M2M是“机器对机器通信(Machine to Machine)”或者“人对机器通信(Man to Machine)”的简称。主要是指通过“通信网络”传递信息从而实现机器对机器或人对机器的数据交换,即通过通信网络实现机器之间的互联、互通。移动通信网络由于其网络的特殊性,终端侧不需要人工布线,可以提供移动性支撑,有利于节约成本,并可满足在危险环境下的通信需求,使得以移动通信网络作为承载的M2M服务得到了业界的高度关注。
M2M技术让机器、设备、应用处理过程与后台信息系统及操作者共享信息。它提供了设备在系统之间、远程设备之间或和个人之间建立无线连接,传输实时数据的手段。M2M技术综合了数据采集、GPS、远程监控、电信、信息技术,是计算机、网络、设备、传感器、人类等的一种新的生态系统,能够使业务流程自动化,集成公司IT系统和非IT设备的实时状态,并创造增值服务。这一平台可在安全监测、自动抄表、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等环境中运行并提供广泛的应用和解决方案。
M2M产品主要由以下三部分构成:无线终端、传输通道和行业应用中心。无线终端是特殊的行业应用终端,而不是通常的手机或笔记本电脑。传输通道是从无线终端到用户端的行业应用中心之间的通道。行业应用中心是终端上传数据的会聚点,对分散的行业终端进行监控。特点是行业特征强,用户自行管理,而且可位于企业端或者托管。而从M2M技术的应用系统看主要包括企业级管理软件平台、无线通信解决方案和现场数据采集和监控设备三个部分。
M2M业务及应用可以分为移动性应用和固定性应用两类。
(1)移动性应用
移动性应用适用于外围设备位置不固定,移动性强、需要与中心节点实时通信的应用,如交通、公安、海关、税务、医疗、物流等行业从业人员手持系统或车载、船载系统等。
(2)固定性应用
固定性应用适用于外围设备位置固定,但地理分布广泛、有线接入方式部署困难或成本高昂的应用,可利用机器到机器实现无人值守,如电力、水利、采油、采矿、环保、气象、烟草、金融等行业信息采集或交易系统等。
总而言之,M2M应用场景与传感器网络不同,M2M主要应用于网络范围比较大、传输距离比较远、终端分布稀疏、移动性要求相对较高的环境。目前优先考虑M2M的五方面应用:智能电表、电子保健、城市自动化、消费者应用和汽车自动化。目前中国移动在网的M2M终端已逾400万,年增60%。
M2M涉及五个重要的技术部分:机器、M2M硬件、通信网络、中间件、应用。
(1)智能化机器
实现M2M的第一步就是从机器/设备中获得数据,然后把它们通过网络发送出去,使机器“开口说话”(talk),让机器具备信息感知、信息加工(计算能力)、无线通信能力。使机器具备“说话”能力的基本方法有两种:生产设备的时候嵌入M2M硬件;对已有机器进行改造,使其具备通信/联网能力。
(2)M2M硬件
M2M硬件是使机器获得远程通信和联网能力的部件。主要进行信息的提取,从各种机器/设备那里获取数据,并传送到通信网络。现在的M2M硬件共分为五种:
①嵌入式硬件
嵌入到机器里面,使其具有网络通信能力。常见的产品是支持GSM/GPRS或CDMA无线移动通信网络的无线嵌入数据模块。(www.xing528.com)
②可组装硬件
在M2M的工业应用中,生产厂商拥有大量不具备M2M通信和联网能力的设备仪器,可改装硬件就是为满足这些机器的网络通信能力而设计的。实现形式也各不相同,包括从传感器收集数据的I/O设备(I/O Devices),完成协议转换功能,将数据发送到通信网络的连接终端(Connectivity Terminals);有些M2M硬件还具备统控功能。
③调制解调器(Modem)
上面提到嵌入式模块将数据传送到移动通信网络上时,起的就是调制解调器的作用。如果要将数据通过公用电话网络或者以太网送出,则分别需要相应的Modem。
④传感器
传感器可分成普通传感器和智能传感器两种。智能传感器(Smart Sensor)是指具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器。由智能传感器组成的传感器网络(Sensor Network)是M2M技术的重要组成部分。一组具备通信能力的智能传感器以Ad Hoc方式构成无线网络,协作感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者;也可以通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统。
⑤识别标识(Location Tags)
识别标识如同每台机器、每个商品的“身份证”,使机器之间可以相互识别和区分。常用的技术如条形码技术、射频识别卡技术等。标识技术已被广泛用于商业库存和供应链管理。
(3)通信网络
将信息传送到目的地。通信网络在整个M2M技术框架中处于中心地位,包括:广域网(无线移动通信网络、卫星通信网络、Internet、公众电话网)、局域网(以太网、无线局域网、Bluetooth)、个域网(ZigBee、传感器网络)。
(4)中间件
中间件包括两部分:M2M网关、数据收集/集成部件。网关是M2M系统中的“翻译员”,其可获取来自通信网络的数据,将数据传送给信息处理系统。主要的功能是完成不同通信协议之间的转变。
(5)应用
数据收集/集成部件是为了将数据变成有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处理,并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。这些中间件包括:数据分析和商业智能部件,异常情况报告和工作流程部件,数据仓库和存储部件等。
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