互聯網IPv4技術中,IP地址資源緊缺問題在各項技術的延伸下得到一定程度上緩解,卻未曾從根本解決該問題。而未來,IPv6技術帶給我們的不僅是地球上任何1平方米土地上分配1000多個地址,而且是本質上改善端到端IP連接、服務質量(QoS)、安全性、多播、移動性、即插即用等問題。與此同時,第二代移動通信網路正在向4G發起挑戰,對應于移動通信技術,從基于電路交換提供語音服務向提供數據、語音、視頻等網絡傳輸服務轉變。目前,正在廣泛應用的無線局域網技術,表現方向是在速度、互操作性以及安全性的提升。無線局域網具有較高的靈活性和可靠性,在各行各業的發展中取得了立竿見影的效果,展現出廣闊的市場前景,它將為嶄新生活和工作時尚打下基礎。未來,各種通信交流傳輸技術將從平行、獨立地運營,逐步走向融合,為實現人與人(Man to Man)、人與機器(Man to Machine)、機器與機器(Machine to Machine)之間暢通無阻、即時交流提供一個龐大的網絡平臺。
一、M2M概念
M2M概念圖
首先,看一下上圖,它表示了,M2M是人與機器連接的手段與方式。廣義上說,M2M包括:機器對機器(Machine to Machine);人對機器(Man to Machine);機器對人(Machine to Man);移動網絡對機器(Mobile to Machine)。
M2M技術通過綜合了數據采集、GPS、遠程監控、通信、信息等技術,實現機器、設備、應用處理過程與后臺信息系統甚至操作者共享信息,完成業務流程的自動化。M2M技術使所有機器設備都具備無線聯網和通信能力,它讓機器、人相互之間達到超時空的無縫連接。
二、M2M應用系統構成
1、智能化機器
“智能化”,所謂使機器“開口說話”,讓機器具有信息感知、信息加工及無線加工的能力。
2、M2M硬件
使機器可具備聯網能力和遠程通信的部件,進行信息提取,從不同設備內汲取需要的信息,傳輸到分析部分。
3、通信網絡
包括廣域網(無線移動通訊網絡、衛星通訊網絡、互聯網和公眾電話網),局域網(以太網、無線局域網、藍牙、wifi),個域網(Zigbee、傳感器網絡),通過上述網絡將M2M硬件傳輸的信息送達指定位置,是出于M2M技術框架的核心的地位。
4、中間件
M2M網關完成在不同協議之間的轉換,在通信網絡和IT系統之間建立橋梁。
三、M2M應用
1、M2M應用領域
M2M技術為各行各業提供集數據的采集、傳輸、分析及業務管理為一體的綜合解決方案,實現業務流程、工業流程更加趨于自動化。主要應用領域包括,交通領域(物流管理、定位導航)、電力領域(遠程抄表和負載監控)、農業領域(大棚監控、動物溯源)、城市管理(電梯監控、路燈控制)、安全領域(城市和企業安防)、環保領域(污染監控、水土檢測)、企業(生產監控和設備管理)和家居(老人和小孩看護、智能安防)等。
以下為具體例子
1)家庭應用領域:日常水、電和煤氣計量儀表,利用M2M器件實現自動抄表,并整合GPRS模塊和CDMA模塊,作為數據的遠程傳輸通路,直接與銀行服務商的計費系統聯網,代替人力。
2)零售和支付領域:目前,基于手機業務的電子支付系統已廣泛應用,使用移動通信模塊進行日常消費也是一種不錯的選擇。
3)工業應用領域:工業上,選擇GPRS和CDMA監測模塊日益流行,該組模塊在遠程測量、遠程設備管理和遙控等有著顯著的特點。
4)物流運輸行業:利用移動通信網絡覆蓋面廣的特點,實現訂單查詢與管理、運輸安排、交接與支付系統控制等功能,在服務速度、服務質量和服務靈活性方面提高很多。
5)醫療行業:通過M2M器件實現對患者的遠程監護、遠程檢驗、數據匯總,從而進行遠程診
2、M2M應用現狀
目前,歐美以及日本等發達國家已經基本實現了M2M技術商用,M2M技術主要應用于安全監測、自動販賣機、公共交通系統、車輛監控與管理、工業流程自動化、電動機械和城市信息化等領域。雖然,國內M2M技術還處于起步階段,僅僅是在電力行業略有應用,但是在各行各業對M2M技術需求日益強烈環境下,尤其在國家十一五計劃強烈的支持下,M2M技術的推廣和發展會是飛躍性。
3、M2M應用面對問題
盡管M2M技術使世界未來生活打開了新的天窗,但不可否認的是M2M技術也存在相當大的局限性。
1)技術標準不規范:面對紛繁雜亂的各行業需求,不同類型的M2M業務系統,難以做出具有廣泛性的數據采集設備,造成模塊接口復雜,具有各種針對性,不利用數據相互關聯。
2)產業集中度低:M2M業務系統較少考慮可擴展性及可重用性,業務種類單一,單向投入和產出比較大,對于小型企業無法達到普及的條件。
3)終端形態多樣:由于沒有統一的標準,各種M2M業務提供商按各自工業基礎和業務需求定制終端,如同當年USB端口未普及時的狀況,甚至更加復雜,以造成終端難以大規模生產,成本高昂,無法普及。
4)產業鏈各環節缺乏協同:M2M業務提供商各自為戰,在利益未大同,產業未分級的環境下,總是以滿足具體業務為目的開發系統,造成系統定義很紛雜,無法整合,甚至需要網關才能產生協議間的合作,進而導致開發效率低下。
總體來說,當通信終端標準化、開放性統一M2M管理平臺出現與產業鏈資源徹底整合之時,也就代表世界進入M2M時代,更是邁向物聯網關鍵的一步。
四、結束語
本文討論的是M2M的基本概念、基本前景以及面對的問題。對于大量非IT類機器設備不具備本地通信能力,如家庭中的音響無法播放家用PC中存儲的音樂。更不具備遠程通信的能力的現狀,M2M技術的發展是符合世界的發展方向的。長期以來,大量資源致力于發展PC、PDA等“IT設備”的智能和連接,忽略了數量巨大的普通機器的通信聯網能力,而M2M技術綜合了通信和網絡技術,將遍布在人們日常生活中,隨處可的機器設備連接成網絡,形成一個包容廣域網、局域網以及個域網的龐大網絡,確保身邊的設備變得足夠“智能”,從而滿足日益增長的需求產出豐富的應用,提高生活品質,推動世界新一輪的變革。