IPv6的標準化創(chuàng)造了擁有數(shù)十億設備相連的機會，這些設備可通過移動或有線寬帶連接，并擁有地址。像沃達豐和西班牙電信這樣的行業(yè)領先企業(yè)在這個機會上投注巨資，據(jù)GSM協(xié)會估計，到2025年，連接設備數(shù)量將達到500億。因此，M2M擁有重振和重新定義電信設備制造商和電信運營商運營的模式。

　　1.技術(shù)摘要

　　M2M(Machines to Machines)是機器對機器連接應用(或者移動到機器和機器到移動的通信)的縮寫，是電信技術(shù)領域的一個新興領域。隨著全球大多數(shù)市場的傳統(tǒng)收入流量逐漸飽和，M2M可以為創(chuàng)造新的業(yè)務途徑。 M2M允許各種機器成為個人無線網(wǎng)絡的節(jié)點，并提供開發(fā)監(jiān)控和遠程控制應用。這將降低涉及人力資源的成本，并使機器更加智能和自動化。

　　廣泛的M2M通信包括各種創(chuàng)新通道，如機器部件的智能遠程控制(遠程信息處理)以及電表(遠程測量)的遠程讀取。 M2M在移動領域的定義是，“機器”使用網(wǎng)絡資源與遠程應用基礎設施進行通信，以監(jiān)控“機器”本身或周圍環(huán)境。因此，M2M不是簡單地創(chuàng)建被動數(shù)據(jù)收集點，而是創(chuàng)建智能機器間協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)。

　　IPv6的標準化創(chuàng)造了擁有數(shù)十億設備相連的機會，這些設備可通過移動或有線寬帶連接，并擁有地址。像沃達豐和西班牙電信這樣的行業(yè)領先企業(yè)在這個機會上投注巨資，據(jù)GSM協(xié)會估計，到2025年，連接設備數(shù)量將達到500億。因此，M2M擁有重振和重新定義電信設備制造商和電信運營商運營的模式。

　　以下文章重點介紹了M2M技術(shù)的基石，以及未來的挑戰(zhàn)和機遇。

　　2. M2M生態(tài)系統(tǒng)

　　M2M使用設備(傳感器，儀表等)捕獲通過網(wǎng)絡(無線，有線或混合)傳輸?shù)綉贸绦?軟件程序)的“事件”(溫度，庫存水平等)，該事件將捕獲的事件轉(zhuǎn)換為有意義的信息(例如，需要補貨的物品)。

　　因此，生態(tài)系統(tǒng)具有定義好的層次結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)具有通過嵌入式芯片組實現(xiàn)的廣泛的支持M2M的設備。 這些構(gòu)建模塊以及嵌入式無線通信模塊可以形成各種客戶設備/應用，例如攝像頭，傳感器和讀卡器。這些應用程序隨后將搭載在安全，車隊管理和醫(yī)療保健設備等消費品領域，并在無線技術(shù)領域進行互操作。這個生態(tài)系統(tǒng)的最終推動者是各種創(chuàng)新的M2M軟件應用程序，它們收集和實現(xiàn)圍繞M2M價值鏈進行智能決策。

　　無線M2M生態(tài)系統(tǒng)可以描述如下：

　　3. M2M的驅(qū)動因素和挑戰(zhàn)

　　3.1 M2M驅(qū)動程序

　　這一行業(yè)倡議的主要推動因素如下：

　　●遠程信息處理和遙測越來越被視為提高運營效率和增加收入的來源。

　　●移動網(wǎng)絡運營商正在積極尋求擴展他們的數(shù)據(jù)服務產(chǎn)品。

　　●在整個行業(yè)中標準化和IPv6技術(shù)的采用，創(chuàng)造了數(shù)十億可尋址IP設備的可能 性。電子和通信行業(yè)正在迅速向智能和可尋址的嵌入式設備以及每個設備之間的主動通信方向發(fā)展。

　　●3G和LTE網(wǎng)絡的廣泛推廣為設備提供了“永遠在線”的連接性和更高的帶寬，M2M部門可以在諸如遠程視頻監(jiān)控，遠程信息顯示，庫存跟蹤，健康儀表和多媒體內(nèi)容交付應用。移動分組網(wǎng)關(網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點和分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點)正在被視為M2M通信的推動者。

　　●行業(yè)的BSS業(yè)務部門正在積極尋找M2M應用貨幣化(monetize)的機會，同時其傳統(tǒng)收入流接近干涸。

　　●從智能家居，智能庫存管理到智能公共設施，應用提供商的空間為每個可能的細分市場構(gòu)建智能應用提供了巨大的機會。

　　●更快地開發(fā)“易于使用”的面向消費者的應用程序來解釋數(shù)據(jù)并從中提取有用的信息。

　　3.2 M2M挑戰(zhàn)

　　3.2.1 投資挑戰(zhàn)

　　M2M應用依賴于移動運營商將3G移動基礎設施部署為諸如網(wǎng)絡視頻監(jiān)控等M2M應用，車載攝像機系統(tǒng)將需要高速數(shù)據(jù)流。 在北美和西歐以外的大部分地區(qū)，第三代CDMAEV-DO，HSDPA網(wǎng)絡基礎設施的部署非常緩慢，因為這需要對基礎設施進行大量投資。 這將阻礙移動運營商和應用開發(fā)商在這些領域部署3G M2M應用的能力。

　　3.2.2 技術(shù)障礙

　　●一個廣泛引用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是到2010年10億個設備的數(shù)字，因此，雖然M2M行業(yè)對這些數(shù)字和潛在機會充滿了信心，但成功完全在于移動運營商和設備制造商快速采用IPv6。現(xiàn)有的IPV4總是存在滯后，這可能會放慢M2M業(yè)務速度。

　　●技術(shù)標準化是一個關鍵挑戰(zhàn)，因為有這么多參與者參與制定標準，解決方案，系統(tǒng)集成和計費接口。一套通用的技術(shù)框架必須在全球范圍內(nèi)進行標準化，以加快推出速度。

　　●針對M2M通信優(yōu)化當前的移動分組網(wǎng)關，因為它們需要處理大量的分組數(shù)據(jù)溝通而不是大數(shù)據(jù)吞吐量。

　　●M2M技術(shù)正處于初始階段，技術(shù)專業(yè)知識和客戶意識仍處于初級階段。這可能會減緩該技術(shù)在用戶群體中的大規(guī)模滲透。

　　4.M2M無線架構(gòu)

　　4.1 子網(wǎng)絡

　　傳感器，通信和處理單元作為M2M應用的端點，共同構(gòu)成子網(wǎng)絡。 無線和有線領域中的設備應通過各種PAN和LAN技術(shù)相互連接。 他們的主要組件是傳感器，處理器和無線電收發(fā)器。 這個領域的主要WPAN技術(shù)支持者是ZigBee和藍牙。傳感器也稱為智能節(jié)點，用于協(xié)調(diào)和傳輸收集到的數(shù)據(jù)到網(wǎng)關，形成藍牙微微網(wǎng)或ZigBee網(wǎng)絡。

　　4.2 M2M網(wǎng)關(Gateway)

　　網(wǎng)關模塊為數(shù)據(jù)收集提供控制和本地化服務。 網(wǎng)關還將業(yè)務量集中到運營商的核心。它支持藍牙，Zig Bee，GPRS功能。 它支持無線通信標準，如GSM / GPRS，IEEE 802.11，藍牙/ IEEE 802.15.1(支持短距離設備之間的通信鏈路)，ZigBee /IEEE 802.15.4(用于低功耗消費設備之間的低速數(shù)據(jù)傳輸)。

　　4.3 M2M應用

　　M2M應用將基于運營商提供的工業(yè)級應用服務器。 應用程序可以針對最終用戶(如特定M2M解決方案的用戶)或其他應用程序提供商，以提供更精細的構(gòu)建塊，以便他們可以構(gòu)建更復雜的M2M解決方案和服務。

　　4.4 M2M體系結(jié)構(gòu)的元素

　　4.5 M2M網(wǎng)絡組件和相互關系

　　隨著我們深入到子網(wǎng)絡和相應的M2M網(wǎng)關，拓撲結(jié)構(gòu)形成了聚合到HIT網(wǎng)關的網(wǎng)狀連接對象(Connected Object，CO)矩陣。 主機身份標記(Host Identity Tag，HIT)網(wǎng)關工作在主機身份協(xié)議(HIP)上，并允許全局尋址連接對象(CO)。設備網(wǎng)絡域下的所有連接對象都可能與單個IP地址一起工作，這些IP地址位于控制一個HIT的網(wǎng)關。 HIT網(wǎng)關在其控制下跟蹤CO的位置，每個網(wǎng)關具有定義的覆蓋區(qū)域。網(wǎng)關設備網(wǎng)絡側(cè)的通信方案應該是各種WPAN技術(shù)。

　　作為與HIT網(wǎng)關等效的HIT無線電網(wǎng)關還承載用于訪問GPRS網(wǎng)絡的無線電接口(GSM，EDGE和UTRAN)。在服務層，我們可能會擁有由多個服務提供商托管的大量M2M服務。

　　5. M2M業(yè)務應用程序

　　●工業(yè)自動化和監(jiān)控

　　- 工廠生產(chǎn)線設備操作/使用跟蹤/診斷/服務請求，

　　●遠程醫(yī)療和保健ICT(Information and Communication Technology)

　　- 身體傳感器和診斷報告

　　- 遠程醫(yī)師咨詢(非語音，患者維權(quán)/ X光數(shù)據(jù)訪問)

　　●安全和監(jiān)視

　　- 家庭和企業(yè)安全傳感器監(jiān)控，警報，遠程訪問和恒溫控制，視頻饋送，遙測

　　- 智能儀表，能源行業(yè)傳感器，(燃氣/石油鉆井現(xiàn)場或計費信息返回中心辦公室)

　　●資產(chǎn)追蹤

　　- 庫存控制(例如：自動售貨機，..)，地理圍欄(GEO Fencing)

　　●車隊的管理

　　- 位置和可用性，召回和鎖定，銷售隊伍跟蹤

　　●消費者信息通信

　　- 車載娛樂/導航，遠程診斷/安全/禮賓服務，車輛診斷

　　●廣告

　　- 數(shù)字廣告牌，店內(nèi)優(yōu)惠，特別活動

　　●消費者應用程序

　　- 家庭監(jiān)控，金融和零售POS / Kiosks

　　- 數(shù)碼相機，電子閱讀器，媒體播放器，游戲設備

　　●用于筆記本電腦，上網(wǎng)本，UMPC等的無線數(shù)據(jù)模塊

　　5.1 一些真實世界的例子

　　●資產(chǎn)追蹤：超級連鎖店可以實現(xiàn)自動化庫存追蹤，可以監(jiān)控商店貨架的消費率，并將消耗水平報告給其移動終端上的店鋪經(jīng)理。

　　●連接車 - Telenor有幾家汽車制造商出于各種原因?qū)⑦B接功能集成到車內(nèi)。 eCall服務(發(fā)生事故時自動報警)，遠程診斷和信息娛樂系統(tǒng)是一些迅速發(fā)展的領域。

　　●連接的電表 - 通過無線技術(shù)進行自動抄表/管理，由全球許多公用事業(yè)公司進行調(diào)整，以加強控制并為客戶提供更好的服務(智能電網(wǎng))

　　●智能公民服務 - 通過支持M2M的設備對垃圾桶進行遠程監(jiān)控，并在需要清理和更換時向當局發(fā)送短信。

　　●連接的警報器 - 例如許多警報器制造商現(xiàn)在正轉(zhuǎn)向無線技術(shù)而不是固定線路。改進的操作/可訪問性和更容易的安裝是部署無線連接的一些原因。

　　6. M2M標準機構(gòu)

　　這些標準組織在塑造M2M生態(tài)系統(tǒng)方面發(fā)揮的主要作用如下：

　　ESMIG：歐洲智能計量產(chǎn)業(yè)集團的目標是智能計量電能，天然氣，水和熱的使用，使歐洲的家庭和商業(yè)消費者滿意。

　　W-Mbus：無線MBUS標準規(guī)定用于智能計量或高級計量基礎設施(AMI)應用的水，燃氣，熱量和電表之間的通信。

　　KNX：該協(xié)會是KNX技術(shù)的創(chuàng)建者和擁有者，這是智能家居中的一個概念 - 適用于所有家庭和樓宇控制應用的全球標準，從照明到各種安全系統(tǒng)，供暖，通風，空調(diào)，監(jiān)控，報警，水控，能源管理，計量以及家用電器。

　　HGI：由主要寬帶服務提供商(BSP)創(chuàng)建的家庭網(wǎng)關計劃，發(fā)布了數(shù)字家庭構(gòu)建模塊的需求，定義IP服務交付到家庭的方式。這些構(gòu)建塊是數(shù)字家庭中連接消費者和服務的硬件和軟件。

　　EPCGlobal：EPCGlobal主導電子產(chǎn)品代碼行業(yè)驅(qū)動標準的開發(fā)，以支持使用射頻識別(RFID)。

　　CENELEC：歐洲電工標準化委員會，負責電氣工程領域的歐洲標準化工作。

　　6LowPAN：通過將IEEE 802.15.4和IP集成在一起，成為IP傳輸和控制器等最小設備的國際開放標準。

　　IETF ROLL：IETF工作組定義了低功耗和有損網(wǎng)絡特性路由。 它們的互連通過ZigBee和藍牙。