【正文】
營商建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的總體架構(gòu)。關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);電信運(yùn)營商;行業(yè)應(yīng)用;終端ABSTRACT The Internet of Things called following the puter and Internet information industry after the world39。 Industry application。2005年之后,ITU將物聯(lián)網(wǎng)的概念泛在化,將物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展為將各種信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。2009年8月,國務(wù)院總理溫家寶視察了中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心,也提出盡快建立中國的傳感信息中心,并形象地稱為“感知中國”中心。而物聯(lián)網(wǎng)中最主要的核心部分就是機(jī)器之間的互聯(lián)、互通,也就是俗稱的M2M(M2M:“Machine to Machine”或“Man to Machine”或“Man to Man”,即“機(jī)器對機(jī)器”或“人對機(jī)器”或“人對人”;主要是指通過“無線網(wǎng)絡(luò)”傳遞信息和后端的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)機(jī)器對機(jī)器或人對機(jī)器的實時數(shù)據(jù)交換,也就是機(jī)器互聯(lián)、互通)。首先以國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為基礎(chǔ),了解物聯(lián)網(wǎng)的特點及其有關(guān)技術(shù);第二,以國外的電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀與我國相比,通過分析國外的成功經(jīng)驗,為我國電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供依據(jù),并對我國電信運(yùn)營商建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺提出建議架構(gòu)。M2M(MachinetoMachine)作為實現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器之間的無線通信手段,為制造業(yè)的信息化提供了一種新的解決思路。l 無縫連接與可靠傳遞通過各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將主動聯(lián)入和被動識別物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支撐 隨著各種通信技術(shù)從平行、獨立地發(fā)展,逐步走向融合,如移動通信技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)的融合;電信網(wǎng)、電視網(wǎng)、計算機(jī)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)走向融合,形成了新一代技術(shù)-M2M技術(shù),以實現(xiàn)人與人(MantoMan)、人與機(jī)器(MantoMachine)、機(jī)器與機(jī)器(MachinetoMachine)之間暢通無阻、隨時隨地的通信。物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建依賴三個實體層的存在和互動。GPS等位置識別技術(shù)成熟,實時定位系統(tǒng)(RTLS)發(fā)展較快并開始應(yīng)用。物物通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù):低速低功耗近距離無線接入正研究新的物理層和MAC層技術(shù);廣域無線接入增強(qiáng)技術(shù)正研究支持機(jī)器類通信的需求;Adhoc網(wǎng)絡(luò)以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為代表面向應(yīng)用定制,標(biāo)準(zhǔn)研究剛開始起步。海量信息智能處理:總體處于初期發(fā)展階段。目前,在美國和加拿大等國已經(jīng)實現(xiàn)安全監(jiān)測、機(jī)械服務(wù)、維修業(yè)務(wù)、自動售貨機(jī)、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)流程自動化、電動機(jī)械、城市信息化等領(lǐng)域的應(yīng)用。圖31 M2M模塊發(fā)貨量預(yù)測(單位:百萬)[6] 全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展將分三個階段。目前全球市場屬于第一階段與第二階段的中間段,已經(jīng)出現(xiàn)了Jasper Wireless 和Wyless 這樣的全球化的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,而傳統(tǒng)電信運(yùn)營商仍處于主導(dǎo)地位,應(yīng)用客戶也以企業(yè)客戶為主。與國外的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r相比,產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)有所缺失,特別是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商等重要的環(huán)節(jié)。就當(dāng)前而言,計算機(jī)和手持設(shè)備是IT的主體,主要是上圖中的內(nèi)圈設(shè)備。比利時子公司Mobistar是Orange的M2M業(yè)務(wù)推廣主力,OrangeMobistar業(yè)務(wù)范圍內(nèi)開放國際M2M中心(IMC),IMC集咨詢、技術(shù)創(chuàng)新、項目管理和系統(tǒng)集成為一身,提供全球M2M連接服務(wù)和實時解決方案。Vodafone支持MVNO和MMO使用它的網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)營M2M業(yè)務(wù),同時還與MVNE簽訂協(xié)議支持MVNO和MMO和業(yè)務(wù)方案制定和運(yùn)營。 ATamp。T可以提供美國最好的M2M業(yè)務(wù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。T于2008年8月新建了一個新興設(shè)備(Emerging Device)的部門,專門從事M2M設(shè)備資源業(yè)務(wù)的研究,并與Jasper Wireless展開了研究合作,并在2009年與其簽定協(xié)議,使其停止獨立對外提供M2M業(yè)務(wù),從而專門成為ATamp??梢灶A(yù)見ATamp。 除了針對大客戶的信息化產(chǎn)品外,2009年初中國移動針對學(xué)生和老人推出了“愛貝通”和“關(guān)愛通”兩項M2M終端產(chǎn)品。因此催生的電信、信息存儲處理、IT服務(wù)整體解決方案市場等等,更是極具潛力。下面就從關(guān)鍵技術(shù)、行業(yè)應(yīng)用、APRU值等三方面對我國電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)拓展進(jìn)行分析。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大部分僅具有感應(yīng)和傳輸功能,并不具備物聯(lián)網(wǎng)智能化處理的要求。推動力一方面來自于3G的全面發(fā)展,3G比2G、更好的通信質(zhì)量,能更好地實現(xiàn)無縫漫游及為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù),3G能夠有效滿足行業(yè)用戶對移動辦公、移動定位和遠(yuǎn)程控制等方面的要求。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)管理平臺,對應(yīng)用、終端的管理和接入,實現(xiàn)使所有機(jī)器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力的目標(biāo),就可突出電信運(yùn)營商的優(yōu)勢。另一方面,隨著電信市場競爭的日趨激烈,電信資費(fèi)的下降已經(jīng)成為了最近幾年的趨勢,其中也包含數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。綜合考慮,通信模塊終端價格的電信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)價格的降低將使物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的門檻降低,以及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)ARPU 的穩(wěn)定增長,將會促進(jìn)電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。在第三階段業(yè)務(wù)規(guī)模足夠大的情況下,可探討使用獨立號段、獨立載頻單獨為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供服務(wù)的可能性[9]。 物聯(lián)網(wǎng)平臺總體架構(gòu)圖42:電信運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)平臺總體架構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)平臺的總體架構(gòu)由物聯(lián)網(wǎng)平臺、行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)終端三部分組成,并與電信運(yùn)營商現(xiàn)有的運(yùn)營支撐系統(tǒng)對接,實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行客戶管理、業(yè)務(wù)管理、CRM開通、計費(fèi)及運(yùn)營分析等,維持電信運(yùn)營商業(yè)務(wù)支撐統(tǒng)一化[10]。應(yīng)用系統(tǒng)基于WebService協(xié)議的數(shù)據(jù)訪問接口,主持主動式和回調(diào)式的數(shù)據(jù)訪問接口,具備標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)應(yīng)用功能引擎,提供外部調(diào)用。物聯(lián)網(wǎng)平臺提供物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的客戶管理及服務(wù)、營銷計費(fèi)、智能分析、團(tuán)體管理等運(yùn)營過程的全方位支撐;面向各類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的生成、測試、部署、發(fā)布直到撤消的全過程提供支撐,靈活多樣的應(yīng)用整合機(jī)制;具備開放的終端接入環(huán)境,具有靈活的對各種M2M協(xié)議終端的接入機(jī)制。l 業(yè)務(wù)受理平臺管理員通過門戶可完成終端基本信息維護(hù)、應(yīng)用基本信息維護(hù)和業(yè)務(wù)受理中部分需要平臺管理員手工操作的功能。 政企管理門戶政企管理門戶是政企客戶管理自己的信息和了解其應(yīng)用相關(guān)終端運(yùn)行情況的管理門戶,其主要功能包括:l 賬號管理政企客戶管理員能夠通過門戶完成政企客戶級的賬號管理。l 投訴及建議政企客戶能夠通過門戶發(fā)起投訴或者提交建議,平臺將投訴處理后,如果是SP相關(guān)投訴則回到SP管理門戶進(jìn)行處理,如是終端相關(guān)投訴則轉(zhuǎn)到終端廠商自管理門戶進(jìn)行處理,客戶和平臺管理員能夠查看投訴當(dāng)前的狀態(tài)。l 應(yīng)用信息管理SP通過門戶可查看自己提供的應(yīng)用相關(guān)信息,包括應(yīng)用基本信息和簽約信息兩部分。l 投訴處理SP管理員能夠處理屬于自己的投訴單,在處理完畢后填寫處理內(nèi)容,該投訴單將返回給投訴客戶。上述部分操作屬于“寫”操作,如終端遠(yuǎn)程喚醒等。l 投訴及建議終端廠商管理員能夠處理屬于自己的投訴單,在處理完畢后填寫處理內(nèi)容,該投訴單將返回投訴客戶。行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)可以通過調(diào)用接口協(xié)議對終端完成終端監(jiān)控、參數(shù)管理、以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的交互等功能。物聯(lián)網(wǎng)平臺與應(yīng)用之間的消息采用加密傳輸方式。會話密鑰具有時效性,當(dāng)有效期結(jié)束,應(yīng)用應(yīng)重新從物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取會話密鑰。接入層:標(biāo)準(zhǔn)ParlaryX接口支持,支持第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用的快速接入,對外部應(yīng)用提供輕量級SOA。SP信息至少包括:1) SP唯一標(biāo)識(ID)(注:由電信運(yùn)營商統(tǒng)一分配)2) SP名稱3) SP提供的應(yīng)用的應(yīng)用ID4) SP所屬地區(qū)5) SP所提供的行業(yè)應(yīng)用列表6) SP辦公地址7) 通訊地址及郵政編碼8) 其它聯(lián)系方式(電話、EMAIL)9) 法人代表10) 負(fù)責(zé)與電信聯(lián)絡(luò)的責(zé)任人姓名及聯(lián)系方式l 客戶管理客戶管理,是指企業(yè)客戶完成物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)受理后,物聯(lián)網(wǎng)平臺對客戶的相關(guān)信息進(jìn)行維護(hù)及查詢等功能。平臺主要把物聯(lián)網(wǎng)終端和應(yīng)用的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)按照使用對象、時間、地域、業(yè)務(wù)類別等維度進(jìn)行統(tǒng)計分析。l 應(yīng)用數(shù)據(jù)分析可以按照地域、客戶、應(yīng)用等類型進(jìn)行應(yīng)用運(yùn)行情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計,統(tǒng)計內(nèi)容包括終端故障數(shù)量、終端故障率、終端故障時長、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量、應(yīng)用連接意外斷鏈次數(shù)、應(yīng)用連接斷鏈時長、應(yīng)用信息處理響應(yīng)速度、應(yīng)用信息轉(zhuǎn)發(fā)成功率、業(yè)務(wù)投訴率等進(jìn)行統(tǒng)計??梢越y(tǒng)計行業(yè)應(yīng)用的名稱、類型、產(chǎn)品代碼、企業(yè)代碼、信用等級等靜態(tài)信息,同時可以對行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)類別信息、業(yè)務(wù)統(tǒng)計信息、客戶投訴信息等進(jìn)行統(tǒng)計。 終端管理平臺對終端的管理功能如下:l 終端信息查詢提供終端視圖的查看、終端信息查詢等功能,能查詢終端當(dāng)前的相關(guān)信息。已注冊終端平時處于“無告警”狀態(tài),如果存在告警,那么進(jìn)入“有告警”狀態(tài)。l 終端狀態(tài)維護(hù)終端的實際配置參數(shù)和平臺記錄的終端配置參數(shù)應(yīng)保持一致。初始化方案下發(fā)成功后,平臺方能執(zhí)行其它操作。若下發(fā)配置中有終端不識別的參數(shù),則進(jìn)入“參數(shù)配置有誤”狀態(tài)。l 終端參數(shù)設(shè)置平臺對終端進(jìn)行參數(shù)配置過程如下:如果當(dāng)前終端已登錄,直接發(fā)送參數(shù)配置消息給終端;如果當(dāng)前終端未登錄,遠(yuǎn)程喚醒終端后,平臺再下發(fā)參數(shù);如果參數(shù)配置失敗,根據(jù)實際的情況,修改終端的配置參數(shù)狀態(tài),終端下次登錄時再次嘗試下發(fā)配置參數(shù),或者由管理員進(jìn)行必要的人工干預(yù);如果終端返回的錯誤信息為“無效參數(shù)或參數(shù)值有誤”,則平臺修改終端配置狀態(tài)為“參數(shù)配置有誤”,并提醒管理員進(jìn)行必要的人工干預(yù)。l 終端遠(yuǎn)程檢測終端遠(yuǎn)程檢測負(fù)責(zé)終端各類狀態(tài)參數(shù)的采集及相關(guān)處理,通過終端主動上報和平臺主動查詢等手段實現(xiàn)。l 路由引擎路由引擎的功能包括尋址、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全等,提供終端尋址功能,為終端與應(yīng)用之間快速建立連接,實現(xiàn)物物互聯(lián),使平臺具備快速發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)平業(yè)務(wù)的能力。配置的維度可以根據(jù)應(yīng)用,也可以根據(jù)終端型號,也可以是應(yīng)用和終端型號兩者結(jié)合。l 終端注銷終端注銷是指解除終端認(rèn)證并廢棄終端編號的操作。l 終端登錄只有注冊狀態(tài)處于“已注冊”狀態(tài)的終端才能執(zhí)行登錄操作。l 終端退出終端退出與平臺會話前,須向平臺發(fā)送退出請求。終端收到平臺的指令后,首先發(fā)送回應(yīng)消息,然后清除和平臺的連接信息,更新狀態(tài)為未登錄。平臺發(fā)向終端的每個報文都要進(jìn)行報文的CRC校驗、終端編號校驗(報文中的終端編號和終端自身編號一致)。同時,為了保證系統(tǒng)的處理能力,對于超出平臺處理能力的終端請求,對于惡意攻擊平臺的終端請求,對終端流量進(jìn)行控制。后兩種都屬于電信運(yùn)營商發(fā)布的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)[12]。業(yè)務(wù)引擎數(shù)據(jù)流是指應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用其他行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)能力的數(shù)據(jù)流程,也就是云能力數(shù)據(jù)流,行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)除了可以直接面向用戶,為用戶提供業(yè)務(wù)應(yīng)用外,外通過標(biāo)準(zhǔn)的API,以業(yè)務(wù)引擎的方式,向外提供業(yè)務(wù)處理能力,如:電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用向外部系統(tǒng)提供用電查詢,用電申請的業(yè)務(wù)引擎,其他行業(yè)應(yīng)用(如支付系列)就可通過業(yè)務(wù)引擎開發(fā)自動繳費(fèi)應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)平臺提供基礎(chǔ)平臺降低開發(fā)成本,都支撐行業(yè)應(yīng)用提供商快速開發(fā),降低開發(fā)難度,降低進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)門檻。也正因為具有廣闊的市場前景,在擁有了物聯(lián)網(wǎng)平臺之后,電信運(yùn)營商將能更深地介入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供。通過物聯(lián)網(wǎng)平臺以達(dá)到促進(jìn)人與人、人與物、物與物之間信息的高效聯(lián)動與共享的新型網(wǎng)絡(luò),有效整合了內(nèi)部資源,在政府、交通、稅務(wù)、消防、銀行等眾多領(lǐng)域同步推進(jìn),獲取公共服務(wù)信息源,促使物聯(lián)網(wǎng)向更廣更深的方向發(fā)展。但是,在具體行業(yè)應(yīng)用層面,市場集中體現(xiàn)著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一、終端形態(tài)多樣、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)缺乏協(xié)同等多種問題。在物聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)上,對應(yīng)用、終端的管理和接入,實現(xiàn)使所有機(jī)器設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力的目標(biāo),就可突出電信運(yùn)營商的優(yōu)勢。 政企自建應(yīng)用系統(tǒng)客戶資源方面,電信運(yùn)營商在政企客戶市場上積累了最為豐富的重點行業(yè)客戶資源,電信運(yùn)營商可以將物聯(lián)網(wǎng)納入到為他們服務(wù)的整體解決方案中去。第六章 物聯(lián)網(wǎng)終端接入設(shè)計終端具備數(shù)據(jù)接口和傳感器接口,通過特定的軟硬件邏輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸,完成特定的業(yè)務(wù)功能,廣泛應(yīng)用于水文、環(huán)保、氣象、電力、車載、工控、金融、安防等多種領(lǐng)域[13]。 私有終端私有終端時指為特定行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)專有的終端,其采集的數(shù)據(jù)及智能處理只為特定的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù),數(shù)據(jù)流指向特定的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的內(nèi)部用戶,可通過行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)邏輯與終端進(jìn)行雙向的信息交流及處理。公用終端提供可靠的通信服務(wù),符合電信運(yùn)營商標(biāo)準(zhǔn)。在有效監(jiān)管公用終端的基礎(chǔ)上,通過聚合電信運(yùn)營商資源和第三方資源,為最終用戶提供端到端的業(yè)務(wù)解決方案和增值服務(wù)。 移動終端(3G)移動終端,是指集成移動通信模塊的物聯(lián)網(wǎng)終端,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合組網(wǎng),由于3G移動通信網(wǎng)絡(luò)具有的高帶寬優(yōu)勢,目前移動終端主要體現(xiàn)為3G物聯(lián)網(wǎng)終端。相對于移動網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,以及缺乏覆蓋廣泛的統(tǒng)一接入網(wǎng)絡(luò),無線覆蓋的范圍遠(yuǎn)小于移動網(wǎng)絡(luò)。 結(jié) 論經(jīng)過對國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的分析與探討,可以看到目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢正處于由孤島系統(tǒng)到規(guī)模聯(lián)網(wǎng)的階段,但主流的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還是獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。電信運(yùn)營商一直都在參與并拓展我國物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),前期雖然也推出個別物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)務(wù),并運(yùn)營拓展,但更多時候承擔(dān)通道提供商的角色,并沒有成為我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展過程中的核心力量