专利名称：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 to Machine)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。
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。
具体实施例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 通信控制模块。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
■石出。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。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。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。
权利要求
1.一种M2M终端，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的M2M终端，其特征在于，所述第一接口为所述通信模组内 部接口 ；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.—种M2M数据传输方法，其特征在于，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。
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通信控制单元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。
全文摘要
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。
文档编号H04L29/06GK102026420SQ20091017750
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者于蓉蓉, 刘玮, 刘越, 杨剑, 王红梅, 肖青, 赵立君 申请人:中国移动通信集团公司