的裝置，可格式化載體信息，具有時間與地點相關不同內容的能力；
感應式裝置，當被質詢時，能產出與傳遞環(huán)境或品項狀況的信息；
增強處理能力的裝置，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入網絡系統(tǒng)。
這些技術分類很清楚呈現涉及有關物理區(qū)塊的接口與連網系統(tǒng)的條件。當然也與數據轉換、數據處理鏈，以及與數據結構化需求有關部份產生縱橫交錯的關系。ISO/IEC標準發(fā)展組織在這方面已產出一些標準，也還持續(xù)在開發(fā)符合需要的國際標準。
假如不全都是RFID裝置，當不明確指出其涵義時，上述技術1~4項本質上就是以RF為基礎的結構。層級區(qū)分是根據不同AIDC技術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AIDC技術范疇，包含線性條形碼、二維條形碼、光學數據、記錄裝置、觸碰式記憶裝置以及自然特征范圍識別技術，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的通訊技術，有一些連結對象是包含WiFi（注2）、藍芽、Zigbee（注3）、近場通訊（NFC）以及其它提供較廣域通訊的設施（GPRS“注4”、3G）。寬帶與移動網絡、以及在實現物聯網的前沿層（Edge Layer）中關聯的服務發(fā)展，增加更多面向與機會。
這些技術范疇與功能的豐富性，在應用、創(chuàng)新與企業(yè)關連對象實現中，呈現實質的決定因素；對應用框架而言，它們是有貢獻的。在這個基本層級上，可讓不同數據擷取裝置進行辨識。在物聯網體系結構內融入它們，理想上要求發(fā)展符合全球通用數據擷取的協(xié)議，以便能隨插即用（Plug-and-Play）。當然，要以這種方式定義這些層級，得等到所有前沿技術所涵蓋的便利設施移入經過一段時日之后才能達成。
二、詢問器/網關層
在對象關聯裝置之間，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、寬帶以及移動性通訊技術，會產生物聯網要求的連通功能。詢問器與網關裝置的連網技術，也可視為這一層重要的基礎結構特色；它也分擔物聯網內重要的角色。在實體世界應用里面，有關驅動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、應用與企業(yè)層
與詢問器及網關裝置層的接口信息管理層，提供支撐應用與服務的功能性平臺。聯網技術與提供智慧能力的設施，在落實物聯網過程中構成更重要的特色。
四、更廣的通訊與因特網層
提供其它結構與網絡（含因特網）接口。雖然每一層間的接口是必須的，但接口也許會繞過某一層以增加彈性，并對連通應用與服務對象的選擇更為自由。以網絡為基礎的結構以及要求網關器支撐的部份也更加彈性。此外，無所不在的運算與聯網系統(tǒng)的發(fā)展，以整合的通訊能力提供物聯網基礎設施關鍵的技術，并與現存的與演化中的因特網整合。
注1.Edge Technology（前沿的技術）－新的或進步的技術，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是一個無線網絡通信技術的品牌，由Wi-Fi聯盟所持有，使用在經驗證的基于IEEE 802.11標準的產品上，目的是改善基于IEEE 802.11標準的無線網絡產品之間的互通性。
注3.ZigBee是一種無線網絡協(xié)議，主要由ZigBee Alliance制定，底層是采用 IEEE 802.15.4 標準規(guī)范的媒體存取層與實體層。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網絡節(jié)點、支持多種網絡拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。
注4.GPRS （General Packet Radio Service，通用封包無線服務技術） 是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。它經常被描述成“2.5G”，也就是說這項技術位于第二代 （2G） 和第三代 （3G） 移動通訊技術之間。
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各方博弈物聯網標準，業(yè)界可參兩大布局方向
隨著物聯網的議題發(fā)燒，中國在物聯網標準的制定上，展現了與國際同步化的企圖心。本文提列ISO/IEC JTC1 SC31 WG6標準更新的最新狀態(tài)，提供國內產、官、學、研各界在物聯網標準布局上，另一個思考的方向。
臺灣標準檢驗局與國際標準化趨勢接軌
自2003年RFID技術潮流興起，歐美大廠就如火如荼進行標準的布局與卡位，控制了許多的關鍵技術專利。GS1 Taiwan與臺灣標準檢驗局于2004年開始即召集專家學者進行國內標準的討論與因應國際標準ISO/IEC SC31潮流的對策，并積極參與ISO/IEC SC31 國際會議。在臺灣標準檢驗局的指導與各界專家的協(xié)助制定，已完成30幾部“Automatic identification and data capture techniques”主題的國家標準。
搶攻國際標準
隨著物聯網的議題發(fā)燒，有鑒于之前RFID標準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行二場次國家標準的進行。第一次傳感器網絡國際標準工作組（WGSN）會議，中國代表團9人參加了此次會議（由工信部、電信研究院、電子四所、中國移動和無錫物聯網產業(yè)研究院等單位組建）， 并提交帶去兩份中國自己的提案。
早期幾次高科技產業(yè)浪潮中，美國等起步較早的國家，掌握著大部分國際標準的制定權。但在中國國家標準化管理委員會的支持下，在物聯網標準的制定上，中國展現了與國際同步化的企圖心。企業(yè)的參與，對推動標準的產業(yè)化應用至關重要；隨著產業(yè)發(fā)展程度及企業(yè)參與意識的增強，對標準的制定亦形成推波助瀾的功效。
標準制定就是各方利益博弈與協(xié)調的過程
由于傳感技術及訊號傳遞為物聯網應用的最重要核心，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技術仍為目前物聯網的主要感測媒介，當中包含RFID標簽及讀取器。RFID技術發(fā)展已久，若在使用成本上可再為降低，將是物聯網加速普及的關鍵之一；而廠商目前則朝降低卷標天線成本與印刷技術的方式達到目的。
物聯網的標準體系非常復雜，涉及很多基礎標準，如傳感器網絡技術標準、RFID標準、云計算標準、信息安全標準以及移動應用標準等。在國際傳感器及無線傳輸網絡標準化方面，包括業(yè)界所熟悉的IEEE 1451.5智能傳感器接口標準、IEEE 802.11無線區(qū)域網標準等在內的標準體系。
下列表為ISO/IEC JTC1 SC31 WG6標準更新的最新狀態(tài)，希冀在各方物聯網的戰(zhàn)略規(guī)劃下，提供標準布局另一個思考的方向。
