M2M應用設計需考慮的幾種技術(shù)特性

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

　　如今，各種量產(chǎn)化的低成本計算設備層出不窮，運行速度越來(lái)越快，數據收集能力日益增強，而無(wú)線(xiàn)接入互聯(lián)網(wǎng)也變得愈發(fā)便捷，聯(lián)網(wǎng)費用越來(lái)越低。因此，機器間“對話(huà)”的比重將很快超過(guò)人與人之間的對話(huà)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）地址現已分配完畢。這是否意味著(zhù)機器已經(jīng)錯過(guò)了大好時(shí)機？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提供數據、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)并從中獲益的設備和應用最終都將互相連接在一起。這也是手機、筆記本電腦、平板電腦、汽車(chē)及游戲設備等形形色色的“機器”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)的應用，但人類(lèi)并不是互聯(lián)網(wǎng)的唯一使用者，還包括飛速增長(cháng)的無(wú)形應用：每天都有上百萬(wàn)臺機器以24×7全天候、無(wú)需人工操作的方式進(jìn)行著(zhù)數據交換，演繹著(zhù)一場(chǎng)場(chǎng)無(wú)聲的“對話(huà)”。

　　只需嵌入低成本的小型（無(wú)線(xiàn)）調試解調器，任何設備都可以接入網(wǎng)絡(luò )。具備報告位置、速度或導航信息功能的應用還需要全球定位系統（GPS）或全球衛星導航系統（GNSS）接收器。這兩種元件，外加天線(xiàn)，都可以輕松地配置到比手機還小的設備上。

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

　　下文將介紹在設計M2M應用時(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(lèi)型設備的設計。

　　1） 耗電量

　　對于便攜式跟蹤設備、安全或個(gè)人安全設備而言，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，因為空運或陸運一般需要幾天時(shí)間，海運則需要幾周時(shí)間。

　　對于個(gè)人跟蹤或健康監測等消費設備以及設有預定標準的手機而言，電池持續時(shí)間應至少為3天。對此類(lèi)應用的調制解調器和GNSS接收器的規格進(jìn)行比較時(shí)，不僅需要考慮運行/待機耗電量，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)主處理機自動(dòng)記錄數據功能）。理想的情況是，這些元件能夠在多數時(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

　　設備能在哪些地區運行呢？隨著(zhù)全球人員及貨物流動(dòng)性的增強，調制解調器能否在不同的地區運行成為一個(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的支持頻段數量則超過(guò)30個(gè)）。對于這類(lèi)應用來(lái)說(shuō)，能夠明確設備的可運行區域并預計今后的擴大運行區域至關(guān)重要。明確了這項要求，便可選定與工作任務(wù)最匹配的無(wú)線(xiàn)調制解調器。

　　例如，需要監控全球所有地區貨運情況的資源管理系統