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淺談物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu):物聯(lián)網(wǎng)與M2M和CPS的關(guān)系

2017-12-14 09:59 互聯(lián)網(wǎng)生活說
關(guān)鍵詞:M2MCPSUSN分層框架

導(dǎo)讀:目前,業(yè)界提到M2M時,更多的是指非信息技術(shù)(IT)機器設(shè)備通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備或IT系統(tǒng)的通信。自2002年起,M2M技術(shù)在世界各地開始得到快速推動,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、石油等多個行業(yè)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)和第三代合作伙伴計劃(3GPP)等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織都啟動了針對快速成長的M2M技術(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化的專項工作。

  在討論物聯(lián)網(wǎng)時,常常提到機對機通信(M2M)和信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的概念,下面也做一簡述。

  M2M

  從狹義上說,M2M僅代表機器與機器(machine to machine)之間的通信,廣義來講也包括人與機器(man to machine)的通信,是以機器智能交互為核心、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。目前,業(yè)界提到M2M時,更多的是指非信息技術(shù)(IT)機器設(shè)備通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備或IT系統(tǒng)的通信。自2002年起,M2M技術(shù)在世界各地開始得到快速推動,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、石油等多個行業(yè)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)和第三代合作伙伴計劃(3GPP)等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織都啟動了針對快速成長的M2M技術(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化的專項工作。

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  CPS

  CPS是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng),通過3C——計算(computation)、通信(communication)和控制(control)——技術(shù)的有機融合與深度協(xié)作,實現(xiàn)大型系統(tǒng)的實時感知和動態(tài)控制。CPS基本特征是構(gòu)成了一個能與物理世界交互的感知反饋環(huán),通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環(huán),實現(xiàn)與實物過程的密切互動,從而給實物系統(tǒng)增加或擴展新的能力。

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  M2M、CPS與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

  通過前面的分析,可以認為M2M和CPS都是物聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式。從概念內(nèi)涵角度,物聯(lián)網(wǎng)包含了萬事萬物的信息感知和信息傳送;M2M則主要強調(diào)機器與機器之間的通信;而CPS更強調(diào)反饋與控制過程,突出對物的實時、動態(tài)的信息控制與信息服務(wù)。M2M偏重于實際應(yīng)用,得到了工業(yè)界的重點關(guān)注,是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應(yīng)用形式;CPS更偏重于研究,吸引了學(xué)術(shù)界的更多目光,是將來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要技術(shù)形態(tài)。

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  USN體系框架

  USN分層框架的一個最大特點是依托下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)架構(gòu),各種傳感器網(wǎng)絡(luò)在最靠近用戶的地方組成無所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,用戶在此環(huán)境中使用各種服務(wù),NGN則作為核心的基礎(chǔ)設(shè)施為USN提供支持。

  實際上,在ITU的研究技術(shù)路線中,并沒有單獨針對物聯(lián)網(wǎng)的研究,而是將人與物、物與物之間的通信作為泛在網(wǎng)絡(luò)的一個重要功能,統(tǒng)一納入了泛在網(wǎng)絡(luò)的研究體系中。ITU在泛在網(wǎng)絡(luò)的研究中強調(diào)2點,一是要在NGN的基礎(chǔ)上,增加網(wǎng)絡(luò)能力,實現(xiàn)人與物、物與物之間的泛在通信;二是在NGN的基礎(chǔ)上,增加網(wǎng)絡(luò)能力,擴大和增加對廣大公眾用戶的服務(wù)。因此在考慮泛在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)能力時,一定要考慮這2點最基本的需求。