1 引言

    通過裝置在各類物體上的SIM卡、傳感器、二維碼等，經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連，給物體賦予智能，可以實(shí)現(xiàn)人和物、物和物之間的溝通與對(duì)話。這種將物休連接起來的網(wǎng)絡(luò)被稱為物聯(lián)網(wǎng)，它具有規(guī)模性、流動(dòng)性、安全性的特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向客戶提供的個(gè)性化、智能化、信息化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。M2M(Machine-to-Machine/Man)是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應(yīng)用形式。

2 M2M業(yè)務(wù)規(guī)模化推廣遇到的難題

    M2M應(yīng)用豐富多彩，市場(chǎng)需求巨大。M2M應(yīng)用中最重要的環(huán)節(jié)是終端部分，它上行起到感知變化、獲取信息并進(jìn)行傳輸?shù)淖饔�，下行起到傳輸指令、進(jìn)行動(dòng)作控制的作用。傳統(tǒng)的M2M終端包括通信終端和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端兩部分，如圖1所示。

圖1 M2M終端構(gòu)成

    其中，業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端根據(jù)M2M業(yè)務(wù)的不同，對(duì)應(yīng)不同類型的終端。常見的M2M業(yè)務(wù)，包括傳感器類業(yè)務(wù)、多媒體類業(yè)務(wù)、位置服務(wù)類業(yè)務(wù)及串口傳輸類業(yè)務(wù)等�；�于M2M業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端的不同，通信終端與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端的連接因具體業(yè)務(wù)的不同而不同。為實(shí)現(xiàn)通信終端與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端的正常連接，需要根據(jù)M2M業(yè)務(wù)的類型而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信終端的個(gè)性化定制。

    在M2M業(yè)務(wù)推廣過程中，每每會(huì)遇到終端高度個(gè)性化的難題。主要體現(xiàn)在通信終端與傳感器、繼電器及串口等外接設(shè)備的連接上。例如，傳感器因輸出針腳不同，對(duì)于連接方式、供電要求、后臺(tái)計(jì)算公式以及變送器等都有不同要求，幾乎每一種業(yè)務(wù)的細(xì)微變化，通信終端都需要進(jìn)行針對(duì)性的定制化開發(fā)。現(xiàn)有的技術(shù)是通過對(duì)通信終端進(jìn)行個(gè)性化定制，以完成與不同類型M2M業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)終端的通信，因此加大了通信終端開發(fā)的工作量，增加了M2M業(yè)務(wù)的成本。鑒于M2M業(yè)務(wù)豐富多彩的實(shí)際，如果沒有一種規(guī)范化的通信終端連接方式，勢(shì)必影響M2M業(yè)務(wù)的大規(guī)模推廣。

3 業(yè)務(wù)適配器的概念和研究

    3.1業(yè)務(wù)適配器的概念

    為解決M2M終端的高度個(gè)性化難題，實(shí)現(xiàn)真正意義上M2M應(yīng)用的“即插即用”上線方式，我們提出:在通信終端和傳感器、繼電器等外接設(shè)備之間設(shè)計(jì)一種業(yè)務(wù)適配器.負(fù)貴連接不同的傳感器及信號(hào)采集設(shè)備，業(yè)務(wù)適配器與通信終端采用標(biāo)準(zhǔn)接口相連接。該設(shè)計(jì)可以將通信終端所提供的能力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)將傳感器、繼電器的連接方式做到規(guī)范化，以便于大規(guī)模生產(chǎn)。除提供雙向接口功能外，業(yè)務(wù)適配器還提供供電功能.如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)適配器連接圖

    3.2業(yè)務(wù)適配器的總體框架

    MOM業(yè)務(wù)需求多種多樣，為便于推廣，本文提出了一種業(yè)務(wù)適配器(圖3)設(shè)計(jì)，提供多路串口類、多媒體類、傳感器類開關(guān)量、模擬量等接口。

圖3 業(yè)務(wù)適配器結(jié)構(gòu)示意圖

    但在業(yè)務(wù)適配器設(shè)計(jì)過程中，由于M2M業(yè)務(wù)需求的多樣化，而導(dǎo)致業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)側(cè)外接設(shè)備出現(xiàn)了連接方式不同、供電需求不同、變送器要求不同、輸出針腳不同等情況。因此，只設(shè)計(jì)一種業(yè)務(wù)適配器無法滿足所有M2M業(yè)務(wù)的需求特性;即使?jié)M足，其設(shè)計(jì)也會(huì)因極其復(fù)雜而無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，不能有效降低價(jià)格。

    3.3業(yè)務(wù)適配器的分類

    為保證業(yè)務(wù)適配器涵蓋業(yè)務(wù)接口種類的正交性和完備性，我們?nèi)�面梳理了現(xiàn)有M2M業(yè)務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)特性進(jìn)行了聚類劃分，以下五類業(yè)務(wù)占到了目前全部M2M應(yīng)用的90%以上;

    (1)傳感器類:模擬量傳感器、開關(guān)量傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再通過繼電器進(jìn)行某項(xiàng)控制。

    (2)多媒體類:將文字、音頻、視頻、圖片、動(dòng)畫等需要廣為發(fā)布的信息通過GPR51/TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)傳送出去。

    (3）位置服務(wù)類:利用GPS、LBS等定位技術(shù)獲得移動(dòng)終端的位置信息。實(shí)現(xiàn)各種與位置相關(guān)的業(yè)務(wù)。

    (4）串口傳輸類:用子工業(yè)生產(chǎn)等有數(shù)據(jù)計(jì)算能力的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸人/輸出，大多采用RS232或RS485。

    (5）RJ45接口類:以太網(wǎng)接口類應(yīng)用，主要用于大數(shù)據(jù)量的不間斷傳輸。

    3.4傳感器類業(yè)務(wù)適配器的實(shí)現(xiàn)方案

    由于多媒體類、位置服務(wù)類、串口傳輸類、RJ45類多采用標(biāo)準(zhǔn)接口，因此，本文將以非標(biāo)準(zhǔn)化為主的傳感器類適配器作為主要研究對(duì)象。環(huán)境監(jiān)控類應(yīng)用是實(shí)際業(yè)務(wù)推廣中較多遇到的一種應(yīng)用，多采用傳感器類解決方案。所以，此處將環(huán)境監(jiān)測(cè)類作為試驗(yàn)用例。

    所謂傳感器，是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的敏感元件與轉(zhuǎn)換元件組合。

    傳感器的輸出管腳，主要包括兩針和四針兩種。而通�？吹降娜�針腳傳感器，實(shí)際是四針腳傳感器的變種，一般是合并地線和零線所形成。六針腳傳感器基本也是四針腳的變種，通常是化學(xué)型傳感器需要對(duì)傳感器進(jìn)行預(yù)加熱，傳感器工作需要達(dá)到一定溫度。多出來的兩個(gè)針腳就是專門用作加熱供電的。各種針腳傳感器如圖4所示。

圖4 不同針腳的傳感器

    傳感器按照其輸出信號(hào)不同可分為兩類:

    (1)模擬量傳感器:將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。

    (2)開關(guān)量傳感器:當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定閉值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。

    根據(jù)傳感器類業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，傳感器類業(yè)務(wù)適配器應(yīng)具備的功能如圖5所示。

圖5 傳感器類業(yè)務(wù)適配器功能示意圖

    根據(jù)業(yè)務(wù)適配器的功能要求，本文提出了針對(duì)性實(shí)現(xiàn)方案，即:業(yè)務(wù)適配器提供模擬量輸入的兩針腳接口、四針腳接口和六針腳接口。開關(guān)量輸入接口主要，用于連接不同的開關(guān)量傳感器。一般開關(guān)量傳感器相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，輸入信號(hào)為斷續(xù)、是非的關(guān)系，所以，此處只提供兩針腳輸入接口即可。每個(gè)端口連接相應(yīng)的信號(hào)變送器并串聯(lián)電路保護(hù)元器件，變送器用于將輸入的信號(hào)處理為設(shè)定格式的信號(hào)，信號(hào)輸出模塊用于通過連接電路將變送器傳輸?shù)男盘?hào)輸出給通信終端。如圖6所示。

圖6 傳感器類業(yè)務(wù)適配器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

    此外，該業(yè)務(wù)適配器還包括電路保護(hù)模塊，主要是防止強(qiáng)電流的沖擊如雷擊對(duì)設(shè)備的損壞。

    傳感器類業(yè)務(wù)適配器的設(shè)計(jì)并不牽扯復(fù)雜電路，具有可定制性，并且對(duì)防雷、防塵、防水等特殊環(huán)境要求易于滿足，制造簡(jiǎn)單，因而可以適應(yīng)M2M業(yè)務(wù)變化的大部分需求。

    3.5傳感器類業(yè)務(wù)的應(yīng)用案例

    智能農(nóng)業(yè)大棚標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即:實(shí)時(shí)采集大棚農(nóng)作物生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤溫度、土壤含水率等信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，利用短信息、WEB，WAP等手段，讓種植戶能夠?qū)崟r(shí)掌握，以便于農(nóng)業(yè)大棚的集中化管理和規(guī)模化運(yùn)營。我們將傳感器類業(yè)務(wù)適配器分別與溫度、濕度、二氧化碳、土壤溫度、土壤含水率等五類傳感器進(jìn)行連接，然后通過適配器連接通信終端;傳感器所采集的數(shù)據(jù)信息全部集中至傳感器類業(yè)務(wù)適配器，然后通過標(biāo)準(zhǔn)的通信終端無線上傳到中心服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的監(jiān)控。

4 結(jié)束語

    業(yè)務(wù)適配器的提出，將豐富的M2M業(yè)務(wù)個(gè)性化需求放在業(yè)務(wù)終端上予以實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)了M2M業(yè)務(wù)由通道型向集成型的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的即插即用，而且大大降低了終端成本，為實(shí)現(xiàn)M2M業(yè)務(wù)的規(guī)�；�推廣，促進(jìn)市場(chǎng)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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