物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)-第5章-M2M技術(shù)

1、概述 M2M的體系結(jié)構(gòu)，協(xié)議，內(nèi)容 M2M應(yīng)用312M2M前景和挑戰(zhàn) 4目錄5.1 概述 上世紀(jì)90年代中后期，隨著各種信息通訊手段的發(fā)展，加之地球上各類設(shè)備的不斷增加，人們開始越來越多的關(guān)注于如何對設(shè)備和資產(chǎn)進(jìn)行有效監(jiān)視和控制，甚至如何用設(shè)備控制設(shè)備“M2M”理念由此起源。什么是M2MuM2MM2M是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應(yīng)用形式，是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應(yīng)用形式，是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的第一步。是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的第一步。u 未來的物聯(lián)網(wǎng)將是由無數(shù)個(gè)未來的物聯(lián)網(wǎng)將是由無數(shù)個(gè)M2MM2M系統(tǒng)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成，不同的成，不同的M2MM2M系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)不同的功能處理，系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)不同的功能處理，通過中央處理單元協(xié)同運(yùn)作，最終

2、組成智能通過中央處理單元協(xié)同運(yùn)作，最終組成智能化的社會(huì)系統(tǒng)化的社會(huì)系統(tǒng)。相關(guān)概念M2MM2M傳感網(wǎng)傳感網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)泛在網(wǎng)絡(luò)泛在網(wǎng)絡(luò)智慧地球智慧地球應(yīng)用層通信對象網(wǎng)絡(luò)層傳感器+ +近距離無線通信（低速、低功耗）傳感器網(wǎng)+ +近距離無線通信RFIDRFID、二維碼近距離中高速通信內(nèi)置移動(dòng)通信模塊各種終端傳感器網(wǎng)+ +近距離無線通信RFIDRFID、二維碼近距離中高速通信內(nèi)置移動(dòng)通信模塊各種終端通信終端：手機(jī)、上網(wǎng)卡等物-物物-物人-物物-物人-物人-人不包括一個(gè)或幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)初期：傳輸后期：融合，協(xié)同多網(wǎng)絡(luò)、多技術(shù)異構(gòu)協(xié)同智能：跨技術(shù)、跨網(wǎng)絡(luò)、跨行業(yè)、跨應(yīng)用末端網(wǎng)/ /終端基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)什么是M2MM2M

3、M2M表達(dá)的是多種不同類型的通信技術(shù)有機(jī)表達(dá)的是多種不同類型的通信技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起的結(jié)合在一起 機(jī)器對機(jī)器（機(jī)器對機(jī)器（Machine to MachineMachine to Machine）人對機(jī)器（人對機(jī)器（Man to MachineMan to Machine）機(jī)器對人（機(jī)器對人（Machine to ManMachine to Man）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器（移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器（Mobile to MachineMobile to Machine）M2MM2M讓機(jī)器，設(shè)備，應(yīng)用處理過程與后臺(tái)信息系讓機(jī)器，設(shè)備，應(yīng)用處理過程與后臺(tái)信息系統(tǒng)共享信息，并與操作者共享信息。統(tǒng)共享信息，并與操作者共

4、享信息。什么是M2MM2MM2M（Machine/Man-to-Machine/ManMachine/Man-to-Machine/Man）是一種以機(jī)器智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)是一種以機(jī)器智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。用與服務(wù)。簡單地說，簡單地說，M2MM2M是指機(jī)器之間的互聯(lián)互通。是指機(jī)器之間的互聯(lián)互通。M2M M2M 技術(shù)使所有機(jī)器設(shè)備都具備連網(wǎng)和通信能技術(shù)使所有機(jī)器設(shè)備都具備連網(wǎng)和通信能力，它讓機(jī)器、人與系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)超時(shí)空的無力，它讓機(jī)器、人與系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)超時(shí)空的無縫連接?？p連接。M2MM2M通信技術(shù)綜合了通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將遍布通信技術(shù)綜合了通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將遍布在日常生產(chǎn)生

5、活中的機(jī)器設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)，使在日常生產(chǎn)生活中的機(jī)器設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)，使這些設(shè)備變得更加這些設(shè)備變得更加“智能智能”，從而可以創(chuàng)造出，從而可以創(chuàng)造出豐富的應(yīng)用，給人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)等豐富的應(yīng)用，給人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)等帶來新一輪的變革。帶來新一輪的變革。M2M示意圖什么是M2MM2MM2M（Machine to MachineMachine to Machine）機(jī)器與機(jī)器之間）機(jī)器與機(jī)器之間自動(dòng)的數(shù)據(jù)交換。自動(dòng)的數(shù)據(jù)交換。包括傳統(tǒng)意義上的機(jī)器，如汽車、自動(dòng)售貨機(jī)等包括傳統(tǒng)意義上的機(jī)器，如汽車、自動(dòng)售貨機(jī)等也包括虛擬意義上的機(jī)器，如軟件等也包括虛擬意義上的機(jī)器，如軟件等基于通用通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)

6、現(xiàn)的機(jī)器與機(jī)器之間的基于通用通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的機(jī)器與機(jī)器之間的“交流交流”引出了所謂引出了所謂“物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)”的概念，其的概念，其設(shè)想是：設(shè)想是：在未來機(jī)器與機(jī)器之間能夠通過通信媒介，像人與人之間一樣進(jìn)行交流，并且這種交流是自主的、具有一定智能的（European Telecommunication Standards Institute, ETSI）（Third Generation Partnership Project，3GPP）（China Communications Standards Association CCSA）研究M2M的各大標(biāo)準(zhǔn)化組織歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)第三代協(xié)作項(xiàng)目組織中國通

7、信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI M2M 通信功能體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化組織項(xiàng)目內(nèi)容3GPP標(biāo)準(zhǔn)化工作3GPPFS_M2M這個(gè)項(xiàng)目是這個(gè)項(xiàng)目是3GPP 3GPP 針對針對M2M M2M 通信進(jìn)行的可行性研究報(bào)告，由通信進(jìn)行的可行性研究報(bào)告，由SA1 SA1 負(fù)負(fù)責(zé)相關(guān)研究工作。研究報(bào)告責(zé)相關(guān)研究工作。研究報(bào)告3GPP 3GPP 系統(tǒng)中支持系統(tǒng)中支持M2MM2M通信的可行性研通信的可行性研究究于于2005 2005 年年9 9 月立項(xiàng)，月立項(xiàng)，2007 2007 年年3 3 月完成月完成NIMTC重點(diǎn)研究支持機(jī)器類型通信對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)要求，包括對重點(diǎn)研究支持機(jī)器類型通信對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)要求，包括對GSMG

8、SM、UTRANUTRAN、EUTRAN EUTRAN 的增強(qiáng)要求，以及對的增強(qiáng)要求，以及對GPRSGPRS，EPC EPC 等核心網(wǎng)絡(luò)等核心網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)要求的增強(qiáng)要求FS_MTCe支持機(jī)器類型通信的增強(qiáng)研究是計(jì)劃在支持機(jī)器類型通信的增強(qiáng)研究是計(jì)劃在R11 R11 階段立項(xiàng)的新研究項(xiàng)目。階段立項(xiàng)的新研究項(xiàng)目。主要負(fù)責(zé)研究支持位于不同主要負(fù)責(zé)研究支持位于不同PLMN PLMN 域的域的MTC MTC 設(shè)備之間的通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)。此項(xiàng)目的研究需要與優(yōu)化技術(shù)。此項(xiàng)目的研究需要與ETSITCM2METSITCM2M中的相關(guān)研究保持協(xié)同。中的相關(guān)研究保持協(xié)同。FS_AMTC本研究項(xiàng)目

9、旨在尋找本研究項(xiàng)目旨在尋找E.164 E.164 的替代，的替代， 用于標(biāo)識(shí)機(jī)器類型終端以及用于標(biāo)識(shí)機(jī)器類型終端以及終端之間的路由消息，終端之間的路由消息， 是是R11 R11 階段新立項(xiàng)的研究課題，階段新立項(xiàng)的研究課題， 已于已于2010 2010 年年2 2月啟動(dòng)。月啟動(dòng)。SIMTC支持機(jī)器類型通信的系統(tǒng)增強(qiáng)研究，此為支持機(jī)器類型通信的系統(tǒng)增強(qiáng)研究，此為R11 R11 階段的新研究課題。階段的新研究課題。在在FS_MTCe FS_MTCe 項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，研究R10 R10 階段階段NIMTC NIMTC 的解決方案的增強(qiáng)的解決方案的增強(qiáng)型版本。型版本。項(xiàng)目(1) TC5W

10、G7 完成了移動(dòng)M2M 業(yè)務(wù)研究報(bào)告，描述了M2M 的典型應(yīng)用、分析了M2M 的商業(yè)模式、業(yè)務(wù)特征以及流量模型，給出了M2M 業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化的建議。(2) TC5WG9 于2010 年立項(xiàng)的支持M2M 通信的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究， 任務(wù)是跟蹤3GPP 的研究進(jìn)展，結(jié)合國內(nèi)需求， 研究M2M通信對RAN 和核心網(wǎng)絡(luò)的影響及其優(yōu)化方案等。(3) TC10WG2M2M 業(yè)務(wù)總體技術(shù)要求， 定義M2M業(yè)務(wù)概念、描述M2M場景和業(yè)務(wù)需求、系統(tǒng)架構(gòu)、接口以及計(jì)費(fèi)認(rèn)證等要求。(4) TC10WG2M2M通信應(yīng)用協(xié)議技術(shù)要求，規(guī)定M2M通信系統(tǒng)中端到端的協(xié)議技術(shù)要求。CCSA 標(biāo)準(zhǔn)化工作 各個(gè)組織對M2M的理解均不同

11、，M2M也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。除了，ETSI,3GPP等標(biāo)準(zhǔn)化組織推進(jìn)M2M標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程之外，也有一些運(yùn)營商制定相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)。5.2 M2M的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議、內(nèi)容機(jī)器應(yīng)用中間件M2M終端通信網(wǎng)絡(luò)M2M系統(tǒng)構(gòu)架具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)接收遠(yuǎn)程接收遠(yuǎn)程M2MM2M平臺(tái)激活指令平臺(tái)激活指令本地故障報(bào)警本地故障報(bào)警數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信遠(yuǎn)程升級遠(yuǎn)程升級使用短消息使用短消息/ /彩信彩信/GPRS/GPRS等幾種接口通信協(xié)等幾種接口通信協(xié)議與議與M2MM2M平臺(tái)進(jìn)行通信平臺(tái)進(jìn)行通信終端設(shè)備（終端設(shè)備（TE）: 主要完成行業(yè)數(shù)字模擬量的采集和轉(zhuǎn)主要完成行業(yè)數(shù)字模擬量的采集和轉(zhuǎn)化化無線模塊（無線模塊（MT，移動(dòng)終端），移動(dòng)終端

12、）: 主要完成數(shù)據(jù)傳輸、終主要完成數(shù)據(jù)傳輸、終端狀態(tài)檢測、鏈路檢測及系統(tǒng)通信功能端狀態(tài)檢測、鏈路檢測及系統(tǒng)通信功能行業(yè)專用終端行業(yè)專用終端無線調(diào)制解調(diào)器無線調(diào)制解調(diào)器:又稱為無線模塊，具有終端管理模塊功能和無線接入能力。又稱為無線模塊，具有終端管理模塊功能和無線接入能力。用于在行業(yè)監(jiān)控終端與系統(tǒng)間無線收發(fā)數(shù)據(jù)用于在行業(yè)監(jiān)控終端與系統(tǒng)間無線收發(fā)數(shù)據(jù)手持設(shè)備手持設(shè)備:通常具有查詢通常具有查詢M2MM2M終端設(shè)備狀態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)控行業(yè)作業(yè)現(xiàn)場和處理辦終端設(shè)備狀態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)控行業(yè)作業(yè)現(xiàn)場和處理辦公文件等功能公文件等功能。終端管理模塊終端管理模塊為為軟件模塊軟件模塊，可以位于可以位于TETE或或MTMT設(shè)備中

13、，主要負(fù)責(zé)維護(hù)和管理通信設(shè)備中，主要負(fù)責(zé)維護(hù)和管理通信及應(yīng)用功能，為應(yīng)用層提供安全可靠和及應(yīng)用功能，為應(yīng)用層提供安全可靠和可管理的通信服務(wù)可管理的通信服務(wù)。M2MM2M管理平臺(tái)為客戶提供統(tǒng)一的移動(dòng)行業(yè)終管理平臺(tái)為客戶提供統(tǒng)一的移動(dòng)行業(yè)終端管理、終端設(shè)備鑒權(quán)端管理、終端設(shè)備鑒權(quán)支持多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，提供標(biāo)準(zhǔn)化的接支持多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口使得數(shù)據(jù)傳輸簡單直接口使得數(shù)據(jù)傳輸簡單直接提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權(quán)、內(nèi)容計(jì)提供數(shù)據(jù)路由、監(jiān)控、用戶鑒權(quán)、內(nèi)容計(jì)費(fèi)等管理功能費(fèi)等管理功能GPRS接入模塊接入模塊: 使用使用GPRS方式與方式與M2M終端傳送數(shù)據(jù)終端傳送數(shù)據(jù)行業(yè)網(wǎng)關(guān)接入模塊行業(yè)網(wǎng)關(guān)接

14、入模塊: 負(fù)責(zé)完成行業(yè)網(wǎng)關(guān)的接入，通過行負(fù)責(zé)完成行業(yè)網(wǎng)關(guān)的接入，通過行業(yè)網(wǎng)關(guān)完成與短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)的接入，最終完成與業(yè)網(wǎng)關(guān)完成與短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)的接入，最終完成與M2M終端的通信終端的通信通信接入模塊通信接入模塊終端接入模塊終端接入模塊: 負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)M2M平臺(tái)系統(tǒng)通過行業(yè)網(wǎng)關(guān)或平臺(tái)系統(tǒng)通過行業(yè)網(wǎng)關(guān)或GGSN與與M2M終端收發(fā)終端收發(fā)協(xié)議消息的解析和處理協(xié)議消息的解析和處理數(shù)據(jù)庫模塊數(shù)據(jù)庫模塊: 保存各類配置數(shù)據(jù)、終端信息、集團(tuán)客戶（保存各類配置數(shù)據(jù)、終端信息、集團(tuán)客戶（EC）信息、簽）信息、簽約信息和黑約信息和黑/白名單、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信息安全信息、業(yè)務(wù)故障信息等白名單、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信息安全信息、

15、業(yè)務(wù)故障信息等應(yīng)用接入模塊應(yīng)用接入模塊: 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M2M應(yīng)用系統(tǒng)到應(yīng)用系統(tǒng)到M2M平臺(tái)的接入平臺(tái)的接入業(yè)務(wù)處理模塊業(yè)務(wù)處理模塊: 是是M2M平臺(tái)的核心業(yè)務(wù)處理引擎，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的核心業(yè)務(wù)處理引擎，實(shí)現(xiàn)M2M平臺(tái)系統(tǒng)的平臺(tái)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)消息的集中處理和控制業(yè)務(wù)消息的集中處理和控制Web模塊模塊: 提供提供Web方式操作維護(hù)與配置功能方式操作維護(hù)與配置功能M2MM2M終端獲得了信息以后，本身并不處理這終端獲得了信息以后，本身并不處理這些信息，而是將這些信息集中到應(yīng)用平臺(tái)些信息，而是將這些信息集中到應(yīng)用平臺(tái)上來，由應(yīng)用系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯上來，由應(yīng)用系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。把把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，感

16、知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，做出正確的控制和決策，實(shí)現(xiàn)智能化的管做出正確的控制和決策，實(shí)現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)理、應(yīng)用和服務(wù)M2MM2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與影響1.1.多數(shù)性多數(shù)性設(shè)備的數(shù)量在數(shù)量級上的增加將導(dǎo)致應(yīng)用程設(shè)備的數(shù)量在數(shù)量級上的增加將導(dǎo)致應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的壓力序結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的壓力移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮這些移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮這些M2MM2M設(shè)備設(shè)備2.2.多樣性多樣性M2MM2M應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致了大量有多種需求的應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致了大量有多種需求的設(shè)備的出現(xiàn)。設(shè)備的出現(xiàn)。帶來異構(gòu)性，對互操作能力是一大挑戰(zhàn)帶來異構(gòu)性，對互操作能力是一大挑戰(zhàn)3.3.不可見性不可

17、見性設(shè)備必須很少或不需要人的控制，這就要求設(shè)備必須很少或不需要人的控制，這就要求設(shè)備管理被無縫地集成到服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理中。設(shè)備管理被無縫地集成到服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理中。M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與影響4.4.臨界性臨界性一些應(yīng)用（如智能電網(wǎng)上的電壓、生命保一些應(yīng)用（如智能電網(wǎng)上的電壓、生命保障系統(tǒng)等）在延遲和可靠性上有嚴(yán)格要求，障系統(tǒng)等）在延遲和可靠性上有嚴(yán)格要求，這將挑戰(zhàn)和超越現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的能力這將挑戰(zhàn)和超越現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的能力5.5.隱私問題隱私問題設(shè)備管理被集成到通信系統(tǒng)中，意味著對設(shè)備管理被集成到通信系統(tǒng)中，意味著對于設(shè)備上數(shù)據(jù)的隱私問題和安全問題成為于設(shè)備上數(shù)據(jù)的隱私問題和安全問題成為人們關(guān)注的問題之一人們

18、關(guān)注的問題之一從技術(shù)層面看，各環(huán)節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀及主要難點(diǎn)各不相同1.現(xiàn)狀：能滿足部分應(yīng)用 短距離為主，嵌入式基本實(shí)現(xiàn)，功耗有待改進(jìn)，目前能滿足部分應(yīng)用2.難點(diǎn)：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及成本成為障礙 技術(shù)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)存在多種，且各有優(yōu)劣，目前處于混戰(zhàn) 由于技術(shù)的發(fā)展不足以支撐終端成本的下降，成本成為重要障礙因素3.熱點(diǎn)：業(yè)內(nèi)關(guān)注ZigBee和RFID ZigBee功耗低，成本低50美分，組網(wǎng)方便，但缺乏安全規(guī)范及完善的標(biāo)準(zhǔn) RFID成本高，無源單向，未來重點(diǎn)研究超高頻和有源RFID，推向民用應(yīng)用域網(wǎng)絡(luò)域終端域1.基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層面：能夠支撐從帶寬、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，基本能夠支撐。未來對于流量的增加應(yīng)如何合理利用帶寬和網(wǎng)絡(luò)資源

19、成為業(yè)內(nèi)關(guān)注熱點(diǎn)2.業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)層面：支撐層從垂直向水平融合存在不足，需要搭建水平分層業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系目前IP資源的緊缺1.借助云計(jì)算等新的運(yùn)算處理系統(tǒng)來處理信息和輔助決策2.復(fù)雜的應(yīng)用層語言環(huán)境、內(nèi)容管理等要求1.傳感網(wǎng)和通信網(wǎng)的無縫連接2.統(tǒng)一的協(xié)議棧1.上下文感知技術(shù)2.信息和數(shù)據(jù)集成處理技術(shù)終端及網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的融合M2M技術(shù)組成M2MM2M涉及到涉及到5 5個(gè)重要的技術(shù)部分，包括：個(gè)重要的技術(shù)部分，包括：智能化機(jī)器智能化機(jī)器M2MM2M硬件硬件通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)中間件中間件應(yīng)用應(yīng)用1.智能化機(jī)器實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)M2MM2M的第一步就是從機(jī)器的第一步就是從機(jī)器/ /設(shè)備中獲取設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)，然后把

20、它們通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。使數(shù)據(jù)，然后把它們通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。使機(jī)器機(jī)器“開口說話開口說話”，讓機(jī)器具備信息感知，讓機(jī)器具備信息感知能力、信息加工（計(jì)算能力）、無線通信能力、信息加工（計(jì)算能力）、無線通信能力。能力。使機(jī)器具備使機(jī)器具備“說話說話”能力的基本方法有兩能力的基本方法有兩種：種：生產(chǎn)設(shè)備的時(shí)候嵌入生產(chǎn)設(shè)備的時(shí)候嵌入M2MM2M硬件硬件對已有機(jī)器或設(shè)備進(jìn)行改裝，使其具有通信能對已有機(jī)器或設(shè)備進(jìn)行改裝，使其具有通信能力力M2M設(shè)備的特征1.1.功能受限功能受限大多數(shù)大多數(shù)M2MM2M設(shè)備的計(jì)算、存儲(chǔ)能力要比目前出設(shè)備的計(jì)算、存儲(chǔ)能力要比目前出現(xiàn)的筆記本電腦或手機(jī)低幾個(gè)數(shù)量級現(xiàn)的筆記本電腦或

21、手機(jī)低幾個(gè)數(shù)量級2.2.低功率低功率多數(shù)位于室外，不能輕易與電源相連多數(shù)位于室外，不能輕易與電源相連這將減少這將減少M(fèi)2MM2M程序之間的交互次數(shù)程序之間的交互次數(shù)3.3.嵌入式嵌入式部署后很難改變部署后很難改變4.4.保持不變保持不變設(shè)備更換率低設(shè)備更換率低2.M2M硬件M2MM2M硬件是使機(jī)器獲得遠(yuǎn)程通信和聯(lián)網(wǎng)功能硬件是使機(jī)器獲得遠(yuǎn)程通信和聯(lián)網(wǎng)功能的部件。主要用于進(jìn)行信息的提取，從各的部件。主要用于進(jìn)行信息的提取，從各種機(jī)器設(shè)備那里獲取數(shù)據(jù)，并傳到通信網(wǎng)種機(jī)器設(shè)備那里獲取數(shù)據(jù)，并傳到通信網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)。現(xiàn)在的現(xiàn)在的M2MM2M硬件共分為硬件共分為5 5種：種：嵌入式硬件：嵌入到機(jī)器中，使其具有網(wǎng)

22、絡(luò)通嵌入式硬件：嵌入到機(jī)器中，使其具有網(wǎng)絡(luò)通信功能。常見的產(chǎn)品是支持信功能。常見的產(chǎn)品是支持GSM/GPRSGSM/GPRS或或CDMACDMA無無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線嵌入數(shù)據(jù)模塊。線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線嵌入數(shù)據(jù)模塊。可組裝硬件：在可組裝硬件：在M2MM2M的工業(yè)應(yīng)用中，廠商擁有的工業(yè)應(yīng)用中，廠商擁有大量不具備大量不具備M2MM2M通信和聯(lián)網(wǎng)能力的機(jī)器，可組通信和聯(lián)網(wǎng)能力的機(jī)器，可組裝硬件就是為滿足這些機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)通信能力而裝硬件就是為滿足這些機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)通信能力而設(shè)計(jì)的。包括從傳感器收集數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)的。包括從傳感器收集數(shù)據(jù)的I/OI/O設(shè)備，設(shè)備，將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)絡(luò)的連接終端，有些將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信

23、網(wǎng)絡(luò)的連接終端，有些M2MM2M硬件還具備回控功能。硬件還具備回控功能。調(diào)制解調(diào)器：嵌入式模塊要將數(shù)據(jù)傳送到移動(dòng)調(diào)制解調(diào)器：嵌入式模塊要將數(shù)據(jù)傳送到移動(dòng)通信網(wǎng)路，起到的就是調(diào)制解調(diào)器的作用。如通信網(wǎng)路，起到的就是調(diào)制解調(diào)器的作用。如果要將數(shù)據(jù)通過公用電話網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)送出，果要將數(shù)據(jù)通過公用電話網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)送出，則需要相應(yīng)的則需要相應(yīng)的ModemModem。智能傳感器：具有感知能力、計(jì)算能力和通信智能傳感器：具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的微型傳感器。由智能傳感器組成的傳感能力的微型傳感器。由智能傳感器組成的傳感網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)是M2MM2M技術(shù)的重要組成部分。一組具備通技術(shù)的重要組成部分。一組具備

24、通信能力的智能傳感器以信能力的智能傳感器以Ad HocAd Hoc方式構(gòu)成無線網(wǎng)方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)絡(luò)，協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息并發(fā)布給觀察者；也可以域中感知對象的信息并發(fā)布給觀察者；也可以通過通過GSMGSM網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳給網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳給ITIT系系統(tǒng)。統(tǒng)。識(shí)別標(biāo)識(shí)：如同每個(gè)機(jī)器，每個(gè)商品的識(shí)別標(biāo)識(shí)：如同每個(gè)機(jī)器，每個(gè)商品的“身份身份證證”，使機(jī)器之間可以相互識(shí)別和區(qū)分。常用，使機(jī)器之間可以相互識(shí)別和區(qū)分。常用的技術(shù)包括條形碼技術(shù)，的技術(shù)包括條形碼技術(shù)，RFIDRFID技術(shù)等。技術(shù)等。3.通信網(wǎng)絡(luò)將信息

25、傳送到目的地。通信網(wǎng)絡(luò)在將信息傳送到目的地。通信網(wǎng)絡(luò)在M2MM2M技術(shù)技術(shù)中處于核心地位。包括：中處于核心地位。包括：廣域網(wǎng)（無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)（無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、InternetInternet、公眾電話網(wǎng)等）、公眾電話網(wǎng)等）局域網(wǎng)（以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、局域網(wǎng)（以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、BluetoothBluetooth）個(gè)域網(wǎng)（個(gè)域網(wǎng)（ZigBeeZigBee、傳感器網(wǎng)絡(luò)）、傳感器網(wǎng)絡(luò)）4.中間件中間件包括兩部分中間件包括兩部分M2MM2M網(wǎng)關(guān)：是網(wǎng)關(guān)：是M2MM2M系統(tǒng)中的翻譯員，它獲取來自系統(tǒng)中的翻譯員，它獲取來自通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸給信息處理系統(tǒng)。

26、通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸給信息處理系統(tǒng)。其主要功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換其主要功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集/ /集成部件：此部件是為了將數(shù)據(jù)變集成部件：此部件是為了將數(shù)據(jù)變成有價(jià)值的信息。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同加工和成有價(jià)值的信息。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同加工和處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給這些信息的觀察者和決處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給這些信息的觀察者和決策者。這些中間件包括：數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能策者。這些中間件包括：數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能部件，異常情況報(bào)告和工作流程部件，數(shù)據(jù)倉部件，異常情況報(bào)告和工作流程部件，數(shù)據(jù)倉庫和存儲(chǔ)部件等。庫和存儲(chǔ)部件等。5.應(yīng)用 在在M2MM2M系統(tǒng)中，應(yīng)用的主要功能

27、是通系統(tǒng)中，應(yīng)用的主要功能是通過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)把感知和傳過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)把感知和傳輸來的信息進(jìn)行分析和處理，為決策和控輸來的信息進(jìn)行分析和處理，為決策和控制提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能化的制提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能化的M2MM2M業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)應(yīng)用和服務(wù)。服務(wù)。傳感器及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專用芯片、模塊、終端技術(shù)M2M平臺(tái)技術(shù)它們之間的結(jié)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)M2M主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)IPv4地址正在急速消耗，預(yù)計(jì)將于2011年底告罄 。M2M技術(shù)的出現(xiàn)，使得數(shù)以億計(jì)的M2M設(shè)備接入進(jìn)網(wǎng)絡(luò) 。IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。設(shè)備眾多地址耗盡解決方法IPv6技術(shù)是M2M通信網(wǎng)絡(luò)

28、的重中之重可以說IPv6構(gòu)筑M2M的基礎(chǔ)。管理流業(yè)務(wù)流并行模式M2M應(yīng)用模式管理流業(yè)務(wù)流分離模式 WMMP(Wireless M2M Protocol)協(xié)議是為實(shí)現(xiàn)M2M業(yè)務(wù)中M2M終端與M2M平臺(tái)之間、M2M終端之間、M2M平臺(tái)與M2M應(yīng)用平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信過程而設(shè)計(jì)的應(yīng)用層協(xié)議 。描述了M2M終端的基本要求規(guī)定了WMMP協(xié)議對M2M終端的要求提出了M2M終端的性能要求和安全性要求5.3 M2M應(yīng)用 為了解決各行業(yè)需求，M2M的業(yè)務(wù)模型由三部分組成：行業(yè)終端、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、M2M應(yīng)用平臺(tái)。目前全球M2M應(yīng)用主要集中于三大行業(yè)和三大領(lǐng)域公共事業(yè)公共事業(yè)/ /服服務(wù)務(wù)交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸個(gè)人用戶個(gè)人

29、用戶批發(fā)零售批發(fā)零售工業(yè)工業(yè)/ /制造業(yè)制造業(yè)商業(yè)商業(yè)/ /服務(wù)業(yè)服務(wù)業(yè)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)開采開采/ /建筑建筑金融金融定位/跟蹤/導(dǎo)航安全/監(jiān)控移動(dòng)支付及管理自動(dòng)化和遠(yuǎn)程管理計(jì)量/檢測遠(yuǎn)程醫(yī)療重點(diǎn)應(yīng)用重點(diǎn)應(yīng)用日韓一直以推動(dòng)個(gè)人業(yè)務(wù)為核心，公共事業(yè)剛剛起步以支撐U-Japan和U-Korea計(jì)劃 系統(tǒng)由監(jiān)護(hù)終端設(shè)備和無線專用傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)微型監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)。醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)用來測量各種人體生理指標(biāo)。傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的數(shù)據(jù)，通過無線通信方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)護(hù)終端設(shè)備，再由監(jiān)護(hù)終端上的通信裝置將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器終端設(shè)備上，由專業(yè)醫(yī)護(hù)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，提供必要的咨詢服務(wù)和醫(yī)療指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。數(shù)據(jù)采集部分管理及業(yè)務(wù)平臺(tái)傳輸部分負(fù)責(zé)采集電表數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的通道管理及應(yīng)用無線抄表系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息采集技