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，主要目標是降低終端成本，延長終端壽命，其功能特點如下：?多種通信能力的集成，如：GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA?內嵌WMMP3.0協議?支持終端遠程管理?豐富的硬件功能及接口?支持二次開發?標準化AT擴展指令目前中國移動福建公司M2M業務支撐平臺建設已經啟動二期，以支撐自有業務為示范，吸引行業客戶，深入物聯網產業，進一步規范行業終端，力爭將集團客戶服務由通道服務提升至智能通道基礎上，引領行業終端標準化。M2M業務支撐平臺以統一的終端接入適配框架支撐行業終端標準化的推進工作。1.2. 建

2、設思路根據物聯網實際發展需求和福建移動M2M業務的發展現狀，結合集團標準化終端模組的建設思路，福建移動計劃建立智能化終端模組的研發項目，結合代表性的應用進行研究，在集團標準化終端模組基礎之上，增加智能化管理、控制功能、網優和路測功能，支持WMMP2.0、3.0協議。同時，根據移動集團在感知子網和感知外設的管理要求，在M2M平臺側擴展支持感知子網的管理和感知外設的管理模塊。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. 實現智能化終端模組，用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管理，植入核心管理和服務能力，面向終端廠商提供二次開發接口適配各個行業

3、的定制化需求。同時要求系統的整體結構靈活可擴展，能夠根據不同的行業特點和行業需求進行靈活的裁剪，以降低終端的成本。2. 物聯網運營管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管理，并能夠將相應的能力開放給外部業務系統，為各類用戶提供管理接口。3. 在典型的物聯網行業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發展，進一步推動終端標準化進程。下圖是基于智能化終端模組的M2M業務的總體框架：智能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M2M平臺或者應用。M2M平臺擴展支持物聯網感知外設和感知子網的管理，通過內置在智能實現對傳感

4、網節點信息的采集和管化終端模組中的感知外設和子網的管理模塊，理。2 .設計方案2.1. 整體思路在物聯網應用中，很多情況下M2M終端是集中放置的（如智能停車場、智能農場M2M終端布設等場合），如為每一個M2M終端配設具備GPRS/TD/WLAN等遠距離通信模塊，會極大地增加成本。從成本考慮，可將M2M前端拆分為感應-執行節點和通信節點，分別完成信息感應執行和遠程通信功能：每個感應執行節點通過射頻/有線/Zigbee等短距離通信手段與通信節點組成局域網，由通信節點負責同M2M業務平臺遠程通2.2. 感應執行節點溫度濕度光電執行機構電動機繼電器近距離通信模塊感應執行節點由傳感器、微處理器、執行機構

5、和短距通信模塊組成：(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)執行機構負責完成各種M2M業務動作，如通過繼電器打開水龍頭/電動機、或通信串口向LED屏幕發送指令等(3)近距離通信模塊，通過13.65MHz/433MHz/Zigbee等短距通信技術同通信節點交互信息；(4)微控制器是整個感應/執行節點的核心，協調節點終端工作。從應用和成本考慮，一般采用ARMM3、TIMSP430、MCS51等低成本微控制器即可。近距離通信模塊微處理器2.3. 通信節點遠距離通信模塊M2M業務平臺通信節點主要完成感應/執行節點和M2M業務平臺通信轉發功能:(1)近距離通信模塊，通過

6、13.65MHz/433MHz/Zigbee等短距通信技術同感應執行節點交互信息；(2)遠距離通信模塊，通過GPRS/TD/有線網絡同M2M業務平臺交互信息(3)微處理器是整個通信節點的核心，負責整個通信節點的控制、協調工作，完成通信協議包裝、分析、轉換功能；考慮到通信節點還有可能承載部分業務功能，可采用ARM9/ARM11等較高性能的嵌入式處理器運行WindowsCE/EmbededLinux等嵌入式操作以提高開發效率。(4)對復雜的M2M應用，可將通信節點和傳感執行節點整合，省略近距離通信模塊，回歸傳統的M2M終端模式。2.4. 感知外設和子網管理方案感知外設和子網的管理主要功能模塊包括即

7、時數據、歷史數據、拓撲管理和用戶管理。即時數據模塊允許用戶查看當天各個終端節點上傳的數據，歷史數據模塊允許用戶選擇時間范圍查看各個終端節點上傳的數據，拓撲管理模塊允許用戶對設備節點進行重命名、新增、刪除操作，用戶管理模塊允許用戶更改密碼，管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管理、用戶管理權限。主要管理的數據包括：站點數據、監測點數據和終端節點數據，一個站點包括多個監測點，一個監測點包括多個終端節點。節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#監測點(實際地點)11022#監測點11033#監測點110011#監測點一終端節點1101

8、11012#監測點一終端節點110212013#監測點一終端節點1103上表監測點完成傳感子網和外設數據的采集，與終端采集部分集成，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M2M平臺2.5. 業務流程?監測點代表實際的監測地點，通過RS232/485/Zigbee/射頻進行信息采集?通信站點負責多個監測點的數據傳輸，監測點通過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、WMMP消息封裝，并控制數據上傳的策略?通信站點通過WMMP-T2.0/3.0協議將數據上傳至M2M平臺?M2M平臺進行訂購關系鑒權、消息封裝以及傳輸策略控制

9、后，將數據發送給業務平臺?下行消息和上行過程類似3 .應用實例3.1. 車務通車務通業務是使用支持衛星定位、基站定位的手持終端（含手機）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/人員位置監控與調度服務。集團客戶可使用“車務通”業務進行車輛定位及車輛調度，從而實現對車輛的有效管理和資源的最優配置，降低運營和管理成本。“車務通”業務功能包括位置查詢、車輛監控、調度管理、地圖操作等基本定位功能，以及基于特定行業應用的增值功能。3.2. 農場管理通過物聯網實現農場管理，可幫助農業發展踏入信息化領域：1） 提升管理水平；2） 利用高科技手段實現高產高效農業；3） 實現“工

10、業化”的農業生產。農業標準化生產檢測系統就是將農業生產過程中，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M2M運營支撐平臺和無線網絡，利用短信、WEB、WAP等手段，讓從事農業生產的客戶實時掌握這些信息。GPRS節水灌溉遠程監測系統主要由中心主控系統（主計算機）、GPRS采集控制終端、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。操作人員可坐在控制室里，對傳上來的氣象資料、田間土壤濕度等數據進行綜合分析，利用自動方式，足不出戶的對整個小區進行灌溉。同時還可以利用數據查詢系統和打印系統，隨時記錄、查詢、打印整個灌溉小區的氣象資料、土壤濕度、灌溉設置、灌溉進程、灌水歷史記錄等數據。GPRS節水灌溉遠程監測系統網絡結構分為三層，第一層為控制中心由電腦和以太網組成；第二層為GPRS無線采集控制器（RS6011GGPRSRTU）,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GPRS無線采集控制器只需要用一根電纜連接。3.3. 網優路測4 .方案特點和創新點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，降低