賴 敏， 高 薇， 儲(chǔ)妮晟

0 引言

隨著通信網(wǎng)絡(luò)、家電智能化、娛樂(lè)數(shù)字化的穩(wěn)步發(fā)展和居民生活水平的提高，基于通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、家電、智能終端等各個(gè)行業(yè)均開(kāi)始想著數(shù)字家庭領(lǐng)域延伸了觸角。各個(gè)行業(yè)均基于各自的優(yōu)勢(shì)，提出了自己的數(shù)字家庭的概念和解決方案。就當(dāng)前數(shù)字家庭領(lǐng)域的發(fā)展而言，形成了以下5種形態(tài)各異、側(cè)重點(diǎn)不同的數(shù)字家庭概念：

1）基于智能家居的數(shù)字家庭：以波創(chuàng)、索博為代表，專注于智能家居方面，不涉足家電領(lǐng)域。對(duì)于家電只能控制電源開(kāi)關(guān)[1]。

2）基于智能家電的數(shù)字家庭：以海爾、LG等家電廠商為代表，在智能家居的基礎(chǔ)上，利用自己強(qiáng)大的全系列產(chǎn)品能力，在數(shù)字家電方面投入較大，使家電可以進(jìn)行復(fù)雜的業(yè)務(wù)應(yīng)用，而不僅僅是控制家電的開(kāi)關(guān)。

3）基于寬帶通信的數(shù)字家庭：以電信運(yùn)營(yíng)商及中興、華為等通訊設(shè)備廠商為代表，以通信網(wǎng)關(guān)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一系列以通信為主的數(shù)字家庭應(yīng)用[2]。

4）基于多媒體視聽(tīng)娛樂(lè)的數(shù)字家庭：以Sony、Intel為代表，著眼于數(shù)字家庭多媒體娛樂(lè)方面，使家庭內(nèi)各種多媒體設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)資源共享播放，互相控制。

5）基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭：目前商業(yè)化應(yīng)用較少，仍以高校研究為主，以南郵、西工大為代表，著眼于基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的上層業(yè)務(wù)應(yīng)用研究。

文中將分別對(duì)這5種數(shù)字家庭分別進(jìn)行介紹。

1 基于智能家居的數(shù)字家庭

此領(lǐng)域以波創(chuàng)、索博等公司為代表，由傳統(tǒng)的自動(dòng)控制、安防、監(jiān)控領(lǐng)域逐漸發(fā)展而來(lái)，專注于智能家居方面，不涉足家電領(lǐng)域，對(duì)于家電只能通過(guò)智能插座、紅外轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行基本的控制。如圖 1所示，通過(guò)核心設(shè)備“數(shù)字家庭智能網(wǎng)關(guān)”將遠(yuǎn)端控制、安防、監(jiān)控、電器控制等各個(gè)部分組合成網(wǎng)。主要使用到的通訊技術(shù)是以有線的 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線的433 MHz技術(shù)。

該行業(yè)中的公司已經(jīng)普遍具備了較全面的智能家居產(chǎn)品線，但其同時(shí)也存在巨大缺點(diǎn)：

1）沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)支撐，對(duì)家電只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制（對(duì)于本身帶紅外遙控的家電，可以實(shí)現(xiàn)同樣的紅外控制，但不能擴(kuò)展其他業(yè)務(wù)操作；對(duì)于不帶紅外遙控的家電，只能控制上電/斷電），無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的家電控制交互業(yè)務(wù)功能。

2）對(duì)數(shù)字家庭娛樂(lè)方面基本無(wú)支持。

構(gòu)筑此類數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)主要有：智能網(wǎng)關(guān)、智能開(kāi)關(guān)、無(wú)線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、電動(dòng)窗簾、監(jiān)控、安防等設(shè)備

圖2 基于智能家電的數(shù)字家庭

2 基于智能家電的數(shù)字家庭

以海爾、LG等家電廠商為代表，在智能家居的基礎(chǔ)上，利用自己強(qiáng)大的全系列家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，使家電可以進(jìn)行復(fù)雜的業(yè)務(wù)應(yīng)用，而不僅僅是控制家電的開(kāi)關(guān)?？梢詫?shí)現(xiàn)通過(guò)遠(yuǎn)端對(duì)家電進(jìn)行開(kāi)關(guān)、設(shè)置、狀態(tài)檢測(cè)、故障上報(bào)等操作。此類數(shù)字家庭突出的特點(diǎn)是家電的智能化。如圖2所示。

此類家電廠商為代表的數(shù)字家庭方案，對(duì)于數(shù)字家電都有較完備的解決方案，但定制化數(shù)字家電高昂的價(jià)格目前還無(wú)法被一般家庭用戶接受。此外，由于此類廠家是傳統(tǒng)家電廠商出生，所以對(duì)于數(shù)字家庭娛樂(lè)內(nèi)容共享、播放、控制方面，都沒(méi)有太多考慮。

與上面提到的智能家居行業(yè)類似，智能家電行業(yè)的市場(chǎng)推廣模式主要以與裝修公司合作為主。通過(guò)在富裕地區(qū)建立體驗(yàn)店，并借由裝修公司向客戶推廣的模式發(fā)展。

構(gòu)筑此類數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)主要有：總控單元、智能冰箱、智能電視、智能洗衣機(jī)等設(shè)備

3 基于寬帶通信的數(shù)字家庭

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商不愿再將來(lái)僅僅作為承載信息傳輸?shù)耐ǖ?，希望借由涉入?shù)字家庭領(lǐng)域，面向客戶提供各種增值業(yè)務(wù)。電信運(yùn)營(yíng)商在中興、華為等通訊設(shè)備廠商的協(xié)助下，以通信網(wǎng)關(guān)為基礎(chǔ)逐漸擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)一系列以通信為主的數(shù)字家庭應(yīng)用[3]。

圖3 基于寬帶通信的數(shù)字家庭

國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商目前紛紛建立多網(wǎng)融合的數(shù)字家庭示范小區(qū)，用以推廣基于寬帶通信網(wǎng)絡(luò)、智能家居網(wǎng)絡(luò)的多網(wǎng)融合類產(chǎn)品，著力于向客戶提供更多的增值服務(wù)[4]。

如深圳移動(dòng)與中?？党切^(qū)合作建立的移動(dòng)智能社區(qū)，該小區(qū)業(yè)主使用手機(jī)即可進(jìn)出社區(qū)和停車場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)刷手機(jī)小額支付、無(wú)線視頻監(jiān)控家中安全等應(yīng)用。該小區(qū)移動(dòng)智能建設(shè)分為支持RFID（Radio Frequency Identification）的 SIM（Subscriber Identity Module）卡一卡通、移動(dòng)智能家居兩大部分。社區(qū)居民為手機(jī)更換一張這種SIM卡，即可實(shí)現(xiàn)社區(qū)門禁出入、停車場(chǎng)進(jìn)出，以及小區(qū)游泳池、健身房、便利店等配套設(shè)施的刷手機(jī)消費(fèi)。移動(dòng)智能家居系統(tǒng)讓居民可通過(guò)手機(jī)隨時(shí)查看家里情況，遠(yuǎn)程控制家中空調(diào)、電視，通過(guò)家庭終端還可實(shí)現(xiàn)家居安防、物業(yè)溝通、家庭娛樂(lè)等功能。如圖3所示。

由于此類數(shù)字家庭是由傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商、通訊設(shè)備制造商逐漸發(fā)展起來(lái)的，所以特點(diǎn)在于對(duì)各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊的支持。

此類數(shù)字家庭的推廣模式主要以電信運(yùn)營(yíng)商與地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商合作為主，與住宅小區(qū)為單位建立和推廣。

構(gòu)筑此類數(shù)字家庭的核心節(jié)點(diǎn)主要有：寬帶家庭網(wǎng)關(guān)、數(shù)字電視機(jī)頂盒、家庭信息機(jī)、智能終端等設(shè)備。

4 基于多媒體視聽(tīng)娛樂(lè)的數(shù)字家庭

以Sony、三星等消費(fèi)類數(shù)字電器廠商為代表，著眼于數(shù)字家庭多媒體娛樂(lè)方面，使家庭內(nèi)各種多媒體設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)資源共享播放，互相控制。

互聯(lián)互通、共享播放、互相控制所使用的關(guān)鍵技術(shù)為數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（DLNA，Digital Living Network Alliance）。該技術(shù)由索尼、英特爾、微軟等提出，旨在解決個(gè)人PC、消費(fèi)電器、移動(dòng)設(shè)備在內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，使得數(shù)字媒體和內(nèi)容服務(wù)的無(wú)限制的共享和增長(zhǎng)成為可能。以Intel、微軟、BroadCom為代表的芯片、軟件廠商均已推出了基于DLNA的數(shù)字家庭娛樂(lè)解決方案。在越來(lái)越多的消費(fèi)類電子品牌廠商在數(shù)字電視、機(jī)頂盒、手機(jī)、電子相簿、個(gè)人電腦等平臺(tái)中納入了DLNA功能后，一張基于DLNA構(gòu)建的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)將會(huì)自然形成。

由于此類數(shù)字家庭由消費(fèi)類電子公司涉足而來(lái)，所以關(guān)注的重點(diǎn)是多媒體視聽(tīng)娛樂(lè)，基本不涉及智能家居、家電控制，所以可以將之看成為數(shù)字家庭領(lǐng)域的一個(gè)分支或者一種補(bǔ)充。

構(gòu)筑此類數(shù)字家庭的核心節(jié)點(diǎn)主要有：支持DLNA的電視機(jī)、投影儀、筆記本、手機(jī)、音箱等設(shè)備。

5 基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭

基于有線或者無(wú)線技術(shù)構(gòu)建起來(lái)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，為未來(lái)數(shù)字家庭的進(jìn)一步智能化奠定了基礎(chǔ)，如圖4所示。目前此類數(shù)字家庭商業(yè)化應(yīng)用較少，尚處于起步階段，以高校研究為主，著眼于基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭上層業(yè)務(wù)應(yīng)用研究[5-7]。比如：

西北工業(yè)大學(xué)建立了以超寬帶技術(shù)（UWB，Ultra Wideband）為傳輸手段，以電子標(biāo)簽及血壓、脈搏、光、溫濕度的傳感器網(wǎng)絡(luò)，主要研究基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的上層業(yè)務(wù)。如根據(jù)托盤中藥品重量給出需要吃藥的提示，根據(jù)人體睡眠中的翻身次數(shù)來(lái)統(tǒng)計(jì)人體睡眠質(zhì)量等。

圖4 基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭

南京郵電大學(xué)建立了以Zigbee技術(shù)為傳輸手段的傳感器網(wǎng)絡(luò)，主要研究方向同西工大類似。

構(gòu)筑此類數(shù)字家庭的核心節(jié)點(diǎn)主要有：網(wǎng)關(guān)、電子標(biāo)簽及血壓、脈搏、光、溫濕度等傳感器。

6 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字家庭作為一個(gè)新興市場(chǎng)，各個(gè)行業(yè)均想立足于自身特點(diǎn)與特長(zhǎng)，涉足此領(lǐng)域。從文中介紹可以看出，數(shù)字家庭領(lǐng)域尚未成熟，基于各個(gè)行業(yè)擴(kuò)展出來(lái)的數(shù)字家庭概念差別巨大，都在各自的數(shù)字家庭領(lǐng)域中逐漸的深入發(fā)展并逐漸相互融合。隨著數(shù)字家庭的逐漸發(fā)展成熟，經(jīng)過(guò)充分融合的統(tǒng)一的數(shù)字家庭，終將出現(xiàn)[8]。

[1] 賴敏,王芳,顧新.基于IPv6的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J].現(xiàn)代電信科技,2004(08):9-11.

[2] 賴敏,高薇,劉蕾.基于無(wú)線座機(jī)的數(shù)字家庭解決方案[J].信息系統(tǒng)工程,2012(08):31-32.

[3] 儲(chǔ)妮晟,賴敏.3G中IPv6SIP電話與公網(wǎng)中IPv4SIP電話通訊的方法[J].廣東通信技術(shù),2005(05):2-5.

[4] 戴沁蕓,王允非.網(wǎng)絡(luò)安全迎來(lái) 3G時(shí)代[J].信息安全與通信保密,2010(05):34-37.

[5] 徐志,陳彬兵.自組織 ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信研究[J].通信技術(shù),2009,42(12):128-131.

[6] 雷陽(yáng),尚鳳軍,任宇森.無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議現(xiàn)狀研究[J].通信技術(shù),2009,42(03):117-120.

[7] 張敬一,劉軍,郭偉.認(rèn)知無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知體系結(jié)構(gòu)研究[J].通信技術(shù),2011,44(02):56-58.

[8] 王健偉.云計(jì)算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品的融合發(fā)展之道[J].信息安全與通信保密,2011(07):30-32.