1 M2M解析

    推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合，走新型工業(yè)化道路，與黨的十六大提出的“以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的重要論斷一脈相承。筆者從技術(shù)角度指出M2M理念、技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展詮釋了“兩化”融合的理念，M2M產(chǎn)業(yè)是“兩化”融合的核心推動力。

    多年前各大IT業(yè)巨頭和研發(fā)機(jī)構(gòu)就提出了Pervasive Computing(“普及計(jì)算”)、“UbiquitousComputing”(泛在計(jì)算)等理念，包括Ambient In—telligence、Internet of Things(即“物聯(lián)網(wǎng)”的概念)、Haptic Computing、X—Internet(可執(zhí)行互聯(lián)網(wǎng))等在內(nèi)的許多提法都與M2M相關(guān)。M2M源自英文“Machine to Machine”，也有Machine to Man、Mobile to Mobile的寓意，還包括Machine to Server的大集成(Grand Integration)。據(jù)統(tǒng)計(jì)(如圖1所示)，全世界可連網(wǎng)的“機(jī)器”數(shù)量是人的數(shù)倍或數(shù)十倍。

2 市場剖析

    M2M這個(gè)詞的最早來歷無從考證，2003年Nokia發(fā)表的題為《M2M技術(shù)——讓你的機(jī)器開口講話》的白皮書中提到“M2M旨在實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備、系統(tǒng)間連接”，此后“人、設(shè)備、系統(tǒng)的聯(lián)合體”便成為了M2M的特點(diǎn)標(biāo)簽，這個(gè)事件也成為M2M發(fā)展史上一個(gè)里程碑和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

    就全球市場而言，到2011年世界范圍的M2M總收入將達(dá)到2900億美元，位居全球市場年收入超過500億美元行業(yè)業(yè)務(wù)的榜首。據(jù)預(yù)測，到2011年北美地區(qū)連接到蜂窩式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量將達(dá)6600萬臺，高出2006年900萬臺的水平。專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)指出M2M市場的容量將從2004年的240億美元增長到2010年的4700億美元(含RFID)。圖2展示了著名咨詢機(jī)構(gòu)對M2M行業(yè)在未來的發(fā)展趨勢。

圖1 M2M概念及終端需求

圖2 M2M收入預(yù)洲

    國內(nèi)同樣蘊(yùn)含著巨大的市場空間和良好的發(fā)展前景，目前數(shù)字化城市進(jìn)程在穩(wěn)步推進(jìn)，各項(xiàng)社會基礎(chǔ)設(shè)施在大規(guī)模建設(shè)，到2010年環(huán)保市場需求將達(dá)10000億元人民幣，它將成為中國一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。2008年秋，中國移動總裁王建宙在天津達(dá)沃斯論壇上向與會者介紹了一個(gè)極具市場潛力的新興領(lǐng)域，他的演講引起巨大反響，這個(gè)新興領(lǐng)域就是M2M。

    近年來，同方以服務(wù)于“高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的和諧社會”為己任，在能源環(huán)境、樓宇自控、智能卡與RFID、節(jié)能減排、光電照明、水處理、市政熱網(wǎng)、軌道交通、IPTV等M2M應(yīng)用領(lǐng)域取得可喜成績，處于國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。

3 M2M技術(shù)及應(yīng)用

    3．1 M2M技術(shù)

    3．1．1 M2M的解決思路DCM

    M2M系統(tǒng)一般包括3個(gè)層面：末端設(shè)備或子系統(tǒng)、通訊連接系統(tǒng)以及總控管理系統(tǒng)。我們把它歸結(jié)為DCM，即Device(設(shè)備)、Connect(連接)和Manage(管理)。圖3形象地展示了DCM理念。M2M可以理解為通過多種通訊技術(shù)，如FieldBuses(CanBus、ModBus、ProfiBus等)、RFMesh／Zigbee／Insteon、GPRS、CDMA、Wi-Fi、TCP／IP等，連接各種末端設(shè)備或子系統(tǒng)，采用M2MMiddleware／Web Serviees／SOA等標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)表達(dá)技術(shù)，將終端設(shè)備或子系統(tǒng)匯總到統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動報(bào)警、控制、診斷和維護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的全局化管理和服務(wù)，保持節(jié)能、環(huán)保、高效、安全的運(yùn)行狀態(tài)。

圖3 M2M技術(shù)和系統(tǒng)構(gòu)成

    M2M應(yīng)用系統(tǒng)部署(如圖4所示)，主要體現(xiàn)了DCM的劃分：OpetingPortal體現(xiàn)了“M”，M2MGateway體現(xiàn)了“C”，Remote Devices就是“D”oDCM清晰地描繪了實(shí)現(xiàn)M2M所需要的關(guān)鍵因素，可以使每個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的M2M廠商在眾多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)找到自己的歸屬。

圖4 M2M應(yīng)用系統(tǒng)部署圖

    3．1．2 M2M之“Devices”(設(shè)備或資產(chǎn))

    如圖1所示，M2M要連接和服務(wù)的對象是末端設(shè)備(Devices)和各種資產(chǎn)(Asset8)，包括傳感器、靜止或移動的資產(chǎn)、各種基于微處理器做成的應(yīng)用系統(tǒng)、各種智能卡和RFID卡，數(shù)量在1萬億以上。

    3．1．3 M2M之“Connect”(通訊和連接)

    M2M通信技術(shù)是連接智能設(shè)備和控制系統(tǒng)的橋梁，它可確保設(shè)備不成為信息獲取的終點(diǎn)，即信息孤島。按照連接設(shè)備的方式可分為有線(Wireline)、無線(Wireless)：

    a．有線通信技術(shù)。

    可分為相對短距離的現(xiàn)場總線(FieldBus)和相對長距離的支持IP的網(wǎng)絡(luò)(包括PSTN、ADSL等)。按寬帶網(wǎng)和窄帶網(wǎng)劃分是更常用的分類方法�，F(xiàn)場總線作為有線通信技術(shù)的重要技術(shù)類別，是為滿足節(jié)能、減排、工業(yè)信息化、市政、樓宇等領(lǐng)域的需要而產(chǎn)生的，并且已經(jīng)在RTU、DTU、PLC、DCS等控制器、傳動裝置(Actuator)和通訊模塊中得到廣泛應(yīng)用。

    b．無線通信技術(shù)。

    主要有藍(lán)牙、GPRS、UWB、衛(wèi)星移動通信、Zigbee、Z—wave、Insteon、RFID等�；�于GPRS／CDMA的無線通信技術(shù)，目前(國外開放市場的)移動營運(yùn)商主要可以劃分為以下3類：(1)傳統(tǒng)的移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商MNO(Mobile Network Opera—tors)；(2)移動虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商MVNO(MobileVirtual Network Operators)；(3)M2M市場移動運(yùn)營商MMO(M2M Mobile Operators)。

    在ABI研究報(bào)告中提到兩大MMO：美國的Aeris和JasperWireless。其他(準(zhǔn))MMO包括：北美的CrossBridge Solutions、KORE Telematics和Numerex，歐洲的Vianet、Wireless Maingate和Wy—less。相關(guān)M2M業(yè)務(wù)都依靠傳統(tǒng)的MNO，如NTTDoCoMo和SK電信公司依靠其全資的子公司來提供M2M連接服務(wù)。在中國，移動營運(yùn)市場相對壟斷，MNO覆蓋了MVNO和MMO業(yè)務(wù)，因此MVNO和MMO基本上不存在或空間很小。

    3．1．4 M2M之“Manage”(管理軟件)

    Manage是M2M產(chǎn)業(yè)鏈條中的核心和靈魂，也是應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)之處。通過它可以實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備和資產(chǎn)(尤其是移動資產(chǎn))的“管、控、營”一體化，也就是實(shí)現(xiàn)“兩化融合”的關(guān)鍵。Manage管理軟件包含：M2M中間件、嵌入式M2MEdgeware(統(tǒng)稱軟件通訊網(wǎng)關(guān))、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、M2M集成平臺或框架、通用的基礎(chǔ)M2M應(yīng)用構(gòu)件庫、行業(yè)化的應(yīng)用套件等。圖5展示了“M”在產(chǎn)業(yè)鏈中的核心地位。

    3．2 M2M的應(yīng)用

    3．2．1應(yīng)用領(lǐng)域

    主要包括：遠(yuǎn)程監(jiān)測、自動報(bào)警、管理控制、診斷和維護(hù)、系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)挖掘、報(bào)表與決策支持、節(jié)能分析、資產(chǎn)跟蹤與維護(hù)、ERP／(3RM／alA／MES／sCM系統(tǒng)的總體大集成等。

    3．2．2典型應(yīng)用場景

    主要包括：無線傳感網(wǎng)絡(luò)、Telemetry匯集溫度、有害氣體濃度、空氣和水污染指數(shù)等服務(wù)于環(huán)保監(jiān)測監(jiān)控，GPRS／GPS、Telematics、Intellimatics應(yīng)用于車輛定位、跟蹤和統(tǒng)一調(diào)度管理，RFID、Biometrics應(yīng)用于物流和藥品食品追溯，集合多種M2M技術(shù)的消防與安防系統(tǒng)集成、樓宇能耗聯(lián)網(wǎng)報(bào)警與分析、工業(yè)與信息“兩化融合”等，M2M的應(yīng)用業(yè)務(wù)如圖6所示。

圖5 M2M生態(tài)鏈，軟件是靈魂(來源：BITX公司)

圖6 M2M應(yīng)用業(yè)務(wù)

    3．2．3 M2M主要業(yè)務(wù)范疇的上游應(yīng)用

    M2M主要業(yè)務(wù)范疇的上游應(yīng)用主要包括：ERP(EntERPrise—Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃)、MES(Manufacturing Execution System，制造業(yè)執(zhí)行系統(tǒng))、CIMS(Computer Integrated Manu．Iacturing System)、SIS(Supervisory InformationSystem in Plant Level，廠級監(jiān)控信息系統(tǒng))、PDM(Product Design／Data Management)、PLM(Product—Lifecycle Management，產(chǎn)品生命周期管理)、SCM(Supply Chain Management)、MSA(MeasurementSystems Analysis)、IDM(Intelligent Device Manage—ment，智能設(shè)備運(yùn)行管理)等。

    上述應(yīng)用需要M2M控制器、通訊設(shè)備和M2M中間件軟件集成末端設(shè)備(如通過DCS、PLC、GPRS／CDMA、RFID Reader等等連接和管理的設(shè)備)，才能更大限度發(fā)揮作用，同時(shí)提升自動化管理水平。

4 國內(nèi)外M2M軟件平臺介紹

    4．1 AerFrame(Aeris．net)

    Aeris．net通過AerFrame軟件平臺集成了頂級運(yùn)營合作伙伴的網(wǎng)絡(luò)，積累了豐富的用戶定制網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn)，為客戶提供快速、高效、可靠的服務(wù)。

    4．2 Jasper控制臺

    JasperWireless的M2M業(yè)務(wù)通過Global SIM卡和基于Web的JasperWirelesa Control Center應(yīng)用管理平臺(是一個(gè)MMO Infrastructure支撐平臺)(如圖7所示)，提供對位于世界各地設(shè)備的實(shí)時(shí)可見、可控操作，開創(chuàng)性地完成了全球范圍的無線蜂窩覆蓋。

圖7 Jasper Wireless的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

    另外，Jasper Control Center提供Sass在線運(yùn)營服務(wù)，由Jasper Wireless對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，客戶無需安裝任何軟、硬件，即可完成對所關(guān)注設(shè)備的操作。

    4.3 BITX中間件

    BITX公司提供M2M中間件和行業(yè)應(yīng)用軟件，同時(shí)通過制定M2M數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)把各行業(yè)應(yīng)用中共性的部分統(tǒng)一起來。

    4.4mTelematics M2M中間件平臺

    mTelematics中間件平臺(如圖8所示)為所有應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的接口，使客戶可以簡單、快速、經(jīng)濟(jì)、高效的整合自身應(yīng)用與第三方遠(yuǎn)程信息處理設(shè)備，同時(shí)可以進(jìn)行擴(kuò)展以滿足未來可能的需求。

    4.5 M2M(Tongfang Software)

    M2M設(shè)備集控平臺(中間件)基于.ONE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺，它是以Framework企業(yè)框架、GATEM2M通迅網(wǎng)關(guān)、Studio/HMI快速開發(fā)工具等組件為核心的通用開發(fā)平臺，最多可有效減少70%的開發(fā)工作量M2M平臺還包括“RIMS工業(yè)實(shí)時(shí)信息、LMS車輛定位、RFID中間件、FAS消防聯(lián)網(wǎng)、THMS交通樞紐、SLMS路燈管理、EEMS節(jié)能管理、EIMS環(huán)境管理等20多個(gè)行業(yè)應(yīng)用套件。圖9展示了M2M設(shè)備集控平臺。

圖8 mTelematics系統(tǒng)架構(gòu)圖

5 結(jié)束語

    看過上述介紹，人們不禁產(chǎn)生質(zhì)疑:M2M不就是多年來一直在做的一些技術(shù)和應(yīng)用的羅列嗎?還有最近幾年出現(xiàn)的SOA(EAI的發(fā)展)、SaaS(Software as a Service,ASP的發(fā)展)的技術(shù)和理念，和M2M一樣，其實(shí)都不是某一天突然出現(xiàn)的。技術(shù)在不斷發(fā)展，需要新的理念不斷引入，尤其是軟件技術(shù)的發(fā)展，如果不能提煉出某個(gè)領(lǐng)域的一些技術(shù)共性，做不到標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件化、可復(fù)制、規(guī)�；�的發(fā)展，一個(gè)產(chǎn)業(yè)，尤其是軟件產(chǎn)業(yè)是不能長期穩(wěn)定發(fā)展的，軟件廠商也難以做大做強(qiáng)，甚至無法生存�？v觀近20年ERP,CRM,MES等產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展，造就了SAP,SIEBLE(現(xiàn)Oracle)等大型軟件企業(yè)，充分說明了這個(gè)道理。

    M2M,SOA等理念的出現(xiàn)，除了一批廠商的推動，還需要有一批研究機(jī)構(gòu)助力。有些新領(lǐng)域的出現(xiàn)甚至是這些研究機(jī)構(gòu)在總結(jié)市場發(fā)展的基礎(chǔ)上首先提出來的:像MRP(ERP的前身)、MES,SES等。目前全世界大約有10多家研究機(jī)構(gòu)都提出了M2M產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告。國內(nèi)最近也出現(xiàn)了“博睿明天”等專門研究M2M產(chǎn)業(yè)的咨詢機(jī)構(gòu)。

    筆者認(rèn)為，M2M發(fā)展成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，可推動下列間題的解決，進(jìn)一步推動相關(guān)垂直行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。

    a.標(biāo)準(zhǔn)化:包括硬件嵌入式通訊標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和軟件數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

圖9 M2M中間件及行業(yè)套件

    (1)硬件嵌入式標(biāo)準(zhǔn):M2M產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有助于緩解通訊標(biāo)準(zhǔn)太多的局面，使這些標(biāo)準(zhǔn)逐步走向“融合”。

    (2)通過制定Machine to Machine數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，緩解機(jī)器間的通訊問題。這里說的標(biāo)準(zhǔn)，是IT層面、基于XML的標(biāo)準(zhǔn)。目前有些M2M行業(yè)應(yīng)用設(shè)備數(shù)據(jù)已經(jīng)XML化，如Echelon公司的i1.onSmartserver，提供Web Services接口，使一個(gè)空調(diào)設(shè)備的數(shù)據(jù)表達(dá)和一個(gè)OA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表達(dá)方式基本沒有了區(qū)別，可直接在Web上展示和處理，實(shí)現(xiàn)了“兩化”的融合。目前這方面的標(biāo)準(zhǔn)已開始出現(xiàn)，如OASIS的oBIX(open Building Information eXchange)國際標(biāo)準(zhǔn)、BITX的BITXmI標(biāo)準(zhǔn)、同方的oMIX(open Machine Information eXchange)標(biāo)準(zhǔn)等。

    b.產(chǎn)業(yè)化:通過界定M2M應(yīng)用的共性問題、規(guī)范軟硬件產(chǎn)品的分工與生產(chǎn)，使同一產(chǎn)品能用到在M2M理念提出之前屬于完全不同行業(yè)的應(yīng)用之中。例如，在工業(yè)企業(yè)中，在ERP和DCS/PLC之間缺少一環(huán)，就是實(shí)時(shí)信息集成系統(tǒng)，目前國內(nèi)和利時(shí)、同方、國外Wonderware等廠商都提供這樣的跨行業(yè)M2M應(yīng)用系統(tǒng)。

    c.營運(yùn)化:M2M行業(yè)的很多應(yīng)用都將成為SaaS營運(yùn)模式的不錯(cuò)選擇，前面提到的Aeris.net等就是成功的M2M營運(yùn)業(yè)務(wù)，橫跨節(jié)能、環(huán)保、消防、車輛跟蹤等業(yè)務(wù)。中國移動等國內(nèi)移動營運(yùn)商的M2M平臺正在做這方面嘗試，這種模式是建立在M2M垂直行業(yè)應(yīng)用共性基礎(chǔ)上的。結(jié)合Web2.0浪潮,M2M各行業(yè)也提出了2.0的概念，如樓控行業(yè)的Building 2.0，把樓宇管理業(yè)務(wù)Web化、SaaS化。

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本文標(biāo)題：M2M產(chǎn)業(yè)——“兩化”融合的核心推動力

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