m2m通信技术和其在智能电网中应用

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1、M2M通信技术和其在智能电网中应用　　摘要：M2M通信是近年来随着物联网的兴起和发展而得到长足发展的下一代无线通信技术。该技术的发展和普及为智能电网功能的扩展和实现奠定了基础。文章介绍了M2M技术的发展历史和技术特色，探索了M2M通信在智能电网，特别是家庭区域网络的应用前景，同时指出了M2M通信技术目前所面临的问题和挑战。关键词：智能电网；M2M通信；家庭区域网络；物联网中图分类号：TM727文献标识码：A文章编号：2095-1302（2013）08-0038-030引言通信网络技术的出现和发展，特别是无线通信的普及应用，给人们的生活方式带来了极大的变化。各种通信方

2、式使得人与人之间的信息交流更便捷和顺畅。事实上，人与人之间的沟通很多也是通过机器实现的，例如通过手机、电话、电脑、传真机等机器设备之间的通信来实现人与人之间的沟通。另外一类技术是专为机器和机器建立通信而设计的，如许多智能化仪器仪表都带有RS-232接口和GPIB通信接口，从而增强了仪器与仪器之间、仪器与电脑之间的通信能力。目前，众多的普通机器设备（家电、车辆、自动售货机、工厂设备等）和传感器不具备本地或者远程的通信和连网能力。11M2M（MachinetoMachine）通信是近年来和物联网发展密切相关的通信技术，目标是使所有机器设备都具备连网和通信能力。M2M技术

3、使得物联网具体化，并取得快速增长。统计表明[1]，2008年全世界有近5千万的M2M通信设备；预计到2014年，这一数字将达到近2亿；而到2020年，约有500亿多的物体都会被连上互联网。因此，M2M技术具有非常重要的意义，有着广阔的市场和应用，推动着社会生产和生活方式的新一轮变革。M2M的应用也在一些领域出现，如医疗保健、车辆交通、公共安全、能源管理、智能家居等各个方面，而在智能电网的应用开发也开始初见端倪。智能电网是当前智慧能源建设的非常重要的一部分，物联网和移动通信可以深入到电力系统中的发电、传输、配送等各个环节，甚至在家用电器的信息采集和控制方面发挥非常重要

4、的作用。在M2M通信技术的支持下，各类家庭电器都会由具有物联网功能的智能芯片来控制电力的使用，包括使用的时间、工作模式、能耗比例，通过优化用的策略节省用户电力消耗。11智能电网是M2M通信发展和应用的一个强大的推动力。新一代智能电网的建设和运行要求提高效率、强化服务质量的同时节省发电、传输和消费方面的成本。这些目标的达成有赖于信息和通信技术的介入，然而未来智能电网的通信架构还未成形，存在很大挑战和机遇[2]。本文从M2M技术在智能电网，特别是在家庭区域网中应用的角度论述了M2M的发展、技术特点、功能架构等若干方面的问题。1M2M的发展历史M2M通信早在移动通信之前随

5、着计算机网络自动化的发展以不同的形式存在。移动蜂窝普及后，1995年，西门子发布了一个GSM数据模块（M1），进入M2M的工业化应用，使得机器通过无线网络通信用于车辆通信（telematics）、远程监控和追踪等。M2M技术的早期实践者如GM和休斯（Hughes）电子公司很快实现了产品盈利，显示该技术在未来应用的前景。到1997年，随着更加集成和性能稳定的M2M模块的推出，M2M通信技术得到更广泛应用。现在M2M数据模块已经十分精良，功能多样，出现了融合其他技术包括GPS定位、可嵌入电话的SIM模块，以及嵌入可促进物联网应用的Java功能。2002年，Opto和No

6、kia正式用M2M术语诠释其开发的通信方案。2003年，Nokia发布了“M2M技术——让你的机器开口讲话”，使得狭义的机器与机器的通信成为更加广泛的包括所有人、机器之间建立连接的技术。通过增强机器设备的联网和通信能力，促进了机器设备的智能化。11M2M行业在我国起步较晚，但是发展迅速。2009年，国务院总理温家宝在无锡考察时指出在国家重点科技专项中，加快推进传感网发展，建立“感知中国”中心。我国政府已经将M2M技术相关产业正式纳入国家《信息产业科技发展十一五规划及2020年中长期规划纲要》重点扶持项目。我国M2M通信市场保持25%的增长，2010年产值达到80亿美

7、元。2M2M在智能电网中的应用未来电网的通信架构尚未明确界定，在互用性（interoperability）、可扩展网络化、自组织能力以及安全性方面都存在着很多挑战和机遇。智能电网的三个主要组成部分有不同的作用。第一是发电。现在有不同的电力生产类型，如火力、天然气、核动力、风力和太阳能等，发电部门需要掌握成本、能源需求、价格。在有些国家电力供应是市场化运作的，由不同的电力企业提供电力服务。企业还需要了解竞争者的相关信息和采取的策略。第二则是配电。电力通过传输线路和配电站输送到消费者。电力配送必须优化，使得损耗和传输成本最小，站在供电和用电方的角度来看，配电应该相互