導(dǎo)讀：本文是在物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)發(fā)展的如火如荼的大背景下，針對物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段最主要的表現(xiàn)形式——M2M技術(shù)，以M2M設(shè)備層為中心展開論述的。文章論述了M2M技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，闡明了M2M體系架構(gòu)，說明了M2M設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，重點論述了不同的M2M設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上提出一種M2M設(shè)備的分類方式
文 / 北京郵電大學(xué) 孫文超
物聯(lián)網(wǎng)作為未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展的趨勢之一，已被業(yè)界人士廣泛接受。而M2M是物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段的主要表現(xiàn)形式，從狹義來講，M2M就是機器與機器之間通過采用不同無線通信技術(shù)的通信模塊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，從而使相應(yīng)機器都智能起來；廣義來講，M2M是以機器智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和市場競爭的日益深化，各行各業(yè)都希望通過加快自身信息化建設(shè)，提高工作效率，降低生產(chǎn)和運行成本，全面增強市場競爭力。M2M(machine-to-machine)技術(shù)綜合了通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將遍布在人們?nèi)粘Ｉ钪虚g的機器設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)，使這些設(shè)備變得更加“智能”，從而可以創(chuàng)造出豐富的應(yīng)用，給日常生活、工業(yè)生產(chǎn)等的方式帶來新一輪的變革。在當(dāng)今世界上，機器的數(shù)量至少是人的數(shù)量的四倍，因此M2M具有巨大的市場潛力，未來通信的主體將是M2M通信。隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高和終端的日益多樣化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力不斷提高，這將促使M2M應(yīng)用的發(fā)展進一步加快。
M2M的通信體系架構(gòu)大體上可分為設(shè)備層、通信網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)管理層，它們分別代表傳感網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。其中M2M設(shè)備是指M2M體系中最下層的硬件設(shè)施，主要負責(zé)從具體檢測對象上獲取所需數(shù)據(jù)，并進行傳感器網(wǎng)絡(luò)中的簡單處理和匯聚。
一般的M2M設(shè)備主要有三大部分組成：數(shù)據(jù)提取模塊、M2M平臺模塊和業(yè)務(wù)提供模塊。數(shù)據(jù)提取模塊包含各種類型的傳感器，通過傳感器感知需要提取的信息，并將這些信息進行簡單的加工處理，傳送到M2M平臺；M2M平臺具有強大的數(shù)據(jù)分析處理能力，并可以和M2M網(wǎng)絡(luò)的各個終端、控制中心、乃至核心通信網(wǎng)進行通信，同時具有多種業(yè)務(wù)接口，可以將處理好的信息發(fā)送到所需目的地；業(yè)務(wù)提供模塊主要是根據(jù)M2M平臺傳來的信息，經(jīng)過分析后，提供相應(yīng)的、所需的業(yè)務(wù)。
圖1-1 一般M2M設(shè)備的組成部分
目前，機器的數(shù)量至少已經(jīng)是人類數(shù)量的4倍，但是僅僅計算機和其他一些IT類設(shè)備具備通信和網(wǎng)絡(luò)能力，眾多的普通機器設(shè)備幾乎不具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，因此M2M設(shè)備旨在實現(xiàn)人、設(shè)備、系統(tǒng)間的聯(lián)系，具有巨大的市場潛力，成為全球通信業(yè)界公認的藍海。
簡單的數(shù)據(jù)提取M2M設(shè)備的工作方式如下： M2M設(shè)備自身的傳感器模塊感知所需信息，并通過有線的、無線的連接方式與控制中心相連，實時地向控制中心反饋監(jiān)控信息?？刂浦行目梢苑奖愕墓芾砀鱾€M2M設(shè)備，監(jiān)控信息并且遇到突發(fā)事件可以及時地做出反應(yīng)。下圖為無現(xiàn)金自動販賣機的工作示意圖：
圖2-1 無現(xiàn)金自動販賣機
這種M2M設(shè)備不具備數(shù)據(jù)處理功能，一般也不能連接到GSM、WCDMA等核心網(wǎng)絡(luò)中。它們只具有一些簡單的數(shù)據(jù)提取功能，同時通過有線或無線方式組成簡單的局域網(wǎng)，與控制中心相連，再通過控制中心來處理相關(guān)數(shù)據(jù)，并指揮各個M2M設(shè)備協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)一定的功能。下表列舉了幾個典型的該類設(shè)備：
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設(shè)備名稱 |
生產(chǎn)公司 |
工作方式 |
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內(nèi)置微型傳感器藥丸 |
Proteus Biomedical |
病人服下藥丸后，傳感器可以及時通過無線連接向醫(yī)生或家里的電腦發(fā)送報告，使護理人員能夠更有效地監(jiān)測患者是否遵照醫(yī)囑服藥。[1] |
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無現(xiàn)金自動販賣機 |
cStar |
販賣機上裝上M2M芯片，使它具有無線數(shù)據(jù)管理功能，這樣借助無線局域網(wǎng)，管理人員不用每次都跑到每臺機器的旁邊檢查貨物存量，利用手持無線設(shè)備就能夠遠程接入機器，了解需要補充哪些貨品和補貨量。過去靠舊方法，每人每天即使工作10個小時也只能維護10到15臺設(shè)備；采用新型販賣機后，不到半天就可以完成任務(wù)。[2] |
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自動數(shù)據(jù)讀取儀 |
The Ingenious Devices–Smartworks Company |
將M2M設(shè)備置于車輛之中，可以實時地向控制中心傳送消耗信息、故障細節(jié)等信息；控制中心與M2M設(shè)備通信可以監(jiān)控車輛的距離、定價信息等。[6] |
表2-1
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可用于3G網(wǎng)絡(luò)的M2M設(shè)備的工作方式如下：M2M設(shè)備自身的傳感器模塊感知所需信息，并通過有線的、無線的連接方式與核心網(wǎng)（如CDMA 2000 1X）相連，通過3G網(wǎng)絡(luò)提供無線終端的接入、遠程管理、運行監(jiān)控、告警管理、協(xié)議適配、行業(yè)服務(wù)器接入、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透傳、行業(yè)ADC應(yīng)用等功能，同時還為計費系統(tǒng)、LBS、綜合網(wǎng)管系統(tǒng)、短信網(wǎng)關(guān)等多種系統(tǒng)預(yù)留了接口，這就為運營商開展M2M 應(yīng)用服務(wù)提供了一個便捷、快速的通道。下圖為可用于核心網(wǎng)絡(luò)的M2M設(shè)備在系統(tǒng)中所處的位置：
圖2-2 用于核心網(wǎng)絡(luò)的M2M設(shè)備
這種M2M設(shè)備不同于簡單的數(shù)據(jù)提取設(shè)備，它們能夠連接到諸如GSM、WCDMA等核心網(wǎng)絡(luò)中。除了提取數(shù)據(jù)以外，它們具有數(shù)據(jù)處理模塊和多種網(wǎng)絡(luò)接口，能夠分析處理提取的數(shù)據(jù)，并通過核心網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)通過不同接口傳送到數(shù)據(jù)所對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，不同的業(yè)務(wù)類型根據(jù)不同的數(shù)據(jù)需求通過M2M設(shè)備向用戶提供不同的服務(wù)。下表列舉了幾個典型的該類設(shè)備：
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設(shè)備名稱 |
生產(chǎn)公司 |
工作方式 |
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1X蜂窩收發(fā)器 |
華為、摩托羅拉、高通、中興 |
M2M設(shè)備連接到核心網(wǎng)，通過CDMA 2000 1X網(wǎng)絡(luò)提供遙測服務(wù)。憑借安裝于卡車、公交和重型設(shè)備等移動資產(chǎn)中的1X 蜂窩收發(fā)器，公司得以與司機交換雙向數(shù)據(jù)信息，并隨時隨地監(jiān)控車輛位置、行駛時間、油耗和維護狀況等方面。[1] |
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M2M業(yè)務(wù)運營支撐平臺 |
愛立信 |
M2M平臺可以提供無線終端的接入、遠程管理、運行監(jiān)控、告警管理、協(xié)議適配、行業(yè)服務(wù)器接入、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透傳、行業(yè)ADC應(yīng)用等功能，平臺還為計費系統(tǒng)、LBS、綜合網(wǎng)管系統(tǒng)、短信網(wǎng)關(guān)等多種系統(tǒng)預(yù)留了接口，這就為運營商開展M2M 應(yīng)用服務(wù)提供了一個便捷、快速的通道。[2] |
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ezM2M構(gòu)件平臺 |
同方 |
基于ezM2M 平臺開發(fā)的ezStadium電子票務(wù)系統(tǒng)套件，用于對場館的票務(wù)實現(xiàn)自動化管理。它將射頻電子標簽技術(shù)(RFID)和其它信息化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的票務(wù)管理系統(tǒng)中，從根本上提高了票據(jù)防偽能力、票務(wù)管理效率和客戶服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)了M2M場景下IT機器、非IT 機器和人之間的高效管理與服務(wù)。[5] |
表2-2
嵌入在其他設(shè)備中的M2M設(shè)備的工作方式如下：M2M設(shè)備嵌入到有線的或無線的、移動的或固定的終端中，這些終端可以與控制中心相連也可以和核心網(wǎng)相連，從而實現(xiàn)遠程控制管理。這種M2M設(shè)備一般不單獨作為一個終端使用，而是通過嵌入到已有的終端當(dāng)中，作為終端整體的一部分，與終端的其他部分協(xié)調(diào)合作，共同實現(xiàn)一定的功能。普通的設(shè)備當(dāng)中嵌入這種M2M設(shè)備就可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛲ㄐ?、可以感知信息、實現(xiàn)一定功能的智能設(shè)備。下表列舉了幾個典型的該類設(shè)備：
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設(shè)備名稱 |
生產(chǎn)公司 |
工作方式 |
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可佩帶的無線終端中集成心臟監(jiān)測裝置 |
CardioNet |
M2M設(shè)備嵌入到無線終端中，終端通過與CDMA 2000 1X無線網(wǎng)絡(luò)連接，最終與醫(yī)療監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)相連——而這一切全都是實時完成的，提供移動、連續(xù)、實時的醫(yī)療門診管理解決方案。[1] |
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智能數(shù)字標牌系統(tǒng) |
英特爾、航美傳媒、定誼科技 |
M2M設(shè)備嵌入到數(shù)字標牌中，這樣的數(shù)字標牌可以實現(xiàn)遠程管理，通過自動識別受眾的身份來評估廣告效果，使廣告可以通過非人工的方式有效到達受眾，提升了廣告的精準度和有效力。[4] |
這類M2M設(shè)備，不需要大規(guī)模地改造或替換現(xiàn)有的機器設(shè)備，只需將M2M設(shè)備嵌入到各類機器中，使這些設(shè)備智能起來。這類設(shè)備的廣泛使用或許可以成為最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一切的物聯(lián)網(wǎng)理想的一種可行性方案。
除了上述三類M2M設(shè)備外, 還有很多國家、地區(qū)、公司在致力于M2M設(shè)備的設(shè)計與研究，還有很多其他的M2M設(shè)備,列舉如下表所示：
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公司 |
國家 |
設(shè)備類型 |
M2M行業(yè)服務(wù)應(yīng)用 |
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Honeywell Intl. Inc. |
美國 |
M2M通訊設(shè)備 |
自動控制、交通運輸 |
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eDevice
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法國
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M2M設(shè)備整體解決方案 |
遠程抄表、安防、遠程維護 |
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BiTX Inc.
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意大利
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M2M設(shè)備行業(yè)標準 |
制定了BITXml M2M數(shù)據(jù)交換標準 |
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mTelematics
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新加坡
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M2M中間件設(shè)備 |
車輛跟蹤、遠程抄表等 |
表2-4
綜上可知，M2M設(shè)備種類繁多、功能各異，而且還有很多國家、地區(qū)、公司在致力于M2M設(shè)備的設(shè)計與研究。目前，M2M設(shè)備已在安全監(jiān)測、遠程通訊、資產(chǎn)追蹤、交通運輸、能源化工、醫(yī)療設(shè)備、應(yīng)急系統(tǒng)等各行各業(yè)發(fā)揮著作用，而且這一作用將會越來越顯著。而以上關(guān)于M2M設(shè)備的分類方式，僅是筆者通過大量研究，歸納總結(jié)出來的，僅屬于一家之言。
我們已經(jīng)了解了M2M設(shè)備的幾大類別，并且知道了M2M設(shè)備種類繁多，功能各異，應(yīng)用廣泛。但是目前M2M設(shè)備市場仍處于初級階段，大多數(shù)的M2M設(shè)備只具有一些例如數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和簡單的數(shù)據(jù)處理功能，智能性不高。更重要的是缺乏一種通用的M2M設(shè)備，以便應(yīng)用于各個領(lǐng)域，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)一切的核心理念。
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按照物聯(lián)網(wǎng)的定義，M2M設(shè)備應(yīng)該具有以下幾種基本功能：1、要有相應(yīng)信息的接收器；2、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；3、要有一定的存儲功能；4、要有CPU；5、要有操作系統(tǒng)；6、要有專門的應(yīng)用程序；7、要有數(shù)據(jù)發(fā)送器；8、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；9、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號等。因此通用M2M設(shè)備模型設(shè)計如下圖所示：
圖3-1 通用M2M設(shè)備模型
下面詳細介紹一下通用M2M設(shè)備模型中各個模塊的功能:1、信息傳感模塊，具有射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)、激光掃描等信息傳感功能，負責(zé)捕獲物理世界中的各類信息；2、有線、無線接入模塊，有線具有RS232、USB等接口，無線支持wifi、藍牙、紅外等功能，負責(zé)將信息傳感模塊中感知的信息通過有線或無線的方式（how）傳送給信息接入模塊；3、物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議模塊，負責(zé)存儲物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，并具有實時更新的功能，保證M2M設(shè)備可以在物聯(lián)網(wǎng)中正常運行；4、電源模塊，負責(zé)提供M2M設(shè)備運行時所需能量；5、設(shè)備唯一編號模塊，負責(zé)存儲M2M設(shè)備的編號，為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一切的美好愿景，該物理標識必須是唯一的，類似于IP地址，從而讓每個M2M設(shè)備都能明白自身是誰（who），成為智能設(shè)備；6、信息接入模塊，具有信息篩選功能，負責(zé)從各類信息中提取有用信息并將提取后的信箱上傳至自身處理模塊，同時還負責(zé)管理有線、無線接入模塊，控制傳輸信息的流量（how much）；7、自身處理模塊，具有定位模塊、CPU、操作系統(tǒng)和存儲器四個部分，其中定位模塊負責(zé)準確的定位M2M設(shè)備的位置（where），可采用GPS、AGPS以及我國未來準備應(yīng)用北斗定位系統(tǒng)等來定位；CPU負責(zé)處理、運算所有數(shù)據(jù)；操作系統(tǒng)負責(zé)管理M2M設(shè)備的硬件和軟件，可以采用微嵌入式系統(tǒng)（Linux或Symbian等）；存儲器負責(zé)存儲信息；8、應(yīng)用處理模塊，具有多種應(yīng)用接口，負責(zé)將經(jīng)過自身處理模塊處理過的信息分配至相應(yīng)的具體的應(yīng)用（what）；9、用戶管理模塊，負責(zé)管理用戶的相關(guān)信息；10、自檢模塊，具有一定得自檢測功能，當(dāng)發(fā)生故障時可以檢測出錯原因（why），并發(fā)送報錯信息；11、接口管理模塊，負責(zé)管理信息上傳下達的各類網(wǎng)關(guān)和接口，并控制信息傳送時間（when）；12、上傳網(wǎng)絡(luò)模塊，具有連接核心網(wǎng)絡(luò)的功能，包括G網(wǎng)、C網(wǎng)乃至4G的接口等，負責(zé)將信息采用何種方式（how）傳送至核心網(wǎng)絡(luò)。
通用M2M模型解決了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的5w2h問題，即M2M通訊體系中的who（誰），where(在哪兒)，when(什么時候），what(傳什么），why(當(dāng)發(fā)生故障時可以檢測出錯原因），how much(傳多少)，how(怎樣傳）的五個基本問題。有了通用M2M模型后，接下來將詳細分析M2M設(shè)備是怎樣完成組網(wǎng)通信的。
通用M2M設(shè)備主要是通過接口管理模塊、應(yīng)用處理模塊和上傳網(wǎng)絡(luò)模塊相互配合來實現(xiàn)與核心網(wǎng)絡(luò)間的通信的。接口管理模塊支持基于短消息、USSD、彩信、GPRS等幾種接口通訊協(xié)議消息，將不同網(wǎng)絡(luò)通訊承載協(xié)議的接口消息進行處理后封裝成統(tǒng)一的接口消息提供給應(yīng)用處理模塊，這便使應(yīng)用處理模塊專注于各類應(yīng)用消息的邏輯處理，而不必關(guān)心應(yīng)用消息承載于哪種通訊通道，保證了應(yīng)用處理模塊對于不同網(wǎng)絡(luò)通訊承載協(xié)議的穩(wěn)定性。消息經(jīng)應(yīng)用處理模塊處理后按照不同地應(yīng)用傳送至上傳網(wǎng)絡(luò)模塊，上傳網(wǎng)絡(luò)模塊采用有線或無線技術(shù)，根據(jù)統(tǒng)一的接口消息接入核心網(wǎng)絡(luò)，從而完成M2M設(shè)備與核心網(wǎng)絡(luò)間的通信。
圖3-2 通用M2M設(shè)備與核心網(wǎng)絡(luò)間通信
M2M設(shè)備除了要和核心網(wǎng)絡(luò)通信外，設(shè)備與設(shè)備間也需進行通信，主要通過信息傳感模塊、信息接入模塊和自身處理模塊配合完成。信息傳感模塊接收到其他設(shè)備的信息，通過有線或無線接入模塊將信息傳送給信息接入模塊，經(jīng)信息接入模塊對信息的提取、分類，將有用的信息上傳至自身處理模塊。信息經(jīng)自身處理模塊處理成兩類信息：需要上傳至核心網(wǎng)絡(luò)的信息和M2M設(shè)備間通信的信息。需要上傳至核心網(wǎng)絡(luò)的信息的通信方式可參照通用M2M設(shè)備與核心網(wǎng)絡(luò)間的通信，而M2M設(shè)備間傳輸?shù)男畔t通過自主通信的方式完成通信，即M2M設(shè)備通過自身處理模塊處理將信息處理后，采用有線或無線的方式，自主地和其他設(shè)備通信。如下圖所示：
圖3-2 通用M2M設(shè)備間的通信
由以上通用M2M設(shè)備的兩種通信方式可以引出通用M2M設(shè)備的兩類組網(wǎng)方式：一個方式是自組織網(wǎng)絡(luò)，即設(shè)備之間相互感知信息，自建成網(wǎng)，組成動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓撲，設(shè)備可以自由地加入或撤出，但不影響整個M2M網(wǎng)絡(luò)的通信，這種組網(wǎng)方式方便、快捷，但穩(wěn)定性相對較差，通信能力、業(yè)務(wù)處理能力等有限；另一個方式是設(shè)備先與核心通信網(wǎng)相連，再通過核心網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備間的通信，這種組網(wǎng)方式穩(wěn)定性好，功能強大，但組網(wǎng)比較繁瑣，不易重組和維護。
具體的組網(wǎng)方案有：1、有線局域網(wǎng)，即每個通用M2M設(shè)備分配唯一一個物理標識地址，存儲在設(shè)備唯一編號模塊中，將它們通過上傳網(wǎng)絡(luò)模塊直接接入核心網(wǎng)絡(luò)，再通過物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議模塊調(diào)用各類通信協(xié)議進行通信即可。但是，這種組網(wǎng)方式成本過高，目前的網(wǎng)絡(luò)覆蓋普及有困難；2、無線局域網(wǎng)+家庭網(wǎng)關(guān)，即通用M2M設(shè)備通過無線接入模塊與家庭網(wǎng)關(guān)之間進行數(shù)據(jù)通信，家庭網(wǎng)關(guān)通過固網(wǎng)與核心網(wǎng)連接，作為核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。該方案適合終端密集型應(yīng)用，如智能家居；3、移動通信模塊+移動通信模塊，即通用M2M設(shè)備通過無線接入模塊和與控制端的GSM/GPRS通信模塊進行數(shù)據(jù)通信，控制端GSM/GPRS通信模塊通過串口與PC機連接來實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和控制。
我們在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況，安排不同的M2M組網(wǎng)方案，從而最大限度地發(fā)揮M2M通信的優(yōu)勢，形成物聯(lián)網(wǎng)，達到網(wǎng)絡(luò)一切的終極目標。
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由于M2M秉承物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)一切的理念，因此，對于M2M設(shè)備的組網(wǎng)通信來說更側(cè)重于使用無線技術(shù)，而這是一個困難的技術(shù)選擇問題，通用M2M設(shè)備采用的無線技術(shù)主要有：
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技術(shù)名稱 |
特點 |
應(yīng)用 |
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藍牙 |
低成本、近距離，使近距離內(nèi)各種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享 |
遙感勘測、移動電子商務(wù)、數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭和辦公自動化、電子商務(wù)、無線公文包、軍事 |
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UWB |
傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低等 |
智能家庭、公路信息服務(wù)、汽車監(jiān)視系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)、車輛避撞雷達、定位 |
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Zigbee |
基于IEEE 802.15.4低頻無線網(wǎng)絡(luò)標準的短距、低速率的無線技術(shù)，有效范圍在10至50米之間，支持的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbit/s。 |
家庭、樓宇自動化 |
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RFID |
RFID使用RF頻段，從通訊角度同屬RF Mesh網(wǎng)絡(luò)，但RFID的主要功能還是以標識(Tag)為主 |
物流，軍事，防偽等多種行業(yè) |
表3-1
表中僅給出了目前通用M2M設(shè)備可以采用的四種主要無線技術(shù)，除此之外當(dāng)然還有諸如GPRS、wifi等很多十分成熟的無線技術(shù)，可以根據(jù)具體情況更換通用M2M模型中的無線接入模塊即可。
M2M設(shè)備雖然種類繁多，功能多樣，但目前還存在著不少的問題和缺陷：首先，有的M2M設(shè)備由于受到自組網(wǎng)的限制，使得自身的壽命很短，而且通信性能較差；其次，目前多數(shù)的M2M設(shè)備雖然設(shè)計的功能強大、通信良好，但是成本太高，售價太高，不利于設(shè)備的普及推廣；再次，國內(nèi)的M2M發(fā)展較晚，設(shè)備短缺，大多是提出M2M平臺的解決方案，沒有形成成型的產(chǎn)品及應(yīng)用；另外，M2M接入核心網(wǎng)的方案還不完善，特別是在國內(nèi)，幾大運營商近幾年才剛剛開始著手M2M業(yè)務(wù)的開拓，還處在實驗探索階段，很多M2M設(shè)備都沒有形成真正的商用；最后，M2M設(shè)備應(yīng)用模式還很有限，大多數(shù)的M2M設(shè)備只起到一些監(jiān)視和控制的作用，而且目前還沒有出現(xiàn)一種M2M設(shè)備可作為共性設(shè)備同時可用于諸多領(lǐng)域。
與此同時，當(dāng)前的M2M市場處于初級發(fā)展階段，還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準，這非常不利于整個行業(yè)的發(fā)展。對于行業(yè)終端廠商，由于每個應(yīng)用平臺不同，終端廠商需根據(jù)不同的平臺與行業(yè)終端接口標準進行開發(fā)，同時所有終端在投入使用時都需要依據(jù)實際的應(yīng)用環(huán)境對設(shè)備進行參數(shù)初始化，導(dǎo)致終端上線前工作量巨大。并且在終端使用過程中一旦出現(xiàn)故障，經(jīng)常需要下現(xiàn)場去解決問題，費時費力。目前標準的制定還處在單地區(qū)、單領(lǐng)域、單方面，離多行業(yè)、多領(lǐng)域、多方面的廣泛的M2M設(shè)備標準的制定還有相當(dāng)長的路要走。
最后，要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一切的理想，對于M2M來說，更換全部已有設(shè)備顯然是不現(xiàn)實的，那么到底是將M2M芯片嵌入已有設(shè)備中還是有更好的解決方案還有待于進一步的研究。同時，機器如何連成網(wǎng)絡(luò)、使用什么樣的通信方式、數(shù)據(jù)如何整合到原有或者新建立的信息系統(tǒng)中都是亟需解決的問題。這些問題涉及到五個重要的技術(shù)部分：機器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用。而這五部分又構(gòu)成了一個完整的系統(tǒng)，是M2M技術(shù)研究、發(fā)展、應(yīng)用的基本框架。
由于以上的種種挑戰(zhàn)，M2M設(shè)備的發(fā)展道路還十分漫長、曲折，可謂“前途是光明的，道路是曲折的”，需要研發(fā)人員、廠商、運營商等多方面協(xié)調(diào)配合，共同努力，才會開拓出關(guān)于M2M設(shè)備更廣闊的新天地。
本文是在物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)發(fā)展的如火如荼的大背景下，針對物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段最主要的表現(xiàn)形式——M2M技術(shù)，以M2M設(shè)備層為中心展開論述的。文章論述了M2M技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，闡明了M2M體系架構(gòu)，說明了M2M設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，重點論述了不同的M2M設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上提出一種M2M設(shè)備的分類方式，此外，文章的另一個重點是論述M2M設(shè)備的組網(wǎng)通信方式，并在此基礎(chǔ)上提出關(guān)于M2M設(shè)備的不同組網(wǎng)通信方式，最后，文章論述了M2M設(shè)備面臨的挑戰(zhàn)并提出了美好的愿景。
對于M2M設(shè)備的研究，僅僅是M2M技術(shù)的冰山一角。M2M技術(shù)更為廣闊的藍海在于它無所不在的行業(yè)應(yīng)用，涉及到了包括醫(yī)療、家居、交通、電力、物流等人類生活的各個領(lǐng)域，以及在這些領(lǐng)域中不斷出現(xiàn)的新的應(yīng)用模式。這些都是M2M技術(shù)的上層應(yīng)用，不是本文論述的重點，但是它們具有極大的研究價值。本文的核心是針對M2M設(shè)備層的論述，致力于使讀者從底層對M2M技術(shù)有一個更全面、理性地認識。
綜上所述，M2M設(shè)備雖然面臨著不少的挑戰(zhàn)，但它必將擁有廣闊的未來，是未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展趨勢，將成為未來通信領(lǐng)域新的藍海！
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