什么是M2M技术

M2M英文全称是Machine-to-machine。中文即机器对机器。M2M是一个广泛的标签,可用于描述任何使联网设备能够在没有人工协助的情况下交换信息并执行操作的技术。人工智能(AI)和机器学习(ML)促进了系统之间的通信,允许它们做出自己的自主选择。

M2M表达的是多种不同类型的通信技术有机的结合在一起:机器之间通信;机器控制通信;人机交互通信;移动互联通信。

M2M技术首先在制造和工业环境中采用,其中其他技术(如SCADA和远程监控)有助于远程管理和控制来自设备的数据。此后,M2M已在医疗保健,商业和保险等其他领域找到了应用。M2M也是物联网(IoT)的基础。

M2M的工作原理

机器对机器技术的主要目的是利用传感器数据并将其传输到网络。与SCADA或其他远程监控工具不同,M2M系统通常使用公共网络和访问方法(例如蜂窝或以太网)来使其更具成本效益。

M2M系统的主要组件包括传感器、RFID、Wi-Fi或蜂窝通信链路,以及编程为帮助网络设备解释数据和做出决策的自主计算软件。这些M2M应用程序转换数据,从而触发预先编程的自动化操作。

最著名的机器对机器通信类型之一是遥测,自上世纪初以来一直用于传输操作数据。遥测的先驱首先使用电话线,后来使用无线电波来传输从偏远地区监测仪器收集的性能测量值。互联网和无线技术标准的改进使遥测的作用从纯科学、工程和制造扩展到加热装置、电表和互联网连接设备(如电器)等产品的日常使用。
除了能够远程监控设备和系统之外,M2M的最大优势还包括:
  • 通过最大限度地减少设备维护和停机时间来降低成本;
  • 通过揭示现场服务产品的新商机来增加收入;和
  • 通过在设备发生故障之前或仅在需要时主动监控和维修设备,改善客户服务。

M2M应用和示例

机器对机器通信通常用于远程监控。例如,在产品补货中,当特定商品电量不足时,自动售货机可以向分销商的网络或机器发送消息以发送补充装。作为资产跟踪和监控的推动者,M2M在仓库管理系统(WMS)和供应链管理(SCM)中至关重要。
公用事业公司通常依靠M2M设备和应用程序不仅收集石油和天然气等能源,而且还通过使用智能电表向客户收费,并检测工作场所因素,如压力,温度和设备状态。
M2M应用
在远程医疗中,M2M设备可以实时监控患者的重要统计数据,在需要时配药或跟踪医疗保健资产。物联网、人工智能和机器学习的结合正在改变和改善移动支付流程,并为不同的购买行为创造新的机会。数字钱包,如谷歌钱包和ApplePay,很可能会促进M2M金融活动的广泛采用。
智能家居系统也采用了M2M技术。在该嵌入式系统中使用M2M使家用电器和其他技术能够实时控制操作以及远程通信。M2M也是远程控制软件,机器人,交通控制,安全,物流和车队管理以及汽车的一个重要方面。

M2M的主要特点

M2M技术的主要特点包括:
  • 低功耗,以提高系统有效服务M2M应用的能力。
  • 提供分组交换服务的网络运营商
  • 提供检测事件功能的监视功能。
  • 时间容错,这意味着数据传输可能会延迟。
  • 时间控制,意味着数据只能在特定的预定时间段发送或接收。
  • 特定于位置的触发器,用于在设备进入特定区域时提醒或唤醒设备。
  • 持续发送和接收少量数据的能力。

M2M要求

根据欧洲电信标准协会(ETSI),M2M系统的要求包括:
  • 可扩展性-随着更多连接对象的添加,M2M系统应该能够继续高效运行。
  • 匿名-根据法规要求,M2M系统必须能够在请求时隐藏M2M设备的身份。
  • 日志记录-M2M系统必须支持记录重要事件,例如安装尝试失败、服务未运行或错误信息的发生。日志应根据请求提供。
  • M2M应用通信原则-M2M系统应使用通信技术(如短消息服务(SMS)和IP连接设备)实现网络中的M2M应用与M2M设备或网关之间的通信,也应能够以点对点(P2P)的方式相互通信。
  • 交付方法-M2M系统应支持单播、任播、组播和广播通信模式,尽可能用组播或任播代替广播,以最大程度地减少通信网络的负载。
  • 消息传输调度-M2M系统必须能够控制网络访问和消息调度,并且应该意识到M2M应用程序的调度延迟容限。
  • 消息通信路径选择-必须能够优化M2M系统内的消息通信路径,并基于传输故障、存在其他路径时的延迟和网络成本等策略。

M2M与物联网

虽然许多人可以互换使用这些术语,但M2M和物联网并不相同。物联网需要M2M,但M2M不需要物联网。这两个术语都与连接设备的通信有关,但M2M系统通常是孤立的,独立的网络设备。物联网系统将M2M提升到一个新的水平,将不同的系统整合到一个大型的互联生态系统中。
M2M系统通过蜂窝或有线网络在机器、传感器和硬件之间使用点对点通信,而物联网系统则依靠基于IP的网络将从物联网连接的设备收集的数据发送到网关、云或中间件平台。
M2M与物联网
从M2M设备收集的数据由服务管理应用程序使用,而物联网数据通常与企业系统集成,以提高多个组的业务绩效。另一种看待它的方式是,M2M会影响企业的运营方式,而物联网则影响最终用户。
例如,在上面的产品补货示例中,M2M涉及自动售货机与分销商的机器通信需要补充。合并物联网并执行额外的分析层;自动售货机可以根据购买行为预测特定产品何时需要补充,为用户提供更加个性化的体验。

M2M安全

机器对机器系统面临许多安全问题,从未经授权的访问到无线入侵再到设备黑客攻击。还必须考虑物理安全、隐私、欺诈和关键任务应用程序的暴露。
典型的M2M安全措施包括使设备和机器防篡改,将安全性嵌入机器,通过加密确保通信安全以及保护后端服务器等。将M2M设备分段到自己的网络上并管理设备身份、数据机密性和设备可用性也有助于应对M2M安全风险。
M2M标准
机器对机器技术没有标准化的设备平台,许多M2M系统都是为特定于任务或设备而构建的。多年来出现了几个关键的M2M标准,其中许多也用于物联网环境,包括:
  • OMADM(开放移动联盟设备管理),一种设备管理协议
  • OMALightweightM2M,一种设备管理协议
  • MQTT,一种消息传递协议
  • TR-069(技术报告069),应用层协议
  • HyperCat,一种数据发现协议
  • OneM2M,一种通信协议
  • GoogleThread,一种无线网状网络协议
  • AllJoyn,一个开源软件框架

对M2M的担忧

围绕M2M的主要问题都与安全性有关。预计M2M设备将在没有人为指导的情况下运行。这增加了安全威胁的可能性,例如黑客攻击、数据泄露和未经授权的监控。为了在恶意攻击或故障后自我修复,M2M系统必须允许远程管理,例如固件更新。
在考虑M2M技术部署时间的长度时,远程管理的必要性也成为一个问题。维修移动M2M设备的能力变得不现实,因为不可能派人员在它们上工作。
无法正确维修M2M设备会给M2M系统及其用于通信的无线网络带来各种独特的安全漏洞。

M2M的历史

虽然首字母缩略词的起源未经证实,但机器对机器通信的首次使用通常归功于西奥多·帕拉斯克瓦科斯(TheodoreParaskevakos),他发明了与电话线数据传输相关的技术并获得了专利,这是现代来电显示的基础。
诺基亚是1990年代后期最早使用该首字母缩略词的公司之一。2002年,它与Opto22合作,为其客户提供M2M无线通信服务。
2003年,M2M杂志创刊。此后,该出版物将M2M的六大支柱定义为远程监控,RFID,传感器网络,智能服务,远程信息处理和遥测。

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