Wat is Machine to Machine (M2M)?

Wat is M2M?

M2M staat voor communicatiesystemen van machine naar machine. Het definieert de communicatie tussen verschillende machines zonder menselijke tussenkomst. De motivatie voor een dergelijk systeem van genetwerkte apparaten was prominent aanwezig met de ontwikkeling van internet en draadloze technologieën. De eerste industriële sector die M2M communicatie toepaste, waren de productiefabrieken en -fabrieken. Deze implementaties voldeden echter niet aan de formele definitie van M2M communicatie. Omdat er nog steeds menselijke tussenkomst in de processen was, had de definitie van M2M geen menselijke tussenkomst nodig. Met de vooruitgang van het internet, automatisering en draadloze technologieën veranderde het gezicht van M2M in de loop der jaren. Het werd ook uitgebreid naar vele andere toepassingssectoren zoals de gezondheidszorg, de landbouw en de automatiseringsindustrie. Het Internet of Things (IoT) is een van de technologische revoluties die zijn intrede deed en zijn wortels heeft in M2M communicatiesystemen.

Hoe werkt M2M?

Als we kijken naar het werkingsmechanisme achter M2M, spelen communicatiemechanismen een belangrijke rol. Communicatie tussen verbonden apparaten kan zowel bedraad als draadloos zijn. Bekabelde M2M communicatie vertrouwt op verschillende fysieke media voor het verbinden van de apparaten. Deze fysieke media variëren van coaxkabels, Ethernet CAT-kabels en moderne glasvezelkabels. Echter, met de vooruitgang van draadloze technologieën, raken bekabelde communicatiemedia in onbruik. Ze worden nog steeds gebruikt in legacysystemen en in systemen die een hoge betrouwbaarheid vereisen.

Draadloze M2M communicatie vertrouwt op draadloze technologieën om te communiceren. Deze technologieën omvatten Radiofrequentie-identificatie (RFID), Dichtbij veld Communicatie (NFC), Wi-Fi en mobiele netwerkcommunicatie. RFID maakt gebruik van radiofrequentiegolven om informatie draadloos over te dragen. Het wordt veel gebruikt in M2M-toepassingen, waar authenticatie of eigendom moet worden bevestigd. Daarom is het een bekende optie in logistieke en supply chain managementsystemen. NFC lijkt veel op RFID. Het wordt echter gebruikt voor communicatie op korte afstand. Je contactloze creditcard maakt gebruik van deze technologie. Wi-Fi-technologie is een van de meest gebruikte draadloze technologieën in de moderne wereld. Het cellulaire netwerk is een andere evoluerende keuze in draadloze M2M communicatie. Met de vooruitgang van 5G en 6G- en daaropvolgende technologieën zal cellulaire communicatie in de toekomst waarschijnlijk meer oudere communicatiesystemen vervangen.

Nu hebben we de M2M communicatie bestudeerd om communicatie tussen verbonden apparaten mogelijk te maken. Laten we de generieke architectuur van M2M communicatiesystemen onderzoeken.

Architectuur en standaarden voor M2M

De belangrijkste componenten van een M2M communicatiesysteem zijn sensoren, een commcommunicatielink (bedraad of draadloos) en automatische rekensoftware. We bespraken reeds de functionaliteit van communicatielinks in een M2M communicatiesysteem. Sensoren kunnen variëren afhankelijk van de volgende vereisten en functies:

• Type toepassing
• Vereiste nauwkeurigheid en resolutie
• Omgevingsomstandigheden

Deze sensorgegevens worden doorgestuurd naar de automatische computersoftware, waar beslissingen worden genomen. Deze technologie is gebaseerd op de telemetrietechnologie die aan het eind van de jaren 1920 werd geïntroduceerd en die in de loop der jaren een succesvolle weg heeft afgelegd. Het belangrijkste verschil tussen legacysystemen zoals Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) en moderne M2M commcommunicatiesystemen, is dat deze laatste openbare commcommunicatieverbindingen gebruikt om te commcommuniceren.

Op het gebied van normen en architecturen voor M2M communicatie hebben het European Telecommunications Standards Institute (ETSI) en OneM2M twee functionele architecturen voor M2M communicatiesystemen voorgesteld. In de door ETSI voorgestelde functionele architectuur zijn er twee hoofddomeinen, namelijk:

• Apparaat en Gateway-domein
• Netwerkdomein

De voorgestelde architectuur op hoog niveau wordt voorgesteld in specificatie TS 102 690. Het netwerkdomein omvat componenten en functies die het netwerken van apparaten afhandelen. De functionele architectuur van OneM2M omvat drie domeinen, namelijk:

• Veld Domein
• Infrastructuurdomein
• Infrastructuurdomein van andere dienstverleners

Deze worden voorgesteld in specificatie TS-0001-V1.6.1. In de OneM2M-architectuur heeft elk domein drie entiteiten, namelijk Application Entity, Common Services Entity en Network Service Entity.

M2M vs IoT

Zowel M2M- als IoT-systemen kunnen worden beschouwd als complementaire systemen. Eenvoudig gezegd wordt IoT ontwikkeld op basis van M2M functionaliteiten en concepten.

De volgende tabel summaart enkele van de belangrijkste verschillen tussen M2M- en IoT-systemen.

M2M toepassingen en voorbeelden

M2M-toepassingen zijn voornamelijk gericht op de bewaking en besturing van onderling verbonden apparaten. Ze worden ingezet in een groot aantal verschillende sectoren. Enkele van de belangrijkste branches waar M2M systemen met succes worden ingezet zijn:

• Gezondheidszorg op afstand en telegeneeskunde
• Logistiek en vlootbeheer
• Beveiligingssystemen
• Automatische factureringssystemen
• Systemen voor verkeersbewaking en -regeling
• Supply chain management faciliteiten
• Geautomatiseerde betalingssystemen voor nutsvoorzieningen

In geautomatiseerde betalingssystemen voor nutsvoorzieningen kunnen M2M systemen opkomende diensten zoals Apple Pay mogelijk maken. Deze worden versterkt door functies zoals locatiegebaseerde en klantgebaseerde marketing die de efficiëntie zou verhogen en verspilling zou verminderen.

In de context van logistiek en toeleveringsketen beheer kunnen M2M-diensten helpen bij het navigeren, bewaken en controleren van bedrijfsprocessen. Het traceren van wagenparken, voorraden en diensten is een andere interessante functie die wordt vergemakkelijkt door M2M-toepassingen in dit domein.

Anonimiteit en kwaliteitscontrole die afkomstig zijn van M2M-toepassingen kunnen beveiligingssystemen verbeteren met extra hardwarebescherming. M2M-diensten kunnen ook planningsdiensten leveren, die nuttig zijn in beveiligingssystemen met beperkte tijd.

Conclusie

M2M communicatiesystemen zijn van vitaal belang in de hedendaagse industrie. Moderne industriële fabrieken en vestigingen bestaan uit onderling verbonden apparaten. Dit maakt een goede communicatie tussen deze apparaten noodzakelijk. Door M2M systemen te realiseren kunnen we dergelijke onderling verbonden apparaten efficiënt op afstand monitoren en besturen. Laten we afsluiten met het identificeren van enkele voordelen van het gebruik van M2M systemen. Deze voordelen zijn onder andere:

• Kostenefficiëntie en operationele efficiëntie verhogen
• Kan de operationele kosten en diverse onkosten van handmatige systemen verlagen
• Afhankelijk van de eisen van de organisatie kunnen M2M systemen worden geschaald
• Mogelijkheid tot bewaking en bediening op afstand