未來(lái)，伴隨著(zhù)智能設備數量的不斷增長(cháng)，人與人之間的通信業(yè)務(wù)的規模將會(huì )被更大數量的機器對機器（M2M）通信業(yè)務(wù)超越。目前，機器的數量已經(jīng)至少是人類(lèi)數量的4倍，未來(lái)，M2M的通信具有巨大的市場(chǎng)潛力。


M2M的市場(chǎng)不僅限于通信業(yè)，伴隨著(zhù)工業(yè)大數據和物聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)，雙向通信，遠距離收集信息、設置參數和發(fā)送指令將成為智能網(wǎng)絡(luò )設備的主要通信方式，M2M的應用領(lǐng)域將無(wú)所不在。


M2M的設備互聯(lián)包括了有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)的連接方式，在連接的過(guò)程中，逐漸演進(jìn)和發(fā)展出各類(lèi)總線(xiàn)技術(shù)、接口標準和通信協(xié)議。



M2M物理連接

串行通信

在串口通訊領(lǐng)域，串行通信協(xié)議主要包含了 EIA、USB和IEEE1394， 其中EIA中又包含了EIA-232、EIA-422、EIA485三種常見(jiàn)的通信接口協(xié)議，在工業(yè)領(lǐng)域EIA標準占據著(zhù)統治地位。USB則在IT領(lǐng)域被廣泛應用。IEEE1394作為高速串行總線(xiàn)和其純數字接口的特性，外加即插即用的功能，使其未來(lái)的前景被大多數人看好。

設備與設備的總線(xiàn)連接

在以太網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域，包含了實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)和基于以太網(wǎng)技術(shù)的IT網(wǎng)絡(luò )。工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )由現場(chǎng)總線(xiàn)和工業(yè)設備構成。


世界上存在著(zhù)大約四十余種現場(chǎng)總線(xiàn)，這些現場(chǎng)總線(xiàn)大都用于過(guò)程自動(dòng)化、醫藥領(lǐng)域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線(xiàn)占有80%左右的市場(chǎng)?，F場(chǎng)總線(xiàn)包括并不限于：
1、基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（FoundationFieldbus 簡(jiǎn)稱(chēng)FF）
2、CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域網(wǎng)）
3、Lonworks
4、DeviceNet
5、PROFIBUS/PROFInet
6、HART
7、CC-Link
8、WorldFIP
9、INTERBUS
10、SwiftNet
11、ControlNet和Ethernet/IP


其中，國內工業(yè)總線(xiàn)有
- EPA
- G-link,
- Symotion
- NCUC-BUS

國際上形成的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的四大陣營(yíng)
主要用于離散制造控制系統的是：
Modbus-IDA工業(yè)以太網(wǎng)
Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)
PROFInet工業(yè)以太網(wǎng)
主要用于過(guò)程控制系統的是：
Foundation Fieldbus HSE工業(yè)以太網(wǎng)


機器互聯(lián)M2M的通信協(xié)議

Modbus 協(xié)議

Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò )（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準。有了它，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)行集中監控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請求訪(fǎng)問(wèn)其它設備的過(guò)程，如果回應來(lái)自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。當在一Modbus網(wǎng)絡(luò )上通信時(shí)，此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò )上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉換為在此網(wǎng)絡(luò )上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網(wǎng)絡(luò )解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。

Modbus協(xié)議支持傳統的RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)絡(luò )。許多工業(yè)設備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標準。

OPC / OPC UA 協(xié)議

OPC全稱(chēng)是OLE for Process Control，是一個(gè)應用使能的技術(shù)標準，它的出現為基于Windows的應用程序和現場(chǎng)過(guò)程控制應用建立了橋梁。在過(guò)去，為了存取現場(chǎng)設備的數據信息，每一個(gè)應用軟件開(kāi)發(fā)商都需要編寫(xiě)專(zhuān)用的接口函數。由于現場(chǎng)設備的種類(lèi)繁多，且產(chǎn)品的不斷升級，往往給用戶(hù)和軟件開(kāi)發(fā)商帶來(lái)了巨大的工作負擔。通常這樣也不能滿(mǎn)足工作的實(shí)際需要，系統集成商和開(kāi)發(fā)商急切需要一種具有高效性、可靠性、開(kāi)放性、可互操作性的即插即用的設備驅動(dòng)程序。在這種情況下，OPC標準應運而生。

OPC是為了連接數據源(OPC服務(wù)器)和數據的使用者(OPC應用程序)之間的軟件接口標準。數據源可以是PLC，DCS，條形碼讀取器等控制設備。隨控制系統構成的不同，作為數據源的OPC服務(wù)器即可以是和OPC應用程序在同一臺計算機上運行的本地OPC服務(wù)器，也可以是在另外的計算機上運行的遠程O(píng)PC服務(wù)器。OPC接口既可以適用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把最下層的控制設備的原始數據提供給作為數據的使用者(OPC應用程序)的HMI(硬件監督接口)／SCADA(監督控制與數據采集)，批處理等自動(dòng)化程序，以至更上層的歷史數據庫等應用程序，也可以適用于應用程序和物理設備的直接連接。所以OPC接口是適用于很多系統的具有高厚度柔軟性的接口標準。

OPC UA基于OPC基金會(huì )提供的新一代技術(shù)，提供安全，可靠和獨立于廠(chǎng)商的，實(shí)現原始數據和預處理的信息從制造層級到生產(chǎn)計劃或ERP層級的傳輸。通過(guò)OPC UA ，所有需要的信息在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)對每個(gè)授權的應用，每個(gè)授權的人員都可用。 這種功能獨立于制造廠(chǎng)商的原始應用，編程語(yǔ)言和操作系統。 OPC UA是目前已經(jīng)使用的OPC 工業(yè)標準的補充，提供重要的一些特性，包括如平臺獨立性，擴展性，高可靠性和連接互聯(lián)網(wǎng)的能力。 OPC UA不再依靠DCOM，而是基于面向服務(wù)的架構(SOA),OPC UA的使用更簡(jiǎn)便?，F在，OPC UA已經(jīng)成為獨立于微軟,UNIX或其他的操作系統企業(yè)層和嵌入式自動(dòng)組建之間的橋梁。

SNMP 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議

無(wú)論是以工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )還是在基于以太網(wǎng)技術(shù)的IT網(wǎng)絡(luò )，或是基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的電信網(wǎng)絡(luò )，基于TCP／IP的通信協(xié)議被廣泛應用，通過(guò)IP尋址，設備之間可以建立通訊聯(lián)系，再以各種應用層的通訊協(xié)議進(jìn)行交流互動(dòng)。

SNMP 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議，這個(gè)被稱(chēng)為簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議，實(shí)際上是高度抽象了M2M之間的通信方式，只用了Get, Set 和Ｔrap三種通信方式，就可以做到機器和機器之間的相互交流。