W miarę jak ludzie coraz częściej korzystają z nowych sieci trzeciej generacji, stare sieci GSM w coraz szerszym stopniu będą się stawać domeną maszyn, przede wszystkim liczników mediów i samochodów. Obecnie w Szwecji rozpoczyna się łączenie z siecią komórkową niemal pół miliona liczników energii elektrycznej w celu zautomatyzowania ich odczytu. Tak samo dzieje się w sektorze samochodowym.
W Niemczech za pośrednictwem GSM/GPS kontroluje się już ponad pół miliona ciężarówek w niemieckim systemie pobierania opłat drogowych, a ponad sto tysięcy kierowców we Włoszech podpisało umowy ubezpieczeniowe w ramach systemu „płacisz, gdy jedziesz”. Technika śledzenia i rejestracji przebiegu pojazdów za pośrednictwem GSM/GPS zostanie w przyszłości prawdopodobnie przystosowana do naliczania opodatkowania i do kontroli ograniczeń szybkości, a także do rejestrowania sposobu jazdy kierowcy. Zastosowanie łączności M2M poszerza się także w innych sektorach rynku - jest już powszechnie używana w systemach alarmowych, w terminalach płatniczych handlu detalicznego, w parkometrach i w przemysłowych systemach zdalnego monitoringu (rys. 2).
Wyzwania dla projektantów
Połączenie sieciowe – czy to stałe, czy bezprzewodowe – zmienia pojedynczy autonomiczny węzeł sieci we fragment znacznie większej maszyny, a wszystkie połączone węzły tworzą system pozwalający na znacznie więcej niż suma możliwości jego indywidualnych części. W ten sposób przykładowo przyrząd monitorujący szyb naftowy staje się częścią światowego systemu monitoringu produkcji ropy naftowej, a odbiornik GPS - częścią systemu zarządzania parkiem samochodowym przedsiębiorstwa transportowego, czy też systemu śledzenia kontenerów przedsiębiorstwa żeglugowego.
Nie jest zaskakujące, że największym wyzwaniem dla projektanta systemu M2M jest łączność. Stosowane w tym celu modemy muszą być w jak najtańszy sposób scalone z innymi komponentami. Problemem może być także koszt, na który składa się opłata za kanał do łączności radiowej płacona organom państwowym.
W przypadku wykorzystania sieci telefonicznej w wielu przypadkach operatorzy sieci pobierają opłaty za dodatkowe zabezpieczenia, mające zapewnić, że aplikacje M2M nie zakłócą ich podstawowej działalności w łączności telefonicznej. Koszty są także generowane przez proces dodatkowej certyfikacji. Producenci modułów GSM mają pełną świadomość opisanych kosztów. Ich ścisła współpraca z projektantami pomaga w integracji modułów z urządzeniami. Obniża to koszty i pozwala na współdziałanie specyficznych aplikacji ze sprzętem.
Niedawno firma Wavecom przejęła aktywa Sony Ericsson Mobile Communications o wartości 32,5 mln euro i obecnie intensywnie działa w bezprzewodowym sektorze M2M. Transakcja ta to pierwsza duża konsolidacja, łącząca wytwarzanie modułów przez drugie i trzecie co do wielkości przedsiębiorstwo w sektorze. Powstały w ten sposób koncern będzie stanowić bardzo silną konkurencję dla największego gracza na rynku – firmy Siemens. Zarówno Sony Ericsson jak i Wavecom potrzebowały partnera. Pierwsza firm koncentrowała się na rynku Ameryki Północnej, podczas gdy druga działała głównie w Europie.
Obie spółki były aktywne w Azji i obie były nastawione głównie na sektory motoryzacyjne i przemysłowe. Wavecom skupiał się na swojej platformie Open AT i Integrated Development Environment, a Sony Ericsson specjalizował się w zestawie oprogramowania M2M Power i w interfejsach programowania aplikacyjnego. Spółki mają zamiar zachować swoje dotychczasowe nazwy firmowe i występować na rynku z poszerzonym zakresem produktów.
Nowością, która ma zapewnić przewagę Wavecom nad Siemensem jest procesor ARM 946 zintegrowany z układami komunikacji GSM, które pozwalają zarówno na przesyłanie zwykłych pakietów danych jak i na wykorzystanie protokołów TCP/IP. Całość wykonywana jest w technologii 135nm i zamknięta w obudowie BGA. Planowane jest także przejście na technologię o wymiarze charakterystycznym 90nm.
Inną firmą zajmującą się modemami M2M jest pochodząca z Włoch Telit Communications. Firma odnosi sukcesy ze swoimi produktami w takich zastosowaniach, jak monitorowanie urządzeń medycznych, zdalne odnajdywanie i aktualizowanie parkometrów, systemy ochrony mienia oraz śledzenie pojazdów. Aktualnie modemy Telit zawierają nie tylko nadajniki i odbiorniki w.cz., ale także komponenty pasma podstawowego oraz układy przetwarzania sygnałów i pamięci Flash. Firma współpracuje z kalifornijską SiRF Technology oraz jakiś czas temu otrzymała włoski grant rządowy, którego celem było utworzenie centrum badawczo-rozwojowego na Sycylii.
Inną firmą z sektora jest brytyjska Ezurio, która stworzyła moduły Bluetooth i WiFi przeznaczone do komunikacji M2M. Te drugie mają powierzchnię montażową 25x35mm i zostały oparte o układy scalone Marvell Technologies. Składa się na nie ceramiczna antena ze złączem na antenę zewnętrzną oraz procesory ARM 7 umożliwiające obsługę protokołu TCP/IP. Układ jest zoptymalizowany pod kątem minimalnego poboru mocy.
Nie każda aplikacja wymaga aktualizacji lub monitoringu w czasie rzeczywistym. Te, które mogą pracować w trybie nierzeczywistym mogą być budowane w oparciu o tańszą sieć WiFi. Przykładem takich aplikacji są automaty do sprzedaży, w przypadku których najważniejsze jest określenie tego, co zostało sprzedane w ciągu dnia i kiedy automat wymaga uzupełnienia. Jeszcze innym pomysłem jest określanie aktualnej pozycji urządzenia na podstawie danych pochodzących od operatora sieci komórkowej. Rozwiązanie to związane jest jednakże z większymi opłatami za takie usługi.
Krzysztof Pochwalski
