物联网技术-第5章-M2M技术.pptx

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概述M2M的体系结构，协议，内容M2M应用312M2M前景和挑战4目录5.1概述上世纪90年代中后期，随着各种信息通讯手段的发展，加之地球上各类设备的不断增加，人们开始越来越多的关注于如何对设备和资产进行有效监视和控制，甚至如何用设备控制设备“M2M”理念由此起源。

什么是M2MuM2MM2M是现阶段物联网最普遍的应用形式，是现阶段物联网最普遍的应用形式，是实现物联网的第一步。

是实现物联网的第一步。

u未来的物联网将是由无数个未来的物联网将是由无数个M2MM2M系统系统构成，不同的构成，不同的M2MM2M系统会负责不同的功能处系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统智能化的社会系统。

相关概念M2MM2M传感网传感网物联网物联网泛在网络泛在网络智慧地球智慧地球应用层通信对象网络层传感器+近距离无线通信（低速、低功耗）传感器网+近距离无线通信RFIDRFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端传感器网+近距离无线通信RFIDRFID、二维码近距离中高速通信内置移动通信模块各种终端通信终端：

手机、上网卡等物-物物-物人-物物-物人-物人-人不包括一个或几个网络初期：

传输后期：

融合，协同多网络、多技术异构协同智能：

跨技术、跨网络、跨行业、跨应用末端网/终端基础网络什么是M2MM2MM2M表达的是多种不同类型的通信技术有表达的是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起机的结合在一起机器对机器（机器对机器（MachinetoMachineMachinetoMachine）人对机器（人对机器（MantoMachineMantoMachine）机器对人（机器对人（MachinetoManMachinetoMan）移动网络对机器（移动网络对机器（MobiletoMachineMobiletoMachine）M2MM2M让机器，设备，应用处理过程与后台信息系让机器，设备，应用处理过程与后台信息系统共享信息，并与操作者共享信息。

统共享信息，并与操作者共享信息。

什么是M2MM2MM2M（Machine/Man-to-Machine/ManMachine/Man-to-Machine/Man）是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务。

用与服务。

简单地说，简单地说，M2MM2M是指机器之间的互联互通。

是指机器之间的互联互通。

M2MM2M技术使所有机器设备都具备连网和通信能技术使所有机器设备都具备连网和通信能力，它让机器、人与系统之间实现超时空的无力，它让机器、人与系统之间实现超时空的无缝连接。

缝连接。

M2MM2M通信技术综合了通信和网络技术，将遍布通信技术综合了通信和网络技术，将遍布在日常生产生活中的机器设备连接成网络，使在日常生产生活中的机器设备连接成网络，使这些设备变得更加这些设备变得更加“智能智能”，从而可以创造出，从而可以创造出丰富的应用，给人们的日常生活、工业生产等丰富的应用，给人们的日常生活、工业生产等带来新一轮的变革。

带来新一轮的变革。

M2M示意图什么是M2MM2MM2M（MachinetoMachineMachinetoMachine）机器与机器之间）机器与机器之间自动的数据交换。

自动的数据交换。

包括传统意义上的机器，如汽车、自动售货机等包括传统意义上的机器，如汽车、自动售货机等也包括虚拟意义上的机器，如软件等也包括虚拟意义上的机器，如软件等基于通用通信网络实现的机器与机器之间的基于通用通信网络实现的机器与机器之间的“交流交流”引出了所谓引出了所谓“物联网物联网”的概念，其的概念，其设想是：

设想是：

在未来机器与机器之间能够通过通信媒介，像人与人之间一样进行交流，并且这种交流是自主的、具有一定智能的（EuropeanTelecommunicationStandardsInstitute,ETSI）（ThirdGenerationPartnershipProject，3GPP）（ChinaCommunicationsStandardsAssociationCCSA）研究M2M的各大标准化组织欧洲电信标准协会第三代协作项目组织中国通信标准化协会ETSIM2M通信功能体系架构标准化组织标准化组织项目内容项目内容3GPP标准化工作3GPPFS_M2M这这个个项项目目是是3GPP3GPP针针对对M2MM2M通通信信进进行行的的可可行行性性研研究究报报告告，由由SA1SA1负负责责相相关关研研究究工工作作。

研研究究报报告告3GPP3GPP系系统统中中支支持持M2MM2M通通信信的的可可行行性性研研究究于于20052005年年99月立项，月立项，20072007年年33月完成月完成NIMTC重点研究支持机器类型通信对移动通信网络的增强要求，包括对重点研究支持机器类型通信对移动通信网络的增强要求，包括对GSMGSM、UTRANUTRAN、EUTRANEUTRAN的增强要求，以及对的增强要求，以及对GPRSGPRS，EPCEPC等核心网络等核心网络的增强要求的增强要求FS_MTCe支支持持机机器器类类型型通通信信的的增增强强研研究究是是计计划划在在R11R11阶阶段段立立项项的的新新研研究究项项目目。

主主要要负负责责研研究究支支持持位位于于不不同同PLMNPLMN域域的的MTCMTC设设备备之之间间的的通通信信的的网网络络优化技术。

此项目的研究需要与优化技术。

此项目的研究需要与ETSITCM2METSITCM2M中的相关研究保持协同。

中的相关研究保持协同。

FS_AMTC本本研研究究项项目目旨旨在在寻寻找找E.164E.164的的替替代代，用用于于标标识识机机器器类类型型终终端端以以及及终终端端之之间间的的路路由由消消息息，是是R11R11阶阶段段新新立立项项的的研研究究课课题题，已已于于20102010年年22月启动。

月启动。

SIMTC支持机器类型通信的系统增强研究，此为支持机器类型通信的系统增强研究，此为R11R11阶段的新研究课题。

阶段的新研究课题。

在在FS_MTCeFS_MTCe项目的基础上，研究项目的基础上，研究R10R10阶段阶段NIMTCNIMTC的解决方案的增强的解决方案的增强型版本。

型版本。

项目

（1）TC5WG7完成了移动M2M业务研究报告，描述了M2M的典型应用、分析了M2M的商业模式、业务特征以及流量模型，给出了M2M业务标准化的建议。

（2）TC5WG9于2010年立项的支持M2M通信的移动网络技术研究，任务是跟踪3GPP的研究进展，结合国内需求，研究M2M通信对RAN和核心网络的影响及其优化方案等。

（3）TC10WG2M2M业务总体技术要求，定义M2M业务概念、描述M2M场景和业务需求、系统架构、接口以及计费认证等要求。

（4）TC10WG2M2M通信应用协议技术要求，规定M2M通信系统中端到端的协议技术要求。

CCSA标准化工作各个组织对M2M的理解均不同，M2M也没有统一的标准。

除了，ETSI,3GPP等标准化组织推进M2M标准化的进程之外，也有一些运营商制定相关的一些标准。

5.2M2M的体系结构、协议、内容M2MM2M机器应用中间件M2M终端通信网络M2M系统构架具体系统结构M2M终端具有的功能接收远程接收远程M2MM2M平台激活指令平台激活指令本地故障报警本地故障报警数据通信数据通信远程升级远程升级使用短消息使用短消息/彩信彩信/GPRS/GPRS等几种接口通信协等几种接口通信协议与议与M2MM2M平台进行通信平台进行通信终终端端设设备备（TE）:

主主要要完完成成行行业业数数字字模模拟拟量量的的采采集集和和转转化化无无线线模模块块（MT，移移动动终终端端）:

主主要要完完成成数数据据传传输输、终终端状态检测、链路检测及系统通信功能端状态检测、链路检测及系统通信功能行业专用终端行业专用终端无无线线调调制制解解调调器器:

又又称称为为无无线线模模块块，具具有有终终端端管管理理模模块块功功能能和和无无线线接接入入能能力力。

用于在行业监控终端与系统间无线收发数据用于在行业监控终端与系统间无线收发数据手手持持设设备备:

通通常常具具有有查查询询M2MM2M终终端端设设备备状状态态、远远程程监监控控行行业业作作业业现现场场和和处处理理办公文件等功能办公文件等功能。

M2M终端类型终端管理模块终端管理模块终端管理模块为为软件模块软件模块，可以位于可以位于TETE或或MTMT设备中，主要负责维护和管理通信设备中，主要负责维护和管理通信及应用功能，为应用层提供安全可靠和及应用功能，为应用层提供安全可靠和可管理的通信服务可管理的通信服务。

M2MM2M管理平台为客户提供统一的移动行业管理平台为客户提供统一的移动行业终端管理、终端设备鉴权终端管理、终端设备鉴权支持多种网络接入方式，提供标准化的接支持多种网络接入方式，提供标准化的接口使得数据传输简单直接口使得数据传输简单直接提供数据路由、监控、用户鉴权、内容计提供数据路由、监控、用户鉴权、内容计费等管理功能费等管理功能M2M管理平台的功能GPRS接入模块接入模块:

使用使用GPRS方式与方式与M2M终端传送数据终端传送数据行行业业网网关关接接入入模模块块:

负负责责完完成成行行业业网网关关的的接接入入，通通过过行行业业网网关关完完成成与与短短信信网网关关、彩彩信信网网关关的的接接入入，最最终终完完成成与与M2M终端的通信终端的通信通信接入模块通信接入模块终终端端接接入入模模块块:

负负责责M2M平平台台系系统统通通过过行行业业网网关关或或GGSN与与M2M终终端端收收发发协议消息的解析和处理协议消息的解析和处理数数据据库库模模块块:

保保存存各各类类配配置置数数据据、终终端端信信息息、集集团团客客户户（EC）信信息息、签签约信息和黑约信息和黑/白名单、业务数据、信息安全信息、业务故障信息等白名单、业务数据、信息安全信息、业务故障信息等应用接入模块应用接入模块:

实现实现M2M应用系统到应用系统到M2M平台的接入平台的接入业业务务处处理理模模块块:

是是M2M平平台台的的核核心心业业务务处处理理引引擎擎，实实现现M2M平平台台系系统统的的业务消息的集中处理和控制业务消息的集中处理和控制Web模块模块:

提供提供Web方式操作维护与配置功能方式操作维护与配置功能M2M平台（按照功能划分）M2MM2M终端获得了信息以后，本身并不处理这终端获得了信息以后，本身并不处理这些信息，而是将这些信息集中到应用平台些信息，而是将这些信息集中到应用平台上来，由应用系统来实现业务逻辑上来，由应用系统来实现业务逻辑。

应用系统应用系统的主要功能把把感知和传输来的信息进行分析和处理，感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务理、应用和服务M2M系统结构的特点与影响1.1.多数性多数性设备的数量在数量级上的增加将导致应用程设备的数量在数量级上的增加将导致应用程序结构和网络负载的压力序结构和网络负载的压力移动网络在设计时并没有考虑这些移动网络在设计时并没有考虑这些M2MM2M设备设备2.2.多样性多样性M2MM2M应用程序的实现导致了大量有多种需求应用程序的实现导致了大量有多种需求的设备的出现。

的设备的出现。

带来异构性，对互操作能力是一大挑战带来异构性，对互操作能力是一大挑战3.3.不可见性不可见性设备必须很少或不需要人的控制，这就要求设备必须很少或不需要人的控制，这就要求设备管理被无缝地集成到服务和网络管理中。

设备管理被无缝地集成到服务和网络管理中。

M2M系统结构的特点与影响4.4.临界性临界性一些应用（如智能电网上的电压、生命保一些应用（如智能电网上的电压、生命保障系统等）在延迟和可靠性上有严格要求，障系统等）在延迟和可靠性上有严格要求，这将挑战和超越现代网络的能力这将