综合物联网技术的智能数字家庭网络探讨

1.物联网技术及其应用领域

　　物联网技术是在互联网的基础上，利用感知、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万物的"Internet of Things".在这个网络中，物品能够彼此进行"交流",而无需人的干预。其实质是利用如射频自动识别（R F I D）等感知技术，通过计算机互联网和后台处理系统实现物品的自动识别和信息的互联与共享。

　　目前，物联网技术已经开始应用。上海移动已经采用物联网技术为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。在上海世博会期间，"车务通"将全面应用于上海公共交通系统，以最先进的技术来保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的"E物流",将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。此外，在物联网普及后，用于动物、植物、机器等的传感器与电子标签及配套接口装置的数量将大大超过手机的数量。

　　2.物联网技术在家庭中的应用

　　近年来，随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展，智能化家电越来越多，互联网遍布办公室和家庭，加上移动通信设备的普及，智能家庭网络系统的实现逐步成为可能，人们可以利用互联网、移动通信网和电话网实现对家居的远程监控。基于智能家庭的网络环境，物联网技术在家庭中的应用主要包括如下2种。

　　2.1 智能家居

　　智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术，将各种家庭设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）通过智能家庭网络联网实现自动化；通过运营商的宽带、固话和3G无线网络，可以实现对家庭设备的感知和远程操控，如图1所示。与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适且高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统，还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。

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　　2.2 智能医疗

　　智能医疗系统借助简易实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行自测，并将生成的生理指标数据通过运营商的固定网络或3G无线网络传送给护理人员或有关医疗单位，如图2所示。另外，根据客户需求，运营商还可以提供相关增值业务，如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统解决了现代社会子女因工作忙碌无暇照顾家中老人的无奈，可以随时表达孝子情怀。

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3.综合物联网技术的智能家庭网络
　　数字家庭是以计算机技术和网络技术为基础，包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等，通过不同的互联方式进行通信，实现家庭网络中各类电子产品之间"互联互通"的一种服务。

　　数字家庭业务主要面向家庭成员间内部和外部信息交流需求，以家庭网络为承载形式、以家庭网关为核心，依托统一的业务平台，将数字家庭建设成面向家庭的互动综合性信息服务提供平台，并成为连接家庭成员的重要纽带。

　　家庭网关是家庭网络的核心设备，其功能定位包含接入中心、控制中心、媒体中心、安全中心等，提供多个家庭设备间共享互联网连接及设备之间的互联，同时为用户提供数据、语音、视频的Triple-Play业务，并为用户提供统一的家庭网络管理策略。

　　通过对物联网技术在家庭中应用的分析可以看出，网络运营是物联网产业链的中间环节，也是最重要的环节。可分为两大部分：第一部分是把传感器、智能终端连接起来的网络设备，包括传感器的通信模块、路由器、交换机、光传输设备、移动通信设备、各类无线基站等，这些设备构成了端到端的通信网络；第二部分是网络的运营支撑系统，包括由各种计算机和相应的管理软件构成的管理平台和业务平台。综合物联网技术的智能数字家庭网络模型如图3所示。

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　　该系统主要包括一个具有传感器网关功能的家庭网关（简称家庭网关）以及若干个无线通信子节点。家庭网关和子节点间通过无线网络进行数据交互。同时，网关将收集到的数据通过运营商的数据网络传送至家庭业务平台进行相关处理，该平台通过中间件的架构将某些业务能力通过合适的A P I开放给第三方，让第三方充分了解和使用家庭资源，开发出各种有针对性、创造性的具体应用。同时，该系统通过与BS S/O SS的对接，提供相关业务管理和计费的能力。

　　其中，核心业务能力的提供由物联网家庭业务平台完成，它是一个能力开放与服务开放的业务平台，实现家庭应用的集中管控和开通、家庭智能终端应用信息存储、转发，基本模型如图4所示。家庭业务平台由业务应用服务器、网络管理、家庭门户以及业务开放模块构成，可采用中间件技术实现新业务、新功能的持续加载，其功能如下：

　　业务应用服务器，为家庭物联网业务提供平台；

　　网络管理，实现对家庭应用终端的集中管理；

　　家庭门户，实现以W e b / W A P /短信等方式对家庭网络的远程访问和控制；

　　业务开放模块，实现第三方服务通用开发模块及接口的开放。

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　　综上所述， 通过在每个家庭安装一个家庭网关，使得家庭里面的电话、计算机、电视、手机等终端设备可以通过这个网关全面互联，满足家庭信息化的需要。在现在运营商所提供网关设备的基础上，增加传感器网关功能，并且针对各种传感器网络建立相应的业务平台，这样，一个面向家庭的物联网模型就实现了。

　　4.智能家庭网络的发展前景

　　全业务时代， 家庭网络作为实现固定和移动融合的利器，被运营商视为新的战略控制点，智能化家庭网络是数字家庭的发展方向。在国家大力推动两化融合的大背景下，物联网将是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。运营商、内容服务提供商、系统集成商共同制定平台服务标准，为第三方服务集成商开放平台能力接口，打造融合家庭控制、多媒体信息和通信于一体的家庭信息化服务。运营商需要从家庭网关发力，开发出更具丰富功能的家庭网关，实现家庭网络的人性化、泛在化和智能化。

　　家庭网络业务的快速发展，促进了运营商向综合信息服务提供商的转型，同时也带动了宽带及增值业务的发展。可以预见，未来几年将是宽带网络发展和家庭网络普及的上升期，随着全球3C融合趋势的发展，计算机与消费电子产品供应商、通信设备商、互联网增值服务提供商将同运营商一同打造增值的新宽带产业价值链。同时，数字家庭网络的相关标准和规范也将逐步走向成熟，为这一目标的实现提供基础保障。在宽带网络完成最后一千米接入之后，随着数字家庭网络的普及，多种多样的终端设备将逐步完成宽带最后一米的延伸，将更多更好的应用和服务推送到用户面前。