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)絡相連，給物體賦予智能，可以實現(xiàn)人和物、物和物之間的溝通與對話。這種將物休連接起來的網(wǎng)絡被稱為物聯(lián)網(wǎng)，它具有規(guī)模性、流動性、安全性的特點。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務是基于移動通信網(wǎng)絡向客戶提供的個性化、智能化、信息化的物聯(lián)網(wǎng)應用。M2M(Machine-to-Machine/Man)是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)最普遍的應用形式。
2 M2M業(yè)務規(guī)�；茝V遇到的難題
M2M應用豐富多彩，市場需求巨大。M2M應用中最重要的環(huán)節(jié)是終端部分，它上行起到感知變化、獲取信息并進行傳輸?shù)淖饔�，下行起到傳輸指令、進行動作控制的作用。傳統(tǒng)的M2M終端包括通信終端和業(yè)務實現(xiàn)終端兩部分，如圖1所示。
圖1 M2M終端構成
其中，業(yè)務實現(xiàn)終端根據(jù)M2M業(yè)務的不同，對應不同類型的終端。常見的M2M業(yè)務，包括傳感器類業(yè)務、多媒體類業(yè)務、位置服務類業(yè)務及串口傳輸類業(yè)務等�；贛2M業(yè)務實現(xiàn)終端的不同，通信終端與業(yè)務實現(xiàn)終端的連接因具體業(yè)務的不同而不同。為實現(xiàn)通信終端與業(yè)務實現(xiàn)終端的正常連接，需要根據(jù)M2M業(yè)務的類型而實現(xiàn)對通信終端的個性化定制。
在M2M業(yè)務推廣過程中，每每會遇到終端高度個性化的難題。主要體現(xiàn)在通信終端與傳感器、繼電器及串口等外接設備的連接上。例如，傳感器因輸出針腳不同，對于連接方式、供電要求、后臺計算公式以及變送器等都有不同要求，幾乎每一種業(yè)務的細微變化，通信終端都需要進行針對性的定制化開發(fā)。現(xiàn)有的技術是通過對通信終端進行個性化定制，以完成與不同類型M2M業(yè)務實現(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)務的成本。鑒于M2M業(yè)務豐富多彩的實際，如果沒有一種規(guī)范化的通信終端連接方式，勢必影響M2M業(yè)務的大規(guī)模推廣。
3 業(yè)務適配器的概念和研究
3.1業(yè)務適配器的概念
為解決M2M終端的高度個性化難題，實現(xiàn)真正意義上M2M應用的“即插即用”上線方式，我們提出:在通信終端和傳感器、繼電器等外接設備之間設計一種業(yè)務適配器.負貴連接不同的傳感器及信號采集設備，業(yè)務適配器與通信終端采用標準接口相連接。該設計可以將通信終端所提供的能力進行標準化，同時將傳感器、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)務適配器還提供供電功能.如圖2所示。
圖2 業(yè)務適配器連接圖
3.2業(yè)務適配器的總體框架
MOM業(yè)務需求多種多樣，為便于推廣，本文提出了一種業(yè)務適配器(圖3)設計，提供多路串口類、多媒體類、傳感器類開關量、模擬量等接口。
圖3 業(yè)務適配器結構示意圖
但在業(yè)務適配器設計過程中，由于M2M業(yè)務需求的多樣化，而導致業(yè)務實現(xiàn)側外接設備出現(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，只設計一種業(yè)務適配器無法滿足所有M2M業(yè)務的需求特性;即使?jié)M足，其設計也會因極其復雜而無法實現(xiàn)規(guī)�；慨a(chǎn)，不能有效降低價格。
3.3業(yè)務適配器的分類
為保證業(yè)務適配器涵蓋業(yè)務接口種類的正交性和完備性，我們全面梳理了現(xiàn)有M2M業(yè)務，根據(jù)業(yè)務特性進行了聚類劃分，以下五類業(yè)務占到了目前全部M2M應用的90%以上;
(1)傳感器類:模擬量傳感器、開關量傳感器進行數(shù)據(jù)采集，再通過繼電器進行某項控制。
(2)多媒體類:將文字、音頻、視頻、圖片、動畫等需要廣為發(fā)布的信息通過GPR51/TD-SCDMA網(wǎng)絡傳送出去。
(3）位置服務類:利用GPS、LBS等定位技術獲得移動終端的位置信息。實現(xiàn)各種與位置相關的業(yè)務。
(4）串口傳輸類:用子工業(yè)生產(chǎn)等有數(shù)據(jù)計算能力的設備，實現(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)務適配器的實現(xiàn)方案
由于多媒體類、位置服務類、串口傳輸類、RJ45類多采用標準接口，因此，本文將以非標準化為主的傳感器類適配器作為主要研究對象。環(huán)境監(jiān)控類應用是實際業(yè)務推廣中較多遇到的一種應用，多采用傳感器類解決方案。所以，此處將環(huán)境監(jiān)測類作為試驗用例。
所謂傳感器，是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的敏感元件與轉換元件組合。
傳感器的輸出管腳，主要包括兩針和四針兩種。而通�？吹降娜樐_傳感器，實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，通常是化學型傳感器需要對傳感器進行預加熱，傳感器工作需要達到一定溫度。多出來的兩個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不同可分為兩類:
(1)模擬量傳感器:將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。
(2)開關量傳感器:當一個被測量的信號達到某個特定閉值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
根據(jù)傳感器類業(yè)務的特點，傳感器類業(yè)務適配器應具備的功能如圖5所示。
圖5 傳感器類業(yè)務適配器功能示意圖
根據(jù)業(yè)務適配器的功能要求，本文提出了針對性實現(xiàn)方案，即:業(yè)務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。開關量輸入接口主要，用于連接不同的開關量傳感器。一般開關量傳感器相當于一個開關，輸入信號為斷續(xù)、是非的關系，所以，此處只提供兩針腳輸入接口即可。每個端口連接相應的信號變送器并串聯(lián)電路保護元器件，變送器用于將輸入的信號處理為設定格式的信號，信號輸出模塊用于通過連接電路將變送器傳輸?shù)男盘栞敵鼋o通信終端。如圖6所示。
圖6 傳感器類業(yè)務適配器內部結構示意圖
此外，該業(yè)務適配器還包括電路保護模塊，主要是防止強電流的沖擊如雷擊對設備的損壞。
傳感器類業(yè)務適配器的設計并不牽扯復雜電路，具有可定制性，并且對防雷、防塵、防水等特殊環(huán)境要求易于滿足，制造簡單，因而可以適應M2M業(yè)務變化的大部分需求。
3.5傳感器類業(yè)務的應用案例
智能農(nóng)業(yè)大棚標準化生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，即:實時采集大棚農(nóng)作物生產(chǎn)過程中最關鍵的溫度、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)絡進行傳輸，利用短信息、WEB，WAP等手段，讓種植戶能夠實時掌握，以便于農(nóng)業(yè)大棚的集中化管理和規(guī)�；\營。我們將傳感器類業(yè)務適配器分別與溫度、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)務適配器，然后通過標準的通信終端無線上傳到中心服務器，從而實現(xiàn)生產(chǎn)信息的監(jiān)控。
4 結束語
業(yè)務適配器的提出，將豐富的M2M業(yè)務個性化需求放在業(yè)務終端上予以實現(xiàn)，真正實現(xiàn)了M2M業(yè)務由通道型向集成型的轉變，實現(xiàn)了業(yè)務的即插即用，而且大大降低了終端成本，為實現(xiàn)M2M業(yè)務的規(guī)�；茝V，促進市場發(fā)展奠定了堅實基礎。
核心關注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務領域、行業(yè)應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務領域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關注ERP管理系統(tǒng)的核心領域，是眾多中小企業(yè)信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/
本文標題：M2M終端標準化之研究
本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/support/1112156748.html
相關文章
