綜合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)探討

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用感知、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋萬(wàn)物的"Internet of Things".在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進(jìn)行"交流",而無(wú)需人的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用如射頻自動(dòng)識(shí)別（R F I D）等感知技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和后臺(tái)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。上海移動(dòng)已經(jīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為多個(gè)行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無(wú)線綜合應(yīng)用解決方案。在上海世博會(huì)期間，"車(chē)務(wù)通"將全面應(yīng)用于上海公共交通系統(tǒng)，以最先進(jìn)的技術(shù)來(lái)保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢；面向物流企業(yè)運(yùn)輸管理的"E物流",將為用戶提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的貨況信息、車(chē)輛跟蹤定位、運(yùn)輸路徑選擇、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化等服務(wù)，大大提升物流企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。此外，在物聯(lián)網(wǎng)普及后，用于動(dòng)物、植物、機(jī)器等的傳感器與電子標(biāo)簽及配套接口裝置的數(shù)量將大大超過(guò)手機(jī)的數(shù)量。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家庭中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能化家電越來(lái)越多，互聯(lián)網(wǎng)遍布辦公室和家庭，加上移動(dòng)通信設(shè)備的普及，智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)逐步成為可能，人們可以利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控?；谥悄芗彝サ木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家庭中的應(yīng)用主要包括如下2種。

2.1 智能家居

智能家居產(chǎn)品融合自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將各種家庭設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等）通過(guò)智能家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的寬帶、固話和3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的感知和遠(yuǎn)程操控，如圖1所示。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適且高品位的家庭生活空間，實(shí)現(xiàn)更智能的家庭安防系統(tǒng)，還將家居環(huán)境由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。

2.2 智能醫(yī)療

智能醫(yī)療系統(tǒng)借助簡(jiǎn)易實(shí)用的家庭醫(yī)療傳感設(shè)備，對(duì)家中病人或老人的生理指標(biāo)進(jìn)行自測(cè)，并將生成的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的固定網(wǎng)絡(luò)或3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送給護(hù)理人員或有關(guān)醫(yī)療單位，如圖2所示。另外，根據(jù)客戶需求，運(yùn)營(yíng)商還可以提供相關(guān)增值業(yè)務(wù)，如緊急呼叫救助服務(wù)、專家咨詢服務(wù)、終生健康檔案管理服務(wù)等。智能醫(yī)療系統(tǒng)解決了現(xiàn)代社會(huì)子女因工作忙碌無(wú)暇照顧家中老人的無(wú)奈，可以隨時(shí)表達(dá)孝子情懷。

3.綜合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家庭網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字家庭是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，包括各類消費(fèi)電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、信息家電及智能家居等，通過(guò)不同的互聯(lián)方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)中各類電子產(chǎn)品之間"互聯(lián)互通"的一種服務(wù)。

數(shù)字家庭業(yè)務(wù)主要面向家庭成員間內(nèi)部和外部信息交流需求，以家庭網(wǎng)絡(luò)為承載形式、以家庭網(wǎng)關(guān)為核心，依托統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺(tái)，將數(shù)字家庭建設(shè)成面向家庭的互動(dòng)綜合性信息服務(wù)提供平臺(tái)，并成為連接家庭成員的重要紐帶。

家庭網(wǎng)關(guān)是家庭網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，其功能定位包含接入中心、控制中心、媒體中心、安全中心等，提供多個(gè)家庭設(shè)備間共享互聯(lián)網(wǎng)連接及設(shè)備之間的互聯(lián)，同時(shí)為用戶提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻的Triple-Play業(yè)務(wù)，并為用戶提供統(tǒng)一的家庭網(wǎng)絡(luò)管理策略。

通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家庭中應(yīng)用的分析可以看出，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的中間環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)?？煞譃閮纱蟛糠郑旱谝徊糠质前褌鞲衅鳌⒅悄芙K端連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括傳感器的通信模塊、路由器、交換機(jī)、光傳輸設(shè)備、移動(dòng)通信設(shè)備、各類無(wú)線基站等，這些設(shè)備構(gòu)成了端到端的通信網(wǎng)絡(luò)；第二部分是網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)，包括由各種計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的管理軟件構(gòu)成的管理平臺(tái)和業(yè)務(wù)平臺(tái)。綜合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)模型如圖3所示。

該系統(tǒng)主要包括一個(gè)具有傳感器網(wǎng)關(guān)功能的家庭網(wǎng)關(guān)（簡(jiǎn)稱家庭網(wǎng)關(guān)）以及若干個(gè)無(wú)線通信子節(jié)點(diǎn)。家庭網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送至家庭業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)處理，該平臺(tái)通過(guò)中間件的架構(gòu)將某些業(yè)務(wù)能力通過(guò)合適的A P I開(kāi)放給第三方，讓第三方充分了解和使用家庭資源，開(kāi)發(fā)出各種有針對(duì)性、創(chuàng)造性的具體應(yīng)用。同時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)與BS S/O SS的對(duì)接，提供相關(guān)業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)的能力。

其中，核心業(yè)務(wù)能力的提供由物聯(lián)網(wǎng)家庭業(yè)務(wù)平臺(tái)完成，它是一個(gè)能力開(kāi)放與服務(wù)開(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家庭應(yīng)用的集中管控和開(kāi)通、家庭智能終端應(yīng)用信息存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，基本模型如圖4所示。家庭業(yè)務(wù)平臺(tái)由業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理、家庭門(mén)戶以及業(yè)務(wù)開(kāi)放模塊構(gòu)成，可采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)、新功能的持續(xù)加載，其功能如下：

業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器，為家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供平臺(tái)；

網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭應(yīng)用終端的集中管理；

家庭門(mén)戶，實(shí)現(xiàn)以W e b / W A P /短信等方式對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和控制；

業(yè)務(wù)開(kāi)放模塊，實(shí)現(xiàn)第三方服務(wù)通用開(kāi)發(fā)模塊及接口的開(kāi)放。

綜上所述， 通過(guò)在每個(gè)家庭安裝一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)，使得家庭里面的電話、計(jì)算機(jī)、電視、手機(jī)等終端設(shè)備可以通過(guò)這個(gè)網(wǎng)關(guān)全面互聯(lián)，滿足家庭信息化的需要。在現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商所提供網(wǎng)關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加傳感器網(wǎng)關(guān)功能，并且針對(duì)各種傳感器網(wǎng)絡(luò)建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)，這樣，一個(gè)面向家庭的物聯(lián)網(wǎng)模型就實(shí)現(xiàn)了。

4.智能家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景

全業(yè)務(wù)時(shí)代， 家庭網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)融合的利器，被運(yùn)營(yíng)商視為新的戰(zhàn)略控制點(diǎn)，智能化家庭網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字家庭的發(fā)展方向。在國(guó)家大力推動(dòng)兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過(guò)程中一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的突破口。運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容服務(wù)提供商、系統(tǒng)集成商共同制定平臺(tái)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，為第三方服務(wù)集成商開(kāi)放平臺(tái)能力接口，打造融合家庭控制、多媒體信息和通信于一體的家庭信息化服務(wù)。運(yùn)營(yíng)商需要從家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)力，開(kāi)發(fā)出更具豐富功能的家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的人性化、泛在化和智能化。

家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了運(yùn)營(yíng)商向綜合信息服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)型，同時(shí)也帶動(dòng)了寬帶及增值業(yè)務(wù)的發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)幾年將是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和家庭網(wǎng)絡(luò)普及的上升期，隨著全球3C融合趨勢(shì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)與消費(fèi)電子產(chǎn)品供應(yīng)商、通信設(shè)備商、互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)提供商將同運(yùn)營(yíng)商一同打造增值的新寬帶產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。同時(shí)，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也將逐步走向成熟，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)保障。在寬帶網(wǎng)絡(luò)完成最后一千米接入之后，隨著數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的普及，多種多樣的終端設(shè)備將逐步完成寬帶最后一米的延伸，將更多更好的應(yīng)用和服務(wù)推送到用戶面前。