M2M(机器对机器)让不同类型的通信技术有机地结合在一起，提供了设备、后台信息系统以及操作人员之间的信息共享。越来越多的领域开始运用到移动M2M技术，诸如恶劣环境下的设备监控、车辆运输路径跟踪、远程抄送电表数据等。市场调研机构IMS Research最新的调查报告显示，预计到2015年M2M模块出货量将超过1亿件。有人说,M2M将是继互联网之后新蓝海。本文将主要介绍M2M应用的相关IC产品、技术挑战以及市场趋势等。
M2M中的短距离无线技术
各种通信技术是实现机器与机器“对话”的关键。部署M2M网络系统时，必须将GSM、CDMA、GPRS等长距离通信技术与Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等短距离无线技术相结合。泰利特(Telit)的专家指出，如果没有这些短距离无线技术的加入，所有的应用只能通过可覆盖大范围的蜂窝模块来通信，这必将耗费大量成本。但迄今为止，尚没有一种短距离无线标准能主导M2M市场。
由于具有低功耗、低数据率、等成本、支持大量网络节点等特性，Zigbee在工业无线控制、环境监控等领域得到广泛的认可。而在家庭局域网方面，Z-Wave一直是Zigbee最大的竞争对手，其比Zigbee占用处理器资源更少，且运行在单信道，从而能免受无绳电话、微波炉等其他家庭设备的干扰。恩智浦资深行销业务经理陈石明表示，Z-Wave一直相当流行，但由于开放式标准涉及到相关技术的数目，它的发展速度始终落后于专有标准。如果ZigBee在智能电网系统中得到持续应用，并且出现更多获得业界肯定的设计，特别是在北美，英国和澳洲等地，ZigBee将有可能成为M2M市场上的主流标准。此外，无线Mesh网络可以让成百上千的Zigbee设备进行互连，Zigbee网络具有自形成和自愈能力。Mesh网络架构特别适合于有很多设备需要进行M2M连接比如传感器网络，增加了系统的可靠性和传输距离。
Wi-Fi是近年来用的较多的短距离无线技术。在M2M应用中，Wi-Fi的主要优势是可以使用现有网络、前后兼容性好、速率高。此外，还可以把语音、遥测、RFID相融合，一网多用，有效降低成本、减少干扰、简化管理。“尽管如今各种无线技术百花齐放，但Wi-Fi的增长势头非常强劲，未来有可能主导多种应用的市场。” 博通(Broadcom)嵌入式Wi-Fi无线产品线总监Brian Bedrosian指出：“Wi-Fi标准成熟、具有广泛的互操作性。从电脑到手机到电视机，越来越多的设备开始引入Wi-Fi接口。” CSR今年夏天推出的的支持全模式的车载产品CSR6031就将Wi-Fi应用到汽车中，CSR汽车及手持导航仪业务部高级产品经理Fabien Cure介绍，CSR6031支持Wi-Fi联盟的新标准Wi-Fi Direct。Wi-Fi Direct支持传统设备、互操作性以及私有"软接入点"运行通常不具备的安全性。Wi-Fi Direct支持"低功耗"性能，并且能显著提升手机运行速度。
在车载信息及娱乐系统中，一项更为热门的标准则是蓝牙。蓝牙在成本和耗电上胜过Wi-Fi，从表面看它似乎没取得太多成功，但实际上内装蓝牙的设备比Wi-Fi多的多。由于其功耗低且安全性较高，在遥测方面的应用也比较理想的。然而，在一般情况下，蓝牙只能同时连接8个设备，通信距离也短。这意味着只有当与其它无线技术配合使用时，蓝牙才能发挥更大的作用。例如，在局域网中可通过Wi-Fi来转发遥测信号。而蓝牙和Wi-Fi的互补在医疗应用中也可以大显身手，蓝牙可以弥补Wi-Fi易于敏感的医疗电子设备相干扰的不足。正如ADI亚洲区市场经理Nelson He所言：“目前在每个细分应用领域中，都不只一种标准，而是出现了多标准共存的情况。”
M2M发展瓶颈及应对
由于大多数M2M应用与行业需求紧密结合，当前M2M市场也面临着技术标准规范不统一、产业集中度低、终端形态多样、产业链中各环节缺乏协同等问题。不同行业的M2M需求都不同，要与不同标准和接口的设备终端互联。
为了加速推进各种设备的无线网络连接技术的开发、测试和应用，恩智浦发布了JenNet-IP软件源代码。JenNet-IP是一种增强型6LoWPAN网络层，专门针对基于IEEE 802.15.4标准的超低功耗网络而设计，适用于住宅和工业应用。由于它是一种基于IP的解决方案，具有出色的扩展能力，能够支持最多500台设备的大型网络，在有无网络网关的情况下均可工作。JenNet-IP具有超低功耗、射频范围大、占用存储空间小、总体拥有成本低等特性。恩智浦所推出的GreenChip智能照明解决方案就采用了JenNet-IP软件。恩智浦资深行销业务经理陈石明表示，通过开放JenNet-IP软件源代码，我们希望充分发掘全球成千上万应用开发人员的创造力，拓宽合作渠道，为住宅和工业环境的超低功耗无线控制网络建立一种真正的标准。
ADI亚洲区市场经理Nelson He表示，M2M发展遇到的主要问题主要在于没有统一的标准，相对传统系统成本更高，不同系统应用端技术的可靠性和成熟度要求不同。此外，功耗、带宽、成本和设计的复杂度也是要考虑的问题。高集成度的解决方案加上参考设计中的算法以及系统支持将会帮助客户加快进程，当然，对于IC厂商而言，需要提供开发低功耗和高带宽的芯片以及解决方案。以智能电网应用为例，新的设计需要IEC-61850和实时操作系统的支持, 在应用方案的推广中, 参考设计扮演了重要角色。而ADI的“from RF to Bits”解决方案可兼容802.15.4和Zigbee标准，简化了客户的系统设计难度。 [page]
在M2M模块行业具有数十年开发经验的泰利特，拥有短距离到长距离的多款无线产品，包括GSM、GPRS、CDMA、HSPA甚至HSPA+等。泰利特专家指出，M2M应用的最大瓶颈在于如何充分的利用M2M模块来满足不[FS:Page]同的应用需求，尤其是能够在提供硬件的同时提供增值的软件服务。泰利特为客户提供了量身定做的解决方案以降低客户成本和上市速度。此外，由于泰利特同一产品线的所有模块采用相同的封装和接口，用户可以方便的根据不用需求互换模块，从而也减少了客户的开发费用。
而CSR汽车及手持导航仪业务部高级产品经理Fabien Cure认为：“从技术角度而言，所有的元件都是现成的，只待政府来推行这项技术。蓝牙，Wi-Fi，GPS和3G应该足够让任何集成商建立一个M2M系统。”欧洲大力推行的e-Call工程就是一个很好的例子，e-Call会利用安装在车辆上的一个"黑匣子"硬件， 该硬件和全球卫星定位系统坐标一样，将部署的气囊和碰撞探测信息发送到当地紧急服务中心。这将为M2M在汽车、交通领域的应用带来巨大的发展机遇。
M2M垂直市场分析
虽然模块价格的下降、运营商网络接入费用的减少以及蜂窝网络的普及等因素促进了M2M应用的快速增长，但M2M在不同垂直应用的表现却有很大不同。
M2M垂直应用市场包括以下几大类：工业遥测技术(自动抄表、远程监控、工业安全)、支付系统(自动柜员机、支持终端和停车计时收费表等)、车辆远程控制(如车队管理、过路费收费、车辆恢复以及根据驾驶情况支付保费等)、车载应用(包括免提、远程通信系统、内置导航、紧急呼叫、远程诊断和内置报警等)以及家庭自动化等。
“目前在工业应用领域，智能电网、自动抄表、射频识别、智能楼宇都是在全球范围内非常有前景的应用领域，呈快速增长趋势。”ADI亚洲区市场经理Nelson He指出。针对智能电网应用，ADI提供基于高性能Blackfin处理器的以太网技术解决方案，支持带同步时序的IEEE-1588标准。还在无线抄表应用上提供高性能高可靠性的短距离无线通信技术和电力线载波方案。而在在智能家居方面，ADI拥有完整的“从射频到比特(from RF to Bits)”解决方案，包括无线射频，处理器以及各种传感器。
恩智浦资深行销业务经理陈石明也表示，智能电网在M2M领域将得到优先发展，而家庭自动化也有很大的潜力可挖掘。恩智浦近日推出的Greenchip智能照明解决方案让每个灯泡都有自己独一无二的互联网IP地址，让人们能通过智能手机、平板电脑、PC或电视监视和控制家中的每个灯泡，甚至可以管理整个“智能型”办公室、整栋建筑和整座工厂，实现节能照明互联网络，最大限度地节省能源。该方案让用户对设备运行的环境和功耗水平了如指掌，一旦出现问题就能发出警报，在管理能量的同时还实现了安全监控。
在电能监控方面，意法半导体也推出了自己的方案。“无线抄表只是智能电网的一小块应用，智能电网的关键是要做到能源的调配。” 意法半导体Nicon Yang指出，“对于个人用户来说，直观的了解家电的耗电量、耗电时间并实现远程监控可以有效的节约电能。”据Nicon介绍，可在电器的插头和家中的插座之间加入一个转换器。转换器中集成了意法半导体的STM32W微控制器和Zigbee芯片，实时的将用电信息传送至家庭智能中心，可方便的通过手机、iPad等终端进行监控。STM32W是STM32单片机家族中一员，内嵌了符合IEEE 802.15.4标准的2.4GHz射频基带处理器，接收灵敏度高达100dBm，可与附近的工作在同一频段(2.4GHz)的Wi-Fi和蓝牙网络共存。此外，STM32W还具有极低的功耗，在接收和发射模式下，功耗分别为27mA和31mA，有效延长了电池使用周期。
虽然业内对于M2M未来的前景都普遍持乐观的态度，但由于这项技术在成本、可靠性以及安全性方面的局限，短期内在一些特定行业还很难普及。例如，对于安全性要求较高的工厂自动化等领域，有线连接的方式更受青睐。此外，在医疗电子市场，这样的问题也同样存在。虽然这一市场对于蜂窝模块来说有巨大的潜力可挖，但需首先解决隐私保护可可靠性等关键问题。
