鄒飛非

【摘要】隨著云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術的快速發(fā)展，依托廣電AI智能機頂盒作為家庭的控制中心，開展智慧家庭業(yè)務具有廣闊的前景。本文提出了基于AI智能機頂盒的智慧家庭云平臺建設方案，通過云端和終端相結合，探索了可行的智慧家庭的運營模式。

【關鍵詞】AI;智慧家庭;云平臺

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術的快速發(fā)展，開展智慧家庭服務正是當前研究熱點。廣電網(wǎng)絡依托進入千家萬戶的機頂盒終端開展智慧家庭服務具有天然優(yōu)勢，尤其是AI智能機頂盒的逐步推廣，助力了智慧家庭業(yè)務的發(fā)展?；贏I智能機頂盒的智慧家庭云平臺通過AI智能機頂盒對各類家居設備進行控制，對用戶音視頻收視行為、上網(wǎng)行為以及生活行為習慣等進行采集，并將各類數(shù)據(jù)上傳至AI智慧家庭云平臺，通過大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等對用戶行為進行精準分析，形成用戶家庭日常生活數(shù)據(jù)，通過算法進行深度學習，提供相應決策回傳至AI智能機頂盒中，向各種智能設備下發(fā)指令并控制，給予用戶舒適、便捷、智慧的日常生活體驗。并在此過程中挖掘出有價值的行為，提供給政府或者企業(yè)用戶，針對該家庭用戶的喜好來推送精準服務，從而實現(xiàn)智慧生活。

1. 總體技術方案

AI智慧家庭云平臺采用用戶鑒權模塊對用戶進行身份認證，然后由傳感數(shù)據(jù)采集模塊檢測用戶行為并通過通訊模塊傳送給AI智能機頂盒，AI智能機頂盒將這些數(shù)據(jù)上傳至AI云平臺，AI云平臺通過對用戶行為進行挖掘并分析出用戶有規(guī)律的生活習慣，進行用戶精準畫像。一方面實現(xiàn)對家庭各類設備的精準智能控制，讓用戶能體驗到更加環(huán)保、便捷的日常家居生活，另一方面對接政府或者第三方行業(yè)平臺，使政府和行業(yè)等實現(xiàn)更及時，準確、智能化的生活圈服務，形成政府、企業(yè)和居民的良性互動?；贏I智能機頂盒的智慧家庭云平臺架構圖如圖1所示：

圍繞AI智慧家庭云平臺和AI智能機頂盒，打造出包含廣電視頻、社交互動、人工智能以及家庭物聯(lián)網(wǎng)服務的智慧家庭解決方案。通過智能連接+業(yè)務融合，提供了各種創(chuàng)新、開放的智慧家庭服務，以多種功能和服務的組合，滿足不同喜好用戶的差異化需求。

2. AI智慧家庭云平臺構架與設計

根據(jù)廣電網(wǎng)絡現(xiàn)狀，結合行業(yè)一流云平臺設計經(jīng)驗，設計AI智慧家庭云平臺基本框架。

2.1 系統(tǒng)架構說明：

●智能硬件---各類型數(shù)據(jù)采集終端;

●智能硬件數(shù)據(jù)直通接口---平臺提供TCP/IP、HTTP、MQTT方式接入設備數(shù)據(jù)，同時可提供協(xié)議轉換器以幫助其他協(xié)議的設備接入平臺;

●用戶數(shù)據(jù)管理服務---主要指用戶賬戶信息、用戶設備信息等;

●用戶應用管理服務---主要指租戶用戶的各種應用數(shù)據(jù);

●數(shù)據(jù)應用編程接口及開發(fā)包---應用端Java、Python等語言版本的API;

●數(shù)據(jù)安全服務邏輯---平臺提供安全可靠的數(shù)據(jù)服務，提供端到端的加密服務，提供設備數(shù)據(jù)入庫的驗證服務，提供設備的安全碼驗證服務等安全措施以保障平臺的數(shù)據(jù)安全可靠。

●數(shù)據(jù)服務業(yè)務邏輯---讓數(shù)據(jù)服務于業(yè)務，系統(tǒng)通過對客戶大量業(yè)務數(shù)據(jù)的分析，總結出該企業(yè)經(jīng)營的業(yè)務的特點，從而為降低成本，加速業(yè)務增長，提高利潤，為企業(yè)突破創(chuàng)新發(fā)展提供支撐;

●基于語音和語義分析的模式識別，形成了模板匹配、隱馬爾可夫和人工神經(jīng)網(wǎng)絡等有效識別技術;使整個系統(tǒng)能夠直接接受人的口語命令，“理解”人的意圖并作出相應的響應。

●基于AI智能機頂盒的AI智慧家庭云平臺獲得更多維度、更海量、更有時效性的全樣本數(shù)據(jù)?；诳茖W決策的現(xiàn)代運籌學優(yōu)化算法，通過抓取、挖掘、分析海量數(shù)據(jù)并用經(jīng)典模型測算與驗證，可幫助AI云平臺快速了解用戶喜好，生活習慣，使用頻率等方面的有效信息。通過讓數(shù)據(jù)說話，實現(xiàn)AI智慧家庭云平臺基于量化模型的精細優(yōu)化決策。

2.2 方案設計

AI智慧家庭云平臺分為數(shù)據(jù)采集、規(guī)則引擎、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析處理、語義分析以及決策分析以及資源聚合等部分組成。

2.2.1 數(shù)據(jù)采集

AI智慧家庭云平臺向用戶提供一個簡單易用的智能硬件數(shù)據(jù)接入、存儲和處理以及數(shù)據(jù)應用一站式數(shù)據(jù)分析處理展示服務平臺，旨在降低物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應用的技術門檻及運營成本，滿足物聯(lián)網(wǎng)產品原型開發(fā)、商業(yè)運營和規(guī)模發(fā)展各階段的需求。

AI云平臺提供快捷方便的硬件接入方式，支持主流物聯(lián)網(wǎng)設備通訊協(xié)議TCP/IP、 HTTP以及輕量級通信協(xié)議MQTT，支持JSON數(shù)據(jù)格式協(xié)議，數(shù)據(jù)上報使用了間斷式連接，大大降低了設備上的代碼足跡和及數(shù)據(jù)帶寬和流量。數(shù)據(jù)采集對應的后臺服務器支持負載均衡、高可用，支持第三方協(xié)議接入、設備GIS信息管理。

2.2.2 數(shù)據(jù)規(guī)則引擎

規(guī)則引擎基于云端的智能，可以實現(xiàn)基于幾乎任何行為或場景的觸發(fā)機制，并且能夠讓用戶通過電子郵件、短信或推送獲得事件被觸發(fā)的通知，AI智慧家庭云平臺擁有前置和后置規(guī)則引擎，可根據(jù)用戶可自定義的規(guī)則設置預警機制。

2.2.3 數(shù)據(jù)存儲

AI云平臺管理系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)存儲部分采用海量分布式設備數(shù)據(jù)存儲和處理機制，主要負責存儲大部分平臺數(shù)據(jù)，包括結構化＼非結構化數(shù)據(jù)、各應用數(shù)據(jù)等;現(xiàn)有配置支持海量數(shù)據(jù)存儲（包括冗余容錯），可隨時按需熱部署及在線擴展。

AI云平臺存儲主要優(yōu)勢：

●用戶應用數(shù)據(jù)隔離存儲;

●針對智能傳感器的數(shù)據(jù)特點進行存儲和查詢優(yōu)化;

●分級緩存入庫存儲機制，高速查詢應用和設備最新數(shù)據(jù);

●滿足應用數(shù)據(jù)優(yōu)先和設備數(shù)據(jù)優(yōu)先不同的數(shù)據(jù)應用模式;

●內置數(shù)值類數(shù)據(jù)常用的數(shù)值統(tǒng)計和計算功能;

數(shù)據(jù)存儲支持高可用性及集群需求，可根據(jù)用戶不同需求進行按需定制（根據(jù)用戶實際需求做有償定制服務）。

2.2.4 數(shù)據(jù)分析處理

AI智慧家庭云平臺采用開放性平臺架構設計，可根據(jù)中心存儲數(shù)據(jù)進行海量數(shù)據(jù)集中高效處理分析。

基于開放性平臺架構的設計能夠滿足廣泛的第三方接口需求，提供第三方應用端Java版API（API分為基本接口、對外擴展接口及應用實例三大類）：

●支持跨平臺數(shù)據(jù)調用11種基礎數(shù)據(jù)服務接口+擴展數(shù)據(jù)應用接口

●Java API及SDK， Python API及SDK

●HTTP通用快速數(shù)據(jù)服務接口

數(shù)據(jù)處理引擎支持高可用性及集群需求，可根據(jù)用戶不同需求進行按需定制。

根據(jù)用戶不同需求，通過對接騰訊云小微等第三方APP，進行設備注冊、時時信息查看及接收報警信息等模塊的需求。

2.2.5 決策分析

通過AI智能機頂盒讓AI智慧家庭云平臺獲得更多維度、更海量、更有時效性的全樣本數(shù)據(jù)。基于科學決策的現(xiàn)代運籌學優(yōu)化算法，通過抓取、挖掘、分析海量數(shù)據(jù)并用經(jīng)典模型測算與驗證，可幫助AI智慧家庭云平臺快速了解用戶喜好，生活習慣，使用頻率等方面的有效信息。通過讓數(shù)據(jù)說話，實現(xiàn)AI智慧家庭云平臺基于量化模型的精細優(yōu)化決策。

2.2.6 資源聚合

AI智慧家庭云平臺聚合了海量的互聯(lián)網(wǎng)資源，使用戶可以通過AI智能機頂盒接入安全、可靠、全面的互聯(lián)網(wǎng)服務。通過AI智能機頂盒采集到的用戶請求到達AI智慧家庭云平臺后，AI智慧家庭云平臺會智能識別用戶的需求，進而對接到相應的資源平臺提供用戶相應的服務。如用戶想要查天氣，則AI云平臺會自動識別查詢天氣的意圖并對接到“最美天氣”平臺獲取天氣信息反饋給用戶。AI云平臺與資源平臺的對接一般采用http接口封裝交互數(shù)據(jù)，也有部分平臺提供相應的服務端sdk進行集成開發(fā)。

3. 應用試點

目前AI智慧家庭云平臺主要從家庭娛樂、智能家居及生活助手三個方面進行突破，已經(jīng)集成了基于廣電私有云平臺的廣電自有業(yè)務，包括直播、點播、本地綜合信息服務等;集成了基于騰訊云的一系列智能家庭產品，實現(xiàn)了電視、臺燈、掃地機、加濕器、窗簾等家居設備的智能控制;集成了海量的第三方應用，包括定鬧鐘、查天氣、查百科、看股票、做翻譯等生活助手服務。通過大數(shù)據(jù)、云計算、語音識別、語音控制等手段，基于AI智能機頂盒的智慧家庭云平臺實現(xiàn)了用戶需求的獲取，對用戶行為進行精準分析，挖掘出有價值的行為，從而實現(xiàn)對智慧家居系統(tǒng)的控制，對用戶需求的精準推送，進一步提升了信息技術服務民生能力，滿足了老百姓對美好生活向往的需求。

4. 結束語

云技術、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術的快速發(fā)展，給智慧家庭業(yè)務的發(fā)展插上了翅膀。本文提出的基于AI智能機頂盒的智慧家庭云平臺設計方案，充分發(fā)揮了廣電網(wǎng)絡機頂盒進入千家萬戶的優(yōu)勢，借鑒了一流云平臺的建設經(jīng)驗，打造了開放的智慧家庭云平臺，將廣電傳統(tǒng)業(yè)務與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務相結合，引入了海量的互聯(lián)網(wǎng)應用，有效滿足了用戶需求，對廣電同行開展智慧家庭業(yè)務具有一定借鑒意義。

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