一个典型的M2M系统是由传感器(或监控设备)、M2M终端、蜂窝移动通讯网络、终端管理平台与终端软件升级服务器、运营支撑系统、行业应用系统等环节构成。M2M业务涉及一系列关键技能,包括系统架构、终端管理平台、专用芯片技能、模块与终端技能、服务质量(QoS)与流量抑制、传感器网络技能等。
(1)系统架构设计
M2M业务的系统架构设计中要兼顾宽带和窄带无线接入应用、实时和非实时应用,要能支持系统的开放性以便于接入和二次运营。
(2)终端管理平台
终端管理平台实现对全网M2M终端的统一的鉴权认证,并能够支持终端远程诊断功能和终端软件的远程自动升级功能(此时与终端软件升级服务器配合使用),终端管理平台可根据不同行业和客户的需要选择承担或者不承担客户数据的传输功能;终端管理平台能够全网部署一套,也能够分区域部署,分区域部署时可选取云计算结构。
(3)专用芯片、模块、终端技能
M2M模块与终端之间的接口与AT(Attention)指令集需要进行标准化设计,并可将标准化后的管理协议栈从终端内置迁移到模块内置,以利于降低终端成本;由于许多行业应用终端一旦部署后不便实施经常性的维护,或者对运行的可靠性有较高的要求,因此M2M终端和模块都迫切需要研发低功耗、高可靠性、长寿命的解决方案,在另一些用量大、成本敏感的行业中则需要研发低成本的M2M终端方案,另外在局部应用局面中选取“机卡合一”方案可能更为符合;由于物联网和M2M业务成熟后的终端数量巨大,目前就有必要引入独立的13位终端号段,并且要求终端逐渐实现对IPv6的支持。
(4)QoS与流量抑制
由于M2M业务使用无线网络传输数据信息,实现一定程度的QoS和保障无线网络资源的利用率是需要平衡的两个重要指标。因此,需要引入流量抑制和终端休眠机制,针对局部行业应用过程中可能出现的空口资源过度占用或大批量终端同时接入的情况尤其要选取符合的处理机制,否则可能导致业务质量的急剧恶化甚至业务停止。
传感器和传感器网络与M2M终端的接口标准化,也是M2M业务发展的一项基础性事务。
4M2M业务面临的挑战和发展趋势
M2M业务具有辽阔的发展前景,但现阶段还面临不少现实的难点和挑战:
(1)最初是迫切需要制定国家层面的标准(即使中国三大移动业务运营商正在制定的M2M标准也不一致)。惟有在标准化的基础上,才能产生具有规模化成本效应的一系列模块和终端,才有可能产生与M2M的发展潜力相配套的家当格局。
(2)商业模式问题。要想通过引入M2M业务而真正有效地实现对客户的价值,需要对特定行业的业务流程进行深入的研讨、创新和试验,而不同行业的应用方案可能差异很大、前期成本较高、资费单价较低,如何实现M2M家当链的共赢模式还有待探索。
(3)关键技能的挑战。传感器技能,低功耗技能、高可靠性、长寿命的终端技能,具有QoS的无线网络数据传输质量等均是M2M业务面临的重大技能问题。
(4)许多行业还存在着不同形式的行业壁垒,政策环境有待完善。
综上所述,现阶段各种形式的物联网业务中最主要、最现实的形态是M2M业务,M2M业务在许多国家受到高度的重视,在一些行业中已经或将率先得到规模化的应用,并逐步地影响到更多的行业。
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