同方股份有限公司IT本部總工 周洪波
推進信息化和工業(yè)化融合,走新型工業(yè)化道路,是新成立的工業(yè)和信息化部的一項重要職責。在全球經濟和科技發(fā)生深刻變革、我國工業(yè)化加速發(fā)展的歷史背景下,黨的十七大提出推進“兩化”融合,深刻闡述了工業(yè)化與信息化發(fā)展的內在關系,科學回答了我國走新型工業(yè)化道路的實現途徑。這與黨的十六大提出的“以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化”等重要論斷一脈相承,又與時俱進。筆者認為,從技術角度講,M2M理念、技術和應用的發(fā)展深刻詮釋了“兩化”融合的理念,M2M產業(yè)的發(fā)展是“兩化”融合的核心推動力。
在國家目前大力倡導和推進建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的大背景下,M2M理念、技術和應用的推廣顯示出密切的相關性。典型應用場景包括:無線傳感網絡、Telemetry匯集溫度、有害氣體濃度、空氣和水污染指數等服務于環(huán)保監(jiān)測監(jiān)控;GPRS/GPS、Telematics、Intellimatics應用于車輛定位、跟蹤和統(tǒng)一調度管理;RFID、Biometrics應用于物流和藥品食品追溯;集合多種M2M技術的大范圍消防與安防聯網、樓宇能耗聯網報警與分析、工業(yè)與信息“兩化融合”等等。M2M的廣泛推廣和應用必將有助于“高效、安全、節(jié)能、環(huán)!钡暮椭C社會的建設。
2 M2M理念與市場介紹
上世紀90年代中后期,隨著各種信息通訊手段(如Internet、
xInternet 、遙感勘測、遠程信息處理、遠程控制等)的發(fā)展,加之地球上各類設備的不斷增加,不安于現狀的人們開始越來越多的關注于如何對設備和資產進行有效監(jiān)視和控制,甚至如何用設備控制設備——“M2M”理念由此起源。
2.1 M2M解析
如圖1所示,M2M這一概念來自英文“Machine to Machine”,即“機器對機器”的縮寫,當然也包括Machine to Server(也是Machine)的大集成(Grand Integration)和展示。在某些情況下,M2M也常被用來指代“Machine to Man”,即“機器對人”的數據交換;在無線應用中也可被理解為Mobile to Mobile,即“無線裝置對無線網絡”。
M2M這個詞最早是誰提出來的無從考證,但2003年Nokia產品經理Damian Pisani在題
為《M 2M技術——讓你的機器開口講話》的白皮書中提到“M2M旨在實現人、設備、系統(tǒng)間連接”,此后“人、設備、系統(tǒng)的聯合體”便成為了M2M的特點標簽,這個事件也成為M2M發(fā)展史上一個重要的里程碑和轉折點。 在國內,同方可能是第一家倡導和全面開展M2M業(yè)務的廠商,M2M的理念在2003年底就被引入到
ez IBS/
ez ONE產品的開發(fā)設計之中。
一些人們早已熟悉的業(yè)務范疇,如ERP(Enterprise-Resource Planning)企業(yè)資源計劃、MES(Manufacturing Execution System)制造業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)、CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)計算機集成制造系統(tǒng)、SIS(Supervisory Information System in Plant Level,簡稱SIS)廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)、PDM(Product Design/Data Management)產品設計管理、PLM(Product-Lifecycle Management)產品生命周期管理、SCM(Supply Chain Management)供應鏈管理、
MSA (Measurement Systems Analysis)測量系統(tǒng)分析、IDM(Intelligent Device Management,如移動基站的聯網與運維,空調機組的售后服務聯網,Kodak洗相設備的全球聯網與運維)智能設備管理等,基本上屬于M2M的上游應用,需要M2M控制器、通訊設備和M2M中間件軟件集成末端設備(如通過DCS、PLC、GPRS/CDMA、RFID Reader等等連接和管理的設備)數據作為輸入,才能更大限度的發(fā)揮作用,同時提升自動化管理水平。下圖描述了M2M集成服務的功能范圍。
圖3 “M2M”業(yè)務集成 (來自于Augusta Systems Inc.)
2.2 市場剖析
2002年9月20日,全球知名企業(yè)Opto 22 和 Nokia聯名發(fā)布的一條消息中,采用了在當時風靡一時的術語“M2M”來詮釋雙方正在開發(fā)中的解決方案——“以以太網和無線網為基礎,實現網絡通訊中各實體間信息交流”,這是M2M正式在市場上出現的標志。可以看出,M2M的市場對于全球的設備商、通信商及軟件商來說,都是一個相對新生的21世紀的新理念。
2.2.1 全球市場
2008全球NGN高層論壇上,中國工程院副院長鄔賀銓在演講時指出,截止到2007年12月底中國的移動電話普及率為41.6%,全球為48%!斑@個連接人和人的無線通訊網絡市場將很快達到飽和。此時,與之相比的最大市場契機便會成為人類與其它有硅生命體相連——某些將通過固定鏈接相連,另一些將通過蜂窩網絡實現連接。截至2005年,大多數物品被提供以完整的移動連接器。這個市場潛力是巨大的——目前地球上已經存在超過500億臺各式各樣的機器!薄段磥硎澜纭冯s志主席Wolfgang Grulke說。
世界知名的為企業(yè)提供戰(zhàn)略咨詢和調研服務的公司Harbor Research Inc.提供的相關數據顯示:“如今全球有1.1億部M2M設備在使用中,在一個‘設備互聯網’中互相通信!薄暗2010年,世界范圍的與設備相關的收入將超過2500億美元。” “到2011年世界范圍的M2M總收入將達到2900億美元,位居全球市場
歲入 超過500億美元行業(yè)業(yè)務的榜首。”據分析公司Berg Insight預測,到2011年北美地區(qū)連接到蜂窩式網絡的設備數量將達到6600萬臺,高出2006年的900萬部利用蜂窩和衛(wèi)星的設備。咨詢機構Alexander Resources也指出:“M2M市場的容量將從04年的240億增長到2010年的4700億(含RFID)美元”。
分析師和業(yè)內人士表示M2M已經到了一個轉折點,將轉向更快的發(fā)展。具有多年蜂窩M2M行業(yè)研究經驗的ABI Research公司分析師Sam Lucero表示,在未來幾年里M2M行業(yè)將以25%的年增長率增長,
而其服務的收入到2012年的將增長到80億美元 。
圖4 M2M收入預測
2.2.2 中國市場
提起中國的M2M市場狀況,就不得不從“數字城市”概念在中國的普及說起。2006年起,數字城市項目便已在中國啟動。國家“十一五”科技支撐計劃中,便提出了“城市數字化關鍵技術研究與示范工程”。中國的城市化水平已經從開發(fā)前不足19%,發(fā)展到目前超過30%,2010年將接近50%;中國的機動車保有量更在以每年10%以上的速度增長,預計2010年達到13億多輛;污染治理方面,到2010年,全國城市污水處理率預計將達到70%,重點流域和東部地區(qū)要達到80%(含重點鎮(zhèn)以上的城鎮(zhèn));到2010年環(huán)保市場需求將達10000億元人民幣,占世界的1.6%-2.6%,國內環(huán)保產業(yè)市場將成為中國一個新的經濟增長點。
2008年初,中國政府將信息產業(yè)部并入新成立的工業(yè)和信息化部,更加體現了要將直接增加國民生產總值的工業(yè)等領域進行徹底信息化改造的決心,工業(yè)化部與信息產業(yè)部提出的“兩化融合”的理念,體現了M2M的核心理念。如重點企業(yè)“三一重工”就提出了“以裝備數字化為重點,大力推進企業(yè)信息化”的口號。
目前在中國, 中國移動、中國聯通、中國電信等移動營運商是M2M的主要推動者之一,中國電信的M2M平臺從07年就開始搭建,現在已經基本收尾;中國移動搭建了M2M營運平臺,要求所有與設備相關的GPRS數據流量都通過M2M平臺(
www.chinam2m.com.cn )。同方股份可能是中國非移動營運商企業(yè)中最早提出M2M理念的(
www.m2mchina.com.cn ),按M2M理念倒推回去,有同方高管認為同方股份就是做M2M“起家”的。同方在早期做人工環(huán)境、樓宇自控等都屬于現在的M2M業(yè)務。目前同方在能源環(huán)境、樓宇自控、光電照明、水處理、市政熱網、軌道交通等M2M應用領域都處于國內領先或先進水平。
2.2.3 M2M廠家
圖 5 M2M產品研發(fā)和推廣廠家分布圖
下面簡要介紹一些從事M2M產品研發(fā)和推廣的廠家。
表格 1 M2M廠家舉例
公司
國別
領域
M2M 領域產品/行業(yè)/服務舉例
Aeris Communications Inc.
網絡連接/運營服務
行業(yè): 安全監(jiān)測、遠程通訊、運輸、政府(詳見2.4)
AT&T Inc.
美國
RFID/無線傳感網絡
行業(yè):安全監(jiān)控、資產追蹤、能源
BlueTree Wireless Data Inc.
加拿大
無線調制解調器
Cross Bridge Solutions
美國
移動虛擬網絡運營商
外圍硬件
行業(yè):遠程監(jiān)控
Echelon Corp.
美國
M2M通訊設備
荷蘭
行業(yè):安全監(jiān)測、樓宇自控、資產管理
Honeywell Intl. Inc.
美國
M2M設備
行業(yè):自動控制、交通運輸
IBM
美國
網絡連接/運營服務
移動虛擬網絡運營商(詳見2.4)
KORE Telematics
美國
網絡連接/服務
美國
行業(yè):資產管理、經濟、安全、保健
美國
應用平臺/中間件
行業(yè):遠程資產管理
美國
網絡連接/應用服務
行業(yè):應急響應、資產追蹤、制造業(yè)
英國
行業(yè):移動電話技術
美國
產品:OneView
美國
行業(yè):醫(yī)療設備、工業(yè)制造、封裝系統(tǒng)、發(fā)電和控制系統(tǒng)
美國
RFID/無線傳感網絡
行業(yè):資產追蹤、環(huán)境監(jiān)測、人員定位
美國
應用平臺/中間件
行業(yè):智能資產管理
中國
應用軟件
產品:ez ONE業(yè)務基礎平臺,ez M2M平臺
行業(yè):車輛定位、遠程監(jiān)控、能源環(huán)保、市政交通等(詳見2.4)
應用平臺/中間件
產品舉例:Niagara Framework(詳見2.4)
英國
網絡連接/應用服務
行業(yè):移動電話技術
美國
嵌入式硬件
行業(yè):汽車遠程信息處理、智能儀表、遠程監(jiān)控、GSM/GPS/衛(wèi)星追蹤定位
意大利
應用平臺/中間件
行業(yè):資產管理、樓宇自控、工業(yè)自控
eDevice
法國
M2M中間件/整體解決方案
產品:IDeMS 中間件
行業(yè):遠程抄表、安防、遠程維護
BiTX Inc.
意大利
M2M中間件/行業(yè)應用軟件
產品:BITX MW中間件等
標準:制定了BITXml M2M數據交換標準
mTelematics
新加坡
M2M中間件/行業(yè)應用軟件
行業(yè): 車輛跟蹤、遠程抄表等
3 M2M技術及應用介紹
3.1 用DCM實現M2M
圖 6 M2M技術和系統(tǒng)構成
從這個角度考慮,可將M2M理解為通過多種通訊技術,如FieldBuses(CanBus、ModBus、ProfiBus等),RF Mesh/Zigbee/Insteon,GPRS、CDMA,WiFi,
TCP/IP 等等,連接各種末端設備或子系統(tǒng),采用M2M Middleware/Web Services/SOA等標準化數據表達技術,將終端設備或子系統(tǒng)匯總到一個統(tǒng)一的管理系統(tǒng),實現遠程監(jiān)視、自動報警、控制、診斷和維護,進而實現對設備的全局化管理和服務。例如,分布在全國的污染源排放監(jiān)控設備和系統(tǒng)(D),可通過局部現場總線實時的連接起來并通過GPRS網絡技術(C),分級匯總到各級國家環(huán)保系統(tǒng),最終匯總到國家環(huán)保總局,實現全局化管理(M)。
圖 7 M2M應用系統(tǒng)部署圖(Anyware Technologies公司)
圖7展示了M2M應用系統(tǒng)部署圖,體現了DCM的劃分:OpetingPortal體現了“M”, M2M Gateway體現了“C”,Remote Devices就是“D”。DCM清晰的描繪了實現M2M所需要的關鍵因素,使M2M不再看起來深不可測,讓每個行業(yè)和領域的M2M廠商都可以在領域內找到自己的歸屬。一些在人們傳統(tǒng)的觀念中看似“與高科技無關”的行業(yè)和市場,如能源、環(huán)境、水利、石化、市政管理、工廠、智能建筑等,都可以通過DCM理念在M2M領域內相互關聯起來,以實現對所有設備進行全面有效的監(jiān)控和管理,確保各設備及子系統(tǒng)能夠保持節(jié)能、環(huán)保、高效、安全的運行狀態(tài)。
由于M2M涉及的技術是IT技術、控制技術、管理技術的融合,使我們不得不相信M2M這個產業(yè)鏈也只有通過相互合作才能最終實現本企業(yè)與M2M行業(yè)一同發(fā)展壯大。北京長風聯盟為會員企業(yè)提供了這樣一個合作平臺。目前聯盟內主要集中了北京地區(qū)軟件和集成廠商,M2M的推動將會吸引更多的設備制造商加入。
3.2 M2M之“Devices”(設備或資產)
M2M要連接和服務的對象是末端設備(Devices)和各種資產(Assets),如圖1所示,這包括傳感器、靜止或移動的資產、各種基于微處理器做成的應用系統(tǒng)、各種智能卡和RFID卡,數量在1萬億以上。 這些屬于M2M的連接和服務對象,他們將被M2M技術“enable”,例如一個水質監(jiān)測傳感器可能被裝上GPRS通訊模塊, 使之能“開口說話”。但讓也有的“Devices”本身就具有“開口說話”功能,如智能卡,RFID卡,和手機等“末端設備”。 M2M技術和應用的重點主要還是“Connect”和“Manage”。
3.3 M2M之“Connect”(通訊和連接)
M2M通信技術是連接智能設備和控制系統(tǒng)的橋梁,它使設備不會成為信息獲取的終點,成為信息孤島。按照連接設備的方式可分為有線(Wireline)、無線(Wireless)兩大類。
3.3.1 有線通信
有線通信技術可分為相對短距離的現場總線(FieldBus)和相對長距離的可支持IP的網絡(包括PSTN, ADSL等)。 當然按寬帶網和窄帶網劃分是更常用的分類方法。現場總線(一般屬于窄帶網)作為有線通信技術的重要技術類別,是為滿足節(jié)能,減排,工業(yè)信息化,市政,樓宇等領域的需要而產生的,已經在這些領域(體現在RTU、DTU、PLC、DCS等控制器,傳動裝置(Actuator),或通訊模塊中)得到廣泛應用,是M2M主要通訊手段之一。
由于現場總線一般是由各類組織、公司所提出來的標準,且這些組織、公司之間存在著包括商業(yè)因素在內的多種競爭關系,因此目前存在著多種現場總線共存的現狀。部分現場總線的特點和應用見下表。
表格 2部分現場總線通信方式分類比較
名稱
特點
應用
發(fā)起者
ModBus
公開協議,免收許可費用,用于RS232等
SCADA、HMI用于各行業(yè)
Modicon公司(現Schneider的一部分)
FF
全數字、串行、雙向通信協議
冶金、石油、化工、醫(yī)藥
國際標準組織基金會
Profibus
ISO/OSI參考模型,德國國家標準
冶金、石油、樓宇自動化
Siemens
ControlNet
支持總線、樹型和星型等結構及其組合
航空國防
Rockwell Automation
支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質
樓宇自動化
Echelon
DeviceNet
基于CAN技術的開放型通信網絡
加工制造業(yè)
Open DeviceNet Vendor Association
P-NET
安裝簡單,成本較低,用戶開發(fā)方便
食品、飼養(yǎng)、農業(yè)等
Process-Data
SwiftNet
傳輸速率高、系統(tǒng)性能穩(wěn)定、錯誤率低
飛行測試、飛行模擬
SHIP STAR協會
完全開放性的、高效的樓宇自控網絡協議
樓宇自控網絡、暖通空調系統(tǒng)
ASHRAE
由于不同領域的自動化需求各有其特點,因此在某個領域中產生的總線技術一般對這一特定領域的滿足度高,應用多一些,適用性好一些,但相互之間又互有滲透。
3.3.2 無線通信
無線技術給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每天大約有15萬人成為新的無線用戶,全球范圍內的無線用戶數量目前已經超過2億。使得無線的應用也更加廣泛。
表格 3 部分無線通信方式分類比較
名稱
特點
應用
發(fā)起者
藍牙
低成本、近距離,使近距離內各種設備能夠實現無縫資源共享
遙感勘測、移動電子商務、數字電子設備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭和辦公自動化、電子商務、無線公文包、軍事
愛立信公司
GPRS
以全球手機系統(tǒng)(GSM)為基礎的數據傳輸技術,傳輸速率可提升至56甚至114Kbps
車輛調度、城市路燈監(jiān)控、電力遠程抄表、公安、環(huán)保
愛立信、PALM、IBM、ORACLE和SYMBIAN
UWB
傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低等
智能家庭、公路信息服務、汽車監(jiān)視系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)、車輛避撞雷達、定位
Intel等
衛(wèi)星移動通信
利用通信衛(wèi)星作中繼站實現移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信
地震現場、漁業(yè)、林業(yè)、遠洋勘察
摩托羅拉公司
Zigbee
基于IEEE 802.15.4低頻無線網絡標準的短距、低速率的無線技術,有效范圍在10至50米之間,支持的最高數據傳輸速率為250kbit/s。
家庭、樓宇自動化
IEEE 802.15工作組(Honeywell、Invensys等)
Z-wave
基于射頻的低成本、低功耗、高可靠性,傳輸速率為9.6kbit/s
照明控制、智能儀表、家用電器功能控制、身份識別、通路(出入口)管制、能量管理系統(tǒng)、預警火災等
Zensys
Insteon
專門結合無線和電力線傳輸的雙重網孔技術,經由家庭電纜線周圍的射頻信號進行通信傳輸
智能家居
Smarthome
RFID
RFID使用RF頻段,從通訊角度同屬RF Mesh網絡,但RFID的主要功能還是以標識(Tag)為主
物流,軍事,防偽等多種行業(yè)
倡導者: Auto-ID、EPC Global等
目前移動營運商是扛M2M大旗的主力之一,在歐美市場,提供M2M網絡連接服務的基于GPRS/CDMA的移動營運商主要可以劃分為以下三類:傳統(tǒng)的移動網絡運營商MNO (Mobile Network Operators),移動虛擬網絡運營商MVNO(Mobile Virtual Network Operators),和主要針對M2M市場的M2M移動運營商MMO(M2M Mobile Operators)。相對于傳統(tǒng)的移動網絡運營商來說,MVNO和MMO是比較新的角色。他們聚集了眾多跨越不同的技術領域和國家的傳統(tǒng)移動網絡運營商合作伙伴的網絡連接。
ABI研究報告中提到當前主要有兩大MMO:Aeris和Jasper Wireless,都在美國。其他的(準)MMO包括:北美的CrossBridge Solutions,KORE Telematics和Numerex,以及歐洲的Vianet,Wireless Maingate和Wyless。迄今為止,在亞太地區(qū)、拉丁美洲和中東及非洲地區(qū),還沒有一個類似的MMO出現,相關M2M業(yè)務都依靠傳統(tǒng)的MNO,如NTT DoCoMo和SK電信公司依靠其全資的子公司來提供M2M連接服務。在中國也同樣,移動營運市場相對壟斷,MNO覆蓋了MVNO和MMO的業(yè)務,MVNO和MMO基本上不存在或空間很小。
在M2M應用中,用上述表中RF Mesh網絡和FieldBus現場總線網絡做最后一公里(Last Mile)連接,用GPRS/CDMA網絡和TCP/IP(或PSTN)等廣域網絡做主干網傳輸的組合方式是一種常用的組合。 如下圖:
圖 8 M2M網絡組合應用圖(引用)
RFID是M2M的另一主戰(zhàn)場,相關資訊很多,這里不再細述。
3.4 M2M之“Manage”(管理軟件)
M2M管理軟件是M2M產業(yè)鏈條中的關鍵因素,是核心和靈魂,通過它可以實現對終端設備和資產(尤其是移動資產)的“管、控、營”一體化,也就是實現“兩化融合”的關鍵。M2M軟件可包含:M2M中間件(Middleware)和(嵌入式)M2M Edgeware(也可以統(tǒng)稱軟件通訊網關),實時數據庫,M2M集成平臺或框架(Framework),通用的基礎M2M應用構件庫,以及行業(yè)化的應用套件等。通用M2M應用功能包括:遠程監(jiān)測、自動報警、控制、診斷和維護、系統(tǒng)聯動、數據挖掘、報表與決策支持、節(jié)能分析、資產跟蹤與維護、與ERP/CRM/OA/MES/SCM系統(tǒng)的總體大集成等等。圖9展示了M2M 產業(yè)鏈或生態(tài)鏈(EcoSystem), 軟件(M2M中間件)是靈魂(The Brain)。
圖 9 M2M 生態(tài)鏈,軟件是靈魂(來源:BITX公司)
通過前文關于M2M廠家的介紹我們可以看到世界上很多公司都投身于M2M管理軟件平臺這一領域當中,下面我們簡要介紹幾個M2M軟件平臺。
3.4.1 AerFrame(Aeris.net)
Aeris.net通過AerFrame軟件平臺集成了頂級運營合作伙伴的網絡,積累了豐富的用戶定制網絡經驗,為客戶提供快速、高效、可靠的服務。通過AerFrame,客戶可以大大縮短應用開發(fā)時間,從而加快產品的上市時間。它可以直接集成兩端的網絡服務,無縫貼合多種網絡技,從特定網絡服務中將具體應用脫離出來,使有效的M2M數據通過行業(yè)中的標準接口(如:SOAP、.NET、XML和CORBA)進行交換。AerFrame是一個MMO Infrastructure支撐平臺,如圖10所示。
圖 10 AerFrame Infrastructure (來源:Aeris.Net公司)
Jasper Wireless的M2M業(yè)務開創(chuàng)性的完成了全球范圍的無線蜂窩覆蓋,通過他的Global SIM卡和基于Web的Jasper Wireless Control Center應用管理平臺,提供對位于世界各地設備的實時可見、可控操作。
和AerFrame一樣,JasperCC是一個MMO Infrastructure支撐平臺,如圖11所示。
圖 11 Jasper Wireless的網絡服務
3.4.3 BITX 中間件(BiTX公司)
BITX提供M2M中間件和行業(yè)應用軟件(圖9,圖12),同時通過制定M2M數據交換標準把各行業(yè)應用中共性的部分統(tǒng)一起來,這是為什么要做M2M的核心。
圖 12 BITX M2M軟件產品構成圖
mTelematics重新構建了開發(fā)和部署M2M應用的方式,以克服當今企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。mTelematics 中間件平臺為所有應用開發(fā)提供了統(tǒng)一的接口,使得客戶可以簡單、快速、經濟、高效的整合自己的應用與第三方遠程信息處理設備。根據不同客戶的需求,它可以進行擴展以滿足未來可能的需求。
圖 13 mTelematics系統(tǒng)構架圖
3.4.5 Niagara Framework(Tridium)
Tridium是一個集研究控制系統(tǒng)體系架構、開發(fā)相關應用軟件和提供管理服務為一體的公司。其技術核心是具有開創(chuàng)性的基于Java EE的Niagara體系架構,同時綜合了最常見的現場總線標準以實現設備或儀表間的無縫連接。在Niagara體系架構思想的指導下,Tridium公司現已開發(fā)了Vykon系列產品并成功地用于樓宇自控系統(tǒng)、工業(yè)控制領域和能源管理市場。 Tridium的產品和服務可為任何希望通過Internet/Intranet來進行監(jiān)測、管理和控制的用戶提供解決方案。目前Niagara Framework的應用包括:能源管理、建筑自動化、電信、安全自動化、維護維修運行和工廠設備管理。
圖 14 Niagara體系構架圖
3.4.6 ez M2M(Tongfang Software)
ez M2M設備集控平臺(中間件)基于ez ONE業(yè)務基礎平臺,它是以ez Framework企業(yè)框架、ez Gate M2M通信網關、ez Studio/ez HMI快速開發(fā)工具等組件核心的通用開發(fā)平臺,最多可有效幫助客戶將行業(yè)應用的開發(fā)工作量減少70%。 ez M2M平臺還包括ez RIMS工業(yè)實時信息、ez LMS車輛定位、ez RFID中間件、ez FAS消防聯網、ez THMS交通樞紐、ez SLMS路燈管理、ez EEMS節(jié)能管理、ez EIMS環(huán)境管理等20多個行業(yè)應用套件。ez M2M中間件及行業(yè)套件如圖15所示。
ez M2M中間件平臺通過ez Gate網關目前可連接40多種通訊協議(包括GPRS和各種現場總線等)和控制器,數據表達基于oMIX標準,具備SOA架構的基本特征—構件化、可重用、松耦合。
圖 16 ez M2M應用部署系統(tǒng)架構圖
4 結束語
看了上述對M2M理念、技術、和應用的描述,人們不禁要問,M2M不就是多年來大家一直在做的一些技術和應用的羅列嗎?并無新穎之處,和SOA、SaaS、B2B等一樣,似乎又是一件“皇帝的新裝”,一個新的Hype或Buzzword或技術Jargon,或國內常說的“炒作”而已。記得1996年筆者在BEA工作時,SOA的理念就在公司內部提出,用于Tuxedo產品的開發(fā)中,后來SOA“風靡”全球,也有些“不屑一顧”,覺得不過是一些國際壟斷企業(yè)市場宣傳的一種手段而也。不過如果深入研究,還是會發(fā)現SOA有那么大的影響力還是有他的道理的。技術在不斷的發(fā)展,需要新的理念的不斷引入,尤其是軟件技術的發(fā)展,如果不能提煉出一個領域的一些技術共性,做不到標準化,構件化,可復制,規(guī);陌l(fā)展,一個產業(yè),尤其是軟件產業(yè)是不能長期穩(wěn)定發(fā)展的,軟件廠商也難以做大做強,甚至無法生存?v觀近20年ERP、CRM、MES等產業(yè)的出現和發(fā)展,造就了SAP、SIEBLE(現Oracle)等大型軟件企業(yè),充分說明了這個道理。
像M2M、SOA等這樣的理念的出現,除了一批廠商的推動,還需要有一批研究機構助力,有些領域的發(fā)展甚至是這些研究機構在總結市場發(fā)展的基礎上首先提出來的,像MRP(ERP的前身)、MES、SES等等。目前全世界大約有10多家研究機構(包括Gartner這樣的國際主流機構)都出了M2M產業(yè)發(fā)展研究報告。國內最近也出現了“博睿明天”等專門研究M2M產業(yè)的咨詢機構。
就筆者個人有限的理解,M2M發(fā)展成為一個產業(yè),可推動下列問題的解決,進一步推動相關垂直行業(yè)應用的發(fā)展。
標準化 :包括兩個層面,硬件嵌入式通訊標準和軟件數據交換標準的統(tǒng)一.
硬件嵌入式標準:在無線通訊領域,因為頻段的不可共享性,標準的劃分相對清晰,如前文所述,分各種RF Mesh網絡,GSM/GPRS, 幾種CDMA等等;在有線通訊領域,各種現場總線的發(fā)展幾乎呈現無序發(fā)展的狀態(tài);但不管是有線還是無線,我們都發(fā)現通訊標準太多,令人眼花繚亂。M2M產業(yè)的發(fā)展,將有助于緩解這種局面,使這些標準逐步走向“融合”,就像手機充電器接口標準一樣。
通過制定Machine to Machine數據交換標準,緩解機器間的通訊問題。這里說的標準,是IT層面的,基于XML的標準。目前有些M2M行業(yè)應用設備數據已經XML化,如Echelon公司的iLon Smartserver,提供Web Services接口,使一個空調設備的數據表達和一個OA系統(tǒng)的數據表達方式基本沒有了區(qū)別,可直接在Web上展示和處理,實現了“兩化”的統(tǒng)一。目前這方面的標準已開始出現,如OASIS的 oBIX(open Building Information eXchange)國際標準,BITX的BITXml標準,同方的oMIX (open Machine Information eXchange)標準等等。
產業(yè)化 :通過界定M2M應用的共性問題,規(guī)范化軟硬件產品的分工與生產,如文中提到的像DCM這樣的劃分方式,使同一產品能用到在M2M理念提出之前屬于完全不同行業(yè)的應用之中。 例如,在工業(yè)企業(yè)中,在ERP和DCS/PLC之間缺少一環(huán),就是實時信息集成系統(tǒng),目前國內和利時、同方,國外Wonderware等等廠商都提供這樣的跨行業(yè)M2M應用系統(tǒng)。
營運化 :M2M行業(yè)的很多應用都是很好的SaaS營運模式的候選者,前面提到的Aeris.net等就是成功的M2M營運業(yè)務,橫跨節(jié)能、環(huán)保、消防聯網、車輛跟蹤等業(yè)務。中國移動等國內移動營運商的M2M平臺也在做這方面的嘗試。這種模式也是建立在M2M垂直行業(yè)應用共性基礎上的。結合Web 2.0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Web化,SaaS化。
附錄《M2M行業(yè)應用一覽表》
M2M應用分類詳見下表(當然M2M的應用遠不止這些)。
l 設備監(jiān)控與管理
l 節(jié)能控制
l 建筑群系統(tǒng)集成
l 智能小區(qū)
l ……
智能家居
l 燈光照明控制
l 家庭安防
l 家庭環(huán)境監(jiān)控
l 可視對講
l 家電控制
l ……
消防
l 應急聯動
l 自動噴淋
l 火災現場實時監(jiān)控
l 消防救援定位
l 火情數據實時分析
l 遠程調度
l ……
公共安全
l 城市照明監(jiān)控
l 電視信號控制
l 城市應急服務
l 市民身份識別
l 災害恢復
l ……
環(huán)境保護
l 污染排放點實時監(jiān)測
l 污染報警
l 大氣監(jiān)控
l 噪聲監(jiān)控
l 廢水、廢氣監(jiān)控
l ……
節(jié)能
l 能耗數據采集
l 能源使用大戶監(jiān)控
l 能源使用超標報警
l ……
水務
l 水質、水量監(jiān)測
l 大壩安全監(jiān)測
l 水資源調度
l 突發(fā)性污染報警
l ……
電力
l 遠程抄電表
l 用電實時監(jiān)控
l 重要電力節(jié)點監(jiān)控
l ……
煤礦
l 通風設備管理
l 瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測
l 險情預警
l ……
石化
l 油井監(jiān)測
l 異常情況報警
l 生產監(jiān)控
l 儲運監(jiān)控
l ……
智能化運輸
l 商用車隊營運
l 緊急車輛監(jiān)控與派遣
l 車隊管理
l 車輛安全監(jiān)控
l 自動貨物辨識
l 汽車導航
l 公共運輸動態(tài)信息
l 交通控制與管理
l ……
工業(yè)自動化
l 工廠監(jiān)控
l 環(huán)境與防災監(jiān)控
l 工程安全監(jiān)控
l 大樓/物業(yè)監(jiān)控
l 公共事業(yè)監(jiān)控 (水/電/油/氣)
l ……
農業(yè)
l 農作物灌溉監(jiān)測
l 土壤空氣情況監(jiān)測
l 牲畜和家禽的環(huán)境狀況監(jiān)測
l 溫室控制
l 跟蹤家禽、牲畜
l ……
林業(yè)
l 森林防火
l 森林滅火
l 森林勘察業(yè)務
l ……
數字化醫(yī)療
l 醫(yī)療設備監(jiān)護
l 臨床設備信息的自動獲取、歸檔、分析
l 計算機輔助診斷
l 病程記錄
l ……
金融
l 實時金融信息集成
l 交易監(jiān)控
l ……
遙感勘測
l 火山和冰川監(jiān)測
l 森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測
l 地震監(jiān)測
l 海洋突發(fā)性事件的監(jiān)測與預警
l 農作物動態(tài)監(jiān)測、農業(yè)災害預報、監(jiān)測和評估
l ……
軍事
l 敵軍兵力和裝備的監(jiān)控
l 戰(zhàn)場的實時監(jiān)視
l 目標的定位
l 戰(zhàn)場評估
l 核攻擊生物化學攻擊的監(jiān)測和搜索
l ……
空間探索
l 星球表面監(jiān)測
l 地球站與空間站之間的通信
l 空間站之間的通信
l ……
氣象
l 短期降雨、中期降水預報
l 監(jiān)測設備遠程控制
l 洪水預報
l ……
移動 POS 終端
l 旅游訂票
l 物流配送
l 送貨服務
l 商業(yè)零售
l 賓館住宿、酒樓用餐
l 金融、電信、郵政、石化、市政客戶服務廳自助服務終端
l ……
供應鏈自動化
l 訂單數據傳送
l 貨物跟蹤、定位
l 貨品識別
l 系統(tǒng)集成
l 庫存優(yōu)化供應鏈自動化
l ……