【正文】 采用FreeRTOS操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)進(jìn)行管理簡(jiǎn)化了軟件的編寫難度，同時(shí)提高了程序的可讀性和可移植性。通過(guò)對(duì)接收數(shù)據(jù)的解析，確定數(shù)據(jù)包的類型，然后由相應(yīng)的函數(shù)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用分層的結(jié)構(gòu)，從底到上分別為串口驅(qū)動(dòng)層 (物理層 )、 PPP協(xié)議層 (鏈路層 )、 IP協(xié)議層 (網(wǎng)絡(luò)層 )、UDP協(xié)議和 ICMP層 (傳輸層 )以及應(yīng)用層。軟件設(shè)計(jì)中采用 LCPHandler()函數(shù)完成 LCP協(xié)商， PAPHandler()完成認(rèn)證，由 IPCPHandler()完成IPCP協(xié)商，如果最后獲得 ISP和本節(jié)點(diǎn)的 IP地址，則進(jìn)入PPPOVER態(tài)，此后就能進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸了。作為一個(gè)輕量級(jí)的操作系統(tǒng)， FreeRTOS提供的功能包括任務(wù)管理、時(shí)間管理、信號(hào)量、消息隊(duì)列、內(nèi)存管理等。它具有 64 KB的 FLASH和 16 KB的 SRAM，具備豐富的外圍設(shè)備資源，其中包括 3個(gè)UART通信串口和 1個(gè) 。當(dāng) M2M終端與Inter建立連接后，只需把封裝好的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到M2M終端，由其完成向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。傳感器技術(shù)，低功耗、高可靠性、長(zhǎng)壽命的終端技術(shù)，具有 QoS的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等均是 M2M業(yè)務(wù)面臨的重大技術(shù)問(wèn)題。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M (2) ?TC5 WG9于 2023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(guó)內(nèi)需求，研究 M2M通信對(duì) RAN和核心網(wǎng)絡(luò)的影響及其優(yōu)化方案等。建議從以下幾個(gè)方面加快 M2M的研究進(jìn)程。 (3) 簽約控制：研究 MTC簽約控制的相關(guān)問(wèn)題，提出SGSN/MME具備根據(jù) MTC設(shè)備能力、網(wǎng)絡(luò)能力、運(yùn)營(yíng)商策略和 MTC簽約信息來(lái)決定啟用或禁用某些 MTC特性的能力；同時(shí)也指出了需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題，例如網(wǎng)絡(luò)獲取 MTC設(shè)備能力的方法、 MTC設(shè)備的漫游場(chǎng)景等。 (5) 消費(fèi)者連接 (Connected Consumers)的應(yīng)用場(chǎng)景 (TS 102 857)：消費(fèi)者連接的應(yīng)用場(chǎng)景和相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。 (4) 將現(xiàn)有的組件或子系統(tǒng)映射到 M2M體系結(jié)構(gòu)中。 CCSA早在 2023年就完成了 M2M的業(yè)務(wù)研究報(bào)告，與 M2M相關(guān)的其他研究工作也已展開。 M2M產(chǎn)業(yè)鏈如圖 所示。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 網(wǎng)管系統(tǒng)與平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理模塊通信，完成配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及系統(tǒng)自身管理等功能。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 3) 專用芯片、模塊、終端技術(shù) M2M模塊與終端之間的接口與 AT(Attention)指令集需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，并可將標(biāo)準(zhǔn)化后的管理協(xié)議棧從終端內(nèi)置遷移到模塊內(nèi)置，以利于降低終端成本；由于許多行業(yè)應(yīng)用終端一旦部署后不便實(shí)施經(jīng)常性的維護(hù)，或者對(duì)運(yùn)行的可靠性有較高的要求，因此 M2M終端和模塊都迫切需要研發(fā)低功耗、高可靠性、長(zhǎng)壽命的解決方案，在另一些用量大、成本敏感的行業(yè)中則需要研發(fā)低成本的 M2M終端方案，另外在部分應(yīng)用場(chǎng)合中采用“機(jī)卡合一”方案可能更為適合；由于物聯(lián)網(wǎng)和 M2M業(yè)務(wù)成熟后的終端數(shù)量巨大，目前就有必要引入獨(dú)立的 13位終端號(hào)段，并且要求終端逐步實(shí)現(xiàn)對(duì) IPv6的支持。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 數(shù)據(jù)收集 /集成部件是為了將數(shù)據(jù)變成有價(jià)值的信息，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同加工和處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給需要這些信息的觀察者和決策者。常用的技術(shù)如條形碼技術(shù)、射頻標(biāo)簽 (RFID)技術(shù)等。傳感器可分為普通傳感器和智能傳感器兩種。其實(shí)現(xiàn)形式各不相同，包括從傳感器收集數(shù)據(jù)的輸入 /輸出 (I/O)部件；完成協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)絡(luò)的連接終端(Connectivity Terminals)設(shè)備；有些 M2M 硬件還具備回控功能。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2) ?M2M硬件 M2M硬件是使機(jī)器獲得遠(yuǎn)程通信和聯(lián)網(wǎng)能力的部件。在此基礎(chǔ)之上，由內(nèi)向外依次為 WMMP的 M2M終端管理功能和 WMMP的 M2M應(yīng)用擴(kuò)展功能。 WMMP的流程如下： ① ?M2M終端序列號(hào)的注冊(cè)和分配； ② ?M2M終端登錄系統(tǒng)； ③ ?M2M終端退出系統(tǒng)； ④ ?M2M連接檢查； ⑤ 終端上線失敗錯(cuò)誤狀態(tài)上報(bào)； ⑥ ?M2M終端按照 M2M平臺(tái)的要求上報(bào)采集數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及向 M2M平臺(tái)請(qǐng)求配置數(shù)據(jù)； ⑦ ?M2M平臺(tái)從 M2M終端提取所需的數(shù)據(jù)，或向終端下發(fā)控制命令和配置信息； ⑧ ?M2M終端軟件的遠(yuǎn)程升級(jí)。 WMMP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖 。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M USSDC：負(fù)責(zé)建立 M2M終端與 M2M平臺(tái)的 USSD通信。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M ③ 應(yīng)用接入模塊：實(shí)現(xiàn) M2M應(yīng)用業(yè)務(wù)到 M2M平臺(tái)的接 入。無(wú)線調(diào)制解調(diào)器具有終端管理模塊功能和無(wú)線接入能力，用于在行業(yè)終端監(jiān)控平臺(tái)與網(wǎng)管系統(tǒng)間無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M的系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議 1． M2M的系統(tǒng)架構(gòu) M2M產(chǎn)品主要由三部分構(gòu)成：第一，無(wú)線終端，即特殊的行業(yè)應(yīng)用終端，而不是通常的手機(jī)或筆記本電腦；第二，傳輸通道，從無(wú)線終端到用戶端的行業(yè)應(yīng)用中心之間的通道；第三，行業(yè)應(yīng)用中心，也就是終端上傳數(shù)據(jù)的匯聚點(diǎn)，對(duì)分散的行業(yè)終端進(jìn)行監(jiān)控。通信模塊提供商往往是針對(duì) M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用而開發(fā)，因此要求通信模塊能夠和要安裝的機(jī)器擁有一致的接口和控制協(xié)議。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 完整的 M2M產(chǎn)業(yè)鏈包括通信芯片提供商、通信模塊提供商、外部硬件提供商、應(yīng)用設(shè)備和軟件提供商、系統(tǒng)集成商、M2M服務(wù)提供商、電信運(yùn)營(yíng)商、原始設(shè)備制造商、消費(fèi)者、管理咨詢提供商和測(cè)試認(rèn)證提供商等。它通過(guò)在機(jī)器內(nèi)部嵌入無(wú)線通信模塊，以無(wú)線通信等為接入手段，為客戶提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對(duì)監(jiān)控、指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和測(cè)量等方面的信息化需求。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)在機(jī)器和機(jī)器之間的傳輸，更重要的是，它是機(jī)器和機(jī)器之間的一種智能化、交互式的通信?？梢哉f(shuō)，通信芯片是整個(gè)通信設(shè)備的核心。而通信模塊與設(shè)備的接口和協(xié)議也需要模塊提供商和設(shè)備制造商之間進(jìn)行協(xié)商。 (2) ?M2M終端的類型：主要有行業(yè)專用終端、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器和手持設(shè)備。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M ① 通信接入模塊：可分為行業(yè)網(wǎng)關(guān)接入模塊和 GPRS接入模塊。 應(yīng)用業(yè)務(wù)的主要功能是把感知和傳輸來(lái)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)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。 為了屏蔽不同的通信網(wǎng)絡(luò)、不同的通信方式的差異性，便于 M2M終端設(shè)備快速接入 M2M系統(tǒng)，需要對(duì) M2M終端與M2M平臺(tái)之間的通信協(xié)議進(jìn)行規(guī)范。 長(zhǎng)連接是指在一個(gè)過(guò)程中可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)包發(fā)送，需要行業(yè)終端發(fā)送心跳包以維持此連接。WMMPT完成 M2M平臺(tái)與 M2M終端之間的數(shù)據(jù)通信，以及M2M終端之間借助 M2M平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)、路由所實(shí)現(xiàn)的端到端數(shù)據(jù)通信?？梢哉f(shuō)，機(jī)器是為人服務(wù)的，而系統(tǒng)則是為了機(jī)器更好地服務(wù)于人而存在的。典型產(chǎn)品有諾基亞的 12 GSM；索尼愛立信的 GR 48和 GT 48；摩托羅拉的 G18/G20 for GSM、 C18 for CDMA；西門子的 TC4TC35i、 MC35i等。典型產(chǎn)品有 BTSeries CDMA、 GSM無(wú)線數(shù)據(jù)Modem等。典型產(chǎn)品如英特爾的基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的“智能微塵 (Smart Dust)”等。 網(wǎng)關(guān)是 M2M系統(tǒng)中的“翻譯員”，它獲取來(lái)自通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給信息處理系統(tǒng)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 1) 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) M2M業(yè)務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中要兼顧寬帶和窄帶無(wú)線接入應(yīng)用、實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)應(yīng)用，要能支持系統(tǒng)的開放性以便于接入和二次運(yùn)營(yíng)。管理流是指承載 M2M終端管理相關(guān)信息的數(shù)據(jù)流，業(yè)務(wù)流是指承載 M2M應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)流。 現(xiàn)在， M2M應(yīng)用遍及電力、交通、工業(yè)控制、零售、公共事業(yè)管理、醫(yī)療、水利、石油等多個(gè)行業(yè)，以及車輛防盜、安全監(jiān)測(cè)、自動(dòng)售貨、機(jī)械維修、公共交通管理等日常生 活當(dāng)中。幾大主要標(biāo)準(zhǔn)化組織按照各自的工作職能范圍，從不同角度開展了針對(duì)性研究。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M ETSI M2M TC的主要職責(zé)如下： (1) 從利益相關(guān)方收集和制定 M2M業(yè)務(wù)及運(yùn)營(yíng)需求。 (2) ?M2M功能架構(gòu) (