1、物聯網標識白皮書（2013年）工業和信息化部電信研究院2013年5月17 / 22聲明本白皮書屬于工業和信息化部電信研究院，并受法律保護。、摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點的，應注明“來源：工業和信息化部電信研究院”。違反上述聲明者，本院將追究其相關法律責任。前言工業和信息化部電信研究院發表物聯網標識白皮書旨在與業 界分享在物聯網標識領域的研究成果。近年來，物聯網的相關技術、應用與產業發展引起了全球圍的 廣泛關注，已經成為當前世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點。物聯網突破了人與人之間的通信模式，引入對物理世界的感知和控制， 使得人與物、物與物間的通信與協作成為可能。而作為用于識別和

2、區 分不同物理和邏輯實體以與信息資源的物聯網標識則是實現以上通信與應用的基礎和前提。目前，物聯網標識研究已經成為國際和國 的研究熱點之一，各領域出現了成熟程度不一、應用圍不等的多種 標識體系，也呈現了眾多標識技術共存且應用現狀復雜的狀態。本白皮書對物聯網標識的概念、標識的解析以與標識的管理進行 了分析，總結提出了物聯網標識體系。在對標識發展現狀和趨勢進行 研究的基礎上，分析了我國物聯網標識發展面臨的挑戰，提出了我國 物聯網標識發展思考與建議，希望能為業界提供有價值的參考。目錄一、物聯網標識概述1(一)物聯網標識概念1(二)物聯網標識體系1(三)物聯網標識解析3(四)物聯網標識管理4二、物聯網標

3、識發展現狀和趨勢4(一)物聯網標識類應用發展迅速4(二)國際上 RFID 標準已經形成比較完善的布局5(三)物聯網對不同通信標識需求緊迫性不同7三、我國物聯網標識發展面臨的挑戰9(一)我國物聯網標識標準加快推進，專利問題不容忽視9(二)RFID 應用發展在編碼和解析系統方面面臨一些問題10(三)物聯網長遠發展需考慮與通信技術與資源的協同推進11四、我國物聯網標識發展思考和建議11(一)加強我國物聯網標識相關戰略研究，做好物聯網標識頂層設計12(二)研究并逐步建立我國物聯網標識編碼規則和解析服務系統12(三)推進我國物聯網標識通用技術標準和關鍵應用領域標準制定13(四)研究滿足我國物聯網長遠發展

4、的通信標識解決方案14一、物聯網標識概述物聯網是通信網和互聯網的網絡延伸和應用拓展，是新一代信息 技術的高度集成和綜合運用，它利用感知技術與智能裝置對物理世界 進行感知識別，通過網絡傳輸互聯，進行計算、處理和知識挖掘，實 現人與物、物與物的信息交互和無縫，以達到對物理世界實時控 制、精確管理和科學決策的目的。在物聯網中，為了實現人與物、物與物的通信以與各類應用，需 要利用標識來對人和物等對象、終端和設備等網絡節點以與各類業務 應用進行識別，并通過標識解析與尋址等技術進行翻譯、映射和轉換， 以獲取相應的地址或關聯信息。(一)物聯網標識概念物聯網標識用于在一定圍唯一識別物聯網中的物理和邏輯實體、資

5、源、服務，使網絡、應用能夠基于其對目標對象進行控制和 管理，以與進行相關信息的獲取、處理、傳送與交換。(二)物聯網標識體系基于識別目標、應用場景、技術特點等不同，物聯網標識可以分 成對象標識、通信標識和應用標識三類。一套完整的物聯網應用流程 需由這三類標識共同配合完成。結合物聯網分層體系架構、標識分類、標識形態和配套分配管理 要求，可總結規劃物聯網標識體系如圖1所示。圖1物聯網標識體系1.對象標識對象標識主要用于識別物聯網中被感知的物理或邏輯對象，例如 人、動物、茶杯、文章等。該類標識的應用場景通常為基于其進行相關對象信息的獲取，或 者對標識對象進行控制與管理，而不直接用于網絡層通信或尋址。根

6、據標識形式的不同，對象標識可進一步分為自然屬性標識和賦 予性標識兩類。（1）自然屬性標識自然屬性標識是指利用對象本身所具有的自然屬性作為識別標識，包括生理特征（如指紋、虹膜等）和行為特征（如聲音、筆跡等）。 該類標識需利用生物識別技術，通過相應的識別設備對其進行讀取。（2）賦予性標識賦予性標識是指為了識別方便而人為分配的標識，通常由一系列 數字、字符、符號或任何其他形式的數據按照一定編碼規則組成。這 類標識的形式可以為：以一維條碼作為載體的EAN碼、UPC碼，以二維碼作為載體的數字、文字、符號，以RFID標簽作為載體的EPC、uCode、OID等。網絡可通過多種方式獲取賦予性標識，如通過標簽閱

7、讀器讀取存 儲于標簽中的物體標識，通過攝像頭捕獲車牌等標識信息。2.通信標識通信標識主要用于識別物聯網中具備通信能力的網絡節點，例如 手機、讀寫器、傳感器等物聯網終端節點以與業務平臺、數據庫等網 絡設備節點。這類標識的形式可以為E.164、IP地址等。通信標識可以作為相對或絕對地址用于通信或尋址，用于建立到通信節點 連接。對于具備通信能力的對象，例如物聯網終端，可既具有對象標識 也具有通信標識，但兩者的應用場景和目的不同。3.應用標識應用標識主要用于對物聯網中的業務應用進行識別，例如醫療服 務、金融服務、農業應用等。在標識形式上可以為域名、URI等。(三)物聯網標識解析物聯網標識解析是指將物聯

8、網對象標識映射至通信標識、應用標 識的過程。例如，通過對某物品的標識進行解析可獲得存儲其關聯信 息的服務器地址。標識解析是在復雜網絡環境中能夠準確而高效的獲取對象標識對應信息的重要支撐系統。(四)物聯網標識管理對于物聯網中的各類標識，其相應的標識管理技術與機制必不可 少。標識管理主要用于實現標識的申請與分配、注冊與鑒權、生命周 期管理、業務與使用、信息管理等，對于在一定圍確保標識的唯 一性、有效性和一致性具有重要意義。依據實時性要求的不同，標識管理可以分為離線管理和在線管理 兩類。標識的離線管理指對標識管理相關功能如標識的申請與分配、標識信息的存儲等采用離線方式操作，為標識的使用提供前提和基礎

9、。 標識的在線管理是指標識管理相關功能采用在線方式操作，并且通過 與標識解析、標識應用的對接，操作結果可以實時反饋到標識使用相 關環節。二、物聯網標識發展現狀和趨勢隨著人類對信息需求的產生以與不斷增強與豐富，各類標識與其 相關技術從出現即以不同形態在各個領域受到廣泛應用，近半個世紀 以來其發展速度更加迅猛。從人與人之間的通信，到引入對物理世界 的感知后建立的人與物、物與物之間的通信，標識技術與其應用的發 展都起到了重要的影響與推動作用，并且隨著物聯網的推進，圍繞標 識的應用、技術標準和需求都在不斷增強和拓展。(一)物聯網標識類應用發展迅速物聯網標識類應用近年發展迅猛，條碼技術、RFID技術在供

10、應鏈管理、物流管理、資產跟蹤、防偽識別、公共安全管理、車輛管理、 人員管理等方面應用日益廣泛。以RFID技術為例，采用RFID技術的 中國二代發行量已經超過10億，城市交通一卡通應用覆蓋國100多個大中型城市。2012年中國RFID市場繼續保持快速增長， 比2011年增長49.2%，市場規模達到268.1億元。另外隨著智能手機和移動應用的發展，基于智能手機的二維碼標識類公共服務應用，如電子化票據、電子優惠券、商品信息查詢等已經逐漸普與，國部 分機場已經支持刷手機二維碼進行登機的服務。隨著物聯網標識類應用的發展，一些新的需求和趨勢逐漸呈現：1）隨著物聯網行業閉環應用的推進和成熟，大規模跨行業類的

11、標識應用需求凸顯，如在智能物流領域，貨物標識信息的管理、更新或獲 取不僅涉與商品生產行業，如煙草業、農業等，還涉與交通運輸、商 品管理等行業；食品溯源類也會涉與多個行業。目前跨行業應用還處 于起步階段，規模較小，且大多集中在某個地區或特定應用關聯行業， 未來將向更大圍推廣；2）二維碼應用進一步發展和流行。二維碼成本低廉，方便易用，且容易切入到O2O（OnlinetoOffline，線上線下；即通過線上應用促進用戶線下消費）營銷模式，通過手機 掃描二維碼進行網上購物、打印優惠券、會議簽到等已經逐漸成為潮 流。隨著三大電信運營企業、騰訊微信和阿里巴巴等互聯網企業的推 進，二維碼應用進入了前所未有的

12、加速普與期，正在不斷催生各種新 型應用；3）基于RFID的物聯網標識類應用不斷發展，并且隨著RFID 標簽成本的下降應用圍將會不斷擴大。隨著智能手機集成RFID芯片和RFID讀寫器功能，基于智能手機和RFID技術的物聯網標識類應 用在行業領域和公眾服務領域逐漸展開，如電子錢包、遠程支付、電 子票據、電子證件、醫療RFID服務等。(二)國際上RFID標準已經形成比較完善的布局物聯網對象標識標準方面，一維碼、二維碼相關標準已經相對比 較成熟，目前標準化工作與關注點側重在RFID方面。RFID標準包括：通用技術標準、應用技術標準、對象標識解析技術標準以與對象標識 編碼、分配管理方面的規定。通用技術標

13、準主要是數據采集和信息處 理相關標準；應用技術標準結合各個應用領域特殊需求對通用技術標 準進行補充和進一步具體化，如標簽尺寸、標簽粘貼位置、數據容 格式、使用頻段等；對象標識解析技術標準提供標識關聯信息的獲取 和共享機制，涉與對象標識解析架構和解析協議。國際RFID標準化方面比較有影響力的組織和機構主要有：ISO/IEC、EPCglobal、ITU-T、 日本UID（Ubiquitous ID）、AIMGlobal、IP-X等，此外還存在大量應用圍相對較少的地區、行業標準與企業閉環應用標準。其中：國際上RFID通用技術標準的制定以ISO/IEC為主導，涉與空中接口標準、數據標準、測試標準、實時

14、定位標準、安全標準等，另外EPCglobal、日本UID等也制定RFID通用技術標準，如EPC制定標簽 協議標準： EPCUHFGen2和EPCHF。總體上國際RFID通用技術標準已經形成比較完善的體系，以ISO/IEC主導，并結合新的應用場景 和特性需求不斷推進，如RFID和傳感器結合。RFID應用技術標準目前主要涉與流通性較強的應用領域，其中ISO/IEC推進集裝箱、物流供應鏈、動物管理等相關標準，而EPCgloabl側重供應鏈標準。對象標識解析技術標準在國際上比較有代表性的有三大體系，即 EPCglobal定義的ONS（ObjectNameService，對象名稱服務）、ITU 和ISO

15、聯合制定的面向OID（ObjectIdentifiers，對象標識符）的ORS(ObjectidentifierResolutionSystem，對象標識符解析系統)、 日本泛在識別中心定義的uCode解析服務體系，此外還有一些其他解 決方案和思路，如基于Handle解析系統擴展來支持RFID標識解析，行業部RFID編碼和解析體系等。EPCglobal全球解析服務委托VeriSign營運，現已建立了7個解析服務中心，在中國設有對等根解析服務器（設在）。ITU和ISO已經聯合發布ORS 標準（ITU-T X.672；ISO/IEC29168-1），其解析系統還在發展建設中。日本uCode 解析服

16、務體系與上述網絡化的解析體系相比，通過在讀卡器中預置標 識關聯信息，還支持不通過網絡來檢索商品詳細信息的功能。對象標識的編碼和分配管理與對象標識解析體系緊密相關。不同 組織所采用的編碼方案和管理規則通常不同，EPCglobal使用EPC編 碼，包括96位、64位兩種，可以擴展到256位，采用付費使用，分級管理方式，國EPC編碼分配由中國物品編碼中心負責。OID采用 樹狀結構，樹頂層分成ITU、ISO和ITU/ISO聯合三個分支，可標識對象寬泛，可以是標準、國家、公司，加密算法、網絡管理、醫療信息等，并開始向物聯網對象標識領域擴展。2008年ITU-T與ISO/IEC 聯合發布了專門應用于標簽應

17、用的OIDjoint-iso-itu-t(2)tag-based(27)注冊管理標準，即ISO/IEC9834-9|ITU-TX.668，該編碼長度僅為兩字節，用于存儲容量受限的RFID標簽，國際上其分配管理由國負責。日本使用uCode編碼，長度為128位，可以擴 展到512位,能夠兼容日本已有的編碼體系，同時也能夠兼容EPCglobal等編碼體系。總體上，國際RFID標準已經具有比較完整的覆蓋，但不同標準化組織或機構從各自角度出發，推出的標準又存在一定的差異。(三)物聯網對不同通信標識需求緊迫性不同物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸，物聯網中的通 信標識特別是具有通信能力的物聯網終端

18、節點所使用的通信標識，仍 然沿用現有電信網和互聯網標識方式。大部分物聯網終端節點通過固 定或移動互聯網的IP數據通道與網絡和應用進行信息交互，部分物聯網終端節點通過短消息或話音通道與網絡和應用進行信息交互，為 此,需要為物聯網終端節點分配IP地址、E.164和IMSI等通信標識。物聯網的快速發展使IPv6的部署更為迫切。大部分物聯網終端節點通過固定或移動互聯網的IP數據通道與網絡和應用進行信息交互,需要為物聯網終端節點分配IP地址。物聯網終端數量將是人與人 通信終端的10倍到幾十倍，僅從通信網角度看，目前我國M2M終端節點超過3000萬，按照每年30%的增長率，未來五年我國M2M終端節點將達到

19、1.1億左右，物聯網將對IP地址產生強勁需求。面對IPv4 地址資源緊問題，物聯網終端節點可以采用“IPv4私有地址+NAT” 和“IPv6地址”兩種方案。“IPv4私有地址+NAT”方案可以緩解IPv4 公有地址不足問題，但這種方式增加了網絡復雜性，加大應用開發難 度和運行代價，也會影響到未來物與物直接通信的發展。目前國外 正在積極探索基于IPv6的物聯網應用系統開發和建設，如中國電信智慧農業項目即采用了IPv6技術。現有E.164資源能滿足物聯網未來5年發展需求。目前部分 物聯網終端節點通過短消息或話音通道與網絡和應用進行交互，為此 對E.164資源還有很大需求。我國已經規劃了1064xx

20、xxxxxxx共 計10億個專用資源用作M2M，中國移動獲得10648號段、中國電信獲得10649號段、中國聯通獲得10646號段，每個運營商分別有 1億個E.164資源可用。同時還規劃了14xxxxxxxxx共計10億個資源用于有話音通信需求的物聯網應用。根據未來五年我國M2M終端節點將達到1.1億左右的預測，我國目前E.164資源滿 足物聯網5年發展需求。IMSI資源較豐富，可滿足相當長一段時間的發展。我國IMSI由460+2位移動網絡識別碼+10位用戶識別碼組成，共計有1萬億IMSI 資源，按當前IMSI的實際利用率約為34%計算，至少滿足300400億終端的需求，可滿足相當長一段時間的

21、發展。三、我國物聯網標識發展面臨的挑戰(一)我國物聯網標識標準加快推進，專利問題不容忽視我國RFID標準化工作啟動較早，于2005年10月成立了電子標簽標準工作組開始推進國RFID標準制定，2012年發布6項國家標準，涉與術語、2.45GHz空中接口、13.56MHz標簽基本電特性、射頻 識別設備性能測試，同時有大量標準正在推進制定中。傳感器標識方 面，我國已經完成傳感節點編碼規的編制，并正在推進標識解析和 管理規的制定。物聯網標識總體性標準也在立項和推進過程中，發 改委牽頭組織實施的“2012年物聯網技術研發與產業化專項”中包含對物聯網標識與解析等基礎共性技術國家標準的研究制定。我國物 聯網

22、標識標準化的步伐正在不斷加快。從我國已發布標準和正在制定 標準項目來看，目前我國標識標準側重于通用技術標準，應用技術標 準還有待展開。國際物聯網標識標準特別是RFID標準中包含大量的專利，是我國在推進相關標準制定時不容忽視的問題。目前在ISO發布的RFID標準中涉與較多的基本專利，特別是空中接口標準，以ISO/IEC18000-63（原18000-6c）標準為例，根據ISO/IEC公布的專利聲明， 歐美國家包括英頻杰（IMPINJ）、愛特梅爾（Atmel）、易騰麥（Intermec）、 Matrics公司、斑馬技術（Zebra）、恩智浦（NXP）、儀器（Texas）、 皇家飛利浦等，擁有90%

23、以上專利，其他還包括澳大利亞、國等，相比之下我國具有自主知識產權、安全的UHF（超高頻）RFID芯片產 業卻很少。由于涉與多項專利，直接采用這些國際標準將對我國RFID 后續發展產生較大的影響。(二)RFID應用發展在編碼和解析系統方面面臨一些問題EPCglobal由于得到100多家美國和歐洲流通企業的支持而在市場上占有絕對的主導。EPCglobal解析系統分為全球性的解析服務系 統、行業或企業采用EPCglobal標準自建的解析服務系統。EPCglobal 委托VeriSign營運的全球解析服務，企業可以通過該全球化的服務平臺進行相關產品資料的交換，但是目前運行中的7大EPCglobal解

24、析服務中心不受我國控制，在保障國家信息安全、維持經濟正常運行 方面都存在潛在的隱患，我國的物品編碼、位置、貿易等信息情況容 易被國外掌握，一旦根解析服務停止，會導致該系統的商品信息交換、 供應鏈配合等實體經濟無常運行，另外使用EPCglobal全球化解 析服務未來可能需要支付管理費用。目前國部分行業采用EPCglobal標準實施相應的行業應用，如 國民航系統、高端消費企業等。但是EPCglobal解析系統只支持EPC編碼標準，EPC編碼需要付費使用。隨著RFID標簽標識應用的發 展，這些應用可能需要承擔較大的經濟支出。此外很多行業和應用領域采用獨立的解決方案，如RFID在電子票證、高速公路、鐵

25、路、商品防偽、出入控制等領域的應用，這些應用采用獨立設計的編碼和信息組織管理，不同的行業應用和信息相互 封閉，不利于物聯網行業應用之間的互聯和互通。隨著移動支付、物 流等跨管理域和公眾標簽標識應用的發展，需要考慮這些應用編碼規 則的協調以與不同標識信息服務系統之間的互通和協作。(三)物聯網長遠發展需考慮與通信技術與資源的協同推進IP地址方面，“IPv4私有地址+NAT”方案可以作為近期物聯網IP地址過渡方案，目前IPv6是突破IP地址空間不足的最佳選擇。目前物聯網以垂直型的閉環行業應用為主，為IPv6的推進提供了重要的契機。物聯網是通信網和互聯網的延伸和拓展，在現有IPv6技術產業發展基礎上，

26、物聯網與IPv6的結合在技術和產業上側重于IPv6與傳感器網絡的結合。國際上IETF、IPSO等正在推進傳感器網絡IPv6的標準化和產業化，美國國家電網已明確采用IP技術路線，我國尚沒有明確的應用領域與產品規劃。E.164方面，雖然我國目前為物聯網規劃了20億左右的E.164資源（1064號段和14號段），但是長遠來看，物聯網終端數量將達到100億1000億，其中預計30%左右的物聯網終端需要接入通信網，僅M2M終端就需要30億300億E.164資源，再考慮資源利用率，現在我國規劃的E.164資源不能滿足物聯網 長遠發展需求。但是由于E.164的使用和網絡技術、通信模式等 相關，隨著整個通信網

27、的發展演進，物聯網發展對E.164資源的 需求還需要深入研究和探討。四、我國物聯網標識發展思考和建議我國物聯網標識應用迅速，但在技術標準研制、解析系統建設、編碼分配和管理等方面面臨很多問題和挑戰，應結合物聯網標識發展 需求和新趨勢，盡快完善物聯網標識相關機制，進一步推進我國物聯 網標識應用的發展。(一)加強我國物聯網標識相關戰略研究，做好物聯網標識頂層設計近來各種基于標識的自動數據采集技術與相關應用迅速展開，跨 行業物聯網標識應用具有巨大的市場前景。但目前我國物聯網標識類 應用以行業垂直應用為主，對象標識形式多樣，技術標準還需要加快 推進，我國自主可控的標識解析體系還有待發展和建設，現有通信標

28、 識技術和方案在滿足物聯網長遠發展方面還存在問題和挑戰。物聯網 標識發展涉與技術標準、產業、應用、管理等多個方面，并且和整個 物聯網發展密切相關。我國在物聯網標識方面的總體研究剛剛起步，通過物聯網標識戰 略和頂層設計研究，可以勾畫出物聯網標識發展藍圖，為物聯網標識 技術研究、標準制定、產業推進、應用部署和協調管理提供依據和指 導。建議加快推進我國物聯網標識戰略研究，根據我國物聯網標識應 用發展現狀和趨勢，明確物聯網標識體系與總體發展目標，優先開展 我國標識編碼規劃、標識解析體系的研究和制定，根據跨行業和公眾 標識應用發展需求，研究物聯網標識互聯互通機制，推動物聯網標識 支撐系統的建設和標識應用

29、的推進引導。(二)研究并逐步建立我國物聯網標識編碼規則和解析服務系統物聯網標識編碼規則、標識解析系統的建設，在支撐物聯網應用 發展，特別是跨管理域、跨行業的物聯網標識應用的發展具有重要的 意義和作用，是實現跨域跨行業的信息組織管理、發現、共享的重要 支撐能力。建議加強對物聯網標識應用，特別是跨域跨行業標識類應 用的發展分析，參考國際標識編碼規則與解析體系發展和研究情況，在此基礎上盡快明確我國物聯網標識跨行業標識類融合應用的編碼的規則和方案。由于不同標識技術，如條形碼、二維碼、RFID標簽標識等的特征、適用圍、成本等不同，這些標識將長期共存，我國標識編碼和 解析體系設計需要考慮兼容多種標識類型的編碼規則、標識解析機制, 盡量兼容我國現在已經廣泛使用的標準，減少對現有系統的影響，推 進更大圍的信息共享。同時針對國際流通、國際供應鏈等全球化標 識類應用和全球化標識解析公共服務平臺，還需要考慮和設計我國標 識編碼解析體系與全球化解析系統（如EPCglobalONS服務）的銜接， 增強我國在標識治理方面的研究和主導性。短期難以實現統一的物聯網標識規則和解析體系，且難以打破 已有的標識類應用現狀。在這種情況下，為了支持跨行