CN102026420B

CN102026420B - 一种m2m终端和m2m数据传输方法

Info

Publication number: CN102026420B
Application number: CN 200910177507
Authority: CN
Inventors: 刘越; 刘玮; 肖青; 王红梅; 杨剑; 于蓉蓉; 赵立君
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: CN102026420A

Abstract

本发明公开了一种M2M终端和M2M数据传输方法，网络通信单元通过第一接口与通信控制单元之间进行通信链路维护数据的交互，接口1为M2M通信模组内部接口，可以实现几十至几百Mbps的通信速率，从而提高在工作环境中的通信链路维护效率；通过第二接口与本地应用逻辑之间进行M2M应用数据的交互，由于M2M终端上通信链路维护部分的信息交互(网络通信单元与通信控制单元之间的交互)在通信模组内部实现，而通信模组与MCU之间第二接口只承载应用数据，降低了在此低速数据接口上的通信负载。

Description

一种M2M终端和M2M数据传输方法

技术领域

本发明涉及一种数据业务，尤其涉及一种M2M终端和M2M数据传输方法。

背景技术

M2M技术可以实现机器与机器(Machine to Machine)、人与机器(Man toMachine)之间随时随地的通信，它将各种机器设备连接成网络，使这些设备变得更加“智能”，从而创造出丰富的应用。目前，M2M已经应用于电力、交通、水利、公安、金融等领域，随着行业信息化程度的不断提升，M2M有着极为广阔的应用前景。

M2M技术有两种典型的应用场景：一是设备位置不固定、移动性强的情况；二是设备位置固定，但地理分布广泛、有线接入方式部署困难或成本高昂的情况。在这些场景中，M2M终端一般处于无人值守状态，对能源、通信、计算、存储等有一定限制。

随着M2M类业务的发展，对M2M终端的定位和功能也提出了新的需求，原有的M2M终端实现方式存在以下缺陷：

1）为了适应实时性较高的业务要求，M2M终端不仅要提供通信功能，而且要进行更丰富的业务处理功能，这就要求终端具备更高的处理能力，在M2M终端中，业务处理功能通过MCU实现，而现有的M2M终端中单片机(Single Chip Microcomputer，简称MCU)同时承担着通信控制和业务处理职责，其性能和处理能力直接影响到M2M终端的处理能力；

2）M2M应用属于典型的端到端应用，为了确保业务流程的一致性，M2M应用开发者的开发工作需涵盖服务器侧的应用逻辑和MCU上的嵌入式软件。在目前的M2M终端实现方式下，一方面，由于接口1包含自定义部分，所以开发者在实现MCU通信控制单元时，必须进行定制化开发以适应不同的GPRS/GSM模组接口定义；另一方面，嵌入式软件的开发必须依赖特定的MCU硬件，当一套应用系统中包含多种MCU时，嵌入式软件必须要针对不同种类的MCU进行代码移植，造成应用开发的复杂性大幅增加；

3）应用服务器侧与终端之间的信息交互包括两类数据——应用数据及通信链路维护数据。在现有的M2M终端实现方式中，应用数据及通信链路维护数据均通过接口1进行交互，而接口1处于通信模组与MCU之间，为通用异步接收/发送装置（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，简称UART）串行接口，通信速率较低，为几百bps到1.5Mbps。但随着M2M终端业务处理功能的增强，应用数据及通信链路维护数据流量将逐渐增加。

4）受到M2M终端的工作环境所限（如在移动网络环境下），通信链路的质量较不稳定，因此服务器侧与终端之间需要进行大量的通信链路维护数据交互，现有M2M终端的链路维护数据的交互效率较低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种M2M终端和M2M数据传输方法，提高在M2M终端工作环境中的通信链路维护效率，降低M2M终端中通信模组与MCU之间接口的通信负载。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种M2M终端，包括MCU和通信模组，所述通信模组包括：通信控制单元和网络通信单元，所述MCU，用于从外设接收应用数据，通过第二接口发送至网络通信单元，接收网络通信单元发送的指令数据，发送至所述外设；所述通信控制单元，用于生成链路维护数据，并通过第一接口发送至网络通信单元；接收所述网络通信单元发送的响应数据；所述网络通信单元，用于接收所述应用数据，发送到网络侧，并接收所述网络侧发送的指令数据，通过所述第二接口发送至所述MCU；根据接收到的链路维护数据向网络侧发起链路维护操作请求；并接收网络侧返回的响应数据，通过第一接口发送到所述通信控制模块。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种M2M数据传输方法，包括：网络通信单元通过分别通过第一接口接收通信控制单元发送的链路维护数据和通过第二接口接收MCU发送的应用数据，并发送至网络侧；所述网络通信单元接收网络侧发送的响应数据，通过所述第一端口发送至通信控制单元；所述网络通信单元接收网络侧发送的指令数据，将所述指令数据分别通过所述第二端口发送至MCU。

本发明的M2M终端和M2M数据传输方法，网络通信单元通过第一接口与通信控制单元之间进行通信链路维护数据的交互，接口1为M2M通信模组内部接口，可以实现几十至几百Mbps的通信速率，从而提高在工作环境中的通信链路维护效率；通过第二接口与本地应用逻辑之间进行M2M应用数据的交互，由于M2M终端上通信链路维护部分的信息交互（网络通信单元与通信控制单元之间的交互）在通信模组内部实现，而通信模组与MCU之间第二接口只承载应用数据，降低了在此低速数据接口上的通信负载。

另外，将网络通信单元与通信控制单元统一由通信模组实现，而MCU专门实现本地应用逻辑，合理地分配M2M终端中各部分的处理能力，满足了M2M应用对M2M终端日趋严格的业务处理能力要求。

同时，在本方案所提出的M2M终端实现方式下，M2M应用开发者只需关注MCU中本地应用逻辑的实现，而通信控制单元功能则由M2M通信模组进行标准化实现；同时，对于一套应用系统中包含多种MCU的情况，应用开发者也只需对本地应用逻辑部分进行代码移植，从而降低应用开发的复杂性。

附图说明

图1是本发明M2M终端实施例的结构图；

图2是本发明本发明M2M终端实施例中通信模组的结构图；

图3是本发明M2M数据传输方法实施例的信令交互流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

装置实施例

图1是本发明M2M终端实施例的结构图，如图1所示，本发明M2M终端实施例包括：通信模组20、MCU40和外设60。

其中，MCU40中包括业务处理单元42，通过接口3从外设60接收应用数据，将应用数据按照接口2的模式封装后，通过接口2发送至网络通信单元204，并接收网络通信单元204发送的封装后指令数据，经解封装后，通过接口3发送至外设60。

通信模组20包括：通信控制单元202和网络通信单元204，

通信控制单元202，用于生成链路维护数据，通过接口1发送至网络通信单元204；接收网络通信单元204发送的响应数据；

网络通信单元204，用于通过接口2从业务处理单元42接收封装后的应用数据，解封装后发送到网络侧，并接收所述网络侧发送的指令数据，将指令数据按照接口2的模式封装后，通过接口2发送至业务处理单元42；根据接收到的链路维护数据向网络侧发起链路维护操作请求；并接收网络侧返回的响应数据，将响应数据通过接口1发送到通信控制单元。

在M2M终端的内部接口中，接口1为通信模组20内部接口，可以实现几十至几百Mbps的通信速率；接口2是芯片间的UART接口，速率从几百bps到1.5Mbps；接口3是外设接口。

图2是本发明M2M终端实施例中通信模组的结构图，如图2所示，本实施例中通信模组20除了网络通信单元204和通信控制单元202外，还包括：

路由控制单元206，用于接收来自MCU、网络通信单元204和通信控制单元202的数据，并将数据正确地路由到相应的目的端；通过采用统一的路由控制，可以提高M2M终端通信模组功能的可扩展性，满足未来M2M终端通信模组增加新功能的需要；

系统资源控制单元208，对上层提供服务，实现上层对操作系统资源及硬件资源的调用；

操作系统210，包含内核、文件系统和TCP/IP基础协议栈，完成对系统硬件资源的协调和统一管理；

硬件平台212，包括CPU、存储器、I/O端口、电源等，是实现系统功能的硬件基础。

本实施例中，M2M终端中，网络通信单元通过接口1与通信控制单元之间进行通信链路维护数据的交互，接口1为M2M通信模组内部接口，可以实现几十至几百Mbps的通信速率，从而提高在工作环境中的通信链路维护效率；通过接口2与本地应用逻辑之间进行M2M应用数据的交互，由于M2M终端上通信链路维护部分的信息交互（网络通信单元与通信控制单元之间的交互）在通信模组内部实现，而通信模组与MCU之间接口2只承载应用数据，降低了在此低速数据接口上的通信负载。

另外，将网络通信单元24与通信控制单元22统一由通信模组实现，而MCU专门实现本地应用逻辑，合理地分配M2M终端中各部分的处理能力，满足了M2M应用对M2M终端日趋严格的业务处理能力要求。

方法实施例

图3是本发明M2M数据传输方法实施例的信令交互流程图。如图3所示，M2M数据传输方法包括以下步骤：

（1）外设60生成应用数据，并将应用数据通过接口3发送至MCU40中的业务处理单元42；

（2）MCU40中的业务处理单元42将该应用数据按照接口2的模式封装后，通过接口2发送至网络通信单元204；

（3）网络通信单元204对封装后的应用数据进行解封装，上传至网络侧；

（4）网络侧发送指令数据到网络通信单元204；

（5）网络通信单元204将指令数据按照接口2的模式封装后，通过接口2发送到MCU40中的业务处理单元42；

（6）MCU40中的业务处理单元42对指令数据进行解封装，并将解封装后的指令数据发送至相应的外设60；

（7）通信控制单元202生成链路维护数据，通过接口1发送至网络通信单元204；

（8）网络通信单元204根据接收到链路维护数据向网络侧发起链路维护操作请求；

（9）网络通信单元204接收网络侧返回的响应数据；

（10）网络通信单元204对响应数据通过接口1发送到通信控制模块202。

本实施例中，网络通信单元通过接口1与通信控制单元之间进行通信链路维护数据的交互，接口1为M2M通信模组内部接口，可以实现几十至几百Mbps的通信速率，从而提高在工作环境中的通信链路维护效率；通过接口2与本地应用逻辑之间进行M2M应用数据的交互，由于M2M终端上通信链路维护部分的信息交互（网络通信单元与通信控制单元之间的交互）在通信模组内部实现，而通信模组与MCU之间接口2只承载应用数据，降低了在此低速数据接口上的通信负载。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种M2M终端，其特征在于，包括单片机MCU和通信模组，所述通信模组包括：通信控制单元、网络通信单元和第一接口，所述第一接口为所述通信模组内部接口；

所述MCU，用于从外设接收应用数据，通过第二接口发送至网络通信单元，接收网络通信单元发送的指令数据，发送至所述外设；

所述通信控制单元，用于生成链路维护数据，并通过第一接口发送至网络通信单元；接收所述网络通信单元发送的响应数据；

所述网络通信单元，用于接收所述应用数据，发送到网络侧，并接收所述网络侧发送的指令数据，通过所述第二接口发送至所述MCU；根据接收到的链路维护数据向网络侧发起链路维护操作请求；并接收网络侧返回的响应数据，通过第一接口发送到所述通信控制单元。

2.根据权利要求1所述的M2M终端，其特征在于，所述第二接口为芯片间的UART接口。

3.根据权利要求1所述的M2M终端，其特征在于，

所述MCU，还用于按照所述第二接口的模式对所述应用数据进行封装，发送至所述网络通信单元；并对从网络通信单元接收到的封装后的指令数据进行解封装；

所述网络通信单元，还用于对接收到的封装后的应用数据进行解封装；对所述指令数据按照所述第二接口模式进行封装后发送至所述MCU。

4.根据权利要求3所述的M2M终端，其特征在于，所述通信模组还包括：路由控制单元，用于接收来自所述MCU、网络通信单元和通信控制单元的数据，并将数据路由到相应的目的端。

5.一种M2M数据传输方法，其特征在于，网络通信单元、通信控制单元及第一接口位于M2M终端的通信模组内部，该方法包括：

网络通信单元通过第一接口接收通信控制单元发送的链路维护数据和通过第二接口接收单片机MCU发送的应用数据，并发送至网络侧；

所述网络通信单元接收网络侧发送的响应数据，通过所述第一接口发送至通信控制单元；所述网络通信单元接收网络侧发送的指令数据，将所述指令数据通过所述第二接口发送至MCU。

6.根据权利要求5所述的M2M数据传输方法，其特征在于，所述网络通信单元通过第二接口接收MCU发送的应用数据的操作包括：所述MCU对所述应用数据按照所述第二接口的模式进行封装后，发送至所述网络通信单元；

所述网络通信单元对接收到所述封装后的应用数据进行解封装。

7.根据权利要求6所述的M2M数据传输方法，其特征在于，所述网络通信单元接收网络侧发送的指令数据，通过所述第二接口发送至MCU的操作具体包括：

将所述指令数据按照第二接口的模式进行封装后，发送至所述MCU。