淺談物聯(lián)網(wǎng)M2M發(fā)展動態(tài)
來源:中國數(shù)字音視網(wǎng) 作者:疾風 編輯:數(shù)字音視工程 2009-12-14 00:00:00 加入收藏
最近物聯(lián)網(wǎng)概念炒的很火,跟物聯(lián)網(wǎng)相關公司的股票都紛紛漲停。物聯(lián)網(wǎng)最早在1999年,MIT的幾個學生在實驗室做了一個實驗,將幾臺設備進行組網(wǎng)管理,形成物聯(lián)網(wǎng)的最早雛形。2005年之后,ITU將物聯(lián)網(wǎng)的概念泛在化,將物聯(lián)網(wǎng)擴展為將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡連接在一起,方便識別和管理;充分利用了網(wǎng)絡資源優(yōu)勢。2009年初,IBM提出了智慧的地球,就是將地球上所有物品進行聯(lián)網(wǎng),通過后臺系統(tǒng)進行智能管理。在我國很早以前某些行業(yè)也有一些類似的需求,但當時還不具備相應的實施條件。今年8月份,溫總理在江蘇無錫視察傳感網(wǎng)建設時,指出大力發(fā)展智能信息化建設。之后,中國移動王建宙總裁明確提出了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。因此,物聯(lián)網(wǎng)推進工作逐步提升到日程上來。那么物聯(lián)網(wǎng)有哪些特征呢?物聯(lián)網(wǎng)具備三個特征:第一個特征是全面感知,就是讓物品會說話,將物品信息進行識別,并通過網(wǎng)絡傳輸后臺,進行信息共享和管理。第二個特征是可靠傳遞,就是通過現(xiàn)有的2G、3G以及未來4G通信網(wǎng)絡進行可靠傳輸信息。第三個特征是智能處理,通過后臺的龐大系統(tǒng)來進行智能分析和管理。我們可以把整個物聯(lián)網(wǎng)劃分成3個層面:物聯(lián)網(wǎng)感知層,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層和物聯(lián)網(wǎng)應用層。目前各運營商在做的各項工作,包括2G、3G網(wǎng)絡建設,移動支付和平臺建設都屬于物聯(lián)網(wǎng)一部分。物聯(lián)網(wǎng)應用十分廣泛,可以說無處不在。而物聯(lián)網(wǎng)中最主要的核心部分就是機器之間的互聯(lián)、互通;也就是俗稱的M2M;當前大多數(shù)機器設備都不具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力,例如儀表、家電、車輛、工業(yè)設備等。
M2M:“Machine to Machine”或“Man to Machine”,即“機器對機器”或“人對機器”;主要是指通過“無線網(wǎng)絡”傳遞信息和后端的服務器網(wǎng)絡來實現(xiàn)機器對機器或人對機器的實時數(shù)據(jù)交換,也就是機器互聯(lián)、互通。
當前M2M 技術已經(jīng)在歐洲、韓國和日本實現(xiàn)商用,主要應用在安全監(jiān)測、機械服務和維修業(yè)務、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)自動化、城市信息化等領域。并且提供M2M業(yè)務的主流運營商包括英國的BT和Vodafone、德國的T-Mobile、日本的NTT-Docomo、韓國SK等,而中國還是處在剛剛起步階段。
從市場前景來看,法國IDATE調(diào)研數(shù)據(jù)表明到2006年全球范圍內(nèi)M2M應用已經(jīng)達到200億歐元,而到2010年,應用的數(shù)量將達到2200億歐元,年復合增長率達到49%;而美國Alexander Resources的調(diào)查公司預測,到2010年,全球M2M市場總額將增長至2700億美元,其中由于歐洲采用了統(tǒng)一全球移動通信系統(tǒng)的技術標準,蘊藏著大量的商機。從這兩個研究機構預測的數(shù)據(jù)來看,基本相符。而日本的DoCoMo預測,到2010年,全球?qū)⒂谐^4000億臺設備具有傳輸功能,讓機器與機器進行數(shù)據(jù)傳輸,取代人力控制。而預測數(shù)據(jù)4000億臺設備互聯(lián)、互通,這充分說明了M2M市場發(fā)展?jié)摿薮?,蘊藏著無限商機。
握奇很早就研究和探討M2M技術和應用,當時客戶提出了在惡劣環(huán)境下能夠采集數(shù)據(jù)的需求,因此握奇協(xié)調(diào)資源做了各種研究和實驗。由于握奇產(chǎn)品和業(yè)務涵蓋了電信、交通、金融、儀表等各個領域,因此在多應用建設和融合方面有著豐富的經(jīng)驗。而M2M正是多領域發(fā)展和結(jié)合的必由之路。從研究M2M技術和傳感設備開始,握奇始終認為M2M將是金字塔的底部,廣闊的藍海。它與社會的發(fā)展和人們的生活、工作密切相關??梢哉f是無處不在,應用遍布各個領域,主要包括:交通領域(物流管理、定位導航)、電力領域(遠程抄表和負載監(jiān)控)、農(nóng)業(yè)領域(大棚監(jiān)控、動物溯源)、城市管理(電梯監(jiān)控、路燈控制)、安全領域(城市和企業(yè)安防)、環(huán)保(污染監(jiān)控、水土檢測)、企業(yè)(生產(chǎn)監(jiān)控和設備管理)和家居(老人和小孩看護、智能安防)等。下面主要介紹四個場景應用讓大家更深刻的了解M2M。首先,電力抄表應用;近幾年電力抄表逐漸通過自動抄表代替人工抄表,并且在偏遠山區(qū)和寒冷大興安嶺地區(qū)都是通過數(shù)據(jù)采集來完成抄表工作。目前,電力抄表主要通過在GPRS集抄器上插入SIM卡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和通信功能。現(xiàn)在電力抄表是M2M的最主要,也是需求量最大的典型應用之一。第二個典型應用是車載調(diào)度和監(jiān)控管理。當前物流運輸管理和定位導航是M2M的另一個發(fā)展最為廣泛的應用。很多企業(yè)都是通過車載安裝M2M設備來實現(xiàn)車輛調(diào)度和物流監(jiān)控管理。第三個應用是在很多數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控領域,例如:農(nóng)業(yè)灌溉、城市照明、電梯監(jiān)控和工業(yè)控制都離不開M2M產(chǎn)品。第四個應用就是未來我們每個人都想擁有的智能家居應用。未來我們可以在下班之前就將家里的空調(diào)制冷、熱水器開啟、按照當前的菜譜來預訂各種食品,并且通過手機監(jiān)控系統(tǒng)可以看到家里老人和小孩的安全狀態(tài)。這些都是我們希望通過努力工作能夠?qū)崿F(xiàn)的理想生活環(huán)境,這個夢想離我們越來越近。
上面提到的都是M2M前景和應用,下面將著重介紹M2M當前的產(chǎn)品和未來發(fā)展趨勢。目前各個行業(yè)迫切需要能夠滿足惡劣環(huán)境下的高低溫卡類產(chǎn)品,主要是將M2M卡插入到采集設備中,能夠起到登錄網(wǎng)絡、鑒權作用,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和收集功能。當前的M2M卡類產(chǎn)品主要根據(jù)不同行業(yè)應用可劃分為三類,一類是普通SIM卡產(chǎn)品形態(tài),主要應用在對環(huán)境要求不高的領域,要求工作溫度在-25℃~85℃范圍內(nèi)。第二類是M2M卡,主要滿足對工作溫度要求比較高的應用。如:車載系統(tǒng)、遠程抄表、無人值守的氣象和水利監(jiān)控設備、煤礦和制造業(yè)施工監(jiān)控等應用,這些領域環(huán)境比較惡劣,工作溫度要求在-40℃~105℃,并且要求M2M卡能夠防濕和抗腐蝕性。這些都對產(chǎn)品性能提出了極高的要求,因此,這類產(chǎn)品就要選擇高性能芯片,并且封裝采用塑封方式。第三類是SMD特殊封裝的模塊產(chǎn)品,將M2M模塊焊接在設備主板上,除了溫度要求達到-40℃~105℃以外,還要求起到防震作用。這種產(chǎn)品主要應用在交通運輸、物流管理和地震監(jiān)控等應用領域。由于SMD封裝種類比較多,如現(xiàn)在很多產(chǎn)品常用的DIP、SOP和QFN等封裝形式,但為了使今后產(chǎn)品能夠統(tǒng)一,實現(xiàn)一致性和標準化,采用工藝更先進的QFN封裝是今后發(fā)展的趨勢,這樣更便于產(chǎn)品維護、升級和發(fā)展。從當前M2M產(chǎn)品來看,還主要集中在產(chǎn)品物理特性的提高,但隨著未來M2M應用的不斷發(fā)展,產(chǎn)品實現(xiàn)PK安全認證和圖形化資訊服務等功能是完全有市場需求的。
前面提到的M2M產(chǎn)品主要集中在卡類和模塊形態(tài),隨著集成化的不斷提高,未來M2M將是機卡一體化的標準終端產(chǎn)品,該標準終端將目前采集設備的通信模塊和SIM模塊集成在一起,外圍預留標準的電源接口和其他行業(yè)應用接口。這種M2M標準終端發(fā)展取決于各個行業(yè)應用的需求。從長遠來看,它將是M2M終端發(fā)展的一種趨勢。
握奇一直以來都在研究物聯(lián)網(wǎng)和M2M,目前已經(jīng)推出了M2M各類卡類和模塊產(chǎn)品,并且應用在國內(nèi)外不同領域。握奇作為移動M2M項目組的組長單位,承擔了M2M運營支撐系統(tǒng)和平臺的研究,先后定義了平臺功能和發(fā)卡、認證流程。下圖一是M2M系統(tǒng)架構,體現(xiàn)了M2M平臺在整個運營系統(tǒng)中的作用,所有M2M設備都要通過M2M平臺與電信的業(yè)務平臺和行業(yè)的應用平臺相連。M2M平臺應用模式的確定將極大推動和促進M2M業(yè)務的發(fā)展,并且將所有行業(yè)網(wǎng)絡資源實現(xiàn)互聯(lián)互通,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標就是要充分利用網(wǎng)絡資源優(yōu)勢來將各個單個、獨立的網(wǎng)絡進行整合成一個資源共享的龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
圖一:物聯(lián)網(wǎng)M2M系統(tǒng)架構
在M2M初步發(fā)展的今天,只有通過不斷豐富和拓寬M2M平臺應用功能,才能不斷促進M2M業(yè)務的發(fā)展,進而推動整個物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。握奇從長遠考慮,提出了M2M平臺功能架構,M2M平臺包括四個功能模塊;第一個是安全訪問控制模塊;這個模塊的功能主要是針對碼號資源管理,SIM個人化、密鑰管理和鑒權訪問控制。對于運營商來說,當前碼號資源十分緊張,如何在物聯(lián)網(wǎng)時代,解決碼號資源問題就成為當務之急。第二個功能模塊是終端管理模塊,主要是對M2M終端的注冊、狀態(tài)和監(jiān)控管理。第三個是業(yè)務管理模塊主要是針對SI和全網(wǎng)應用以及各級應用管理。第四個是業(yè)務定制模塊,主要考慮對各行業(yè)的二次開發(fā)和增值業(yè)務管理。通過上述四個功能模塊可以有效的對M2M的各個系統(tǒng)、終端和業(yè)務進行管理和支撐。
圖二、物聯(lián)網(wǎng)M2M平臺功能
為了解決碼號資源問題和安全管理,握奇推出了空中發(fā)卡解決方案和機卡認證解決方案??罩邪l(fā)卡解決方案利用了虛擬號碼池和碼號資源回收機制實現(xiàn)碼號資源充分利用,避免了號碼資源閑置浪費的局面。安全認證解決方案利用了終端的IMEI號和SIM模塊的IMSI進行機卡綁定,同時通過M2M鑒權認證平臺進行機卡互鎖管理,平臺定期下發(fā)更新密鑰,這樣一來就防止盜卡、盜機現(xiàn)象,確保了碼號資源的安全性。
握奇始終堅信通過不斷完善M2M產(chǎn)業(yè)鏈以及全行業(yè)的共同努力,M2M業(yè)務將快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)時代的到來將會推動社會的不斷發(fā)展和進步。
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