M2M英文全稱是Machine-to-machine。中文即機器對機器。M2M是一個廣泛的標簽,可用于描述任何使聯網設備能夠在沒有人工協助的情況下交換信息并執(zhí)行操作的技術。人工智能(AI)和機器學習(ML)促進了系統之間的通信,允許它們做出自己的自主選擇。
M2M表達的是多種不同類型的通信技術有機的結合在一起:機器之間通信;機器控制通信;人機交互通信;移動互聯通信。
M2M技術首先在制造和工業(yè)環(huán)境中采用,其中其他技術(如SCADA和遠程監(jiān)控)有助于遠程管理和控制來自設備的數據。此后,M2M已在醫(yī)療保健,商業(yè)和保險等其他領域找到了應用。M2M也是物聯網(IoT)的基礎。
M2M的工作原理
機器對機器技術的主要目的是利用傳感器數據并將其傳輸到網絡。與SCADA或其他遠程監(jiān)控工具不同,M2M系統通常使用公共網絡和訪問方法(例如蜂窩或以太網)來使其更具成本效益。
M2M系統的主要組件包括傳感器、RFID、Wi-Fi或蜂窩通信鏈路,以及編程為幫助網絡設備解釋數據和做出決策的自主計算軟件。這些M2M應用程序轉換數據,從而觸發(fā)預先編程的自動化操作。
最著名的機器對機器通信類型之一是遙測,自上世紀初以來一直用于傳輸操作數據。遙測的先驅首先使用電話線,后來使用無線電波來傳輸從偏遠地區(qū)監(jiān)測儀器收集的性能測量值。互聯網和無線技術標準的改進使遙測的作用從純科學、工程和制造擴展到加熱裝置、電表和互聯網連接設備(如電器)等產品的日常使用。
除了能夠遠程監(jiān)控設備和系統之外,M2M的最大優(yōu)勢還包括:
通過最大限度地減少設備維護和停機時間來降低成本;
通過揭示現場服務產品的新商機來增加收入;和
通過在設備發(fā)生故障之前或僅在需要時主動監(jiān)控和維修設備,改善客戶服務。
M2M應用和示例
機器對機器通信通常用于遠程監(jiān)控。例如,在產品補貨中,當特定商品電量不足時,自動售貨機可以向分銷商的網絡或機器發(fā)送消息以發(fā)送補充裝。作為資產跟蹤和監(jiān)控的推動者,M2M在倉庫管理系統(WMS)和供應鏈管理(SCM)中至關重要。
公用事業(yè)公司通常依靠M2M設備和應用程序不僅收集石油和天然氣等能源,而且還通過使用智能電表向客戶收費,并檢測工作場所因素,如壓力,溫度和設備狀態(tài)。
在遠程醫(yī)療中,M2M設備可以實時監(jiān)控患者的重要統計數據,在需要時配藥或跟蹤醫(yī)療保健資產。物聯網、人工智能和機器學習的結合正在改變和改善移動支付流程,并為不同的購買行為創(chuàng)造新的機會。數字錢包,如谷歌錢包和ApplePay,很可能會促進M2M金融活動的廣泛采用。
智能家居系統也采用了M2M技術。在該嵌入式系統中使用M2M使家用電器和其他技術能夠實時控制操作以及遠程通信。M2M也是遠程控制軟件,機器人,交通控制,安全,物流和車隊管理以及汽車的一個重要方面。
M2M的主要特點
M2M技術的主要特點包括:
低功耗,以提高系統有效服務M2M應用的能力。
提供分組交換服務的網絡運營商
提供檢測事件功能的監(jiān)視功能。
時間容錯,這意味著數據傳輸可能會延遲。
時間控制,意味著數據只能在特定的預定時間段發(fā)送或接收。
特定于位置的觸發(fā)器,用于在設備進入特定區(qū)域時提醒或喚醒設備。
持續(xù)發(fā)送和接收少量數據的能力。
M2M要求
根據歐洲電信標準協會(ETSI),M2M系統的要求包括:
可擴展性-隨著更多連接對象的添加,M2M系統應該能夠繼續(xù)高效運行。
匿名-根據法規(guī)要求,M2M系統必須能夠在請求時隱藏M2M設備的身份。
日志記錄-M2M系統必須支持記錄重要事件,例如安裝嘗試失敗、服務未運行或錯誤信息的發(fā)生。日志應根據請求提供。
M2M應用通信原則-M2M系統應使用通信技術(如短消息服務(SMS)和IP連接設備)實現網絡中的M2M應用與M2M設備或網關之間的通信,也應能夠以點對點(P2P)的方式相互通信。
交付方法-M2M系統應支持單播、任播、組播和廣播通信模式,盡可能用組播或任播代替廣播,以最大程度地減少通信網絡的負載。
消息傳輸調度-M2M系統必須能夠控制網絡訪問和消息調度,并且應該意識到M2M應用程序的調度延遲容限。
消息通信路徑選擇-必須能夠優(yōu)化M2M系統內的消息通信路徑,并基于傳輸故障、存在其他路徑時的延遲和網絡成本等策略。
M2M與物聯網
雖然許多人可以互換使用這些術語,但M2M和物聯網并不相同。物聯網需要M2M,但M2M不需要物聯網。這兩個術語都與連接設備的通信有關,但M2M系統通常是孤立的,獨立的網絡設備。物聯網系統將M2M提升到一個新的水平,將不同的系統整合到一個大型的互聯生態(tài)系統中。
M2M系統通過蜂窩或有線網絡在機器、傳感器和硬件之間使用點對點通信,而物聯網系統則依靠基于IP的網絡將從物聯網連接的設備收集的數據發(fā)送到網關、云或中間件平臺。
從M2M設備收集的數據由服務管理應用程序使用,而物聯網數據通常與企業(yè)系統集成,以提高多個組的業(yè)務績效。另一種看待它的方式是,M2M會影響企業(yè)的運營方式,而物聯網則影響最終用戶。
例如,在上面的產品補貨示例中,M2M涉及自動售貨機與分銷商的機器通信需要補充。合并物聯網并執(zhí)行額外的分析層;自動售貨機可以根據購買行為預測特定產品何時需要補充,為用戶提供更加個性化的體驗。
M2M安全
機器對機器系統面臨許多安全問題,從未經授權的訪問到無線入侵再到設備黑客攻擊。還必須考慮物理安全、隱私、欺詐和關鍵任務應用程序的暴露。
典型的M2M安全措施包括使設備和機器防篡改,將安全性嵌入機器,通過加密確保通信安全以及保護后端服務器等。將M2M設備分段到自己的網絡上并管理設備身份、數據機密性和設備可用性也有助于應對M2M安全風險。
M2M標準
機器對機器技術沒有標準化的設備平臺,許多M2M系統都是為特定于任務或設備而構建的。多年來出現了幾個關鍵的M2M標準,其中許多也用于物聯網環(huán)境,包括:
OMADM(開放移動聯盟設備管理),一種設備管理協議
OMALightweightM2M,一種設備管理協議
MQTT,一種消息傳遞協議
TR-069(技術報告069),應用層協議
HyperCat,一種數據發(fā)現協議
OneM2M,一種通信協議
GoogleThread,一種無線網狀網絡協議
AllJoyn,一個開源軟件框架
對M2M的擔憂
圍繞M2M的主要問題都與安全性有關。預計M2M設備將在沒有人為指導的情況下運行。這增加了安全威脅的可能性,例如黑客攻擊、數據泄露和未經授權的監(jiān)控。為了在惡意攻擊或故障后自我修復,M2M系統必須允許遠程管理,例如固件更新。
在考慮M2M技術部署時間的長度時,遠程管理的必要性也成為一個問題。維修移動M2M設備的能力變得不現實,因為不可能派人員在它們上工作。
無法正確維修M2M設備會給M2M系統及其用于通信的無線網絡帶來各種獨特的安全漏洞。
M2M的歷史
雖然首字母縮略詞的起源未經證實,但機器對機器通信的首次使用通常歸功于西奧多·帕拉斯克瓦科斯(TheodoreParaskevakos),他發(fā)明了與電話線數據傳輸相關的技術并獲得了專利,這是現代來電顯示的基礎。
諾基亞是1990年代后期最早使用該首字母縮略詞的公司之一。2002年,它與Opto22合作,為其客戶提供M2M無線通信服務。
2003年,M2M雜志創(chuàng)刊。此后,該出版物將M2M的六大支柱定義為遠程監(jiān)控,RFID,傳感器網絡,智能服務,遠程信息處理和遙測。