理论教育 物联网技术:M2M技术组成

物联网技术:M2M技术组成

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在M2M系统结构中涉及很多技术问题需要解决。目前,现有的M2M硬件产品可分为五种。由智能传感器组成的传感器网络是M2M技术的重要组成部分。在M2M技术框架的通信网络中,移动通信网络起着重要作用。

物联网技术:M2M技术组成

在M2M系统结构中涉及很多技术问题需要解决。例如,M2M终端(机器)之间如何连成网络?M2M终端(机器)使用什么样的通信方式?数据如何整合到原有或者新建立的信息系统中?M2M系统结构中涉及五个重要的支撑技术,包括机器、M2M硬件、通信网络、中间件和应用。

1.机器Machines

实现M2M的第一步就是从机器/设备中获得数据,然后把它们通过网络发送出去。不同于传统通信网络中的终端,M2M系统中的机器应该是高度智能化的机器,即机器具有“开口说话”的能力,具备信息感知、信息加工(计算能力)、无线通信能力。使机器具备“说话”能力的基本方法有两种:一种是生产设备的时候嵌入M2M硬件;另一种是对已有机器进行改装,使其具备与其他M2M终端通信/组网能力。

“人、机器、系统的联合体”是M2M的有机结合体。可以说,机器是为人服务的,而系统则都是为了机器更好地服务于人而存在的。

2.M2M硬件

M2M硬件是使机器获得远程通信和联网能力的部件。在M2M系统中,M2M硬件的功能主要是进行信息的提取,从各种机器/设备那里获取数据,并传送到通信网络。目前,现有的M2M硬件产品可分为五种。

(1)嵌入式硬件

嵌入式硬件即硬件嵌入机器里面,使其具备网络通信能力。常见的产品是支持GSM/GPRS或WCDMA无线移动通信网络的无线嵌入数据模块。典型产品有:Nokia12GSM嵌入式无线数据模块、Sony Ericsson的GR48,Motorola的G18/G20 for GSM、C18for CDMA以及Siemens的TC45、TC35i、MC35i等。

(2)可改装硬件

在M2M的工业应用中,厂商拥有大量不具备M2M通信和连网能力的设备仪器,可改装硬件就是为满足这些机器的网络通信能力而设计的。实现形式也各不相同,包括从传感器收集数据的I/O设备;完成协议转换功能,将数据发送到通信网络的连接终端;有些M2M硬件还具备回控功能。典型产品有Nokia30/31forGSM连接终端。

(3)调制解调器(Modem)

嵌入式模块将数据传送到移动通信网络上时,它起到的作用就是调制解调器的作用。如果要将数据通过公用电话网络或者以太网送出,分别需要相应的调制解调器。典型产品有BT-SeriesCDMA、GSM无线数据Modem等。

(4)传感器

传感器能够让机器具备信息感知的能力。传感器可分成普通传感器和智能传感器两种。智能传感器(SmartSensor)是指具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器。由智能传感器组成的传感器网络(SensorNetwork)是M2M技术的重要组成部分。一组具备通信能力的智能传感器以Adhoc方式构成无线网络,协作感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者,也可以通过GSM网络或卫星通信网络将信息传给远方的IT系统。(www.daowen.com)

(5)识别标识(LocationTags)

识别标识如同每台机器、每个商品的“身份证”,使机器之间可以相互识别和区分。常用的技术如条形码技术、射频识别技术等。标识技术已经被广泛用于商业库存和供应链管理。

3.通信网络

通信网络在整个M2M技术框架中处于核心地位,包括广域网(无线移动通信网络、卫星通信网络、因特网、公众电话网)、局域网(以太网、WLAN、蓝牙)、个域网(ZigBee、传感器网络)。

在M2M技术框架的通信网络中,移动通信网络起着重要作用。3G移动通信网络除了提供话音服务之外,数据业务的开拓是其发展的重点。随着移动通信技术向3G的演进,必定将M2M应用带到一个新的境界。国外提供M2M服务的网络有AT&TWireless的M2M数据网络计划、Aeris的MicroBurst无线数据网络等。

现在建立M2M通信的解决思路通常是使用目前相当普及的移动蜂窝网,在一些架设线路有困难的地方移动电话的确是很好的通信方法。同时移动通信技术在全世界范围连接起来超过20亿手机用户,而需要连接并管理的设备要超过这个数字4倍。蜂窝M2M可以提供集移动、加密、安装便携、易于安装等特点的一体化方案。很多情况下,蜂窝M2M展现出不可比拟的优势,如解决布线困难,模拟线路、载波信号或卫星连接不稳定等现象。

4.中间件Middleware

在通信网络和IT系统间起桥接作用。中间件包括两部分:M2M网关、数据收集/集成部件。网关是M2M系统中的“翻译员”,它获取来自通信网络的数据,将数据传送给信息处理系统,主要的功能是完成不同通信协议之间的转换。典型产品如诺基亚的M2M网关。数据收集/集成部件是为了将数据变成有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处理,并将结果呈现给需要这些信息的观察者和决策者。

M2M中间件的标准化,能够促使终端和业务对接简化,如同短信网关一样,这样大大简化了业务开发和系统集成复杂度。这些中间件包括:数据分析和商业智能部件、异常情况报告和工作流程部件、数据仓库和存储部件等。

5.应用

在M2M系统中,应用的主要功能是通过数据融合、数据挖掘等技术把感知和传输来的信息进行分析和处理,为决策和控制提供依据,实现智能化的M2M业务应用和服务。

M2M应用通过标准化的接口与M2M平台进行交互,对终端设备进行数据查询、处理以及通过M2M平台进行终端设备控制与管理等。M2M应用可以由运营商、系统集成商、业务提供商或者用户提供。

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