M2M关键技术物联网组成原理成果

实现M2M涉及的关键技术：传感器技术、传感器网络技术、通信网络技术、专用芯片、模块、终端技术、M2M平台技术，以及它们之间的结合技术。

1）传感器负责信息的采集是信息的源头，是M2M应用的基础。如温度、压力、速度、湿度、高度、视频、图像、位置等不同传感器体积各异，所提供的信息接口存在巨大差异，这是对M2M终端规模化的最大挑战。

2）传感器网络针对传感器的特性形成了一套完整的物理层、链路层、网络层规范。传感网络相关通信技术，常见的有蓝牙、IrDA、Wi-Fi、ZigBee、RFID、UWB、NFC、WirelessHart等。传感网智能性主要体现在IP化、功耗低、体积小、信息双向传递、免人工维护等特性。具挑战性的技术难题主要是如何在低功耗下实现远距离传输，以及如何将大量传感器自动组织成网络。

3）通信网络技术。M2M技术的出现，使得除了原有的人、计算机、IT设备之外，让数以亿计的M2M设备接入网络，这些新成员的数量和其数据交换的网络流量将会迅速地增加。通信网络技术为M2M数据提供传送通道，如何在现有网络上进行增强适应M2M业务需求（海量地址需求，低数据率、低移动性等），是现在M2M研究的重点。

IPv6技术是M2M通信网络的重中之重，可以说IPv6是构筑M2M的基础。

IPv6的诞生与IPv4的耗尽有直接的关系。IPv4自1984年诞生以来，已提供了40多亿个IP地址，由于其采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，未分配的IPv4地址正在急速消耗。(www.xing528.com)

为了扩大地址空间，IETF提出并设计了IPv6来重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。据保守估计，IPv6实际可分配的地址，整个地球每平方米面积上可分配1000多个。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其他问题。IPv6的主要优势体现在：“无限”的地址空间、提高了网络的整体吞吐量、大大改善了服务质量、增强了网络安全性、更加便捷和人性化。这为M2M的发展奠定了基础。IPv6的引入使得大量、多样化的终端更容易接入IP网，并在安全性和终端移动性方面都有了很大的增强。基于IPv6的M2M网络，可以在IP层上对数据包进行高强度的安全处理，使用AH报头、ESP报头来保护IP通信安全，其安全机制更加完善；同时，终端移动性也更有利于监测物品的实时位置。IPv6将促进M2M向着更便捷、更安全的方向发展。

4）M2M模块与终端之间的接口与AT指令集需要进行标准化设计，并可将标准化后的管理协议栈从终端内置迁移到模块内置，以利于降低终端成本。由于许多行业应用终端一旦部署后不便实施经常性的维护，或者对运行的可靠性有较高的要求，因此M2M终端和模块都迫切需要研发低功耗、高可靠性、长寿命的解决方案。在另一些用量大、成本敏感的行业中则需要研发低成本的M2M终端方案。另外，在部分应用场合中采用“机卡合一”方案可能更为适合。由于物联网和M2M业务成熟后的终端数量巨大，目前就有必要引入独立的13位终端号段，并且要求终端逐步实现对IPv6的支持。

5）M2M平台将实现两个核心功能：一个是实现对终端的远程监测和控制；另一个是实现对业务数据的转发。

前一个功能将帮助运营商及其客户管理各种物联网M2M终端。M2M应用广泛，很多情况下M2M终端无人值守，如野外、水下等，通过M2M平台将实现对这些终端的远程监测，不用现场维护。

业务数据转发功能可实现对数据流的管理和备份等功能。据了解，M2M业务的数据流有两种传递模式：一种是从M2M应用的前端终端直接传递到用户的应用平台之上，这一种模式不需要M2M平台起到作用；另一种是从M2M应用的前端终端将数据传送到电信运营商的M2M平台之上，再由M2M平台转发到用户的后端应用平台，此种模式平台将发挥作用。