【正文】 硬件——進行信息的提取，從各種機器/設備那里獲取數(shù)據，并傳送到通信網絡。例如：　　● 機器如何連成網絡？　　● 使用什么樣的通信方式？　　● 數(shù)據如何整合到原有或者新建立的信息系統(tǒng)中？　　但無論哪一種M2M技術與應用，都涉及到5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網絡、中間件、應用。M2M硬件架構　一、M2M 系統(tǒng)框架　　從數(shù)據流的角度考慮，在M2M技術中，信息總是以相同的順序流動。8　 安全： M2M業(yè)務應提供從機器終端設備到應用服務的端到端的安全傳輸保證。6　 可管可控：提供統(tǒng)一的管理平臺，對互聯(lián)的不同網絡設備實施各種管理額控制，從而實現(xiàn)對全網的綜合管理。4　 移動性：網絡可以支持具有不同移動特性的對象的移動與漫游，支持無縫的切換及移動性管理，提供連續(xù)的業(yè)務體驗。2　 自組織：節(jié)點可以動態(tài)、智能地接入網絡、網絡具有分布式、自恢復能力。安全性（P132）Zigbee協(xié)議棧（略）Zigbee應用舉例煤礦安全系統(tǒng)（P154） —— M2M技術M2M解析M——指帶有傳感能力和網絡功能的各種設備（電網、公路、交通、油田等）M——指各個行業(yè)的智能應用和控制系統(tǒng)（計算、存儲、軟件）M2M的本質：信息基礎設施和實體基礎設施結合，通過網絡技術和IT技術實現(xiàn)智能化，從而解決各個行業(yè)面臨的“效率、安全、成本、環(huán)?！钡纫幌盗械膯栴}。2． 確認幀：可選機制。幀結構IEEE ：1) 信標幀,協(xié)調器用信標幀發(fā)送信標；2) 數(shù)據幀，用于傳輸數(shù)據；3) 確認幀，用于確認成功的數(shù)據交換；（可選）4) MAC命令幀，用于處理所有的MAC層對等實體（或非信標網絡）間的控制傳輸。同樣，GTSs時段的數(shù)據也必須在下一個超幀到來前傳輸。雖然超幀中可以有7個多的GTSs時段，但是超幀中絕大多數(shù)時段還是留給了聯(lián)網的設備或想要聯(lián)網的設備用于競爭訪問時段（CAP）。同一超幀中的多個GTSs組成了無競爭時段（CFP），無競爭時段經常是位于超幀結構的末尾、緊跟競爭訪問時段（CAP）后出現(xiàn)的。低延遲或需要指定數(shù)據帶寬的應用中，PAN協(xié)調器可以將超幀中部門活躍的時段貢獻給這樣的應用。任何設備想要在一個超幀內的競爭訪問時段（CAP）通信必須使用開槽的CSMA/CA（載波監(jiān)聽碰撞避免）機制。在超幀結構的16個時間槽中，第一個時間槽傳輸?shù)氖切艠藥?，如果協(xié)調器不想使用超幀結構，那么他可以關閉信標的傳輸。超幀可以由活躍時段和不活躍時段組成。的格式是由協(xié)調器定義的。超幀 幀：在數(shù)據和數(shù)字通信中，按某一標準預先確定的若干比特或字段組成的特定的信息結構。其中包含51個復幀；一個復幀長度為120ms，其中包含26個幀。 PAN協(xié)調器工作：，簇號（CID）為0，自己成為這個簇的簇頭（CLH）； ID；。最簡單的簇樹結構是只有一個簇的網絡，一旦第一簇網絡達到預先設定的上限后，PAN協(xié)調器會指定一個從設備構建一個新的簇網絡，這個新設備成為另一個PAN協(xié)調器，新加入網絡的設備將進入這個簇中。如果請求被允許，則該設備將作為簇的子設備加入網絡協(xié)調器的鄰居列表。鄰近設備收到信標幀后，就可以申請加入該簇。接著，網絡協(xié)調器開始廣播信標幀 信標幀：信標幀的功能是同步網絡中的設備，標示PAN，并給出超幀的起始。網絡協(xié)調器可能和網絡中其他設備一樣，也可能擁有比其他設備更多的計算資源和能量資源。任意一個FFD都可以充當RFD協(xié)調器或者網絡協(xié)調器，為其他設備提供同步信息。對等（點對點）網絡拓撲結構 網絡協(xié)調器的產生同樣由上層協(xié)議規(guī)定，比如把某個信道上第一個開始通信的設備作為該信道上的網絡協(xié)議器。選擇一個標識符后，網絡協(xié)調器就允許其他設備加入自己的網絡，并為這些設備轉發(fā)數(shù)據分組。網絡協(xié)調器要為網絡選擇一個未被使用的惟一的PAN標識符，所有該星型網絡中的設備都是用這個標識符來規(guī)定自己的屬主關系。如果沒有收到回應，或者認證過程不成功，這個FFD設備就可以建立自己的網絡，并且成為這個網絡的網絡協(xié)調器。任何一個FFD設備都有成為網絡協(xié)調器的可能，一個網絡如何確定自己的網絡協(xié)調器由上層協(xié)議決定。但點對點網絡中仍然需要一個網絡協(xié)調器，不過該協(xié)調器的功能不再是為其他設備轉發(fā)數(shù)據，而是完成設備注冊和訪問控制等基本的網絡管理功能。星型網絡適合家庭自動化、個人計算機的外設以及個人健康護理等小范圍的室內應用。在星型結構中，所有設備都與中心設備PAN網絡協(xié)調器通信。路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點才具有轉發(fā)功能。注：全功能設備（FFD）：可以作為無線個域網的協(xié)調器、路由器和終端設備。路由器：是其他設備加入網絡的媒介，全時間處在活動狀態(tài)，能源消耗較大。Zigbee網絡中的設備可分為協(xié)調器、路由器和終端設備3種。標準作為物理層和MAC層標準。該標準把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點目標，旨在為個人或者家庭范圍內不同設備之間的低速互連提供統(tǒng)一標準。這個工作組致力于WPAN網絡的物理層（PHY）和媒體訪問層（MAC）的標準化工作，目標是為在個人操作空間（personal operating space, POS）內相互通信的無線通信設備提供通信標準。它屬于IEEE 。動態(tài)路由結合網狀拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數(shù)據的可靠傳輸。在我們的網絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數(shù)據送達目的地為止。而這一點對工業(yè)現(xiàn)場控制 而言則非常重要。這就是自組織網。而且，由于人員的移動，彼此間的聯(lián)絡還會發(fā)生變化。該產品已廣泛應用于物聯(lián)網產業(yè)鏈中的M2M行業(yè)，如智能電網、智能交通、智能家居、金融、移動POS終端、供應鏈自動化、工業(yè)自動化、智能建筑、消防、公共安全、環(huán)境保護、氣象、數(shù)字化醫(yī)療、遙感勘測、農業(yè)、林業(yè)、水務、煤礦、石化等領域。（1） zigbee模塊：ZigBee模塊是一種物聯(lián)網無線數(shù)據終端，利用ZigBee網絡為用戶提供無線數(shù)據傳輸功能。并對網絡層協(xié)議和API進行了標準化。Zigbee聯(lián)盟 聯(lián)盟制定了IEEE ，具有高可靠、高性價比、低功耗的網絡層和應用層開發(fā)。一個Zigbee網絡可以最多包括255個Zigbee網絡節(jié)點，通過網絡協(xié)調器，整個網絡最多可支持超過64000個Zigbee網絡節(jié)點7. 高安全：在數(shù)據傳輸中提供了三級安全性。進一步節(jié)省電能6. 網絡容量大：適宜支持簡單器件。簡而言之，Zigbee就是一種便宜的、低功耗的近距離無線組網技術。與移動通信的CDMA網或GSM網不同的是，ZigBee網絡主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據傳輸而建立，每個ZigBee網絡節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進行數(shù)據采集和監(jiān)控，還可以自動中轉別的網絡節(jié)點傳過來的數(shù)據資料。物聯(lián)網相關技術已成為各國競爭的焦點，它將成為未來經濟發(fā)展、社會進步和科技創(chuàng)新的最重要的基礎設施。 等通信網絡的結合是發(fā)展的大趨勢?；ヂ?lián)網 互聯(lián)網：（internet）互聯(lián)網，即廣域網、局域網及單機按照一定的通訊協(xié)議組成的國際計算機網絡。在我國，電信網是指原郵電部建設、管理的網，如傳統(tǒng)的電話交換網(PSTN)、數(shù)字數(shù)據網(DDN)、幀中繼網(FR)、ATM網等。同時，由于節(jié)點能力受限，很難保證數(shù)據傳輸?shù)募皶r、安全和可靠。TinyOS已被應用于多個平臺和感應板中。盲區(qū)： nesC語法 TinyOS操作系統(tǒng) 簡介 　TinyOS的構件包括網絡協(xié)議、分布式服務器、傳感器驅動及數(shù)據識別工具。這方面的一例子是 nesC 的編譯時間數(shù)據競爭監(jiān)視器。 　　l5． nesC基于由編譯器生成完整程序代碼的需求設計。4． 組件通過接口彼此靜態(tài)地相連。通常指令向下調用，比如， 從應用組件到那些比較靠近硬件的調用,而事件則向上調用。 他們的完成由一個事件( 發(fā)送完成)標志。這允許一個單一的接口能夠表現(xiàn)組件之間復雜的交互作用 (舉例來說.,當某一事件在一個回調之前發(fā)生時，對一些事件的興趣登記)。被提供的接口表現(xiàn)它為使用者提供的功能，被使用的接口表現(xiàn)使用者完成它的作業(yè)所需要的功能。接口中不能實現(xiàn)任何方法,它的方法必須在繼承它的類中實現(xiàn)。 接口 接口：一系列聲明的有名函數(shù)集合，同時接口也是連接不同組件的紐帶。這些線程產生于一件作業(yè)或硬件中斷。組件內部存在作業(yè)形式的協(xié)作。VCL和CLX組件是C++ Builder系統(tǒng)的核心。方法則是組件的一些簡單而可見的功能。組件可以有自己的屬性和方法。 1． 結構和內容的分離: 程序有組件 組件：組件（Component）是對數(shù)據和方法的簡單封裝。 TinyOS 是為傳感器網絡節(jié)點而設計的一個事件驅動的操作系統(tǒng)，傳感器網絡節(jié)點擁有非常有限的資源 ( 舉例來說., 8K 字節(jié)的程序儲存器,512個字節(jié)的隨機存取儲存器) 。有限：所有的安全機制都需要引入控制保溫或者增加數(shù)據包長度，這必將增加節(jié)點的能量消耗。5. TCP要求每個節(jié)點具有全局的網絡地址，很明顯不適用于無線傳感器網絡中的節(jié)點。2. 無線傳感器網絡拓撲變化較大，會給TCP連接的建立和維護帶來很困難3. TCP保證每個數(shù)據包都正確傳輸?shù)奶攸c不適用與無線傳感器網絡中數(shù)據強冗余性和關聯(lián)性的性質。為什么UDP不適合無線傳感器網絡？答：UDP為無連接傳輸服務，沒有擁塞控制機制，當網絡發(fā)生擁塞后造成大量丟包，浪費能量，與上述第二點不兼容。4. 傳感器節(jié)點易損，造成網絡拓撲和傳輸路徑劇烈變化。 節(jié)點的區(qū)域發(fā)生擁塞的可能性越大。同時，網關也可以提供過濾和安全功能。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網關是一個翻譯器。網關在傳輸層上以實現(xiàn)網絡互連，是最復雜的網絡互連設備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網絡互連。協(xié)議 無線傳感器網絡數(shù)據傳輸?shù)奶攸c：1. 傳感器網絡大多選擇免費的ISM頻段且節(jié)點資源受限，使得網絡傳輸誤碼率較高。該層彌補高層所要求的服務和網絡層所提供的服務之間的差距，是唯一負責總體的數(shù)據傳輸和數(shù)據控制的一層。對于網絡業(yè)務，服務質量包括傳輸?shù)膸挕魉偷臅r延、數(shù)據的丟包率等。無線傳感器網絡與其他網絡的比較和為其設計專用協(xié)議所需考慮的方面如下表1和表2 所示。路由器通過動態(tài)維護路由表來反映當前的網絡拓撲，并通過網絡上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。分層的網絡通信協(xié)議之路由 路由：工作在OSI參考模型第三層——網絡層的數(shù)據包轉發(fā)設備。 表1 MAC協(xié)議性能評價指標傳統(tǒng)無線網絡公平性 傳輸延遲等無線傳感器網絡能量高效性 可擴展性（針對不同應用環(huán)境） 自適應性（針對可變的網絡拓撲結構）表2 MAC協(xié)議分類根據信道數(shù)量單信道 雙信道 多信道根據控制方式集中式控制 分布式控制根據接入方式競爭型 分配型 混合型 出于整體網絡成本的考慮，近期研究中，單信道MAC協(xié)議為主流。在網絡協(xié)議中，數(shù)據鏈路層的媒體接入控制協(xié)議（MAC)協(xié)議直接控制無線通信模塊的工作，建立點到點或者點到多點的通信鏈路，與傳統(tǒng)的無線網絡MAC協(xié)議不同，無線傳感器網絡的MAC協(xié)議要考慮節(jié)點功耗問題。MAC機制主要分為兩類：1基于競爭的協(xié)議2無競爭的信道協(xié)議。四種工作狀態(tài)：發(fā)射、接收、空閑、休眠。利用RF射頻技術，（WLAN）。變化劇烈 節(jié)點資源受限（為了降低成本導致的） 節(jié)點不必具有全局ID（不用關心單個節(jié)點信息） 以數(shù)據為中心（節(jié)點可隨機部署，節(jié)點部署位置信息不是很重要）其典型應用有：軍事應用、搶險救災、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健等無線傳感器網絡協(xié)議棧網絡體系結構是網絡的協(xié)議分層以及網絡協(xié)議的集合，是對網絡及其部件所應完成功