Что такое m2m устройства
Межмашинное взаимодействие – что это такое?
Что такое M2M технологии?
Машины из года в год становятся «умнее». И пока фантасты и режиссеры голливудских фильмов создают шедевры о сговоре машин против человечества, обычные люди уже используют новые возможности для упрощения жизни: для разных задач в бизнесе, дома, при благоустройстве города – где угодно, практически в любых сферах. Машины научились обмениваться информацией между собой благодаря М2М. И это очень упрощает жизнь человечеству.
M2M (machine to machine) – это технологии, созданные для того, чтобы машины могли обмениваться информацией друг с другом либо передавать ее в одностороннем порядке. К ним относят как проводные, так и беспроводные системы мониторинга датчиков, а также различных параметров оборудования, включая температуру, местоположение, уровень топлива/запасов и т.д.
Технологии активно используются в системах безопасности и охраны, в здравоохранении, промышленных телеметрических системах, системах позиционирования и т.д.
М2М – часть понятия Internet of Things (IoT). Но «Интернет вещей» и М2М – это не одно и то же, хоть они часто обобщаются. «Интернет вещей» – более широкое понятие (о том, что подключено), а М2М – это неотъемлемая часть Internet of Things (о том, как подключено, с помощью каких инструментов).
По сути, обе эти технологии способствуют повышению эффективности и точности производственных процессов, а также способны в целом позитивно сказаться на общем качестве жизни человека. В некотором смысле, M2M стала основой для IoT, однако если в первой информация может передаваться как по беспроводному, так и по проводному соединению, подключение к интернету вещей всегда осуществляется через беспроводную связь.
IoT – подключение интеллектуальных устройств к сети для сбора данных, их анализа и принятия решений. M2M – прямое соединение между двумя устройствами.
Для обмена информацией между машинами используются проводные и беспроводные системы. Беспроводные технологии М2М взаимодействия применяются значительно чаще. Их внедрение требует меньше ресурсов – и денежных, и временных. Это быстрее, дешевле и удобнее. Но если применение беспроводных систем невозможно, то используют проводные. На производстве, где полно стали и бетона, сигналу проникнуть без провода очень непросто.
Беспроводная система М2М состоит из:
Как работают коммуникации М2М понятно, а вот в жизни какой с них толк? Пример применения «умной» технологии в жизни: если новый счетчик передает информацию о нагоревших киловаттах автоматически к поставщику услуги, и больше не нужно звонить или приглашать «на чай» контроллера для сверки показателей, значит, технологии IoT М2М в действии. Машина работает без или с минимальным вмешательством человека, облегчая жизнь, делая ее комфортнее, проще и безопаснее. Конечно, передача данных со счетчиков – не единственная выгода от общения машины с машиной для человека.
Пример: на установку «умных» счетчиков в Свердловской области потратят 76 миллионов рублей. Местные власти полагают, что цифровизация и использование интеллектуальных приборов поможет повысить эффективность работы коммунальных служб, оптимизирует учет данных, а также обеспечит контроль подключения к сети и решит вопрос с умышленным занижением показателей.
Кому и где полезны технологии М2М IoT?
Сегодня М2М IoT технологии используются очень широко – от беспроводного интернета и контроля водителей, чтобы они не сбивались с пути и не сливали горючее, до измерения температуры тела, давления пациента и установления его местоположения.
Возможности систем М2М позволяют облегчить жизнь в любой сфере. И не только жизнь, но и бизнес: просканировал товар и уже есть информация о том, сколько остатков на складе – никаких пропаж и недостач, или установил GPS-датчик контроля на авто и есть данные о местоположении водителя на карте города.
M2M-системы используют даже для создания «умных» городов, что делает жизнь в мегаполисах комфортнее и безопаснее. Технологии уже активно используют в Сингапуре – самом «умном» городе мира, а также в Копенгагене, Лондоне, Стокгольме, Цюрихе, Барселоне, Амстердаме, Женеве, Сан-Франциско, Чикаго, Нью-Йорке, Мельбурне, Токио, Сеуле, Берлине.
С 2018 года в России начал действовать проект «Умный город», который стал частью «Цифровой экономики» – программы по комплексной трансформации и цифровизации социальной и экономической сфер. По данным за 2019 год, в нем примут участие 37 городов страны (утверждены в качестве пилотных).
Что важно знать о технологии eSIM IoT/M2M для B2B рынка?
Умные устройства стали окружать нас повсеместно: дома, на улице, на работе, не говоря уже о современном заводе или автомобиле. Этим устройствам для функционирования необходима мобильная связь. eSIM – это технология, которая позволяет удалённо загружать абонентский профиль в IoT и M2M оборудование.
Абонентский профиль загружается на встроенный в оборудование eSIM-микрочип. Обычная SIM-карта и SIM-чип не позволяют изменить владельца без похода к оператору связи и замены физического носителя. Технология eSIM позволяет удаленно «перепрошить» устройство и загрузить туда новый абонентский профиль.
Использование eSIM упрощает процедуру тестирования устройств интернета вещей, снижает себестоимость и затраты на логистику и обслуживание SIM-карт. Технология позволяет повысить и надежность оборудования: устройство можно сделать полностью герметичным, а форм-фактор SIM-чипа делает его практически не подверженным внешнему влиянию, такому как перепады температур или вибрации.
Рис. 1. Форм-факторы SIM-карт и SIM-чипа MFF2
Оборудование реализует свое функциональное предназначение посредством установленной SIM-карты IoT/M2M: отправляет или получает через интернет инструкции к действию или собранную информацию (например, отправка показаний электросчётчиков или получение команды автосигнализацией на разблокировку дверей автомобиля); или по входящему звонку/SMS выполняет соответствующую инструкцию (например, открытие шлагбаума во дворе или включение отопления в загородном доме).
Такой подход распространён при штучном использовании IoT/M2M оборудования, при котором можно пренебречь (по сравнению с массовым использованием) тратой ресурсов владельца IoT/M2M оборудования на предварительную настройку, проверку функциональности и обслуживание оборудования.
Форм-факторы SIM-карт бывают нескольких видов:
Например, если устройство эксплуатируется в неблагоприятной уличной среде, то рано или поздно мы вспомним один из постулатов, что «электрика – это наука о контактах»; другими словами, со временем контакты в SIM-слоте IoT/M2M оборудования окислятся и потеряется электрическая связанность с SIM-картой, а IoT/M2M оборудование потеряет требуемую функциональность.
Или если мы ведем речь о большом количестве однотипных устройств и задач:
Решить проблемы с надёжностью SIM-карты можно, если при производстве M2M устройств сразу использовать не обычную SIM-карту, а так называемый SIM-чип стандарта MFF2 (см. картинку). SIM-чип впаивается при производстве в оборудование и вместе с иными элементами для защиты от агрессивной внешней среды может покрываться защитным слоем лака. SIM-чип выполняет ту же функциональную роль, что и пластиковая SIM-карта. В дополнении, у SIM-чипа есть ещё дополнительные преимущества: начиная с маленьких размеров, позволяющих уменьшить габариты оборудования; до дополнительных параметров надёжности и отказоустойчивости. МТС более 10 лет поставляет SIM-чипы для IoT/М2М рынка, подробности про SIM-чипы доступны по ссылке: moskva.mts.ru/business/internet-veshhej-iot/simchipi.
Рис. 2. Фото SIM-чипа MFF2
SIM-чипы, как и SIM-карты, в соответствии с законодательством РФ, операторы связи передают своим абонентам только после заключения Договора на оказание услуг связи. Заводы производители IoT/M2M оборудования (далее Завод), получающие и впаивающие SIM-чипы от оператора связи не являются конечными пользователями IoT/M2M оборудования. Заводы продают оборудование на внешний рынок. Именно здесь появляется особенность SIM-чипов, связанная с их «неизвлекаемостью». При перепродаже IoT/M2M оборудования с впаянным SIM-чипом его нельзя изъять и установить новый (всё же запаяно), потому требуется корректное перезаключение Договора на каждый SIM-чип с новым пользователем оборудования или корректного заведения в ЕСИА (в соответствии с законом «О связи»).
Процедура перезаключения Договора на каждый SIM-чип может затянуться при увеличении объёмов и количества клиентов, не говоря уже о случаях переоформления, если оборудование продаётся помимо РФ ещё и в другие страны.
У Заводов и клиентов в дальнейшем могут возникать вопросы уже не сколько технические, сколько административные. Что будет, если устройство сделали в одном регионе РФ, а используется в другом? Кто заключает Договор на оказание услуг связи с оператором связи? Кто и как оплачивает услуги связи на этих устройствах? Если пользователь и владелец оборудования разные организации, то как быть с дебиторской задолженностью? Как правильно переоформлять номера с лицевого счета производителя на лицевой счет пользователя устройства?
Как минимум, для закрытия подобных вопросов можно использовать разработанную Ассоциацией GSM технологию Remote SIM Provisioning (RSP) для eSIM M2M (далее технология eSIM M2M).
Две технологии eSIM
Нужно сделать уточнение, что на текущий момент в мире есть 2 технологии eSIM от GSMA:
Рис. 3. Пример технологии eSIM для Смартфонов
Но что же делать с IoT/M2M устройствами? Ведь у них может не быть камеры, клавиатуры, экрана.
Рис. 4. Упрощённое изображение счётчика воды с встроенным SIM-чипом
Спросим проще:
— Как счётчиком воды без камеры можно отсканировать QR-код?
— Ответ: никак!
— Но ведь как-то удалённо «по воздуху» МТС загружает цифровую SIM-карту в оборудование? Как?
На все эти вопросы может ответить технология eSIM IoT/M2M.
Технология eSIM M2M
Технология eSIM M2M подразумевает под собой экосистему, которая состоит из нескольких составляющих:
Компания МТС в 2020 году запустила в коммерческую эксплуатацию платформу Subscription Manager (класса RSP), которая обеспечивает процесс удалённого управления eSIM для M2M/IoT.
Рис. 5. Схематическое изображение загрузки цифровой SIM-карты в оборудование с eSIM
Платформа Subscription Manager для управления eSIM IoT/M2M состоит из двух функциональных модулей:
Кроме самой платформы Subscription Manager, согласно спецификации GSMA, в экосистеме eSIM есть и другие участники:
Взаимодействие между элементами экосистемы осуществляется по стандартизированным GSMA протоколам (API) ES1 – ES8, каждый из которых содержит определенный набор команд, с помощью которых и происходит информационный обмен между элементами. Это заранее определённый набор команд, с помощью которых реализуется функциональность eSIM, например, команда «Загрузить профиль», «Удалить профиль», получить информацию о статусе eSIM, «Активировать профиль», сделать профиль профилем по умолчанию на eSIM и т.п.
Другими словами, GSMA даёт инструмент — некую закрытую и гарантированно работающую экосистему eSIM с набором API, а вот как этот инструмент встроить в свои бизнес-процессы и в свою инфраструктуру, чтобы приносить конечную ценность от eSIM абоненту, каждый оператор связи решает сам.
Логика работы бизнес подсистемы операторов связи (BSS – business support system) с технологией eSIM M2M не покрывается стандартами GSMA и реализация этого процесса остаётся на усмотрение оператора связи. Рассмотрим ниже пример встраивания и работы технологии eSIM M2M в операторе связи.
Пример работы eSIM M2M в сети оператора связи
В качестве примера взаимодействия BSS оператора связи и экосистемы eSIM приведём пример удалённой загрузки «по воздуху» профилей в IoT/M2M оборудование с eSIM.
Вводные данные: абонент (В2В клиент) заключил Договор на оказание услуг на десять тысяч единиц IoT/M2M оборудования с eSIM M2M.
Задача: от оператора связи требуется загрузить на эти десять тысяч единиц IoT/M2M оборудования соответствующие абонентские профили.
Описание того, что происходит внутри оператора связи:
Жизненный цикл eSIM-чипа в российском оборудовании на примере одного из клиентов
В МТС обратился производитель IoT/M2M оборудования — электросчётчиков с возможность отправки показаний через мобильную сеть (для определённости назовём его Клиент_1). У Клиента_1 есть потребность упростить процесс производства, исключить брак и повысить надёжность оборудования.
Для решения данной задачи была использована технология eSIM M2M совместно с eSIM-чипами форм-фактора MFF2.
Клиент_1 получает у оператора связи eSIM-чипы MFF2 (первый профиль уже находится на eSIM-чипе и ничего загружать не требуется).
Жизненный цикл eSIM-чипа у Клиента_1 обычно выглядит так:
Bootstrap – специальный режим, его ещё называют загрузочный режим (эдакий «спящий режим»), при котором Клиент_1 перестает оплачивать счета оператору связи по данному устройству. При этом, в режиме bootstrap устройство, зарегистрированное в мобильной в сети, способно принимать служебные команды для eSIM M2M, если, конечно, на него подано электропитание (оно включено).
Жизненный цикл eSIM-чипа продолжается после его продажи IoT/M2M оборудования на внешний В2В рынок конечному клиенту (пользователю IoT/M2M оборудования), для определённости назовём его Клиент_2.
Продолжение жизненного цикла eSIM-чипа.
7. Клиент_1 продаёт Клиенту_2 IoT/M2M оборудование с встроенным eSIM чипом.
8. Клиент_2 заключает с оператором связи Договор на оказание услуг связи для купленного IoT/M2M оборудования с eSIM.
9. Оператор связи в режиме реального времени выполняет загрузку профилей на всё оборудование Клиента_2.
10. Оборудование клиента готово к работе по назначению.
11. По окончанию использования IoT/M2M оборудования с eSIM клиент может его утилизировать и расторгнуть Договор или перепродать далее.
Рис. 8. Схема использования нескольких профилей на eSIM-чипе
Какие преимущества даёт технология eSIM M2M?
Для производителя оборудования IoT/M2M оборудования (Клиент_1):
Жизненный цикл eSIM в зарубежном оборудовании
В современном мире с его интеграционными процессами, глобализацией и унифицированным производством возможна ситуация, когда на одном заводе производится однотипное IoT/M2M оборудование на весь мир с однотипными eSIM-чипами.
В этот момент появляется открытый вопрос: по каким тарифам будет работать такое оборудование с зарубежными eSIM-чипами? Как заключить договор с зарубежным оператором связи? Как оплачивать зарубежному оператору услуги связи? Как работать с зарубежной технической поддержкой? И многое другое. Все подобные открытые вопросы может снять технология eSIM IoT/M2M.
Для IoT/M2M оборудования, произведённого за границей с заграничными eSIM-чипами возможен быстрый выход на рынок РФ. Оператор связи выполняет предварительную интеграцию своего хранилища профилей (SM-DP) с зарубежным SM-SR – это единственное предварительное условие, которое должно быть выполнено для выхода на российский рынок зарубежного оборудования.
Технологически схема работы будет выглядеть как указано ниже.
Рис. 9. Схема загрузки профиля на зарубежные eSIM-чипы
Жизненный цикл eSIM в зарубежном оборудовании выглядит так:
Мы занимаемся развитием технологии eSIM IoT/M2M совместно с основными производителями и дилерами модемов (модулей связи) для IoT/M2M оборудования. Для гарантирования полной совместимости модулей связи от различных производителей с технологией eSIM IoT/M2M мы проводили ряд совместных испытаний с компаниями:
Авторы: Туркин Андрей, руководитель направления eSIM IoT/M2M,
Михайлов Евгений, ведущий архитектор eSIM IoT/M2M
Что такое M2M: как машины общаются друг с другом и зачем это нужно
По прогнозам, рынок услуг M2M, или межмашинных взаимодействий вырастет к 2024 году почти на 29%. Мир движется к Индустрии 4.0, где аналитика, искусственный интеллект (ИИ) и интернет вещей (IoT) управляют принятием решений и производительностью.
В статье мы расскажем, что такое M2M, чем оно отличается от интернета вещей и зачем используется. Вы можете встретить мнение, что M2M и IoT — это одно и то же, на самом деле — их не стоит смешивать. Путаница возникает, потому что грань между этими понятиями довольно тонкая, обе технологии используют совместно и иногда сложно отделить одну от другой.
Что такое межмашинные взаимодействия
M2M расшифровывается как Machine-to-Machine, взаимодействие «от машины к машине». Это означает, что есть минимум два устройства, которые обмениваются данными между собой. Способ передачи данных не важен — важно, чтобы они перемещались между «машинами».
К М2М не относят взаимодействие машины с человеком. Например, у вас есть калькулятор. Вы вводите числа и видите результат — второй машины здесь нет, поэтому нет и М2М. А вот если калькулятор передает эти числа в какую-нибудь базу данных — то между калькулятором и базой данных возникает взаимодействие M2M.
Интернет для M2M-взаимодействия не обязателен. Телевизор принимает сигнал от телестанции — это M2M, взаимодействие телевизора и телевышки. Ваш смартфон подключается к вышке или к точке доступа Wi-Fi — между ними возникает M2M-взаимодействие.
В чем разница между M2M и IoT
Давайте посмотрим, какие есть отличия у интернета вещей и межмашинного взаимодействия.
IoT — это интернет вещей, то есть сеть, которая включает в себя устройства, каналы связи, варианты взаимодействий и способы передачи данных. M2M — не такое глобальное понятие, оно описывает только само взаимодействие между устройствами. IoT всегда включает отдельные M2M-взаимодействия.
Например, у нас есть умный чайник, который передает температуру воды на смартфон. Чайник и смартфон — умные узлы IoT, а передача данных между ними— M2M-взаимодействие.
Например, M2M-взаимодействия возникают в коммуникациях таких умных устройств:
Такое взаимодействие между устройствами нужно там, где требуется автоматизировать процесс или собирать и анализировать много данных. Машины справляются с этим лучше, чем люди.
M2M: что из себя представляет и где применяется
Machine-to-machine или M2M-устройства, что это и где используется? В основу этих инфо технологий положены принципы взаимодействия объединенных устройств при помощи проводных или беспроводных связей. Используется при обмене данными в двух- или одностороннем направлении, предусматривая допустимость отслеживать объединенные в систему элементы.
Пользуясь различными технологическими устройствами, мы редко вникаем в суть принципов функционирования разного рода техники. Интернет-соединение стало способом коммуникации не только нас с вами, но и различной техники. В информационной индустрии прочно укрепился термин M2M. Если выражаться простым языком, то это не что иное, как межмашинное взаимодействие. Под этим понятием можно понимать как «интернет вещей».
Разобрать детально, каким образом происходит взаимодействие в m2m iot (m2m протокол) можно на таком несложном примере:
По подобным схемам работает вся технология m2m. Развитие этой области и использование данного принципа взаимодействия дали возможность изменить постулаты управления бизнесом на лучшее. Кроме этого, эта технология открывает для себя новые горизонты развития.
С чего все начиналось?
Пилотным проектом по межмашинному взаимодействию m2m, который был реализован в бизнес-сфере, считается система OmniTRACS фирмы Qualcomm. Эта система начала осваиваться с 1989 года. Ее предназначение – трекинг коммерческого автотранспорта.
Но признание к «интернету вещей» пришло несколько позже, а именно во временные рамки с 2008 по 2009 года. Именно в это время было зафиксировано, что число взаимодействующей в общей системе техники превышает количество людей, населяющих Землю. Именно в этот период состоялось превращение «интернета людей» в «интернет вещей».
В Россию волна межмашинного взаимодействия докатилась к началу 2000-х, когда всюду начали появляться терминалы для оплаты на прошивке GPS и Glonas, оснащенные промышленными модемами. И сегодня наша страна занимает одно из первых мест по самому большему числу установленных платежных терминалов.
Кроме этого принципы взаимодействия технологических устройств используются в торговле, навигации, системах безопасности и даже на промышленных объектах. В промышленности они реализуются в виде автоматизированных систем контроля параметров производственного процесса, а данные аккумулируются на общем сервере, где они и анализируются. То есть машина самостоятельно принимает решение о том или ином действии. Уже сегодня межмашинное взаимодействие входит с сельское хозяйство, а это путь к высокому развитию, сокращению штата сотрудников и как итог – максимизация прибыли.
Сюда же относится оснастка морских судов системами VSAT, позволяющей наладить канал постоянной связи с сушей даже без вмешательства человека. Такие технологии не только положительно сказываются на рентабельности всего судоходного дела, но и повышают уровень безопасности.
Использование m2m-оборудования в концепции «Умный город» дает возможность существенно улучшить качество жизни и безопасности жителей. Первые удачные примеры реализации состоялись в таких населенных пунктах, как Амстердам, Стокгольм, Сеул и Нью-Йорк.
Можно выделить следующие цели внедрения M-to-M:
Стандарты связи M2M коммуникаций
Взаимодействие обеспечивается безлицензионными частотами LPLA и LPWA или лицензируемыми – Cellular M2M и LPWA. Связь при использовании последнего вида частот причем предоставляются только операторами сотовой связи. Эти категории включают в себя различные методологии передачи данных.
M2M-решения – это распространенный способ для организации разного рода систем безопасности, промышленности и прочее. Но в основном все устройства передачи информации транслируют сигнал 2G, относящийся к лицензируемым частотам. При помощи сетей EDGE и GPRS передают небольшое количество данных, но имеют обширную зону по сравнению с более прогрессивными аналогами.
Дальнейшее развитие
Развитие межмашинного взаимодействия всегда актуально. Ведутся разработки по приданию устройствам большей функциональности, уменьшению габаритов систем, повышению надежности и упрощению в управлении. Кроме этого, ожидается скорое появление способа гармонизировать стандарты связи.
То, что «интернету вещей» есть куда развиваться далее является очевидным и само собой разумеющимся фактом. Мы уже стали свидетелями появления систем подключения бытовой техники по ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi, «умного дома», систем наблюдения за детьми и прочего. Многообещающие пути развития – область телемедицины, систем авто-управления транспортными средствами и «умные города». И конечно, перспективы развития machine-to-machine в бизнес-сфере в наше время не имеют границ.
Бесплатная консультация
Мы бесплатно подберём оптимальное решение для Вашего объекта и разработаем концептуальный проект с оценкой бюджета!
Для уточнения условий предоставления услуги, пожалуйста, обратитесь по бесплатному телефону 8-800 301 24 45, по email: office@intelvision.ru или оставьте контакт и мы свяжемся с вами.
Вы также можете записаться на бесплатную онлайн* видео-консультацию с специалистом компании INTELVISION в удобное для вас время.
*Мы используем бесплатные для вас и удобные инструменты видеоконференций такие как Zoom и Google Meet не требующие установки дополнительного программного обеспечения и работающие прямо из браузера.
Проектирование
Компания INTELVISION выполяет разработку проектной и рабочей документации по инженерными и слаботочным системам, систамам автоматизации и безопасности.
Мы также работаем в среде Audodesk Revit и выполняем проекты с использованием BIM информационного моделирования.
Реализация
Мы внедряем решения на всех этапах: от поставки оборудования до пусконаладки и технического обслуживания.
За 12 лет на рынке компания INTELVISION выполнила более 100 комплексных проектов и зарекомендовала себя как надёжного технологичного партнёра. Компания обладает опытом, технической базой и штатом квалифицированных инженеров и программистов для реализации задач любого масштаба.