物联网培训讲义

2023/3/20华为软件创新中心电信运营商

物联网发展探讨Page2目录运营商在物联网中的定位运营商在物联网中的发展路标华为M2M解决方案123Page3众说纷纭的

“物联网”3A1995年，比尔盖茨在《未来之路》中首次描述物联网的场景；

1999年，MIT(麻省理工学院)正式提出“物联网”的概念；

2005年，ITU发布了关于“物联网”的专题报告；此后产生了“机器通讯、泛在计算、感知网络”等新的名词，但进展总是低于预期；

2009年，随着美国新能源战略的出台，以及IBM的“智慧地球”等营销词汇的出现，“物联网”再次“火”起来……“当袖珍个人计算机普及之后，困扰着机场终端，剧院以及其他需要排队出示身份证或票据等地方的瓶颈路段就可以被废除了。比如，当你走进机场大门时，你的袖珍个人计算机与机场的计算机相联就会证实你已经买了机票。开门你也无需用钥匙或磁卡，你的袖珍个人计算机会向控制锁的计算机证实你的身份。”

比尔盖茨Page4物联网的本质—传感、通信和IT技术在各行业的应用使生产资料能思考，能与外界沟通公共通信网、物联网、互联网，确保生产资料和行业应用的泛在连接行业智能应用和控制系统（计算、存储、应用）2MM透彻的感知和度量泛在的接入及互联深入的智能分析及控制Page5感知层是实现物联网“透彻的感知和度量”的基础包括各类传感器、摄像头、GPS等感知设备，由RFID、蓝牙、Zigbee、WIFI等技术实现的传感网络，以及实现透明传输通信网关要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化、恶劣环境使用和低成本的问题压力传感器气体传感器温度传感器位移传感器声音传感器血压传感器湿度传感器RFIDGPSZigbeeWIFI蓝牙Page6基于Zigbee的WSN（无线传感网）组网原理示例大量多种类传感节点组成的自组网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。WSN网络是神经末稍网，采用Zigbee等专用的短距离通讯技术组网。Zigbee主节点Zigbee子节点Zigbee子节点M2M通信网关传感器电源串口连接Zigbee天线移动网络天线Zigbee天线Zigbee天线通信距离：可调，最远可达80-100米频率：2.4GHz带宽：100多Kb电源：子节点5号电池可使用半年-1年，或使用太阳能面板；主节点使用有源电源；主节点可带子节点：200个；实验室设备实拍图移动网Page7RFID固定阅读器手持式阅读器半被动式被动式主动式阅读器标签频率范围：125kHz-2.45GHz

读取范围：10cm-5m

主动式RFID频率范围：433MHz读取范围:100-300m，需搭配天线阅读器发出射频信号形成磁场，标签凭借磁场内产生的感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

多了一个小型电池，电力恰好可以驱动标签IC，使得IC处于工作的状态，天线可以不用管接收电磁波的任务，充分作为回传信号之用。有更快的反应速度，更好的效率。Page8M2M通讯网关华为通讯模组系统产品业界首款支持工业极端工作环境下（-30°C～+75°C，相对湿度5%-95%，防振、防尘、防静电、抗干扰）的UMTSM2M嵌入式模块[LASVEGAS–3April2009]EM700CDMA20001XRTTM2M通讯模块，兼容IS-95A/B，支持IS-637短信业务、IS-707数据业务，提供AT命令集开发平台CM300/320/350此外还有……EM200CDMA1XEmbeddedModuleEM310MU203EM770WMC703GSM/GPRSEmbeddedModuleUMTSembeddedmoduleHSUPA5.76M

embeddedmodule-PCIeEVDOembeddedmodule-B2B…Page9物联网在各行各业得到广泛应用Page10指导急救指标服务平台测量事件医生健康管理团队健康管理专员上报住家病人或社区血压，心电，血氧，体温,…采用慢性病管理：救护车家庭成员叫救护车&通知家庭成员监护人关心家庭成员监护人应用上门医生医用上网本绿色就医通道计划计费结算电子病历数字医疗Page11数字医疗前端设备eHealth健康管理家庭网关通过蓝牙与各个医疗检测设备连接通过ADSL或3G网络上行通讯视频通讯，与社区医生面对面沟通健康参数查询，慢性病给药提醒通过健康知识问答，培养良好生活习惯指标：血压/血氧/心电/心率/体温晶体管显示直流供电，内置可插拔锂电池支持USB及蓝牙连接Page12终端管理子系统信息发布子系统GSM/CDMALED控制卡LED显示屏无线通讯模块无线通信网应用管理系统GGSN/PDSN公共接口统一门户运营商管理员最终用户终端厂商管理员计费系统营业系统网管系统无线LED信息发布无线LED信息发布前端设备Page13LED控制卡GPRS模块LED屏幕智能环保—烟气检测Page14智能环保—水质监测Page15智能环保—集控中心Page16智能农业—蔬菜大棚应用Page17Page18物联网市场特点之一:潜力巨大且快速增长的市场中国物联网市场预测source:ABIM2M模块发货量预测单位：百万Source:ABIResearchPage19物联网市场特点之二:受政策驱动的市场

-信息化、提升社会效率、节能是物联网发展的政策推动力各国政府均将信息化提升为国家战略234韩国、日本欧洲中国美国、巴西韩国通过《物联网基础设施构建基本规划》，并确立到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施，打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”。日本提出i-JAPAN战略，总务省编制了独立预算。其中40％被用于部署泛在网络，使日本成为全球创造新技术和商业模式的最先进的温床美国奥巴马在能源变革中明确发展智能电网，并将信息技术视为21世纪基础设施的关键组成部分巴西通过245法案欧盟：制定水、电、煤气抄表规范并强制推动。09年6月欧盟委员会推出“欧盟物联网行动计划”，e-call推广。英国：09年试验“新社区网络”，互联网和电表相联，互联网控制电灯开关，并将其纳入“数字英国”战略。温家宝总理在无锡考察传感网产业时对促进物联网发展做重要指示，中国政府将物联网列入“十二五”规划国家级重点通信项目。中国政府首次将物联网写入政府工作报告1国家驱动力Page20物联网市场特点之三:应用领域复杂多样，面向细分市场

-物联网业务繁杂，种类众多，是典型的细分用户市场业务应用场景主要功能用途交通运输个人/家庭/楼宇信息娱乐

医疗保健设备监控自然环境侦测/防灾人身安全/未成年人保护远程监控内容/信息传送

运行管理移动支付维护支援定位和导航单纯连接Page21目前全球M2M主要市场应用是抄表和车载全球M2M主要行业规模预测——无线模块发货量（Millon）注：行业采用无线模块发货量作为衡量M2M市场规模预测的指标，因为网络建设需求源自终端。行业市场类别市场特征Vehicle主要市场政府驱动AMR主要市场政府驱动Security次要市场行业需求驱动POS/ATM次要市场成熟、行业需求驱动Other长尾市场碎片化欧洲M2M市场规模占全球1/3强，主要应用相同，特征如下：当前应用最广的是交通运输业，占DoCoMo用户的37%。增长最快的是远程抄表领域电子消费品是DoCoMo愿意积极尝试的领域。NTTDoCoMoM2M模块应用分布来源：内部分析来源：NTTDocomo网站Page22欧洲运营商对物联网态度正在向积极转变2009年成立集团的M2M部门，负责M2M能力建设。在业务规划中，M2M是重要的业务之一，大规模业务发展刚起步。09年4月TMO设立M2M总监，组织在形成中，目前已有20人。现招标建设M2M的核心网，无线网共享现网。OBS负责整体企业部门，下有IMC关注M2M连接能力建设，IMC旗下25人，OBS研发150人。IMC负责将M2M业务推荐到子网。TILAB负责M2M能力建设，认为M2M市场可为，而Marketing不以为然。Telenorcinclus:专注抄表业务，业务已经成形，盈利前景不乐观。TelenorConnexion:2008年成立，专注M2M应用，提供网络接入。TelenorObject：2009.7月成立，专注更为广泛的M2M应用。主要运营商的M2M组织建设在2009年起步Page23欧美产业生态环境相对成熟传感器提供商通信模块提供商电信运营商中间件及应用开发商服务提供商系统集成商用户行业监管者管理咨询服务商测试认证商服务二次销售商搭建全球服务平台，大力拓展运营商合作，目前合作伙伴的服务能力覆盖全球67个国家。

运营商合作伙伴包括：美国AT&T、欧洲KPN、加拿大Rogers和墨西哥的Telcel等。Page24物联网发展的两种方式之一：“烟囱式”解决方案在工业界，物联网不是新事物。许多行业应用10多年来就有，但是它们都是“烟囱”式的应用。传感终端和应用之间都采用私有协议通信，不同厂家之间的解决方案不能互联互通，这就使得这些解决方案的成本很高，而且难于改变和管理。当前，运营商也提供了很多“烟囱式”的应用，如视频监控等。为了快速争夺市场，在今后的一段时期内，运营商在某些领域有必要继续建设“烟囱式”应用。私有协议交通应用移动网/固定网视频应用移动网/固定网抄表应用移动网/固定网烟囱式解决方案私有协议私有协议Page25物联网产业链—目前的价值体系限制了规模发展业务总集成和维护行业集成商Sensor网络M2M网关/终端有线/无线网物联网应用设备提供商电信运营商应用开发商各个行业集成商掌控产业链，但各个行业壁垒较高，每个行业M2M规模均较小各个行业终端千差万别，接口、协议的非标准化限制M2M规模化发展非标准、规模小注定了M2M成本较高，反过来又限制了M2M业务的发展目前的M2M都是小应用，缺乏M2M平台，业务的运营支撑系统不完善运营商在现有价值体系中是配角，只提供管道物联网产业链现状Page26物联网发展的两种方式之二：“水平式”解决方案运营商部署M2M管理平台，管理行业SIM卡，各种终端及应用。M2M管理平台与终端以及应用之间基于标准接口。标准化进程还在进行之中，所以此类解决方案的大规模部署还需要一些时间。“烟囱式”与“水平式”解决方案未来会共存一段时间。Page27电信运营商如何占据有利地形？业务总集成、运营、管理和维护电信运营商Sensor网络M2M网关/终端M2M中间件物联网应用设备提供商应用开发商有线/无线网运营商在产业链中加入中间件/平台，并标准化M2M网关/终端，逐步控制产业链逐步将管道提升为智能管道，通过平台负责M2M通信的运行、维护和业务触发、管理争取成为总集成商，通过标准化、规范化，使得单个M2M应用成本更低，加快发展速度运营商逐步的由产业链配角演变成为主角运营商拥有网络的可管可控能力，可以更好的保证M2M的Qos行业集成商物联网产业链目标针对规模小、碎片化行业市场，通过标准认证和集成芯片，摊薄建设及运维成本，提高边际利润针对规模大、集中度高的行业市场，通过总集成逐步标准化，并叠加现有通信业务，获取长期受益标准化、构件化、可复制、规模化Page28目录运营商在物联网中的定位华为M2M解决方案13运营商在物联网中的发展路标2Page29物联网发展路径建议继续发放行业SIM卡，为行业应用提供管道。对于规模市场的行业应用，可以酌情先用烟囱式方案搭建，以迅速占领市场。对于长尾应用，大部分可以先暂时搁置。建立M2M管理平台，并实现对SIM卡的管理，为行业应用提供SIM卡信息。建立水平式解决方案的示范应用。如有必要，把“烟囱式应用”迁移到M2M管理平台中，统一管理。在水平式解决方案的基础上，发展多种物联网应用。开放M2M网络能力，支持第三方提供各种各样的长尾应用。把传感网当成基础设施进行建设，支持各类应用访问公共的传感设备。甚至根据需要，可以把物联网单独建设成专网。1.管道2.“烟囱式”方案3.M2M平台,实现SIM卡管理4.建设示范项目5.“烟囱式”方案迁移6.水平式应用nownow201120127.开放能力20158.通用传感网Page30标准化业务需求运营平台网络支撑由纯通道向智能通道过渡通过产品标准化，促进规模发展提供智能通信的支撑能力(终端管理、静态QoS)标准产品的快速孵化能力支撑专用GGSN、SMSC、HLR建设物联网网关的支撑，能力的开放试点建议网管能力的开放动态QoS(现M2M平台实现支持WMMP的终端管理功能)中国移动M2M策略变化交通行业电力行业金融行业安全生产绿色农业车务通物流通铁路列车监控铁路无线客票远程抄表负载监控配网自动化12345无线POS机电梯卫士企业安防船舶监控调度路灯监控动物溯源农业标准化生产监测系统业务需求运营平台Page31亚洲某运营商M2M发展路径第一阶段：建设M2M平台，提供行业SIM卡的静态库存管理。第二阶段：实现SIM卡实时监控与管理功能。第三阶段：引入部分“垂直应用”，如车队管理。运营商利用M2M管理平台来管理行业SIM卡，是一个共识。亚洲某运营商M2M发展路径Page32M2M专网规划SGSNUTRANGERANM-HLRVMSC/VLRM-SMSCM2M核心网M-GGSN物联网终端HLRSMSCH2H核心网GGSN人人通信终端共用接入网MSCBOSSM-PBOSSM2M平台Page33目录运营商在物联网中的定位运营商在物联网中的发展路标12华为M2M解决方案3Page34建设物联网管理平台，既通过增强的管道业务支持传统玩家，又通过自营业务直接服务最终客户早期以管道服务为主，服务传统行业玩家。逐步发展自营/合营的应用业务，与行业玩家竞争，服务最终客户。自营业务服务最终客户管道业务服务传统玩家增强的管道服务金管道服务基本管道服务终端管理服务运营应用服务Page35M2M的三个层次管控能力管道监控终端监控传感层监控需要网络协议支持需要终端协议支持需要传感层协议支持需要终端或局端改造才能够实现的功能，尽量都在局端改造完成。WSN感应器……M2M终端M2MSIM卡移动网/固定网M2M平台M2M应用系统Page36简单易行的金管道业务物联网通信网关（内置SIM卡）物联网管理平台应用平台网管系统MeterMeterBSS系统金管道API或Portal运营商提供工业级SIM卡，质量更高，环境适应性更好。运营商可以建立物联网管理平台，从网管系统和BSS系统中取得相应的数据，通过API接口，实时提供给行业玩家的应用平台，从而提供“金管道”业务。行业玩家的应用平台据此判断故障点是在运营商侧还是在自身设备侧。“金管道”业务能够提升管道的竞争力，为管道增值。“金管道”业务不需要WMMP/MDMP/UAAP(UMMP)协议的支持。GGSNHLRPage37北京供电局的故事集中器安装位置（居民楼）工作人员检查集中器现在北京市45万户智能电表，我们每天要出动200车次现场维护，以此类推，当2015年智能电表达到500万户时，将出每天出车2000次。抄表的故障率一般在5%左右，购电下发故障率在8%左右。除了故障排查外，我们还希望有一个SIM卡购领的管理流程，以及在地图上查看SIM卡使用分布和状态这些功能。Page38赛格车圣的一个故事Page39Page39运营支撑

故障定位与预防防滥用防盗用监控终端在网状态（HLR）监控终端在线状态（GPRS）监控用户短信接收是否失败监控用户使用状态（BSS）分析故障原因防终端侧垃圾短信用户绑定终端用户绑定应用禁止固定终端漫游限定漫游区域监控用户流量主动唤起GPRS连接主动关闭GPRS连接终端首次加电激活终端首次加电上报IMEI终端首次加电收集位置信息终端位置信息变化报告终端动态IP地址寻址纯GPRS通道（无短信）金管道完整的“金管道”业务诉求Page40消息流向接口调用接口名称功能描述备注应用与终端之间的接口APPTerminal请求终端信息TTermInfoGet消息对：终端信息查询异步交互TerminalAPP平台转发终端上报信息TTermInfoGetResultAPPTerminal远程控制TTermCtrl消息对：终端控制异步交互TerminalAPP终端的远程控制结果TTermCtrlResultAPPTerminal参数设置TConfigSet消息对：参数设置异步交互TerminalAPP终端对参数配置结果TConfigSetResultAPPTerminal发送应用数据TTransparentDataDown消息对：发送业务数据异步交互TerminalAPP应用数据发送结果TTransparentDataDownResultAPPTerminal下载更新通知TDownloadNotify消息对：下载更新异步交互TerminalAPP终端对下载通知结果TDownloadNotifyResultAPPTerminal应用发起终端安全参数配置TSecurityConfig消息对：安全参数配置异步交互TerminalAPP终端返回安全参数配置TSecurityConfigResultTerminalAPP（单向）终端注册通知TRegist终端注册同步交互终端登录TLogin终端登录同步交互终端退出TLogout终端退出同步交互终端请求配置TConfigReq终端请求配置同步交互终端上报信息TTermInfoReport终端上报信息同步交互终端发送应用数据TTransparentDataUp终端发送应用数据同步交互应用与平台之间的接口APPPlatform注册接口TAppLogin应用到平台的注册/登陆同步交互注销接口TAppLogout应用到平台的注销/退出同步交互查询终端信息PTermInfoQuery配置、统计、监控信息同步交互查询统计信息PStatisticQuery终端数量统计查询同步交互查询终端统计信息PTermStatisticQuery单终端告警类统计同步交互PlatformAPP终端故障通知PTermFaultNotify终端故障通知同步交互基本密钥过期通知PKeyExpiration基本密钥过期通知同步交互链路检测消息PLinkCheck链路检测消息同步交互智能管道的终端管理能力Page41M2M系统整体架构平台层机器层行业应用层感应器M2M通信终端+网关计费系统营业系统网管系统终端管理监控平台政府电力交通医疗教育……移动网/固定网用户LANWIFIPC终端移动终端M2M设备终端WSN摄像头GPS…………统一接口管理M2M应用接入网关业务分析统一管理门户ERP系统OA系统系统管理员企业管理员终端管理员外部系统订购关系同步终端/应用监控M2M终端管理M2M应用管理核心处理队列管理路由控制流量控制鉴权控制M2M运营管理平台M2M核心处理平台传感层网络层M2M通信接入网关仿真测试业务开发应用开发环境/开放SDK数据统计分析计费服务位置服务短信服务彩信服务M2M应用开发平台业务发布开发者社区零售业M2M任务管理M2M软件管理Page42M2M平台为产业链各方提供各自的管理门户M2M平台门户SIM卡管理系统管理用户管理终端管理应用管理远程控制网络监控统计分析运营商门户应用管理统计分析SI门户SIM卡管理终端管理应用管理终端远程控制网络监控统计分析行业客户门户终端软件管理终端故障处理终端信息管理统计分析终端厂商门户Page43平台对终端的管理：

对终端信息进行管理终端信息包括：终端序列号、终端类型、终端提供商、所属EC、所属区域、状态、是否禁用、异常查看、参数配置等。Page44可视化的终端管理M2M管理平台提供了基于GOOGLE