物聯(lián)網(wǎng)核心—M2M技術研究

彭紅姣

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用方面的研究和部署，使得物聯(lián)網(wǎng)的概念和價值正在不斷被實體化，M2M技術，被認為已成為物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段主要的表現(xiàn)形式。該文以ETSI M2M技術委員會制定的M2M相關標準為基礎，探討了M2M與物聯(lián)網(wǎng)的關系，仔細研究和分析了M2M業(yè)務能力和功能架構，最后展望了M2M的應用前景。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；M2M；業(yè)務能力；功能架構

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）31-7495-02

物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用方面的研究和部署，已掀起了一輪新的信息革命浪潮。物聯(lián)網(wǎng)在解決人類社會日益關注的重大問題：如，能源檢測、自動化城市（智能交通）、食品安全、醫(yī)療保?。娮咏】担?、智能家居、國家安防、整合資源等等，將發(fā)揮無所不在的能力。

M2M技術，作為物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段主要的表現(xiàn)形式，以各種應用為核心，在某些國家還實現(xiàn)了具體的應用，這些應用在美國、英國、日本、韓國、歐洲等已達到了商業(yè)化水平。但是M2M還缺乏統(tǒng)一的業(yè)務應用平臺和標準，各國際標準化組織對M2M相關技術展開了積極的研究和標準制定工作，如：ETSI、3GPP、ITU-T和IEEE，中國的CCSA也在積極的推進M2M標準化的進展和研究[1][2]。

1 物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)以全面感知、可靠傳遞和智能處理為主要特征，每個特征都涉及到不同的技術問題，體現(xiàn)在各自的相關領域。

在感知層面，全面感知。主要需要將物體的信息進行適時適地的采集，或者說，能夠實現(xiàn)隨時隨地的獲取物體自身的信息，在衛(wèi)生保健問題上，如對心臟病人進行遠程監(jiān)控，就需要獲取病人的生命指數(shù)：血壓、脈搏和心率等，通過傳感器、RFID、二維碼/電子標簽等技術和處理。

在網(wǎng)絡層面，可靠傳遞特性。需要將采集到的物體信息可靠傳遞到目的地，這里離不開各種網(wǎng)絡，IP網(wǎng)，移動網(wǎng)等等，或可能是各種網(wǎng)絡功能的融合體，即涉及到網(wǎng)絡層面相關技術。

在應用層面，智能處理。則是指通過對通信物體的智能控制，需要分析和處理日益龐大的海量數(shù)據(jù)和信息，從中產(chǎn)生能滿足各種需求的新信息，形成各種新的業(yè)務提供給用戶（包括程序等），對應于應用層，涉及到各種智能計算技術，如模糊識別、云計算、信息挖掘等技術。

2 M2M基本概念及與物聯(lián)網(wǎng)的關系

文獻[1]中M2M是這樣定義的，M2M（Machine-to-Machine communications），機器對機器通信，是指在兩個或多個實體之間進行通信，不需要任何直接的人為干預。 M2M業(yè)務趨向于自動的決策和通信過程。

文獻[2]詳細探討了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術，在理清M2M與物聯(lián)網(wǎng)之間的關系上，提到M2M通信是物與物通信模式的一種，而物聯(lián)網(wǎng)包括了人與物，物與人，及物與物的通信，因此M2M不能稱為真正的物聯(lián)網(wǎng)，只能理解為屬于物聯(lián)網(wǎng)技術體系中的一環(huán)，或者是物聯(lián)網(wǎng)概念的一種形態(tài)。

文獻[3] 從廣義上進一步探討了物聯(lián)網(wǎng)與M2M之間的關聯(lián)，認為由于物聯(lián)網(wǎng)中人與人之間的通信以及人機交互通信方式已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)時代得到了廣泛應用，所以真正能夠體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)泛在化特點的是機器之間的通信，為此也將實現(xiàn)機器與機器之間通信的M2M 系統(tǒng)稱為機器類型的通信，并由此理解為物聯(lián)網(wǎng)就是一個M2M系統(tǒng)，把M2M通信提到了一個更為重要的高度。

文獻[4]中，提到狹義M2M通信即純機器與機器之間建立的通信，用來表示機器之間的聯(lián)接與通信，。而M2M可以將機器之間的通信、機器控制通信、人機交互通信、移動互聯(lián)通信等多種不同類型的通信技術有機地結合在一起，從而M2M可稱為所有增強機器設備通信和網(wǎng)絡能力技術的統(tǒng)稱，并且，機器之間自動地進行數(shù)據(jù)交換，功能和其潛在用途上，M2M 引起了整個物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生，是物聯(lián)網(wǎng)目前的主要發(fā)展形式。

3 M2M業(yè)務能力

M2M業(yè)務目標是那些利益一致、符合成本效益、無處不在的應用。應用包括：車隊（艦隊）管理，智能電表（智能測量），家庭自動化（智能家居），電子醫(yī)療等。這些源自物聯(lián)網(wǎng)的的發(fā)展目標，在未來形成比較完善的M2M業(yè)務需求，以保證M2M業(yè)務進行高效的端到端交付服務。M2M總體需求，遵循一般的M2M系統(tǒng)要求，而非所有的特定的M2M系統(tǒng)或這些系統(tǒng)的組成部分。物聯(lián)網(wǎng)中有許多的物體感知信號，當連在網(wǎng)絡中的設備處于休眠狀態(tài)時，M2M系統(tǒng)也應該能夠管理這些休眠中的設備，即M2M系統(tǒng)能和休睡設備進行通信，保持和休眠設備的消息傳遞。M2M系統(tǒng)中消息的傳遞，支持任播，單播，多播和廣播四種通信方式。

2） 接入網(wǎng)允許M2M設備和網(wǎng)關域與核心網(wǎng)通信，接入網(wǎng)包括XDSL，HFC，衛(wèi)星，GERAN，UTRAN，eUTRAN，無線局域網(wǎng)（W-LAN）和WiMAX等。

3） 核心網(wǎng)要求提供最小的和潛在的其他連接手段的IP連接，服務和網(wǎng)絡控制功能，與其他網(wǎng)絡互連及漫游功能，核心網(wǎng)包括3GPP CNs，ETSI TISPAN CN和3GPP2 CN等。

4） M2M服務能力提供的M2M功能可在不同的應用程序間共享，通過一套開放的接口公開其功能并使用核心網(wǎng)的功能，通過隱藏網(wǎng)絡特異性，簡化和最優(yōu)化應用程序的開發(fā)和部署。

5） M2M應用運行業(yè)務邏輯，通過開放接口獲取M2M服務能力。網(wǎng)絡管理功能包括所有管理接入和核心網(wǎng)絡需要的功能，包括資源調配，監(jiān)督，故障管理，等等。而M2M管理功能，則由網(wǎng)絡域中管理M2M服務能力所需的所有功能組成。

M2M設備和網(wǎng)關支持非對稱流，并能對多個M2M設備/網(wǎng)關進行管理，M2M應用能與一個或多個M2M設備/網(wǎng)關直接或通過使用M2M服務能力進行交互，如信息收集，控制。如果M2M應用需要，M2M系統(tǒng)應支持物理路徑的多樣性，多個M2M應用可同時與同一個M2M設備交互，采集信息并傳送到多個應用程序，需支持異構M2M區(qū)域網(wǎng)絡，即，M2M系統(tǒng)提供異構M2M區(qū)域網(wǎng)絡的接口能力，這可以在M2M的網(wǎng)關實現(xiàn)。

5 結束語

M2M作為物聯(lián)網(wǎng)的核心部分，工業(yè)和信息化部電信研究院泰爾管理研究所鄭平專家早幾年就提出，M2M的智能化應用將極大地超乎你的想象，并提到M2M應用是物聯(lián)網(wǎng)乃至智慧的地球的構成基礎，物聯(lián)網(wǎng)與智慧的地球的宏大遠景即能為M2M智慧化的未來勾畫出美好的畫卷。該文通過對M2M與物聯(lián)網(wǎng)的關系的研究和探討，加深理解了M2M的基本概念和業(yè)務需求，并對M2M的功能網(wǎng)絡架構進行了詳細分析和總結，目的是希望能將M2M平臺功能架構能匯聚到更多的行業(yè)應用中，期待未來的M2M應用能在各行各業(yè)中開花結果。

參考文獻：

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