Czynniki kształtujące rynek

Droga transmisja danych ograniczała tempo rozwoju rynku zwłaszcza tam, gdzie komunikacja wymagała czegoś więcej niż monitoringu stanu lub też okresowego przesyłania komunikatów za pomocą SMS-ów. Do korzystnych czynników należy zaliczyć także dokonane przez operatorów komórkowych inwestycje w infrastrukturę sieci, w tym uszczelnienie pokrycia kraju zasięgiem GSM i w kolejności modernizacje nadajników do 3G, co zapewnia znacznie szybszą transmisję danych.

Mimo że w ogromnej części zastosowań łączność M2M nie wymaga przesyłania wielkich pakietów danych ani komunikacji z megabitową szybkością, większa przepustowość sieci jest korzystna, bo poprawia pewność komunikacji i likwiduje dokuczliwe opóźnienia w transmisji pakietów lub dostarczaniu SMS-ów. Operatorzy telekomunikacyjni już dawno dostrzegli potencjał kryjący się w rynku komunikacji M2M i ta polityka wsparcia przynosi dzisiaj efekty w postaci ułatwień w realizacji dużych projektów.

Szybki rozwój rynku nie byłby możliwy bez wsparcia technicznego z ich strony, taryf dopasowanych do potrzeb M2M i abonentów posiadających wiele aktywnych kart SIM. W kolejnych latach związki te będą zapewne jeszcze silniejsze, gdyż w nowych modułach karta SIM jest już jednym z układów scalonych wewnątrz modułu i nie ma tradycyjnej plastikowej formy. Ważnym czynnikiem jest także to, że oferta produktów zapewniających łączność bezprzewodową jest dzisiaj znacznie szersza niż kilka lat temu.

Dotyczy to zarówno oferty modułów w obrębie jednego standardu komunikacyjnego, na przykład za pośrednictwem sieci GSM, jak i tego, że są jeszcze inne technologie jak Bluetooth, Zigbee czy Wi-Fi. Doczekały się one pełnej komercjalizacji, są dostępne w ofertach wielu dostawców, stanowiąc bardzo cenny pośredni etap technologiczny pomiędzy tym, co zapewniają modemy GSM, a zwykłe radiowe moduły małej mocy pracujące w ogólnodostępnych pasmach częstotliwości. 

Znaczenie wymienionych technologii w budowie sieci bezprzewodowych na niewielkie odległości szybko rośnie, a powodem zmian zwiększających zainteresowanie Bluetoothem i WiFi jest właśnie to, że są to rozwiązania standardowe, kompatybilne między różnymi producentami, niezwiązane z unikalnym protokołem lub też częstotliwością pracy oraz dające szansę na wykorzystanie do budowy systemu istniejącego oprogramowania, narzędzi deweloperskich, a nawet zwykłych konsumenckich gadżetów.

Palmtop lub telefon typu smartphone wyposażony w oprogramowanie do komunikacji z urządzeniami wyposażonymi w interfejs komunikacyjny Bluetooth lub WiFi jest dzisiaj dobrą bazą do wykonania przenośnego czytnika lub modułu akwizycji danych. 

To samo dotyczy rozproszonych sieci pomiarowych bazujących na ZigBee, których architektura mesh i uniwersalna topologia jest silną przewagą w stosunku do rozwiązań niestandardowych. Ostatnim czynnikiem kształtującym oblicze rynku jest to, że dostępne na rynku rozwiązania łączności na niewielkie odległości coraz szybciej stają się po stronie sprzętowej rozwiązaniami kompletnymi, takimi, za pomocą których można stworzyć system komunikacyjny.

Od strony oprogramowania widać to w zmianach, które są zalążkiem standardów komunikacyjnych, oraz próbach wypromowania na rynku jednolitego systemu operacyjnego zarządzającego pracą modułów.

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych producentów i dystrybutorów modułów do bezprzewodowej komunikacji M2M

Nie tylko moduły OEM

Warto zauważyć, że moduły komunikacyjne to nie tylko rozwiązania przeznaczone na rynek OEM, a więc takie komponenty, które przeznaczone są do wbudowania w większą całość, na przykład do wnętrza centrali systemu alarmowego. Równolegle do zastosowań OEM na rynku dostępne są moduły komunikacyjne w postaci kompletnych urządzeń. Ich rolą jest uzupełnienie o kanał komunikacyjny istniejących urządzeń i systemów. Przykładem mogą być systemy sprzedaży, gdzie za pomocą modułów GSM dodaje się opcję płatności kartą, co wymaga autoryzacji i tym samym istnienia kanału łączności. Taką opcję można zrealizować, dołączając do terminalu POS moduł w obudowie z wbudowanym zasilaczem i interfejsem komunikacyjnym, jak RS232 lub USB. Podobnie wygląda sprawa w zakresie rozwiązań przemysłowych, a na rynku dostępne są moduły pozwalające połączyć w funkcjonalną całość sieci przemysłowe lub też takie urządzenia, które zapewniają zdalny monitoring stanu maszyn i zarządzanie oraz podobne funkcje. 

Charakterystyczną cechą gotowych modułów komunikacyjnych jest to, że rzadko są to rozwiązania zamknięte, raczej obsługują wiele interfejsów komunikacyjnych jednocześnie, na przykład RS-232/485 i Ethernet, mają porty cyfrowe i analogowe, pozwalają na konfigurację i dopasowanie do specyficznych wymagań systemu. Takie urządzenia wyposaża się w wewnętrzny komputer, ekran, system operacyjny z wbudowanymi narzędziami internetowymi, na przykład webserwerem, i wiele innych opcji zapewniających ogromną uniwersalność. Bezprzewodowa komunikacja w przemyśle i automatyce dotyczy najczęściej łączenia w spójną całość rozproszonej infrastruktury, sieci przemysłowych i monitorowania stanu maszyn.

W takich warunkach delikatny moduł OEM musi zostać zamknięty w odpornej obudowie, wyposażony w zasilacz, interfejs do sieci przemysłowych, specjalne złącza, elementy diagnostyki stanu pozwalające na kontrolę przez personel utrzymania ruchu i wiele podobnych środków technicznych, które razem sprawiają, że faktycznie jest to po prostu inny produkt. Inny pod względem wykonania, zastosowania, komunikacji i również ceny. Moduły przemysłowe znaleźć można zwykle w ofertach fi rm związanych z automatyką przemysłową. Są one nieodłączną częścią ofert producentów o szerokiej ofercie jak Siemens, Moxa, ICP-DAS.

Czynniki techniczne zmieniające rynek

Porównując moduły komunikacyjne, jakie były sprzedawane przed kilkoma laty i tymi, które są dostępne teraz, widzi się silny wpływ miniaturyzacji. Zmniejszanie gabarytów jest tak szybkie, że w przypadku wersji GSM klasyczna karta SIM stała się zbyt duża i zaczęła przeszkadzać w zamknięciu konstrukcji. W rezultacie w najnowszych wersjach jest ona albo dołączana z zewnątrz, albo też integrowana wewnątrz modułu w formie jednego z układów scalonych zawartych w obudowie. W zakresie modułów GSM

Tabela 1. Ciąg dalszy..

do nowości należy zaliczyć pojawienie się urządzeń wielozakresowych, obsługujących telefonię UMTS i WCDMA, co pozwala na skorzystanie z szybkiej transmisji danych HSxPA i jest korzystne dla uniwersalności produkcji na eksport. W przypadku modułów Bluetooth nowością ostatnich dni są wersje wyposażone w wersję 3.0 protokołu, będącego połączeniem standardu 2.1+EDR, który jest w stanie przesyłać dane z prędkością do 3 Mb/s oraz daje możliwość korzystania z sieci bezprzewodowej 802.11, jeżeli taka będzie dostępna.

Z pewnością jest to milowy krok ku zapewnieniu wielkiej elastyczności działania łączności bezprzewodowej na krótkich dystansach i znak, że niedługo możemy oczekiwać produktów integrujących łączność w Wi- Fi i Bluetooth. Wraz z kolejnymi generacjami rosną ułatwienia aplikacyjne. Udostępnienie procesora, pamięci Flash i RAM na potrzeby aplikacji użytkownika było niewątpliwie bardzo dobrym pomysłem,gdyż dzięki temu w wielu zastosowaniach to, co jest na pokładzie modułu komunikacyjnego, wystarcza do realizacji projektu. 

Oczywiście nie ma sensu rozszerzanie w nieskończoność pojemności pamięci dostępnej do takich zastosowań, dlatego producenci skupiają się obecnie głównie na tworzeniu ułatwień po stronie oprogramowania. Przykładem może być obsługa komend AT, skryptów, Javy, a nawet wbudowanie do firmware'u systemów czasu rzeczywistego.

W połączeniu z bogatą z bogatą liczbą interfejsów, przetwornikami analogowocyfrowymi, współczesne moduły komunikacyjne, a zwłaszcza GSM, to prawdziwe komputery o dużych możliwościach. Istotne staje się dostarczenie kompletnego środowiska programistycznego, funkcji API i bibliotek procedur, po to, aby tworzenie własnego programu było w jak najmniejszym stopniu skomplikowane i dostępne nie tylko dla wysokiej klasy specjalistów.

.

Gdzie należy szukać przyczyn szybkiego rozwoju rynku M2M? Urządzenia wykorzystujące komunikację M2M, będące początkowo wykorzystywane w bardzo wąskiej grupie specjalistycznych zastosowań, jak choćby systemy telemetryczne w samochodach Formuły 1, z racji pojawiających się wraz z komputeryzacją mnóstwem nowych zastosowań stają się bardzo powszechne, a zarazem mniej kosztowne.  Nietrudno sobie wyobrazić automat do sprzedaży batonów informujący zdalnie centralę o tym, że kończą się właśnie te o smaku orzechowym. Takie przykłady działają na wyobraźnię i są zalążkiem nowych aplikacji. M2M to również wygodne rozwiązanie dla modnych koncepcji inteligentnego budynku, środek do szerokiej automatyzacji rozległych systemów i skrócenia czasu reakcji na pojawiający się problem, co w wymierny sposób przenosi się na koszty utrzymania, ciągłość działania oraz efektywność pracy.

Od strony sprzętowej dostępne są porty ogólnego przeznaczenia, linie przerwań, przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, układy transmisji szeregowej, czyli praktycznie całe środowisko sprzętowe, jakie oferuje większość popularnych mikrokontrolerów przeznaczonych do zastosowań embedded.

 Producenci walczą o niski pobór mocy, co jest kluczowym czynnikiem rozwoju aplikacji zasilanych z baterii, implementują tryby obniżonego poboru prądu, co przydaje się przy okresowej aktywności. 

Interesującą nowością jest także zdalne zarządzanie pracą modułu komunikacyjnego, a więc uaktualnienia oprogramowania torem radiowym, kodu aplikacji lub też zmiany parametrów konfiguracyjnych.

Zdalny dostęp do takich funkcji jest w stanie znacząco obniżyć koszty eksploatacji i należy przypuszczać, że w miarę wzrostu liczby zastosowań i rozwoju rynku ta wygoda będzie coraz bardziej potrzebna.

czytaj dalszą część raportu: GSM a GPS