淺析M2M和物聯(lián)網(wǎng)的基本屬性與特性

 聯(lián)網(wǎng)(IoT)等式中缺少什么?物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類的參與，將(至少最初)連接到單個(gè)機(jī)器和它必須與之通信的其他機(jī)器。

這種機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)交互與人機(jī)對(duì)話完全不同通信。簡而言之，當(dāng)遠(yuǎn)程傳感器收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)時(shí)，M2M處于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，然后通過Internet將其路由到服務(wù)器。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通常是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(如安全攝像機(jī)，監(jiān)視器和儀表的情況)，然后必須通過專用軟件快速有效地分析并用于操作。最后一項(xiàng) - 動(dòng)作 - 是一個(gè)重要的促成因素，因?yàn)榛趥鞲衅鞯奈锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不僅設(shè)計(jì)用于感知和報(bào)告，而且用于感知和行動(dòng)。通常，傳感器被放置在檢測或測量然后發(fā)送真實(shí)的戰(zhàn)略位置 - 連接到Internet的無線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間數(shù)據(jù)。然后監(jiān)視和分析數(shù)據(jù)流。在M2M系統(tǒng)中，傳感器不僅可以在發(fā)生異常時(shí)提供警報(bào)，還可以與其他機(jī)器通信以實(shí)際接管過程，例如，可以啟動(dòng)溫度或壓力的變化。互聯(lián)網(wǎng)為分析，自動(dòng)化以及數(shù)據(jù)的收集和使用提供了大量新的可能性，很容易理解為什么M2M通信和物聯(lián)網(wǎng)正在爆炸式增長。借助先進(jìn)的遠(yuǎn)程和高靈敏度和準(zhǔn)確的傳感器，開發(fā)新的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議迭代和增強(qiáng)的計(jì)算能力，部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序現(xiàn)在在許多行業(yè)都有意義。

示例應(yīng)用程序

物聯(lián)網(wǎng)M2M應(yīng)用程序包括使用的公用事業(yè)公司它可以收獲能源，甚至可以向客戶收費(fèi)。在收集石油和天然氣時(shí)，傳感器可以檢測壓力，流量，燃料水平，溫度，并且提供分析和控制的計(jì)算機(jī)可以調(diào)整所涉及的設(shè)備，以提高效率，安全性等。

在交通控制系統(tǒng)中，傳感器監(jiān)控交通音量和速度，將這些信息傳遞給計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)又使用專門的軟件來控制諸如燈光和信息標(biāo)志之類的設(shè)備?；趥魅氲臄?shù)據(jù)，軟件還可以操縱交通控制設(shè)備，最大限度地增加交通流量并緩解擁堵。

商業(yè)用途豐富，包括庫存跟蹤和安全性，而醫(yī)療應(yīng)用包括監(jiān)控和實(shí)際糾正異常 - 如交付情況向心臟監(jiān)測器充電以自動(dòng)糾正心律 - 所有這些都是在沒有人為干預(yù)的情況下進(jìn)行的，因?yàn)檫@些設(shè)備正在從網(wǎng)絡(luò)的一端到另一端相互通信。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將包括傳感器，無線移動(dòng)通信，嵌入式系統(tǒng)和云計(jì)算?，F(xiàn)在讓我們看看一些非常適合M2M IoT應(yīng)用的傳感器和相關(guān)連接設(shè)備：

低功耗藍(lán)牙(BLE，又稱藍(lán)牙4.0)在低功耗，低成本，小尺寸設(shè)備中非常重要。 connectBlue cB-OLP425是一款藍(lán)牙低功耗串行端口模塊，具有獨(dú)特的功能和特性，可提供完整的交鑰匙解決方案。

cB-OLP425既可以提供數(shù)字和模擬GPIO，也可以配備電池座，溫度傳感器和3軸運(yùn)動(dòng)傳感器/加速度計(jì)。使用IAR Embedded Workbench，客戶可以將自己的軟件嵌入到模塊中，例如藍(lán)牙低能耗配置文件/服務(wù)/屬性和客戶應(yīng)用程序，如機(jī)器/設(shè)備訪問和資產(chǎn)管理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集，邏輯等。

低能耗通過BLE協(xié)議實(shí)現(xiàn)消費(fèi)，其特征在于短的和非常快速的無線電活動(dòng)以及長的睡眠時(shí)間。在無線電活動(dòng)和數(shù)據(jù)處理期間，該裝置消耗的能量與經(jīng)典藍(lán)牙應(yīng)用程序的能量大致相同。該設(shè)備符合EMC，安全和醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，并且完全符合藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，并且已經(jīng)批準(zhǔn)用于美國，歐洲，日本和加拿大。

Measurement Specialties的高精度HTU21D數(shù)字濕度傳感器直接與微控制器連接，因?yàn)闈穸群蜏囟葌鞲衅髂K都具有數(shù)字輸出。傳感器采用32 mm x 3 mm x 0.9 mm DFN封裝。它具有正/負(fù)2%的典型精度，并具有I²C數(shù)字接口。該器件具有可選擇的相對(duì)濕度和溫度分辨率，具有低睡眠模式電流消耗(典型值0.02μA)，典型功耗為2.7μA，非常適合電池供電應(yīng)用。其濕度響應(yīng)時(shí)間(信號(hào)的63%)為5 s，其溫度響應(yīng)時(shí)間(信號(hào)的63%)為10 s(分辨率越低，響應(yīng)時(shí)間越短)。無需外部組件，用戶可以期望數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)400 kHZ。工程師可以在Digi-Key網(wǎng)站上找到有用的產(chǎn)品培訓(xùn)模塊。

應(yīng)用包括汽車，工業(yè)，醫(yī)療和家用電器，這些都是M2M蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域。該器件與自動(dòng)化裝配工藝兼容，并包括符合嚴(yán)格追溯要求的單獨(dú)標(biāo)記。

Allegro的A1468優(yōu)化霍爾效應(yīng)傳感IC為數(shù)字環(huán)形磁鐵傳感提供了用戶友好的解決方案，或與磁鐵，鐵磁目標(biāo)配合使用時(shí)在三線應(yīng)用中進(jìn)行傳感。該器件非常適合在基于環(huán)形磁鐵的速度，位置和定時(shí)應(yīng)用中獲得速度和占空比信息，例如在速度表中。

該設(shè)備采用小型設(shè)備封裝，可輕松組裝成具有各種目標(biāo)形狀和尺寸的應(yīng)用。該集成電路采用雙霍爾效應(yīng)元件，間距為2.2 mm，信號(hào)處理可根據(jù)環(huán)形磁極產(chǎn)生的差分磁信號(hào)進(jìn)行切換。 A1468具有高精度，包含復(fù)雜的數(shù)字電路，可減少系統(tǒng)偏移，校準(zhǔn)氣隙增益，獨(dú)立開關(guān)點(diǎn)，并通過峰值檢測算法實(shí)現(xiàn)真正的零速運(yùn)行。該器件能夠提供代表旋轉(zhuǎn)目標(biāo)上磁性特征的數(shù)字信息。

ADI公司的ADXL78是一款低功耗，完整的單軸加速度計(jì)，在單個(gè)IC上具有信號(hào)調(diào)理電壓輸出。該產(chǎn)品可測量加速度，滿量程范圍為±35 g，±50 g或±70 g(最小值)。它還測量動(dòng)態(tài)加速度(振動(dòng))和靜態(tài)加速度(重力)。

應(yīng)用包括振動(dòng)監(jiān)測和控制，車輛碰撞傳感和沖擊檢測，針對(duì)重要的工業(yè)和汽車領(lǐng)域。

M2M和物聯(lián)網(wǎng)最引人注目的方面之一是期望在數(shù)據(jù)收集，自動(dòng)化和分析方面創(chuàng)造新的可能性。隨著機(jī)器開始相互對(duì)話，提供將被傳輸?shù)揭蛱鼐W(wǎng)或云中的計(jì)算資源并由其分析的數(shù)據(jù)的傳感器必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到物聯(lián)網(wǎng)的要求。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的概念，其基本屬性和特性，并討論了一些非常適合這些目的的傳感器示例。