淺談物聯(lián)網(wǎng)M2M發(fā)展動(dòng)態(tài)

　　最近物聯(lián)網(wǎng)概念炒的很火，跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)公司的股票都紛紛漲停。物聯(lián)網(wǎng)最早在1999年，MIT的幾個(gè)學(xué)生在實(shí)驗室做了一個(gè)實(shí)驗，將幾臺設備進(jìn)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、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò )。其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò )連接在一起,方便識別和管理;充分利用了網(wǎng)絡(luò )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(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)后臺系統進(jìn)行智能管理。在我國很早以前某些行業(yè)也有一些類(lèi)似的需求，但當時(shí)還不具備相應的實(shí)施條件。今年8月份，溫總理在江蘇無(wú)錫視察傳感網(wǎng)建設時(shí)，指出大力發(fā)展智能信息化建設。之后，中國移動(dòng)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(jìn)工作逐步提升到日程上來(lái)。那么物聯(lián)網(wǎng)有哪些特征呢?物聯(lián)網(wǎng)具備三個(gè)特征：第一個(gè)特征是全面感知，就是讓物品會(huì )說(shuō)話(huà)，將物品信息進(jìn)行識別，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸后臺，進(jìn)行信息共享和管理。第二個(gè)特征是可靠傳遞，就是通過(guò)現有的2G、3G以及未來(lái)4G通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行可靠傳輸信息。第三個(gè)特征是智能處理，通過(guò)后臺的龐大系統來(lái)進(jìn)行智能分析和管理。我們可以把整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)劃分成3個(gè)層面：物聯(lián)網(wǎng)感知層，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層和物聯(lián)網(wǎng)應用層。目前各運營(yíng)商在做的各項工作，包括2G、3G網(wǎng)絡(luò )建設，移動(dòng)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(shuō)無(wú)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(chēng)的M2M;當前大多數機器設備都不具備聯(lián)網(wǎng)和通信能力，例如儀表、家電、車(chē)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(guò)“無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )”傳遞信息和后端的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現機器對機器或人對機器的實(shí)時(shí)數據交換，也就是機器互聯(lián)、互通。

　　當前M2M 技術(shù)已經(jīng)在歐洲、韓國和日本實(shí)現商用，主要應用在安全監測、機械服務(wù)和維修業(yè)務(wù)、公共交通系統、車(chē)隊管理、工業(yè)自動(dòng)化、城市信息化等領(lǐng)域。并且提供M2M業(yè)務(wù)的主流運營(yíng)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(chǎng)前景來(lái)看，法國IDATE調研數據表明到2006年全球范圍內M2M應用已經(jīng)達到200億歐元，而到2010年，應用的數量將達到2200億歐元，年復合增長(cháng)率達到49%;而美國Alexander Resources的調查公司預測，到2010年，全球M2M市場(chǎng)總額將增長(cháng)至2700億美元，其中由于歐洲采用了統一全球移動(dòng)通信系統的技術(shù)標準，蘊藏著(zhù)大量的商機。從這兩個(gè)研究機構預測的數據來(lái)看，基本相符。而日本的DoCoMo預測，到2010年，全球將有超過(guò)4000億臺設備具有傳輸功能，讓機器與機器進(jìn)行數據傳輸，取代人力控制。而預測數據4000億臺設備互聯(lián)、互通，這充分說(shuō)明了M2M市場(chǎng)發(fā)展潛力巨大，蘊藏著(zhù)無(wú)限商機。

　　握奇很早就研究和探討M2M技術(shù)和應用，當時(shí)客戶(hù)提出了在惡劣環(huán)境下能夠采集數據的需求，因此握奇協(xié)調資源做了各種研究和實(shí)驗。由于握奇產(chǎn)品和業(yè)務(wù)涵蓋了電信、交通、金融、儀表等各個(gè)領(lǐng)域，因此在多應用建設和融合方面有著(zhù)豐富的經(jīng)驗。而M2M正是多領(lǐng)域發(fā)展和結合的必由之路。從研究M2M技術(shù)和傳感設備開(kāi)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(huì )的發(fā)展和人們的生活、工作密切相關(guān)?？梢哉f(shuō)是無(wú)處不在，應用遍布各個(gè)領(lǐng)域，主要包括：交通領(lǐng)域(物流管理、定位導航)、電力領(lǐng)域(遠程抄表和負載監控)、農業(yè)領(lǐng)域(大棚監控、動(dòng)物溯源)、城市管理(電梯監控、路燈控制)、安全領(lǐng)域(城市和企業(yè)安防)、環(huán)保(污染監控、水土檢測)、企業(yè)(生產(chǎn)監控和設備管理)和家居(老人和小孩看護、智能安防)等。下面主要介紹四個(gè)場(chǎng)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(guò)自動(dòng)抄表代替人工抄表，并且在偏遠山區和寒冷大興安嶺地區都是通過(guò)數據采集來(lái)完成抄表工作。目前，電力抄表主要通過(guò)在GPRS集抄器上插入SIM卡來(lái)實(shí)現數據采集和通信功能?，F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(gè)典型應用是車(chē)載調度和監控管理。當前物流運輸管理和定位導航是M2M的另一個(gè)發(fā)展最為廣泛的應用。很多企業(yè)都是通過(guò)車(chē)載安裝M2M設備來(lái)實(shí)現車(chē)輛調度和物流監控管理。第三個(gè)應用是在很多數據采集和監控領(lǐng)域，例如：農業(yè)灌溉、城市照明、電梯監控和工業(yè)控制都離不開(kāi)M2M產(chǎn)品。第四個(gè)應用就是未來(lái)我們每個(gè)人都想擁有的智能家居應用。未來(lái)我們可以在下班之前就將家里的空調制冷、熱水器開(kāi)啟、按照當前的菜譜來(lái)預訂各種食品，并且通過(guò)手機監控系統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(guò)努力工作能夠實(shí)現的理想生活環(huán)境，這個(gè)夢(mèng)想離我們越來(lái)越近。

　　上面提到的都是M2M前景和應用，下面將著(zhù)重介紹M2M當前的產(chǎn)品和未來(lái)發(fā)展趨勢。目前各個(gè)行業(yè)迫切需要能夠滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下的高低溫卡類(lèi)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(luò )、鑒權作用，從而實(shí)現數據采集和收集功能。當前的M2M卡類(lèi)產(chǎn)品主要根據不同行業(yè)應用可劃分為三類(lèi)，一類(lèi)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(lǐng)域，要求工作溫度在-25℃～85℃范圍內。第二類(lèi)是M2M卡，主要滿(mǎn)足對工作溫度要求比較高的應用。如：車(chē)載系統、遠程抄表、無(wú)人值守的氣象和水利監控設備、煤礦和制造業(yè)施工監控等應用，這些領(lǐng)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(lèi)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(lèi)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、物流管理和地震監控等應用領(lǐng)域。由于SMD封裝種類(lèi)比較多，如現在很多產(chǎn)品常用的DIP、SOP和QFN等封裝形式，但為了使今后產(chǎn)品能夠統一，實(shí)現一致性和標準化，采用工藝更先進(jìn)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(lái)看,還主要集中在產(chǎn)品物理特性的提高，但隨著(zhù)未來(lái)M2M應用的不斷發(fā)展，產(chǎn)品實(shí)現PK安全認證和圖形化資訊服務(wù)等功能是完全有市場(chǎng)需求的。

　　前面提到的M2M產(chǎn)品主要集中在卡類(lèi)和模塊形態(tài)，隨著(zhù)集成化的不斷提高，未來(lái)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(gè)行業(yè)應用的需求。從長(cháng)遠來(lái)看，它將是M2M終端發(fā)展的一種趨勢。

　　握奇一直以來(lái)都在研究物聯(lián)網(wǎng)和M2M，目前已經(jīng)推出了M2M各類(lèi)卡類(lèi)和模塊產(chǎn)品，并且應用在國內外不同領(lǐng)域。握奇作為移動(dòng)M2M項目組的組長(cháng)單位，承擔了M2M運營(yíng)支撐系統和平臺的研究，先后定義了平臺功能和發(fā)卡、認證流程。下圖一是M2M系統架構，體現了M2M平臺在整個(gè)運營(yíng)系統中的作用，所有M2M設備都要通過(guò)M2M平臺與電信的業(yè)務(wù)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(dòng)和促進(jìn)M2M業(yè)務(wù)的發(fā)展，并且將所有行業(yè)網(wǎng)絡(luò )資源實(shí)現互聯(lián)互通，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標就是要充分利用網(wǎng)絡(luò )資源優(yōu)勢來(lái)將各個(gè)單個(gè)、獨立的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行整合成一個(gè)資源共享的龐大的網(wǎng)絡(luò )系統。

圖一：物聯(lián)網(wǎng)M2M系統架構

　　在M2M初步發(fā)展的今天，只有通過(guò)不斷豐富和拓寬M2M平臺應用功能，才能不斷促進(jìn)M2M業(yè)務(wù)的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。握奇從長(cháng)遠考慮，提出了M2M平臺功能架構，M2M平臺包括四個(gè)功能模塊;第一個(gè)是安全訪(fǎng)問(wèn)控制模塊;這個(gè)模塊的功能主要是針對碼號資源管理，SIM個(gè)人化、密鑰管理和鑒權訪(fǎng)問(wèn)控制。對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，當前碼號資源十分緊張，如何在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，解決碼號資源問(wèn)題就成為當務(wù)之急。第二個(gè)功能模塊是終端管理模塊，主要是對M2M終端的注冊、狀態(tài)和監控管理。第三個(gè)是業(yè)務(wù)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(gè)是業(yè)務(wù)定制模塊，主要考慮對各行業(yè)的二次開(kāi)發(fā)和增值業(yè)務(wù)管理。通過(guò)上述四個(gè)功能模塊可以有效的對M2M的各個(gè)系統、終端和業(yè)務(wù)進(jìn)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(wèn)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(shí)現碼號資源充分利用，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(jìn)行機卡綁定，同時(shí)通過(guò)M2M鑒權認證平臺進(jìn)行機卡互鎖管理，平臺定期下發(fā)更新密鑰，這樣一來(lái)就防止盜卡、盜機現象，確保了碼號資源的安全性。

　　握奇始終堅信通過(guò)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(wù)將快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)將會(huì )推動(dòng)社會(huì )的不斷發(fā)展和進(jìn)步。