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信息通信技术绿化:物联网可持续性设计

 
    “通过ICT实现绿色化”这个术语通常用于说明信息和通信技术(ICT)如何实现可持续性。就物联网应用而言,通过远程监控技术访问运营数据对设施管理人员来说是一个巨大的福音。当无人看管的远程站点的化学处理库存水平接近耗尽时,他们可以跟踪关键任务机器的状态或调度供应。
物联网
    促进(ICT)市场可持续性的两种方法涉及有效利用资源和避免浪费。当应用于物联网系统时,这些概念转化为优化应用程序、通信网络和端点设备之间通信的方法。当三者协调运作时,可持续性就会增强。如果可以协调网络和设备之间的通信,则可以进行节能设计。但是,假设当没有应用程序有兴趣与这些设备进行通信时,设备保持连接到网络而不是休眠。在那种情况下,这会导致设备(例如,电池)和网络资源的非最佳消耗。同样,如果应用程序在这些设备没有新信息可以共享时重复轮询这些设备,这也导致资源的非最佳利用。当设备处于休眠状态且未连接到网络时,情况也是如此。这些使用场景还可能潜在地不必要地消耗网络资源,这会损害对共享网络的其他用户的服务。
 
    谁在和谁说话?
 
    “移动发起”是一种通信模式,涉及连接的设备发起与网络中的应用程序的通信。例如,这可能是一个传感器,它定期将读数传输到托管在云中的应用程序。移动设备在不传输时可以进入省电模式(PSM)以节省电量。在PSM中,设备与网络断开连接但仍保持注册状态。当设备唤醒时(例如,传输其下一个传感器读数),它可以这样做而无需重新注册到网络。设备可以在PSM中停留数小时,一次最多可保留400天。在PSM中,设备无法访问网络中的应用程序。因此,PSM最适用于发起与应用程序通信的移动设备。
 
    称为“移动终止”的不同操作模式适用于网络中的应用程序发起与连接设备的通信(例如,向执行器设备发送命令)的情况。物流、资产跟踪、工业自动化和闭环控制用例就是这种情况。为了节省电量,移动终端设备依赖一种称为扩展不连续接收(eDRX)的技术。使用eDRX,设备可以进入低功耗模式,在该模式下它会定期侦听未决移动终止数据的指示,而无需保持完整的网络连接。如果检测到未决移动终止数据的指示,则设备可以重新建立完整的网络连接以接收数据。因此,在移动终端设备节能方面,eDRX比PSM更适合。
 
    在实际部署场景中考虑PSM和eDRX功能时,需要大规模协调替代设计方法。考虑需要为使用移动发起的通信和其他传感器和为移动终止的通信编程的应用程序的一组设备组织时间表。这就是3GPP和oneM2M标准互补的地方,可以减轻应用程序开发人员的负担。3GPP专注于蜂窝通信设备和网络。oneM2M是一种中间件标准,充当IoT应用程序与底层通信网络和连接协议之间的抽象层,这些协议与向IoT设备发出命令和从IoT设备收集数据相关联。
 
    3GPP标准定义了一个北向API,用于公开底层蜂窝网络功能,例如为设备配置PSM和eDRX计时器。oneM2M拥有用于与3GPP网络互通的API,它将3GPP数据结构转换为一种格式,物联网开发人员可以将其用作物联网工具包的一部分。因此,他们可以在其应用需求的上下文中定义睡眠时间表,因为oneM2M抽象了与底层网络细节相关的复杂性。此外,oneM2M可以聚合和调整设备以及需要与这些设备通信的不同应用程序的时间表。oneM2M然后可以通过蜂窝网络的北向API配置设备PSM和eDRX计时器,以确保移动发起和移动终止设备在最佳时间连接到网络,以从网络应用程序发送和接收数据。这是依赖3GPP和oneM2M标准的好处之一。
 
    3GPP和oneM2M标准的互补性扩展了GSMA通过其物联网连接指南鼓励负责任地管理网络的理念,以“不伤害”移动网络。

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