智能物联网终端模组方案计划

智能终端模组方案

V1.0

1. 方案概述

1.1. 研究背景

中国移动集团正在进行标准化通信模组的研发，主要目标是降低终端成本，延长终端寿命，其功能特点如下：

✓多种通信能力的集成，如：GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA

✓内嵌WMMP3.0协议

✓支持终端远程管理

✓丰富的硬件功能及接口

✓支持二次开发

✓标准化AT扩展指令

目前中国移动福建公司M2M业务支撑平台建设已经启动二期，以支撑自有业务为示范，吸引行业客户，深入物联网产业，进一步规范行业终端，力争将集团客户服务由通道服务提升至智能通道基础上，引领行业终端标准化。M2M 业务支撑平台以统一的终端接入适配框架支撑行业终端标准化的推进工作。1.2. 建设思路

根据物联网实际发展需求和福建移动M2M业务的发展现状，结合集团标准化终端模组的建设思路，福建移动计划建立智能化终端模组的研发项目，结合代表性的应用进行研究，在集团标准化终端模组基础之上，增加智能化管理、控制功能、网优和路测功能，支持WMMP2.0、3.0协议。

同时，根据移动集团在感知子网和感知外设的管理要求，在M2M平台侧扩展支持感知子网的管理和感知外设的管理模块。

1.3. 建设目标

根据福建移动智能化终端模组的实现思路，制定目标如下：

1.实现智能化终端模组，用于标准化终端通信的过程，实现面向感知外

设和感知子网的采集和管理，植入核心管理和服务能力，面向终端厂

商提供二次开发接口适配各个行业的定制化需求。同时要求系统的整

体结构灵活可扩展，能够根据不同的行业特点和行业需求进行灵活的

裁剪，以降低终端的成本。

2.物联网运营管理平台实现有线和无线的接入，配合智能化终端模组实

现感知外设和感知子网的管理，并能够将相应的能力开放给外部业务

系统，为各类用户提供管理接口。

3.在典型的物联网行业应用中验证和使用智能化终端模组，以实际运用

需求带动智能化终端模组的发展，进一步推动终端标准化进程。

下图是基于智能化终端模组的M2M业务的总体框架：

物联网感知子网

物联网感知外设

卫星

承载网与核心网

智能化终端模组位于感知层，用于采集感知外设和感知子网的信息，传送给M2M平台或者应用。

M2M平台扩展支持物联网感知外设和感知子网的管理，通过内置在智能化终端模组中的感知外设和子网的管理模块，实现对传感网节点信息的采集和管理。

2. 设计方案

2.1. 整体思路

在物联网应用中，很多情况下M2M终端是集中放置的（如智能停车场、

智能农场M2M终端布设等场合），如为每一个M2M终端配设具备

GPRS/TD/WLAN等远距离通信模块，会极大地增加成本。

从成本考虑，可将M2M前端拆分为感应-执行节点和通信节点，分别完成

信息感应执行和远程通信功能：每个感应执行节点通过射频/有线/Zigbee等短

距离通信手段与通信节点组成局域网，由通信节点负责同M2M业务平台远程通

信

感应执行节点

感应执行节点感应执行节点感应执行节点感应执行节点

2.2. 感应执行节点

感应执行节点由传感器、微处理器、执行机构和短距通信模块组成： （1）传感器负责完成如温湿度、光电感应、开关等各种模拟或数字量信

息;

（2）执行机构负责完成各种M2M 业务动作，如通过继电器打开水龙头

/电动机、或通信串口向LED 屏幕发送指令等

（3）近距离通信模块，通过13.65MHz/433MHz/Zigbee 等短距通信技

术同通信节点交互信息;

（4）微控制器是整个感应/执行节点的核心，协调节点终端工作。从应

用和成本考虑，一般采用ARM M3、TI MSP430、MCS51等低成本微控制器即可。

2.3. 通信节点

各类传感器

微控制器

近距离通信模块

执行机构

温度 湿度 光电

电动机 继电器

微处理器

近距离通信模块

远距离通信模块

感应 执行 节点 M2M

业务平台

通信节点主要完成感应/执行节点和M2M业务平台通信转发功能：

（1）近距离通信模块，通过13.65MHz/433MHz/Zigbee等短距通信技术同感应执行节点交互信息;

（2）远距离通信模块，通过GPRS/TD/有线网络同M2M业务平台交互信息

（3）微处理器是整个通信节点的核心，负责整个通信节点的控制、协调工作，完成通信协议包装、分析、转换功能; 考虑到通信节点还有可能承载部分业务功能，可采用ARM9/ARM11等较高性能的嵌入式处理器运行WindowsCE/Embeded Linux等嵌入式操作以提高开发效率。

（4）对复杂的M2M应用，可将通信节点和传感执行节点整合，省略近距离通信模块，回归传统的M2M终端模式。

2.4. 感知外设和子网管理方案

感知外设和子网的管理主要功能模块包括即时数据、历史数据、拓扑管理和用户管理。即时数据模块允许用户查看当天各个终端节点上传的数据，历史数据模块允许用户选择时间范围查看各个终端节点上传的数据，拓扑管理模块允许用户对设备节点进行重命名、新增、删除操作，用户管理模块允许用户更改密码，管理员用户可以进行新增用户、删除用户、授予权限等操作。普通用户不具备设备管理、用户管理权限。

主要管理的数据包括：站点数据、监测点数据和终端节点数据，一个站点包括多个监测点，一个监测点包括多个终端节点。节点间关系如下表所示：