理论教育 M2M通信协议简介-物联网技术

M2M通信协议简介-物联网技术

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了屏蔽不同的通信网络、不同的通信方式的差异性,便于M2M终端设备快速接入M2M系统,需要对M2M终端设备与M2M管理平台之间的通信协议进行规范。目前,我国典型的M2M通信协议是由中国移动提出的无线机器管理协议。M2M终端在上线失败后发送报警短信,得到M2M管理平台短信确认后进入休眠。M2M管理平台可在故障排除后将其激活。

M2M通信协议简介-物联网技术

M2M终端可通过GSM、WCDMA、TD-SCDMA等不同的移动通信网络接入,通信方式包括短信、彩信等。为了屏蔽不同的通信网络、不同的通信方式的差异性,便于M2M终端设备快速接入M2M系统,需要对M2M终端设备与M2M管理平台之间的通信协议进行规范。

目前,我国典型的M2M通信协议是由中国移动提出的无线机器管理协议(Wireless Machine Management Protocol,WMMP)。

WMMP的演进过程如下:

1)1.0协议:仅实现M2M平台与终端的接口。初步实现M2M终端管理功能。

2)2.0协议:修订了1.0协议中部分内容,进一步完善了平台与终端接口的定义,增强了M2M终端管理功能,定义了业务流与管理流的两种模式。

3)3.0协议:修订了2.0协议中部分内容,增强了终端软件升级及数据传输功能,增强了相关安全机制,新增了M2M平台与应用接口协议,实现了经由M2M平台路由转发的端到端通信。

4)未来协议:实现直接的端到端通信,支持WSN技术,实现M2M终端的自组织能力,支持非标准或专用的通信网络及协议的能力,支持分布式的M2M平台接入。

WMMP协议是为实现行业终端与M2M平台数据通信过程而设计,属于与具体通信网络及通信接入方式无关的应用层协议,建立在UDP协议上,协议栈结构如图5.8所示。

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图5.8 WMMP协议栈结构

由于GPRS网络带宽较窄,延迟较大,不适于采用TCP协议进行通信。采用UDP协议传输,其优点是效率高、流量小、节省网络带宽资源;缺点是没有确认机制,有可能引起丢包。根据实际经验发现,通过在UDP的上层应用层协议实现类似TCP的包确认和重传机制,采用UDP方式传输,丢包率能控制在1%以下,从而提高通信效率及可靠性

WMMP协议通信方式主要有两种:长连接和短连接。所谓长连接,指在一个过程中可以连续发送多个数据报,如果没有数据报发送,则需要行业终端发送心跳包以维持此连接。短连接是指通信双方有数据交互时,就建立一个WMMP过程,数据发送完成后,则断开此WMMP过程。(www.daowen.com)

长连接过程中采用了心跳作为维持、监测链路的手段。在长连接模式下,通信双方以C/S方式建立WMMP过程,用于双方信息的相互提交。当信道上没有数据传输时,M2M终端应每隔时间C发送心跳包以维持此连接,当心跳包发出超过时间T后未收到响应,应立即再发送心跳包,再连续发送N-1次后仍未得到响应则结束此过程。参数CTN原则上应可配置,可通过M2M管理平台结合实际应用进行合理配置。长连接适用于需要长时间一直在线的企业应用。

短连接由于数据的交互在较短的时间内完成,可以不需要心跳包来维持链路,但M2M终端仍然需要通过心跳包告知M2M平台它的运行状态,以便进行监控和故障报警。短连接的操作流程与长连接一致,唯一的区别在于平台并非通过心跳包来判断终端链路的存在,而是判断终端是否处于工作状态。在短连接模式,M2M终端平时处于下线状态,当本地由于数据需要传输或达到定时上线时间等类似策略时,行业终端为客户端以客户/服务器方式建立WMMP过程,传送数据完成后,结束该过程。通信消息发出后等待时间T后未收到响应,应立即重发,再连续发送N-1次后仍未得到响应则停发。参数TN原则上应可配置,可通过M2M管理平台结合实际应用进行合理配置。短连接适用于数据量少,不需要一直在线的企业应用。

WMMP协议主要实现的功能和流程包括以下几点。

1)M2M终端序列号的注册和分配。终端在未注册状态下,需要向M2M管理平台注册。M2M管理平台对终端序列号进行有效校验,并按需要为终端分配序列号。

2)M2M终端登录系统。M2M管理平台对终端进行审核鉴权,决定是否允许接入平台。

3)M2M终端退出系统。当M2M终端退出服务时向M2M管理平台发送消息,M2M管理平台给予响应。

4)M2M连接检查。实现长连接模式的链路维持,以及短连接模式下对终端工作状态的监控和管理。

5)终端上线失败错误状态上报。M2M终端在上线失败后发送报警短信,得到M2M管理平台短信确认后进入休眠。M2M管理平台可在故障排除后将其激活。

6)M2M终端按照M2M管理平台的要求上报采集数据、告警数据或统计数据,以及向M2M管理平台请求配置数据。

7)M2M管理平台从M2M终端提取所需的数据,或向终端下发控制命令和配置信息。

8)M2M终端软件的远程升级。

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