【文章內(nèi)容簡介】 星通信網(wǎng)絡、 Inter、公眾電話網(wǎng) )、局域網(wǎng) (以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍牙 )、個域網(wǎng) (ZigBee、傳感器網(wǎng)絡 )。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 4) 中間件 中間件在通信網(wǎng)絡和 IT系統(tǒng)間起橋接作用。中間件包括兩部分： M2M網(wǎng)關、數(shù)據(jù)收集 /集成部件。 網(wǎng)關是 M2M系統(tǒng)中的“翻譯員”，它獲取來自通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給信息處理系統(tǒng)。網(wǎng)關主要的功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。典型產(chǎn)品如 Nokia的 M2M網(wǎng)關。 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)變成有價值的信息，對原始數(shù)據(jù)進行不同加工和處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給需要這些信息的觀察者和決策者。這些中間件包括數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能部件、異常情況報告和工作流程部件、數(shù)據(jù)倉庫和存儲部件等。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 5) 應用 在 M2M系統(tǒng)中，應用的主要功能是通過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術把感知和傳輸來的信息進行分析和處理，為決策和控制提供依據(jù)，實現(xiàn)智能化的 M2M業(yè)務應用和服務。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2． M2M業(yè)務的關鍵技術 一個典型的 M2M系統(tǒng)由傳感器 (或監(jiān)控設備 )、 M2M終端、蜂窩移動通信網(wǎng)絡、終端管理平臺與終端軟件升級服務器、運營支撐系統(tǒng)、行業(yè)應用系統(tǒng)等環(huán)節(jié)構(gòu)成。 M2M業(yè)務涉及一系列關鍵技術，包括系統(tǒng)架構(gòu)設計，終端管理平臺，專用芯片、模塊、終端技術，服務質(zhì)量 (QoS)與流量控制，傳感器網(wǎng)絡技術等。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 1) 系統(tǒng)架構(gòu)設計 M2M業(yè)務的系統(tǒng)架構(gòu)設計中要兼顧寬帶和窄帶無線接入應用、實時和非實時應用，要能支持系統(tǒng)的開放性以便于接入和二次運營。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2) 終端管理平臺 終端管理平臺實現(xiàn)對全網(wǎng) M2M終端的統(tǒng)一的鑒權(quán)認證，并可以支持終端遠程診斷功能和終端軟件的遠程自動升級功能 (此時與終端軟件升級服務器配合使用 )。終端管理平臺可根據(jù)不同行業(yè)和客戶的需要選擇承擔或者不承擔客戶數(shù)據(jù)的傳輸功能；終端管理平臺可以全網(wǎng)部署一套，也可以分區(qū)域部署，分區(qū)域部署時可采用云計算結(jié)構(gòu)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 3) 專用芯片、模塊、終端技術 M2M模塊與終端之間的接口與 AT(Attention)指令集需要進行標準化設計，并可將標準化后的管理協(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)應用終端一旦部署后不便實施經(jīng)常性的維護，或者對運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，另外在部分應用場合中采用“機卡合一”方案可能更為適合；由于物聯(lián)網(wǎng)和 M2M業(yè)務成熟后的終端數(shù)量巨大，目前就有必要引入獨立的 13位終端號段，并且要求終端逐步實現(xiàn)對 IPv6的支持。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 4) ?QoS與流量控制 M2M業(yè)務使用無線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)一定程度的QoS和保障無線網(wǎng)絡資源的利用率是需要平衡的兩個重要目標，因此，需要引入流量控制和終端休眠機制。針對部分行業(yè)應用過程中可能出現(xiàn)的空口資源過度占用或大批量終端同時接入的情況尤其要采用適合的處理機制，否則可能導致業(yè)務質(zhì)量的急劇惡化甚至業(yè)務中斷。 5) 傳感網(wǎng)技術 傳感器和傳感器網(wǎng)絡與 M2M終端的接口標準化，也是M2M業(yè)務發(fā)展的一項基礎性工作。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M的應用 M2M業(yè)務應用 1． M2M應用模式 M2M應用分為管理流 業(yè)務流并行模式和管理流 業(yè)務流分離模式。管理流是指承載 M2M終端管理相關信息的數(shù)據(jù)流，業(yè)務流是指承載 M2M應用相關的數(shù)據(jù)流。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 對于終端管理流，兩種模式都由終端發(fā)送給 M2M平臺，或再由 M2M平臺轉(zhuǎn)發(fā)給應用業(yè)務平臺。對于業(yè)務流，在管理流 業(yè)務流并行模式下，業(yè)務流通過終端傳遞到 M2M平臺，再由 M2M平臺轉(zhuǎn)發(fā)給 M2M應用業(yè)務平臺或者對端的 M2M終端；在管理流 –業(yè)務流分離模式下，業(yè)務流直接從終端送到M2M應用業(yè)務平臺或者對端的 M2M終端，不通過 M2M平臺轉(zhuǎn)發(fā)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 網(wǎng)管系統(tǒng)與平臺網(wǎng)絡管理模塊通信，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。 業(yè)務數(shù)據(jù)從 M2M終端傳送到 M2M平臺，再由 M2M平臺轉(zhuǎn)發(fā)給 M2M應用業(yè)務平臺或者對端的 M2M終端。這種模式下，管理數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)均由 M2M平臺統(tǒng)一接收，再根據(jù)不同的消息類型和目標地址進行分發(fā)或處理。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2． M2M業(yè)務的應用 從狹義上說， M2M只代表機器和機器之間的通信。M2M的范圍不應拘泥于此，而是應該擴展到人對機器、機器對人、移動網(wǎng)絡對機器之間的連接與通信。 現(xiàn)在， M2M應用遍及電力、交通、工業(yè)控制、零售、公共事業(yè)管理、醫(yī)療、水利、石油等多個行業(yè)，以及車輛防盜、安全監(jiān)測、自動售貨、機械維修、公共交通管理等日常生 活當中。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M的發(fā)展現(xiàn)狀 1． M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 在國內(nèi)， M2M的應用領域涉及電力、水利、交通、金融、氣象等行業(yè)。在國外，沃達豐 (Vodafone)現(xiàn)為世界上最大的流動通信網(wǎng)絡公司之一，在全球 27個國家有投資，目前在M2M市場是全球第一，提供 M2M全球服務平臺以及應用業(yè)務，為企業(yè)客戶的 M2M智能服務部署提供托管，能夠集中控制和管理許多國家推出的 M2M設備，企業(yè)客戶還可通過廣泛的無線智能設備收集有用的客戶數(shù)據(jù)。 M2M產(chǎn)業(yè)鏈如圖 所示。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 圖 M2M產(chǎn)業(yè)鏈 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的設備具有了通信和聯(lián)網(wǎng)能力，網(wǎng)絡一切 (Network Everything)逐步變?yōu)楝F(xiàn)實。人與人之間的通信需要更加直觀、精美的界面和更豐富的多媒體內(nèi)容，而 M2M的通信更需要建立一個統(tǒng)一規(guī)范的通信接口和標準化的傳輸內(nèi)容。 目前 M2M業(yè)務發(fā)展中存在的主要問題是標準不盡統(tǒng)一，行業(yè)終端廠商和集成商面向不同的 M2M應用，每次都需進行重新開發(fā)和集成，大大增加了人力和時間成本，而開放性強、兼容性好的 M2M技術并不多見。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2． M2M標準化現(xiàn)狀 國際上各大標準化組織中 M2M的相關研究和標準制定工作也在不斷推進。幾大主要標準化組織按照各自的工作職能范圍，從不同角度開展了針對性研究。 ETSI從典型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務用例 (例如智能醫(yī)療、電子商務、自動化城市、智能抄表和智能電網(wǎng) )的相關研究入手，完成對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求的分析、支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的概要層體系結(jié)構(gòu)設計以及相關數(shù)據(jù)模型、接口和過程的定義。 3GPP/3GPP2以移動通信技術為工作核心，重點研究 3G， LTE/CDMA網(wǎng)絡針對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務提供所需要實施的網(wǎng)絡優(yōu)化相關技術，研究涉及業(yè)務需求、核心網(wǎng)和無線網(wǎng)優(yōu)化、安全等領域。 CCSA早在 2023年就完成了 M2M的業(yè)務研究報告，與 M2M相關的其他研究工作也已展開。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M技術標準制定的標準化組織包括歐洲電信標準協(xié)會(European Telemunication Standards Institute， ETSI)、3GPP和中國通信標準化協(xié)會 (CCSA)的泛在網(wǎng)技術委員會(TC10)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 1) ?ETSI的 M2M標準化進展 ETSI是國際上較早的系統(tǒng)展開 M2M相關研究的標準化組織。 2023年初， ETSI成立了專門的 TC來負責統(tǒng)籌 M2M的研究，旨在制定一個水平化的、不針對特定 M2M應用的端到端解決方案的標準。其研究范圍可以分為兩個層面：第一個層面是針對 M2M應用用例的收集和分析；第二個層面是在用例研究的基礎上，開展應用無關的統(tǒng)一 M2M解決方案的業(yè)務需求分析，網(wǎng)絡體系架構(gòu)定義和數(shù)據(jù)模型、接口和過程設計等工作。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M ETSI M2M TC的主要職責如下： (1) 從利益相關方收集和制定 M2M業(yè)務及運營需求。 (2) 建立一個端到端的 M2M高層體系架構(gòu) (如果需要會制定詳細的體系結(jié)構(gòu) )。 (3) 找出現(xiàn)有標準不能滿