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機器對機器（M2M）操作或任何一般的智能設備的特點是可通過網絡連接訪問的設備。隨著最近無線能力和覆蓋范圍的增加——蜂窩、無線 LAN 和近場通信（NFC）——以及硬件和連接成本的迅速降低，可以連接的機器數量正在顯著增加。這些機器組成了一系列設備，從房主可以通過任何帶有 Web 瀏覽器的設備訪問的智能恒溫器，到自動向公用事業公司報告燃氣使用情況的智能燃氣表，再到自動流式傳輸的智能相框等消費設備存儲在網站上的圖片到相框。

當前的 M2M 功能實際上與任何其他計算機操作相同；設備使用 Web 發送和接收數據，通常來自云服務或后端服務器。數據存儲在這些服務器上，然后由操作員使用通用 Web 瀏覽器查看。移動應用程序允許從智能手機或平板電腦訪問和傳輸數據或命令到智能設備，云服務或后端服務器在這些操作中充當控制點。

設計人員在實施 M2M 功能時面臨更多挑戰。可靠網絡的復雜性影響了設備功能的可信度。增強安全性、可靠性和效率的網絡實踐被添加到設備設計要求中。

M2M 設計挑戰

通過將他們的任務和職責與幾年前嵌入式系統工程師所需的任務和職責進行比較，可以說明今天 M2M 設計人員面臨的挑戰。要構建嵌入式系統，工程師會選擇所需的傳感器、執行器、鍵盤，可能還有字符顯示器；將它們連接到連接到微處理器的 I/O 端口；并通過匯編和/或 C 程序的某種組合運行一切。他們通常借助允許斷點和單步操作進行調試的在線仿真器和軟件。如果該設備連接到任何外部設備，則很可能是通過 RS-232 而不是網絡。沒有真正需要了解文件系統結構、用戶和組權限或網絡協議的復雜性。這些細節是 IT 部門的領域。

相比之下，M2M 設計人員必須彌合數字/模擬/軟件工程師和 IT 網絡工程師之間的差距。他們必須能夠在 shell 的命令行上自如地工作。由于 M2M 系統包含運行現代操作系統（OS）的嵌入式處理器和網絡堆棧，因此 M2M 設計人員必須獲取或構建和修補內核，獲取或編寫可識別的設備驅動程序，并設置大量啟動和配置腳本。他們還必須添加代碼來讀取傳感器或寫入應用程序所需的執行器。

M2M 設計過程的另一個步驟是在設備從網絡中掉線或使用不同的 IP 地址重新聯機時連接并準備好響應。在具有域名系統（DNS）的 LAN 上的 Wi-Fi 或藍牙的情況下，這可以由操作系統自動處理，但當使用 RF 或蜂窩調制解調器連接到 Internet 時，將需要干預和特定的命令知識。電源管理不容忽視。如果沒有為應用程序正確設置，操作系統可能會使重要功能自動進入睡眠狀態或浪費寶貴的電池電量。文件權限和其他安全措施通常不是本地嵌入式系統關心的問題，但 M2M 設計人員最好小心。

在完成設備設計之前，M2M 工程師必須獲得并很可能設置系統連接的服務器和數據庫表的工作知識。如果 M2M 設計人員負責呈現數據，那么他們的工具包中應該至少具備 CSS、HTML、PHP 和 Java 的工作知識。

M2M 設計師的一個理想特質是能夠不受快速變化的影響。手機和平板電腦的消費市場正在推動 M2M 行業，設計師可能需要數周或數月才能熟悉的硬件和工具可能會在一年內更新或更改。好消息是，通過適當的規劃和謹慎，設計師在連接設備中投入的所有工作都將在未來轉化為更新、更快、更便宜的平臺。

軟件框架滿足 M2M 連接需求

M2M 開發工具變得更加用戶友好，并且可以在線獲得強大的個人和企業支持社區。OpenEmbedded 軟件框架和Yocto 項目支持 Linux 用戶的一系列硬件開發平臺，并提供管理內核和文件系統工作的方法。許多工程師已經熟悉 Microsoft 的.NET Compact Framework及其功能。此外，一些調制解調器制造商將強大的處理器嵌入到他們的產品中，使緊湊型 COTS M2M 系統成為可能。

Galixsys Networks 提供適用于 Linux 或 Android 平臺的軟件框架，該平臺使用通用網關接口（CGI）協議，該協議專為滿足使用連接設備的開發人員的需求而設計。Andromeda 框架（參見圖 1 中的框圖）利用標準 HTTP 數據流來實現即時 M2M 通信能力和唯一設備識別。通過命令和數據有效負載結構，設備以自然二進制進行通信，無需標記語言。通過對 Web 進行近乎實時的控制，這可以提高安全性并減少帶寬。

圖 1：新的命令和數據服務層將典型的客戶端服務器模型轉換為 M2M 配置。