【正文】 通信協(xié)議 M2M終端可通過(guò) GSM、 WCDMA、 TDSCDMA等不同的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入，通信方式包括短信、彩信等。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M的典型通信協(xié)議使用中國(guó)移動(dòng)提出的無(wú)線機(jī)器管理協(xié)議 (Wireless Machine Management Protocol， WMMP)。 WMMP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖 。 采用 UDP無(wú)連接方式傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是效率高、流量小、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，缺點(diǎn)是沒(méi)有確認(rèn)機(jī)制，有可能引起丟包。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M WMMP協(xié)議通信方式有長(zhǎng)連接和短連接兩種。 短連接是指通信雙方有數(shù)據(jù)交互時(shí)，就建立一個(gè) WMMP過(guò)程，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，則斷開(kāi)此 WMMP過(guò)程。 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)。當(dāng)信道上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，M2 M 終端應(yīng)每隔時(shí)間 C 發(fā)送心跳包以維持此連接，當(dāng)心跳包發(fā)出 且 超過(guò)時(shí)間 T 后未收到響應(yīng)，應(yīng)立即再發(fā)送心跳包，再連續(xù)發(fā)送 N 1 次后仍未得到響應(yīng) ， 則結(jié)束此過(guò)程 唯一的 區(qū)別在于平臺(tái)并非通過(guò)心跳包來(lái)判斷終端鏈路的存在，而是判斷終端是否處于工作狀態(tài)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 圖 WMMP體系 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M WMMP由 M2M平臺(tái)與 M2M終端接口協(xié)議 (WMMPT)和M2M平臺(tái)與 M2M應(yīng)用接口協(xié)議 (WMMPA)兩部分組成。 WMMPA完成 M2M平臺(tái)與 M2M應(yīng)用業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)通信，以及 M2M終端與 M2M應(yīng)用業(yè)務(wù)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。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。 圖 M2M系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù) 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 1) 機(jī)器 實(shí)現(xiàn) M2M的第一步就是從機(jī)器 /設(shè)備中獲得數(shù)據(jù)，然后把它們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。 “人、機(jī)器、系統(tǒng)的聯(lián)合體”是 M2M的有機(jī)結(jié)合體。機(jī)器高度智能化即機(jī)器具有“開(kāi)口說(shuō)話”的能力、信息感知、信息加工 (計(jì)算能力 )和無(wú)線通信能力。 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。 (1) 嵌入式硬件。常見(jiàn)的產(chǎn)品是支持 GSM/GPRS或CDMA無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線嵌入式數(shù)據(jù)模塊。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M (2) 可改裝硬件。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 (3) 調(diào)制解調(diào)器。而如果要將數(shù)據(jù)通過(guò)有線電話網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)送出去，則需要相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M (4) 傳感器。傳感器可分為普通傳感器和智能傳感器兩種。由智能傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)是 M2M技術(shù)的重要組成部分。也可以通過(guò) GSM網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳給遠(yuǎn)方的 IT系統(tǒng)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M (5) 識(shí)別標(biāo)識(shí)。常用的技術(shù)如條形碼技術(shù)、射頻標(biāo)簽 (RFID)技術(shù)等。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 3) 通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò)在整個(gè) M2M技術(shù)框架中處于核心地位，包括廣域網(wǎng) (無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、 Inter、公眾電話網(wǎng) )、局域網(wǎng) (以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙 )、個(gè)域網(wǎng) (ZigBee、傳感器網(wǎng)絡(luò) )。中間件包括兩部分： M2M網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)收集 /集成部件。網(wǎng)關(guān)主要的功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。 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。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 5) 應(yīng)用 在 M2M系統(tǒng)中，應(yīng)用的主要功能是通過(guò)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)把感知和傳輸來(lái)的信息進(jìn)行分析和處理，為決策和控制提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能化的 M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用和服務(wù)。 M2M業(yè)務(wù)涉及一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，終端管理平臺(tái)，專用芯片、模塊、終端技術(shù)，服務(wù)質(zhì)量 (QoS)與流量控制，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2) 終端管理平臺(tái) 終端管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng) M2M終端的統(tǒng)一的鑒權(quán)認(rèn)證，并可以支持終端遠(yuǎn)程診斷功能和終端軟件的遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí)功能 (此時(shí)與終端軟件升級(jí)服務(wù)器配合使用 )。 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。針對(duì)部分行業(yè)應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)的空口資源過(guò)度占用或大批量終端同時(shí)接入的情況尤其要采用適合的處理機(jī)制，否則可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)質(zhì)量的急劇惡化甚至業(yè)務(wù)中斷。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M M2M的應(yīng)用 M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用 1． M2M應(yīng)用模式 M2M應(yīng)用分為管理流 業(yè)務(wù)流并行模式和管理流 業(yè)務(wù)流分離模式。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 對(duì)于終端管理流，兩種模式都由終端發(fā)送給 M2M平臺(tái)，或再由 M2M平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺(tái)。 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。這種模式下，管理數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)均由 M2M平臺(tái)統(tǒng)一接收，再根據(jù)不同的消息類型和目標(biāo)地址進(jìn)行分發(fā)或處理。M2M的范圍不應(yīng)拘泥于此，而是應(yīng)該擴(kuò)展到人對(duì)機(jī)器、機(jī)器對(duì)人、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器之間的連接與通信。 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(guó)內(nèi)， M2M的應(yīng)用領(lǐng)域涉及電力、水利、交通、金融、氣象等行業(yè)。 M2M產(chǎn)業(yè)鏈如圖 所示。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(gè)統(tǒng)一規(guī)范的通信接口和標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸內(nèi)容。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 2． M2M標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀 國(guó)際上各大標(biāo)準(zhǔn)化組織中 M2M的相關(guān)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定工作也在不斷推進(jìn)。 ETSI從典型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)用例 (例如智能醫(yī)療、電子商務(wù)、自動(dòng)化城市、智能抄表和智能電網(wǎng) )的相關(guān)研究入手，完成對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的分析、支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的概要層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)數(shù)據(jù)模型、接口和過(guò)程的定義。 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(kāi)。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M 1) ?ETSI的 M2M標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 ETSI是國(guó)際上較早的系統(tǒng)展開(kāi) M2M相關(guān)研究的標(biāo)準(zhǔn)化組織。其研究范圍可以分為兩個(gè)層面：第一個(gè)層面是針對(duì) M2M應(yīng)用用例的收集和分析；第二個(gè)層面是在用例研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)展應(yīng)用無(wú)關(guān)的統(tǒng)一 M2M解決方案的業(yè)務(wù)需求分析，網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)定義和數(shù)據(jù)模型、接口和過(guò)程設(shè)計(jì)等工作。 (2) 建立一個(gè)端到端的 M2M高層體系架構(gòu) (如果需要會(huì)制定詳細(xì)的體系結(jié)構(gòu) )。 (4) 將現(xiàn)有的組件或子系統(tǒng)映射到 M2M體系結(jié)構(gòu)中。 (6) 硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化方面的考慮。 第 8章 物聯(lián)網(wǎng) M2M ETSI M2M TC目前的研究工作如下：