MM通信薛建彬译

M2M技术基础第一章概述raansan@参考书《M2M通信》薛建彬等译机械工业出版社第一章概述1.1什么是M2M1.2M2M系统架构1.3M2M技术组成1.4M2M应用领域及挑战1.5促进M2M技术成熟的因素1.6国内外发展现状1.1什么是M2MM2M起源上世纪90年代中后期，随着各种信息通讯手段（如Internet、遥感勘测、远程信息处理、远程控制等）的发展，加之地球上各类设备的不断增加，人们开始越来越多的关注于如何对设备和资产进行有效监视和控制，甚至如何用设备控制设备——“M2M”理念由此起源。1.1什么是M2M M2M是现阶段物联网最普遍的应用形式，是实现物联网的第一步。

未来的物联网将是由无数个M2M系统构成，不同的M2M系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统。相关概念M2M传感网物联网泛在网络智慧地球应用层通信对象网络层传感器+近距离无线通信（低速、低功耗）传感器网+近距离无线通信RFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端传感器网+近距离无线通信RFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端通信终端：手机、上网卡等物-物物-物人-物物-物人-物人-人不包括一个或几个网络初期：传输后期：融合，协同多网络、多技术异构协同智能：跨技术、跨网络、跨行业、跨应用末端网/终端基础网络1.1什么是M2MM2M表达的是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起机器对机器（MachinetoMachine）人对机器（MantoMachine）机器对人（MachinetoMan）移动网络对机器（MobiletoMachine）M2M让机器，设备，应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。1.1什么是M2MM2M（Machine/Man-to-Machine/Man）是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务。简单地说，M2M是指机器之间的互联互通。M2M技术使所有机器设备都具备连网和通信能力，它让机器、人与系统之间实现超时空的无缝连接。M2M通信技术综合了通信和网络技术，将遍布在日常生产生活中的机器设备连接成网络，使这些设备变得更加“智能”，从而可以创造出丰富的应用，给人们的日常生活、工业生产等带来新一轮的变革。M2M示意图1.1什么是M2MM2M（MachinetoMachine）机器与机器之间自动的数据交换。包括传统意义上的机器，如汽车、自动售货机等也包括虚拟意义上的机器，如软件等基于通用通信网络实现的机器与机器之间的“交流”引出了所谓“物联网”的概念，其设想是：在未来机器与机器之间能够通过通信媒介，像人与人之间一样进行交流，并且这种交流是自主的、具有一定智能的1.2M2M系统架构M2M业务流程涉及众多环节，其数据通信过程内部也涉及多个业务系统包括M2M终端M2M管理平台应用系统具体系统结构M2M终端具有的功能接收远程M2M平台激活指令本地故障报警数据通信远程升级使用短消息/彩信/GPRS等几种接口通信协议与M2M平台进行通信终端设备（TE）:

主要完成行业数字模拟量的采集和转化无线模块（MT，移动终端）:

主要完成数据传输、终端状态检测、链路检测及系统通信功能行业专用终端无线调制解调器:又称为无线模块，具有终端管理模块功能和无线接入能力。用于在行业监控终端与系统间无线收发数据手持设备:通常具有查询M2M终端设备状态、远程监控行业作业现场和处理办公文件等功能。

M2M终端类型终端管理模块终端管理模块为软件模块，可以位于TE或MT设备中，主要负责维护和管理通信及应用功能，为应用层提供安全可靠和可管理的通信服务。M2退M管理哗平台望为客控户提辈供统杰一的豪移动讨行业聪终端窜管理离、终趟端设工备鉴题权支持店多种弄网络姑接入退方式烛，提拥供标臂准化兄的接找口使口得数熔据传帽输简容单直形接提供赚数据尺路由刮、监麻控、弦用户分鉴权英、内风容计魄费等挡管理蹄功能M2牢M管理双平台的功谋能GPRS接入模块:

使用GPRS方式与M2M终端传送数据行业网关接入模块:

负责完成行业网关的接入，通过行业网关完成与短信网关、彩信网关的接入，最终完成与M2M终端的通信通信接入模块终端接入模块:

负责M2M平台系统通过行业网关或GGSN与M2M终端收发协议消息的解析和处理数据库模块:

保存各类配置数据、终端信息、集团客户（EC）信息、签约信息和黑/白名单、业务数据、信息安全信息、业务故障信息等应用接入模块:

实现M2M应用系统到M2M平台的接入业务处理模块:

是M2M平台的核心业务处理引擎，实现M2M平台系统的业务消息的集中处理和控制Web模块:

提供Web方式操作维护与配置功能M2乓M平台(按照笨功能蹄划分)M2霞M终端舍获得疤了信厦息以烫后，廊本身磨并不凳处理鱼这些援信息更，而挡是将盗这些肯信息抄集中尾到应绝用平划台上怒来，匠由应渴用系圈统来喘实现阁业务标逻辑。应用板系统应用渗系统决的主匙要功酒能把感扁知和斜传输床来的擦信息挂进行唇分析叮和处垮理，椒做出喝正确泪的控简制和是决策粘，实涂现智折能化邻的管惩理、合应用谋和服勤务M2抹M系统退结构情的特扭点与杏影响1.多数所性设备追的数版量在课数量视级上罚的增踪蝶加将洒导致涝应用堆程序动结构继和网鲁络负泻载的脱压力移动抓网络尘在设势计时岂并没颂有考刚虑这原些M2统M设备2.多样冒性M2郊M应用哗程序福的实锅现导板致了舰大量渴有多光种需扑求的泄设备中的出拖现。带来蚊异构息性，派对互打操作罪能力琴是一逆大挑争战3.不可神见性设备穿必须宣很少括或不督需要潮人的垮控制欧，这坚就要符求设誓备管确理被钩无缝姓地集丢成到脚服务辅和网恋络管私理中漏。M2姑M系统畏结构娱的特欺点与池影响4.临界枕性一些衣应用笋（如温智能铅电网背上的洒电压伟、生闹命保区障系辱统等恒）在荐延迟雄和可肠靠性秆上有舰严格旷要求帐，这楼将挑银战和孕超越凯现代蛮网络彩的能屋力5.隐私邪问题设备瓶管理茫被集恢成到妄通信百系统它中，狡意味督着对周于设且备上堪数据耕的隐帮私问绑题和盾安全膨问题量成为剥人们设关注前的问比题之坟一从技苏术层缺面看那，各勒环节窗发展输现状限及主带要难俩点各谦不相甲同现状掩：能近满足井部分殖应用短距烦离为穗主，辣嵌入旨式基序本实伴现，渴功耗泊有待竖改进申，目春前能揉满足卷部分因应用难点罩：技温术标帅准及敌成本圆成为比障碍技术置协议奋和标晋准存很在多摊种，慎且各喝有优树劣，纠目前脆处于赵混战由于工技术微的发化展不徒足以凉支撑晨终端民成本贵的下四降，亭成本表成为云重要膊障碍系因素热点与：业遗内关房诚注Zi歌gB章ee和RF艇IDZi桂gB怕ee功耗话低，凡成本贴低50美分杆，组小网方筑便，潮但缺顺乏安嫩全规猴范及释完善断的标松准RF赴ID成本狭高，帐无源敞单向裹，未烦来重才点研鲜究超昨高频灯和有宾源RF缠ID，推捷向民下用应用代域网络夏域终端脸域基础订网络欺层面柏：能镇够支银撑从带出宽、飞网络撤结构眠方面楚，基牵本能益够支且撑。贺未来评对于淹流量址的增筑加应返如何交合理热利用真带宽缠和网河络资中源成团为业伞内关牧注热债点业务沾网络铲层面寨：支撑枝层从旱垂直楚向水缩慧平融蒙合存深在不龄足，挺需要讲搭建爆水平途分层挥业务邻网络辅体系目前IP资源瓦的紧葱缺借助补云计录算等舰新的短运算绸处理酿系统殖来处刻理信颜息和俭辅助羊决策复杂像的应雁用层普语言据环境售、内验容管否理等对要求传感叠网和情通信莲网的搭无缝唯连接统一列的协鹅议栈上下飘文感极知技嗓术信息仆和数别据集需成处久理技名术终端闪及网燃络的眨融合网络芳与应狠用的落融合1.茶3侧M2狱M技术羊组成M2段M涉及园到5个重据要的盈技术清部分跨，包食括：智能龙化机钓器M2夺M硬件通信惯网络中间花件应用1.智能侄化机缩慧器实现M2天M的第月一步置就是席从机西器/设备伍中获拴取数下据，乐然后僵把它薯们通考过网员络发划送出别去。炕使机估器“寨开口泼说话裤”，仅让机拌器具正备信季息感劫知能欧力、虾信息征加工垃（计疏算能催力）查、无御线通今信能盲力。使机理器具榴备“盆说话白”能鱼力的徒基本例方法帆有两睁种：生产王设备唐的时昏候嵌率入M2俱M硬件对已楚有机玩器或狮设备济进行呜改装他，使移其具观有通哪信能钟力M2炭M设备浑的特竿征1.功能桥受限大多敏数M2储M设备鱼的计腊算、葛存储摘能力苗要比受目前盯出现煮的笔抖记本揉电脑久或手猛机低艰几个漠数量给级2.低功险率多数感位于伸室外轿，不玩能轻羊易与省电源捏相连这将贯减少M2问M程序欲之间厨的交萄互次朝数3.嵌入晶式部署驻后很品难改沈变4.保持跃不变设备舌更换芹率低2.讯M2夫M硬件M2豪M硬件硬是使刊机器咬获得午远程夸通信鼓和联某网功楼能的被部件廉。主振要用算于进武行信钩息的顾提取火，从涉各种正机器未设备锯那里季获取果数据葛，并差传到六通信扑网络结。现在古的M2饥M硬件饮共分误为5种：嵌入疲式硬维件：科嵌入辛到机隶器中京，使敌其具克有网凯络通到信功及能。匙常见陪的产喉品是客支持GS尝M/朝GP余RS或CD茄MA无线冻移动恼通信临网络福的无租线嵌幕入数拾据模脖块。可组润装硬剧件：条在M2峡M的工图业应俗用中站，厂贼商拥姿有大歼量不们具备M2帜M通信肝和联逗网能展力的驾机器弄，可增组装吗硬件切就是赌为满杯足这慎些机丹器的网网络贝通信故能力葡而设冬计的课。包傻括从认传感押器收术集数茄据的I/观O设备孔，将魂数据姓发送条到通绒信网啄络的眯连接竟终端使，有监些M2溪M硬件足还具纳备回口控功疏能。调制踪蝶解调蚊器：轨嵌入杨式模奶块要妹将数辆据传闸送到粒移动栏通信作网路址，起扔到的鸡就是烫调制葵解调况器的乓作用耗。如菌果要诉将数眯据通宵过公不用电老话网钥络或讨以太百网送辰出，卷则需浙要相晃应的Mo典de警m。智能枯传感蚕器：衬具有膝感知乐能力残、计密算能忠力和难通信史能力谦的微允型传浆感器麦。由似智能仇传感付器组赛成的丝式传感凑网络践是M2偶M技术亦的重祥要组策成部零分。急一组休具备逐通信虚能力克的智裙能传柱感器确以Ad呼H凉oc方式决构成挠无线淋网络遍，协堤作感哑知、穿采集方和处驳理网剩络覆护盖的羞地理寺区域最中感戏知对课象的竹信息欣并发阶布给示观察向者；并也可左以通城过GS韵M网络龟或卫自星通输信网炊络将污信息绸传给IT系统鬼。识别孝标识洋：如麻同每兴个机协器，领每个从商品葵的“倚身份付证”合，使伏机器呜之间彻可以恶相互纱识别赛和区萝分。旁常用化的技谦术包湿括条捏形码最技术寒，RF乳ID技术乔等。3.通信村网络将信御息传断送到菜目的贝地。常通信齐网络问在M2难M技术蛙中处皂于核剩心地丛位。市包括咳：广域专网（荣无线斤移动纠通信狡网络黑、卫宣星通孕信网畜络、In秩te狐rn课et、公旧众电丙话网编等）局域刷网（岩以太露网、补无线迅局域很网、Bl饭ue找to涛ot脏h）个域劲网（Zi码gB辰ee、传晨感器围网络爽）4.中间盼件中间脑件包恋括两虑部分M2约M网关倍：是M2宰M系统占中的黎翻译世员，忽它获稠取来跳自通倡信网访络的冈数据过，将痒数据满传输控给信愿息处他理系孤统。恢其主条要功杠能是稠完成糟不同愁通信锦协议霞之间结的转纱换数据田收集/集成尺部件功：此爆部件屑是为喝了将乔数据骆变成刘有价造值的北信息贫。对啦原始御数据莫进行谱不同脉加工车和处风理，鬼并将解结果歉呈现影给这冻些信崖息的云观察耗者和位决策壤者。殊这些售中间殿件包甩括：丹数据净分析饼和商惕业智宗能部歇件，遣异常伙情况捧报告亡和工皆作流口程部挥件，雾数据爪仓库鼠和存缸储部圆件等帝。5.应用在M2管M系统训中，演应用滤的主眉要功坏能是趴通过道数据企融合饭、数趣据挖秤掘等喉技术挠把感尼知和猛传输裳来的惨信息心进行焰分析签和处俯理，受为决撤策和旋控制危提供巧依据既，实挎现智针能化旨的M2庆M业务扶应用圈和服区务。1.畜4搬M2阿M应用那领域M2项M在每魔个应旱用领富域中呢的市菊场机认制和龄标准杠化机回制是犹不同吨的，灵所以浅每个驻企业旧必须山根据秤实际草情况阴来确胆定自疯己的给战略建筑烦管理注和能方源管林理交通军控制算和Ca注r2卸X（汽基车与肝其他冒交通忽工具筐或机付器之翼间的当通信忽）移动拖支付赢和金露融服艳务运输统、贸跑易和边物流电动窜汽车造和交矮通工棋具远鼓程控粥制目前爪全球M2醒M应用饶主要拖集中斩于三得大行心业和琴三大丛领域公共事业/服务交通运输个人用户批发零售工业/制造业商业/服务业农业开采/建筑金融定位/跟踪/导航安全/监控移动支付及管理自动化和远程管理计量/检测远程医疗重点预应用日韩涂一直短以推莲动个优人业暑务为于核心谈，公培共事唐业刚田刚起殃步以蛛支撑U-袋Ja秘pa俗n和U-符Ko杰re砖a计划M2经M技术倘发展邪遇到撒的挑详战缺乏别完整燃的标葬准体给系商业婚模式漂不清谁晰，屡未形嫂成共碰赢的傲、规购模化遍的产母业链窄带施网络柔限制窗了M2催M业务榆的发蔬展以番及业充务信友息承堡载方勿式的修多样平性M2垦M业务讲运营廉支撑粒系统爹不完速善，泄不能恒完全雨有效炸地支木撑M2湾M业务蜻的运胞营M2霞M各行心业间垃融合纤难度享大1.身5促进M2谅M技术番成熟衡的因均素高水送平的欣框架这指竟的是剑一套卧新兴物德基纱于结东构、发平台患、技叶术的肥标准今，是迹以开哲发非是筒仓僚式的急、不父过时乐应用洽程序僚为方芹法整缎合的咳框架政策温和政拣府鼓吴励措代施标准各个乘行业盟需要迅创造挺出新走的标论准需却求在鹊全球屡系统乎的水打平上恰处理M2宗M1.挤5.饱1头M2匀M高层宣框架M2乱M产业细面对莲的最鞠大部开分挑慈战是妨把垂拘直筒丈仓式漂转变缝成一岗套简忙单可致发展刑的和梢递增衬可开姻展的疮应用培程序城。图1-导5表明惭向M2沃M工业工成熟限迈进侄的第叔二阶抢段过识渡的漆标志蜻是水涨平平蝇台的都出现卫和部螺署。图1-腔5扶M2踪蝶M工业熊成熟怖的阶磁段这个裁水平顿平台裳指的阅是一色个贯刷穿业举务领惹域、吨网络纪和设婆备的绘，连邻贯的万有效悠框架薄。这艰是一手系列岭能够尿功能胞分离腊的技切术、参体系错结构就和过漠程，缠特别例是在精应用个层和成网络害层。1.现5.肿2政策冰和政盐府的竹鼓励酸措施经济妖鼓励脊措施阿提供屿了一奸个有讲吸引校力的横、稳通定的婶框架闸，在抹新项们目和齿运行看部署蹈中为M2铸M投资窑创造啊额外挺的机嗽会。规则然为一宰套可刷适用含的、诞在一畅个国熟家或验地区裕强制阁实行芒的标肚准的蜡发展蝇提供役了明贸确的要方向秩。合作有研究璃和项叮目发拢展的浩基金屯既是店导致膀标准奋发展弦的一临步，靠也是耍开发冠概念穴验证辜、验代证现肝存标弄准的申方法故。1.构5.在3岸M2钻M标准M2兄M市场嗽需要扎强大奸的标督准去捆确保酸长期捎投资狗安全需要M2犯M标准洋的几耀个关蠢键领拴域数据拍模型M2某M区域番网络M2弱M接入滑和核茄心网洪络优嘉化水平裹服务谱平台们和相众关AP扇IM2薄M模块字和终逆端的膨认证M2练M标准派化组夏织生书态系念统1.数据妙模型数据问模型向明确枯地决菌定了效交换袋数据办的结介构，唐主要贪在M2畜M应用谦程序轻之间祥。最终碎标准亿化数奏据模愈型所暂依赖炎的逻丹辑就爱是如乳果使睡用同禾样的输数据狸结构抖去存挑储和爽接收瓣数据瘦，那剩么不宣同的微应用愿程序岂就能厘够以或一个及可互辫操作迫的形较式交唯换数洗据2.乔M2团M区域寒网络定义浊：指脱的是穿能够话为连纸接到良同一M2而M区域咳网络及的不宜同M2翠M设备怒之间升提供猎物理浑层和MA牺C层的欠连通押性，庙或者河通过驴路由唐器或配网关面允许M2爬M设备瞎连接陆到公感共网缘瑞络的藏任何攀网络困技术辰。例如汪：个人抢局域防网技营术（IE染EE摊8再02孔.1翻5.偏x、Zi热gB马ee、KN孕X、蓝隐牙等本地游网络街。如警电力盟线通池信，腥仪表冶总线尼，无秧线仪岭表总括线等3.傲M2昨M接入艳和核息心网摆络优量化为了练处理绕额外厘的M2意M业务蜻量，笔远程萄通信费运营挖商认盖为要家完成磁接入首和核普心网扩络的惠改善尖和提厌高这种貌改善阻的一辈个关通键因嗓素是M2纳M业务讯量的受特殊输属性秆：低数装据，最不可裁预测似性，当低优周先级荐，突造发性多种M2勺M设备腊的另碗一个急显著助特点限是它盲们产宋生低乳容量品数据应对M2类M业务砍量的且增涨重新副构建士接入脖和核亲心网脂络，寄以便卧更好查地适锄应M2碍M业务堆量的兵基本义特点盘，同据时避摩免了锻影响狮与个惭人通援信相裤关的首高收拔益服卸务根据3G垮PP和3G萌PP贞2中M2奶M标准铜的开怨发工校作，毫逐渐涉地部螺署新堂设备牺、软童件升富级和梦为了M2颠M业务衡类型翁而优拴化网梨络解爽决方误案4.水平烟服务唐平台槽和相暂关AP腹I下一让阶段M2覆M业务雕的出喂现将维依赖嫌于执掩行一午系列敢服务轨能力紫的水脆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产业旺技术灵不成局熟，韵国家亏倡导亦自主节创新拌将加延大产磁业链曾发展痰周期技术张薄弱呈：导致黄成本研很难喝下降咏，成滩为产宰业发饿展的饥阻碍慨因素很难拾提供瘦满足摊用户球需求冻的个脱性化与解决贺方案目前梦近距全离技泼术如RF锣ID等已供经成滑功