1、智能終端模組方案V1.01.方案概述1.1.研究背景中國移動集團正在進行標準化通信模組的研發(fā),主要目標是降低終端本錢,延長終端壽命,其功能特點如下：?多種通信水平的集成,如：GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMAGSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA?內嵌 WMMP3.0WMMP3.0 協(xié)議?支持終端遠程治理?豐富的硬件功能及接口?支持二次開發(fā)?標準化 ATAT 擴展指令目前中國移動福建公司M2M2M M業(yè)務支撐平臺建設已經啟動二期,以支撐自有業(yè)務為示范,吸引行業(yè)客戶,深入物聯(lián)網產業(yè),進一步標準行業(yè)終端,力爭將集團客戶效勞由通道服務提升至智能通道根底上,引領行業(yè)終端標準化.M2MM

2、2M 業(yè)務支撐平臺以統(tǒng)一的終端接入適配框架支撐行業(yè)終端標準化的推進工作.1.2.建設思路根據物聯(lián)網實際開展需求和福建移動M2M2M M業(yè)務的開展現狀,結合集團標準化終端模組的建設思路,福建移動方案建立智能化終端模組的研發(fā)工程,結合代表性的應用進行研究,在集團標準化終端模組根底之上,增加智能化治理、限制功能、網優(yōu)和路測功能,支持 WMMP2.0WMMP2.0、3.03.0 協(xié)議.同時,根據移動集團在感知子網和感知外設的治理要求,在M2M2M M平臺側擴展支持感知子網的治理和感知外設的治理模塊.1.3.建設目標根據福建移動智能化終端模組的實現思路,制定目標如下：1 1 . .實現智能化終端模組,用

3、于標準化終端通信的過程,實現面向感知外設和感知子網的采集和治理,植入核心治理和效勞水平,面向終端廠商提供二次開發(fā)接口適配各個行業(yè)的定制化需求.同時要求系統(tǒng)的整體結構靈活可擴展,能夠根據不同的行業(yè)特點和行業(yè)需求進行靈活的裁剪,以降低終端的本錢.2 2 . .物聯(lián)網運營治理平臺實現有線和無線的接入,配合智能化終端模組實現感知外設和感知子網的治理,并能夠將相應的水平開放給外部業(yè)務系統(tǒng),為各類用戶提供治理接口.3 3 . .在典型的物聯(lián)網行業(yè)應用中驗證和使用智能化終端模組,以實際運用需求帶動智能化終端模組的開展,進一步推動終端標準化進程.下列圖是基于智能化終端模組的 M2MM2M 業(yè)務的總體框架：智能

4、化終端模組位于感知層,用于采集感知外設和感知子網的信息,傳送給 M2MM2M 平臺或者應用.M2MM2M 平臺擴展支持物聯(lián)網感知外設和感知子網的治理,通過內置在智能化終端模組中的感知外設和子網的治理模塊,實現對傳感網節(jié)點信息的采集和治理.2 .設計方案2.1.整體思路在物聯(lián)網應用中,很多情況下 M2MM2M 終端是集中放置的如智能停車場、智能農場 M2MM2M 終端布設等場合,如為每一個 M2MM2M 終端配設具備 GPRS/TD/WLANGPRS/TD/WLAN 等遠距離通信模塊,會極大地增加本錢.從本錢考慮,可將 M2MM2M 前端拆分為感應-執(zhí)行節(jié)點和通信節(jié)點,分別完成信息感應執(zhí)行和遠程

5、通信功能：每個感應執(zhí)行節(jié)點通過射頻/有線/Zigbee/Zigbee 等短距離通信手段與通信節(jié)點組成局域網,由通信節(jié)點負責同 M2MM2M 業(yè)務平臺遠程通信2.2.感應執(zhí)行節(jié)點感應執(zhí)行節(jié)點由傳感器、微處理器、執(zhí)行機構和短距通信模塊組成：(1)(1)傳感器負責完成如溫濕度、光電感應、開關等各種模擬或數字量信息；(2)(2)執(zhí)行機構負責完成各種 M2MM2M 業(yè)務動作,如通過繼電器翻開水龍頭/電動機、或通信串口向 LEDLED 屏幕發(fā)送指令等溫度濕度光電電動機繼電器(3)(3)近距離通信模塊,通過 13.65MHz/433MHz/Zigbee13.65MHz/433MHz/Zigbee 等短距通信

6、技術同通信節(jié)點交互信息；(4)(4)微限制器是整個感應/執(zhí)行節(jié)點的核心,協(xié)調節(jié)點終端工作.從應用和本錢考慮,一般采用 ARMM3ARMM3、TIMSP430TIMSP430、MCS51MCS51 等低本錢微限制器即可.2.3.通信節(jié)點近距離通信模塊微處理器遠距離通信模塊通信節(jié)點主要完成感應/執(zhí)行節(jié)點和 M2MM2M 業(yè)務平臺通信轉發(fā)功能:(1)(1)近距離通信模塊,通過 13.65MHz/433MHz/Zigbee13.65MHz/433MHz/Zigbee 等短距通信技術同感應執(zhí)行節(jié)點交互信息；(2)(2)遠距離通信模塊,通過 GPRS/TD/GPRS/TD/有線網絡同 M2MM2M 業(yè)務平

7、臺交互信息(3)(3)微處理器是整個通信節(jié)點的核心,負責整個通信節(jié)點的限制、協(xié)調工作,完成通信協(xié)議包裝、分析、轉換功能；考慮到通信節(jié)點還有可能承載局部業(yè)務功能,可采用ARM9/ARM11ARM9/ARM11 等較高性能的嵌入式處理器運行 WindowsCE/EmbededLinuxWindowsCE/EmbededLinux 等嵌入式操作以提升開發(fā)效率(4)(4)對復雜的 M2MM2M 應用,可將通信節(jié)點和傳感執(zhí)行節(jié)點整合,省略近距離通信模塊,回歸傳統(tǒng)的 M2MM2M 終端模式2.4.感知外設和子網治理方案感知外設和子網的治理主要功能模塊包括即時數據、歷史數據、拓撲治理和用戶治理,即時數據模塊

8、允許用戶查看當天各個終端節(jié)點上傳的數據,歷史數據模塊允許用戶選擇時間范圍查看各個終端節(jié)點上傳的數據,拓撲治理模塊允許用戶對設備節(jié)點進行重命名、新增、刪除操作,用戶治理模塊允許用戶更改密碼,治理員用戶可以進行新增用戶、刪除用戶、授予權限等操作.普通用戶不具備設備治理、用戶治理權限.主要治理的數據包括：站點數據、監(jiān)測點數據和終端節(jié)點數據,一個站點包括多個監(jiān)測點,一個監(jiān)測點包括多個終端節(jié)點.節(jié)點間關系如下表所示:設備ID設備名稱父設備ID1通信站點01011#監(jiān)測點實際地點11022#監(jiān)測點11033#監(jiān)測點110011#監(jiān)測點一終端節(jié)點110111012#監(jiān)測點一終端節(jié)點110212013#監(jiān)測點

9、一終端節(jié)點1103上表監(jiān)測點完成傳感子網和外設數據的采集,與終端采集局部集成,將數據采集出來后上傳到通信站點,由通信模塊通過多種方式上傳到 M2MM2M 平臺2.5.業(yè)務流程?監(jiān)測點代表實際的監(jiān)測地點,通過 RS232/485/Zigbee/RS232/485/Zigbee/射頻進行信息采集?通信站點負責多個監(jiān)測點的數據傳輸,監(jiān)測點通過 RS232/485/Zigbee/RS232/485/Zigbee/射頻上傳數據至通信站點?通信站點收到數據后進行數據格式轉換、WMMPWMMP 消息封裝,并限制數據上傳的策略?通信站點通過 WMMP-T2.0/3.0WMMP-T2.0/3.0 協(xié)議將數據上傳

10、至 M2MM2M 平臺?M2MM2M 平臺進行訂購關系鑒權、消息封裝以及傳輸策略限制后,將數據發(fā)送給業(yè)務平臺?下行消息和上行過程類似3 .應用實例3.1.車務通車務通業(yè)務是使用支持衛(wèi)星定位、基站定位的手持終端含或安裝在車輛的上的車載終端,基于中國移動通信網絡,面向集團客戶提供的車輛/人員位置監(jiān)控與調度效勞.集團客戶可使用“車務通業(yè)務進行車輛定位及車輛調度,從而實現對車輛的有效治理和資源的最優(yōu)配置,降低運營和治理本錢.“車務通業(yè)務功能包括位置查詢、車輛監(jiān)控、調度治理、地圖操作等根本定位功能,以及基于特定行業(yè)應用的增值功能.3.2.農場治理通過物聯(lián)網實現農場治理,可幫助農業(yè)開展踏入信息化領域：1

11、1提升治理水平；2 2利用高科技手段實現高產高效農業(yè)；3 3實現“工業(yè)化的農業(yè)生產.農業(yè)標準化生產檢測系統(tǒng)就是將農業(yè)生產過程中,最關鍵的溫度、 濕度、 二氧化碳含量、 土壤溫度、土壤含水率的信息實時采集,利用 M2MM2M 運營支撐平臺和無線網絡,利用短信、WEBWEB、WAPWAP 等手段,讓從事農業(yè)生產的客戶實時掌握這些信息.GPRSGPRS 節(jié)水灌溉遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要由中央主控系統(tǒng)主計算機、GPRSGPRS 采集限制終端、電磁閥、田間濕度傳感器可測土壤濕度絕對值、氣象觀測站可測量氣溫、風向、風速等設備所組成.操作人員可坐在限制室里,對傳上來的氣象資料、 田間土壤濕度等數據進行綜合分析,利用

12、自動方式,足不出戶的對整個小區(qū)進行灌溉.同時還可以利用數據查詢系統(tǒng)和打印系統(tǒng),隨時記錄、查詢、打印整個灌溉小區(qū)的氣象資料、土壤濕度、灌溉設置、灌溉進程、灌水歷史記錄等數據.GPRSGPRS 節(jié)水灌溉遠程監(jiān)測系統(tǒng)網絡結構分為三層,第一層為限制中央由電腦和以太網組成；第二層為 GPRSGPRS 無線采集限制器RS6011GGPRSRTURS6011GGPRSRTU, ,該層和第一層之間無需電纜連接；第三層為傳感器采集與電磁閥,所有的傳感器與電磁閥和GPRSGPRS 無線采集限制器只需要用一根電纜連接.3.3.網優(yōu)路測4 .方案特點和創(chuàng)新點4.1.方案特點? ?標準化的軟硬件接口,增加了終端廠家對模塊的選擇范圍? ?通過模塊化和常用硬件的使用