M2M應(yīng)用設(shè)計(jì)需考慮的幾種技術(shù)特性

隨著接入互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器（Machine）數(shù)量的增多，甚至超過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用的人數(shù)。隨之帶來(lái)的是，機(jī)器對(duì)機(jī)器（machine-to-machine，即“M2M”）通信將有望在2013年中歷史性地首次超越人對(duì)人通信。通信機(jī)器的陣營(yíng)也日益擴(kuò)展，包括移動(dòng)資源管理系統(tǒng)、儀表、機(jī)器人、自動(dòng)售賣(mài)機(jī)、安全系統(tǒng)、資產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)、車(chē)輛、緊急呼叫系統(tǒng)等。

　　如今，各種量產(chǎn)化的低成本計(jì)算設(shè)備層出不窮，運(yùn)行速度越來(lái)越快，數(shù)據(jù)收集能力日益增強(qiáng)，而無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)也變得愈發(fā)便捷，聯(lián)網(wǎng)費(fèi)用越來(lái)越低。因此，機(jī)器間“對(duì)話”的比重將很快超過(guò)人與人之間的對(duì)話也絲毫不足為奇。 然而，與此同時(shí)，IP地址資源也隨之將被耗盡，四十億多個(gè)IPv4（互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第4版）地址現(xiàn)已分配完畢。這是否意味著機(jī)器已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了大好時(shí)機(jī)？答案是否定的。今后的互聯(lián)網(wǎng)將采用支持2的128次冪個(gè)地址的IPv6（互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第6版），使得全球的IP地址分配綽綽有余。因此，第四代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（4G）LTE能夠基于IPv6提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等服務(wù)也是意料之中的事情。

　　這場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)變革的動(dòng)力很簡(jiǎn)單，即所有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)并從中獲益的設(shè)備和應(yīng)用最終都將互相連接在一起。這也是手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、汽車(chē)及游戲設(shè)備等形形色色的“機(jī)器”全部具有聯(lián)網(wǎng)功能的原因所在。盡管這些是移動(dòng)互聯(lián)最顯而易見(jiàn)的應(yīng)用，但人類并不是互聯(lián)網(wǎng)的唯一使用者，還包括飛速增長(zhǎng)的無(wú)形應(yīng)用：每天都有上百萬(wàn)臺(tái)機(jī)器以24×7全天候、無(wú)需人工操作的方式進(jìn)行著數(shù)據(jù)交換，演繹著一場(chǎng)場(chǎng)無(wú)聲的“對(duì)話”。

　　只需嵌入低成本的小型（無(wú)線）調(diào)試解調(diào)器，任何設(shè)備都可以接入網(wǎng)絡(luò)。具備報(bào)告位置、速度或?qū)Ш叫畔⒐δ艿膽?yīng)用還需要全球定位系統(tǒng)（GPS）或全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）接收器。這兩種元件，外加天線，都可以輕松地配置到比手機(jī)還小的設(shè)備上。

　　當(dāng)下，在電子行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，我們時(shí)刻都能看到這樣的情形。

　　然而，視應(yīng)用不同，要為設(shè)備配以M2M通信能力還需要一些特殊的條件。無(wú)論在考慮最初設(shè)計(jì)、產(chǎn)品壽命（在進(jìn)行必要的更換以前該設(shè)備能夠運(yùn)行的時(shí)間）還是地理覆蓋（初始設(shè)計(jì)僅可在某一個(gè)地區(qū)使用，但現(xiàn)在需要在其他地區(qū)使用）或與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必然升級(jí)（2G到3G再到4G）的兼容性時(shí)，都需要考慮這些條件。

　　下文將介紹在設(shè)計(jì)M2M應(yīng)用時(shí)需要考慮的一些重要技術(shù)特性，以及它們將如何影響特定類型設(shè)備的設(shè)計(jì)。

　　1） 耗電量

　　對(duì)于便攜式跟蹤設(shè)備、安全或個(gè)人安全設(shè)備而言，充電間隔時(shí)間是最重要的特性之一。例如，如果安裝在貨柜上的跟蹤器每天需要充電一次，這樣的間隔就太過(guò)頻繁，因?yàn)榭者\(yùn)或陸運(yùn)一般需要幾天時(shí)間，海運(yùn)則需要幾周時(shí)間。

　　對(duì)于個(gè)人跟蹤或健康監(jiān)測(cè)等消費(fèi)設(shè)備以及設(shè)有預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)而言，電池持續(xù)時(shí)間應(yīng)至少為3天。對(duì)此類應(yīng)用的調(diào)制解調(diào)器和GNSS接收器的規(guī)格進(jìn)行比較時(shí)，不僅需要考慮運(yùn)行/待機(jī)耗電量，還需考慮省電模式（如自動(dòng)啟動(dòng)功能）及智能省電模式（如無(wú)需啟動(dòng)主處理機(jī)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)功能）。理想的情況是，這些元件能夠在多數(shù)時(shí)間處于最低耗電模式并且只在必要時(shí)啟動(dòng)。

　　2） 蜂窩網(wǎng)絡(luò)支持性

　　設(shè)備能在哪些地區(qū)運(yùn)行呢？隨著全球人員及貨物流動(dòng)性的增強(qiáng)，調(diào)制解調(diào)器能否在不同的地區(qū)運(yùn)行成為一個(gè)重要的考慮因素（GSM在全球受2個(gè)主要頻段支持;UMTS受6個(gè)頻段支持;LTE的支持頻段數(shù)量則超過(guò)30個(gè)）。對(duì)于這類應(yīng)用來(lái)說(shuō)，能夠明確設(shè)備的可運(yùn)行區(qū)域并預(yù)計(jì)今后的擴(kuò)大運(yùn)行區(qū)域至關(guān)重要。明確了這項(xiàng)要求，便可選定與工作任務(wù)最匹配的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器。

　　例如，需要監(jiān)控全球所有地區(qū)貨運(yùn)情況的資源管理系統(tǒng)