M2M通信：聯(lián)網(wǎng)時代智能設(shè)備的Facebook

　　暢想一下這樣的場景：自行車在移動時將其位置發(fā)送到您的智能手機；在您徒步旅行時相機與GPS模塊對話并推薦景點；冰箱在牛奶儲備不足時向您發(fā)送提醒短信；智能電表可在非用電高峰期啟動洗衣機；跑步機可將心率和其他生命體征傳送給保健服務(wù)提供商；遠程工業(yè)設(shè)備可在需要維護或維修時向其制造商發(fā)送提醒。在互連設(shè)備以智能方式彼此交互的世界中，潛藏著無限的可能性和誘人的商機。近二十年來，無線行業(yè)的各種進步使全世界的人們聯(lián)系在一起。在未來十年，我們將見證一場革命：不同領(lǐng)域的各種設(shè)備將能夠相互通信，為人類提供前所未有的服務(wù)，同時能節(jié)省成本、提高效率并將人力降至最低。推動這一切的基礎(chǔ)技術(shù)稱為機器對機器通信（M2M）。

　　機器對機器通信究竟是什么？

　　簡而言之，它是一項使設(shè)備能通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)彼此進行交互的技術(shù)，且無需人工干預(yù)。M2M技術(shù)通常使用傳感器、執(zhí)行器、MCU和/或RF收發(fā)器從終端設(shè)備或事件采集數(shù)據(jù)，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)（全球移動通信系統(tǒng)GSM/通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS、電力線或衛(wèi)星）將數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用程序軟件，軟件再將接收的數(shù)據(jù)處理成有意義的信息。M2M技術(shù)的三個基本階段如圖1所示。

　　圖1. M2M技術(shù)的三個基本階段

　　*Data CollecTIon數(shù)據(jù)采集、Data Transmission數(shù)據(jù)傳輸、Data analysis數(shù)據(jù)分析、Satellite communicaTIon衛(wèi)星通信、M2M Gateway M2M網(wǎng)關(guān)、Cellular communicaTIon蜂窩通信、M2M ApplicaTIons Server M2M應(yīng)用程序服務(wù)器、Contains Middleware which hosts business intelligence app包含了承載商用智能應(yīng)用程序的中間件、Power line communication電力線通信

　　憑借強大的傳感器、先進的嵌入式單片機以及無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)應(yīng)用正在無縫整合M2M技術(shù)，以下幾節(jié)將介紹其中的部分應(yīng)用。

　　工業(yè)設(shè)備遠程監(jiān)視系統(tǒng)

　　遠程監(jiān)視系統(tǒng)利用多個傳感器檢測振動、液漏、機械磨損、溫度和機械噪聲等參數(shù)來評估設(shè)備的健康狀況。每個傳感器在圖2（a）中都由一個稱為節(jié)點的黃點表示，并以星型拓撲的形式連接到由藍點表示的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，形成個人局域網(wǎng)（PAN）。PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是PAN網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)之間的M2M網(wǎng)關(guān)，負責將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)視站。任何時間有任何參數(shù)超過正常工作閾值，遠程監(jiān)視站都會設(shè)置報警來引發(fā)預(yù)防性維護。

　　傳感器節(jié)點和PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的實現(xiàn)——高吞吐量單片機將簡化設(shè)計

　　圖2（b）和圖2（c）顯示了傳感器節(jié)點和PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的實現(xiàn)。

　　圖2.遠程監(jiān)視系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　* Sensor Node傳感器節(jié)點、PAN Network Coordinator PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、Personal Area Network（MiwiTM/ IEEE 802.15.4） 個人局域網(wǎng)（MiwiTM/IEEE 802.15.4）、GSM/GPRS Network GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)、Remote Monitoring Station遠程監(jiān)視站、Remote Monitoring System Architecture遠程監(jiān)視系統(tǒng)架構(gòu)、V/I Conversion Circuit V/I轉(zhuǎn)換電路、Block Diagram of PAN Network Sensor Node PAN網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點框圖、Block Diagram of PAN Network Coordinator PAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器框圖