周春梅 天津?yàn)I海職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）與機(jī)器通信（M2M）連接現(xiàn)狀

周春梅 天津?yàn)I海職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系

隨著網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和普及，未來(lái)就是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的世界，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將應(yīng)用在生產(chǎn)生活的方方面面、所有細(xì)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)也得到了大力的發(fā)展，尤其是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，讓遠(yuǎn)距離通信成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中一個(gè)重要的技術(shù)領(lǐng)域。其中，可遠(yuǎn)距離收集信息、發(fā)送指令的M2M(Machine to Machine，機(jī)器通信)模塊從手機(jī)和移動(dòng)寬帶中延伸出來(lái)，得到了企業(yè)的大力重視與推廣。

物聯(lián)網(wǎng) 用蜂窩技術(shù) 機(jī)器對(duì)機(jī)器 IoT / M2M 大數(shù)據(jù) 云

1 M2M蜂窩連接的興起

任何IoT / M2M部署的骨干網(wǎng)絡(luò)都是網(wǎng)絡(luò)本身?，F(xiàn)在通常這個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，但是最早的機(jī)器對(duì)機(jī)器網(wǎng)絡(luò)是有線的。長(zhǎng)期以來(lái)，各公司、工廠一直使用有線系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、安全行業(yè)和各種類(lèi)型監(jiān)控。這些早期應(yīng)用程序往往是專(zhuān)用的，每個(gè)行業(yè)和公司都曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)屬于自己的設(shè)備和軟件系統(tǒng)。

到20世紀(jì)90年代，無(wú)線電技術(shù)打破了這些機(jī)器對(duì)電線的需求，并且更多的M2M功能在工業(yè)甚至消費(fèi)產(chǎn)品中成為可能的。OnStar是1995年首款汽車(chē)連接功能之一，提供多種服務(wù)和娛樂(lè)選擇。車(chē)隊(duì)和集裝箱跟蹤解決方案也同樣利用了類(lèi)似貨運(yùn)和鐵路運(yùn)輸業(yè)使用的移動(dòng)通信技術(shù)。

到2008年，蜂窩技術(shù)的變化引入了具有短消息服務(wù)（SMS）和通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）等特征的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)。然而，有兩種競(jìng)爭(zhēng)類(lèi)型的數(shù)字蜂窩，CDMA和GSM，不同的行業(yè)支持不同的類(lèi)型。汽車(chē)和卡車(chē)行業(yè)選擇CDMA設(shè)備，而報(bào)警和安全行業(yè)選擇GSM。 2016年12月，AT＆T將關(guān)閉其2G/ GSM網(wǎng)絡(luò)，因此使用網(wǎng)絡(luò)的報(bào)警和安全系統(tǒng)必須升級(jí)或切換蜂窩系統(tǒng)。盡管出現(xiàn)這種復(fù)雜性，但是未來(lái)許多無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)，如廣泛采用4G/ LTE也是有前途的。此外，諸如ZigBee和6LowPAN之類(lèi)的短距離數(shù)據(jù)傳輸方法在一些應(yīng)用中可以補(bǔ)充遠(yuǎn)程蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

2 云如何影響今天的企業(yè)

一旦IoT / M2M設(shè)備通過(guò)數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接，企業(yè)就需要一個(gè)處理這些設(shè)備收集的大量數(shù)據(jù)的地方。過(guò)去，一家工廠或一家小公司的數(shù)據(jù)可能在本地服務(wù)器上進(jìn)行分析。但是今天，數(shù)百或數(shù)千臺(tái)設(shè)備可以全天候追蹤數(shù)百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，云是唯一能夠管理所有信息的地方。

大數(shù)據(jù)和IoT分析可以被用來(lái)處理移動(dòng)設(shè)備管理，解決方案測(cè)試，預(yù)測(cè)分析，數(shù)據(jù)可視化以及其他后端IoT / M2M流程。許多軟件即服務(wù)（SaaS）和平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）供應(yīng)商使用云計(jì)算進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)操作，為各種業(yè)務(wù)提供處理M2M部署所需的工具。

3 利用IoT / M2M蜂窩網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)

大多數(shù)行業(yè)都有可能通過(guò)連接設(shè)備生成的數(shù)據(jù)使企業(yè)變得更有效率和制造更好的產(chǎn)品。

Aeris網(wǎng)絡(luò)上的50萬(wàn)長(zhǎng)途卡車(chē)使用定制的M2M車(chē)隊(duì)遠(yuǎn)程信息處理解決方案來(lái)提高交付性能，增加服務(wù)半徑，減少工資，減少閑置卡車(chē)時(shí)間。在公用事業(yè)市場(chǎng)，相對(duì)于手動(dòng)電表讀數(shù)，Aeris所提供的物聯(lián)網(wǎng)/ M2M網(wǎng)絡(luò)提供自動(dòng)化讀數(shù)的“智能”儀表在2020年之前可以節(jié)省估計(jì)在全球的200億美元。這些自動(dòng)化儀表讀數(shù)也更準(zhǔn)確，從而減少了計(jì)費(fèi)查詢(xún)和改進(jìn)的客戶(hù)關(guān)懷。

M2M在野外、現(xiàn)實(shí)世界也有廣泛應(yīng)用。當(dāng)您在新聞中聽(tīng)到有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)和M2M時(shí)，可佩戴的消費(fèi)者設(shè)備和連接的家庭會(huì)引起很大的關(guān)注。但是負(fù)面的消息是B2B用于IoT / M2M部署在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生重大影響。

鄧迪貴金屬在思科的幫助下，使用IoT / M2M系統(tǒng)連接其端到端的礦山運(yùn)營(yíng)，并提高了一個(gè)眾所周知的危險(xiǎn)行業(yè)的效率和安全性。例如，這些礦山現(xiàn)在具有位置跟蹤應(yīng)用程序，可以在爆破之前自動(dòng)確保站點(diǎn)清理人員。

微軟的IoT / M2M系統(tǒng)正在幫助制造商KUKA將工廠機(jī)器人與后端監(jiān)控系統(tǒng)連接起來(lái)，用以生產(chǎn)Jeep Wranglers。簡(jiǎn)化的過(guò)程可以輕松適應(yīng)設(shè)計(jì)變更，現(xiàn)在每77秒生產(chǎn)一個(gè)完整的車(chē)身。

許多政府正在采取行動(dòng)，并使用IoT / M2M來(lái)提高其進(jìn)程的效率并節(jié)省納稅人的資金。機(jī)場(chǎng)周?chē)膫鞲衅鲄R總了乘客可以通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用程序訪問(wèn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以避免走長(zhǎng)的線路，并迅速換乘到機(jī)場(chǎng)周?chē)牟煌问降慕煌üぞ摺?/p>

4 IoT / M2M的現(xiàn)狀以及下一步

目前至少有10億臺(tái)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，也有可能是100億臺(tái)，與此同時(shí)，每天還會(huì)有更多的用于各種目的的設(shè)備連接進(jìn)來(lái)，會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將需要進(jìn)行調(diào)整。必須開(kāi)發(fā)新的更好的分析系統(tǒng)，而不是上面提及的云存儲(chǔ)空間來(lái)處理所有的數(shù)據(jù)。

目前的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也必須建成，無(wú)論是可以用無(wú)線方式接收更新的連接的汽車(chē)，還是與下一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)兼容的遠(yuǎn)程患者監(jiān)控設(shè)備。一旦設(shè)備安裝使用，員工和客戶(hù)將在不同程度的重要性下，很多年依賴(lài)這種服務(wù)。企業(yè)需要從硬件升級(jí)方面為未來(lái)做好計(jì)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

如何處理IoT / M2M項(xiàng)目，如何降低業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)成本或增加收入，是否計(jì)劃分析以利用這些連接的設(shè)備將產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，都是首當(dāng)其沖需要解決的問(wèn)題。盡管如此，有一件事是非常清楚的 ，連接設(shè)備的數(shù)量以及他們收集的數(shù)據(jù)將會(huì)給我們帶來(lái)巨大的好處。

周春梅，女，漢族，1970-12，天津?yàn)I海新區(qū)人，天津?yàn)I海職業(yè)學(xué)院，副教授，教研室主任，本科學(xué)歷，工程碩士學(xué)位，研究方向：主要從事傳感器與檢測(cè)技術(shù)、電子技術(shù)的教學(xué)研究。