馮承文，王鋼，孫玥

（1.青島海爾智能技術研發(fā)有限公司；2.中關村樂家智慧居住區(qū)產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟；3.全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標準化技術委員會）

1 新城建政策促進數(shù)字家庭行業(yè)的發(fā)展

1.1 數(shù)字家庭行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和問題

數(shù)字家庭的市場銷售額在逐年提升，產(chǎn)品使用越來越普及，應用逐步走向成熟。但在實際應用中，用戶使用滿意程度不高，真正吸引用戶使用的引爆點不多，許多應用場景不是很理想，便利性不足。

制約數(shù)字家庭行業(yè)繼續(xù)快速發(fā)展的原因很多，其中一個關鍵的技術問題就是互聯(lián)互通問題：很多能力相對比較弱、功能單一的數(shù)字家庭終端需在家庭網(wǎng)絡中與其他數(shù)字家庭終端互聯(lián)才能實現(xiàn)數(shù)字家庭的整體應用場景，現(xiàn)實的數(shù)字家庭系統(tǒng)中會出現(xiàn)多個廠商的獨立系統(tǒng)，這些系統(tǒng)之間缺乏互聯(lián)互通，只能依靠單一數(shù)字家庭廠商自身的能力來實現(xiàn)數(shù)字家庭的應用，這個多年未能很好解決的問題，導致了數(shù)字家庭系統(tǒng)缺少整體的應用體驗，阻礙了數(shù)字家庭市場的落地。另一個原因是由于缺乏更大量、更準確的數(shù)字家庭相關數(shù)據(jù)和信息的支撐，導致實用的應用場景不多，沒有給用戶帶來真正的便利，數(shù)字家庭市場推廣遲緩。

1.2 新城建項目的主要內(nèi)容

目前，住建部正大力推進新型城市基礎設施建設(以下簡稱“新城建”)工作，部署推進新城建項目試點扎實落地。新城建主要包含7個方面：全面推進城市信息模型(CIM)平臺[1]建設、推動智能化市政基礎設施建設和更新改造、協(xié)同發(fā)展智慧城市和智能網(wǎng)聯(lián)汽車、建設智能化城市安全監(jiān)管平臺、加快推進智慧社區(qū)建設、推動智能建造和建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展、推進城市綜合管理服務平臺建設。

1.3 新城建助力數(shù)字家庭行業(yè)

新城建充分利用信息技術的發(fā)展成果，以技術標準體系規(guī)范行業(yè)發(fā)展，依托行業(yè)共性平臺解決以前社區(qū)信息、建筑信息與數(shù)字家庭終端不關聯(lián)的問題，加大對相關數(shù)據(jù)和應用進行整合、處理、共享和查詢。建立數(shù)字家庭基礎平臺和智慧社區(qū)信息模型，基于BIM和CIM技術打造數(shù)字孿生社區(qū)，建立基于空間屬性的數(shù)據(jù)模型以及基于精細化模型的數(shù)據(jù)可視化能力，并以此為社區(qū)管理提供人、物、行為的全面數(shù)據(jù)基礎，通過大數(shù)據(jù)、人工智能的應用，提升社區(qū)管理和服務的能力。CIM模型的建立、智慧城市和智慧社區(qū)等部分的快速推進都將大大推進數(shù)字家庭的應用落地和發(fā)展進程。

2 智慧城市、智慧社區(qū)與數(shù)字家庭的融合帶來更新的產(chǎn)品和服務體驗

新城建的推進極大豐富和擴展了數(shù)字家庭的應用服務和使用場景。以前，數(shù)字家庭的應用由于缺乏更大量、更準確的數(shù)據(jù)和信息的支撐而難以實現(xiàn)，但伴隨著新城建各項工作的推進，數(shù)字家庭作為智慧社區(qū)和智慧城市應用的末端承載，用戶能夠在家庭中共享智慧社區(qū)和智慧城市中的信息和應用，數(shù)字家庭的應用也逐步豐富起來，從而促進了數(shù)字家庭的發(fā)展和落地實施。數(shù)字家庭的發(fā)展依賴于終端設備、用戶、房間、樓宇、社區(qū)以及整個城市的相互協(xié)調(diào)，構建BIM和CIM數(shù)據(jù)模型，支撐城市、社區(qū)、家庭多元異構數(shù)據(jù)的融合與交換，實現(xiàn)終端設備、用戶、房間、樓宇、社區(qū)以及整個城市之間數(shù)據(jù)和服務的共享。新城建中，社區(qū)住宅的數(shù)字模型為數(shù)字家庭提供了更多的精準數(shù)據(jù)基礎。智能家電的安裝需要獲取家庭的房間信息，之前無線智能家電的安裝和配置存在比較大的問題，就是無線網(wǎng)絡的布點，由于智能家電的屬性問題，很多種類的智能家電需要安裝在墻角，房間邊緣等地點，通常這些區(qū)域網(wǎng)絡信號會比較弱，廠商需要通過增加其他輔助手段增強智能家電的網(wǎng)絡信號，由于每個用戶的實際需求不同，導致廠商需要針對客戶進行個性化的安裝調(diào)試，增加了廠商的成本，降低了用戶的體驗。未來，通過新城建中建筑和房間的數(shù)字模型，根據(jù)用戶的實際裝修布置網(wǎng)絡的信號強度、設備類型等綜合信息，制定出合理的網(wǎng)絡布局，使智能家電可以直接入戶，安裝即可使用，不需要再額外增加其他的工作量。比如：通過新城建中建筑和房間的數(shù)字模型，可以為數(shù)字家庭的能源管理系統(tǒng)提供更多的外部數(shù)據(jù)參考，通過住宅的位置、戶型、光照程度、電力的管控、入住人員信息等為數(shù)字家庭的供暖、制冷設備提供更多的調(diào)控參考依據(jù)，使整個家庭用更少的能源滿足所有需求。新城建中智慧社區(qū)提供的各項增值服務極大豐富了數(shù)字家庭的應用場景，如，社區(qū)服務平臺有著社區(qū)內(nèi)的公共設施管理、增值服務管理、人員管理等。公共設施管理包括但不限于照明管理、安防監(jiān)控管理、車輛管理、門禁管理、能源管理等。增值服務包括但不限于物業(yè)服務、家政服務、美容美發(fā)、購物餐飲、維修安裝、社區(qū)活動、社區(qū)托管、社區(qū)養(yǎng)老等。在數(shù)字家庭系統(tǒng)和智慧社區(qū)進行互聯(lián)互通后，用戶使用數(shù)字家庭中的人機交互終端，足不出戶就可以讀取社區(qū)物業(yè)推送的各種消息、物業(yè)賬單等。利用人機交互終端獲取門禁信息，公共區(qū)域的監(jiān)控圖像；訂購家政服務、社區(qū)活動、社區(qū)托管以及社區(qū)養(yǎng)老等服務；居家老人每日健康數(shù)據(jù)（血壓計數(shù)據(jù)、血糖儀數(shù)據(jù)、冰箱開門次數(shù)、烹飪器具使用數(shù)據(jù)、體重計數(shù)據(jù)、智能馬桶分析數(shù)據(jù)、人員異常活動數(shù)據(jù)）上傳至社區(qū)醫(yī)院；虛擬社區(qū)活動室服務；社區(qū)物業(yè)的信息以及社區(qū)公共服務的使用；鄰居之間的互助等。新城建中智慧城市提供的各項增值服務極大豐富了數(shù)字家庭的應用場景，如，實現(xiàn)用戶在家中獲取當天的天氣、日常出行路線的交通狀況、政府最新的政策信息、行政事務的辦理等。數(shù)字家庭、智慧社區(qū)與其他智慧城市的第三方服務平臺進行互聯(lián)，以數(shù)字家庭和智慧社區(qū)提供的數(shù)據(jù)信息作為智慧城市的應用支撐，如，電網(wǎng)服務平臺、城市安防緊急服務平臺、城市消防緊急服務平臺等等。因此，數(shù)字家庭、智慧社區(qū)與智慧城市之間是相互提升、相互促進，共同發(fā)展的關系。

3 新城建為數(shù)字家庭部署實施提供技術支撐

在新城建的建設過程中，通過構建數(shù)字家庭基礎平臺，利用BIM/CIM融合數(shù)據(jù)，搭建基于BIM/CIM的智慧社區(qū)服務平臺，通過智慧社區(qū)平臺與智慧城市平臺和數(shù)字家庭系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，為數(shù)字家庭業(yè)務部署提供技術支撐。數(shù)字家庭與智慧社區(qū)、智慧城市系統(tǒng)互聯(lián)互通的實現(xiàn)，首先應解決數(shù)字家庭中終端設備的互聯(lián)互通，實現(xiàn)不同廠商、不同類型的終端互聯(lián)互通，不同廠商的數(shù)字家庭服務的互聯(lián)互通。其次，才是數(shù)字家庭應用服務與智慧社區(qū)、智慧城市系統(tǒng)互聯(lián)互通。數(shù)字家庭可以通過平臺對接，實現(xiàn)智慧社區(qū)和智慧城市系統(tǒng)之間生活與政府公共管理服務的互聯(lián)互通。

3.1 跨廠商數(shù)字家庭終端設備的互聯(lián)互通

目前，不同廠商數(shù)字家庭終端設備的互聯(lián)互通主要有以下幾個路徑：數(shù)字家庭終端設備通信協(xié)議及終端設備關鍵數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一；通過數(shù)字家庭網(wǎng)關進行異構通信協(xié)議轉換；通過行業(yè)公共互聯(lián)平臺實現(xiàn)不同廠商設備管理平臺的連接。這幾種方式中，雖然統(tǒng)一數(shù)字家庭終端對外通信數(shù)據(jù)格式是最為簡單、直接的互聯(lián)互通方式，但由于廠商眾多，即使發(fā)布了相關標準，但由于廠商研發(fā)和產(chǎn)品部署實施的投入成本較高，執(zhí)行的力度非常有限，導致實際落地困難。目前，針對較大數(shù)字家庭終端廠商來說，更愿意通過云服務平臺的方式進行互聯(lián)互通，既能夠以更小的代價實現(xiàn)互聯(lián)互通，又能夠較好地保護住各廠商自身的利益，所以該種方式成為了目前比較主流的互聯(lián)互通技術方案。不同廠商終端設備互聯(lián)互通示意圖[2]如圖1所示，可以通過廠商服務平臺和行業(yè)服務平臺實現(xiàn)互聯(lián)。

圖1 不同廠商數(shù)字家庭終端設備互聯(lián)互通示意圖

3.2 數(shù)字家庭、智慧社區(qū)和智慧城市系統(tǒng)的互聯(lián)互通

智慧社區(qū)服務平臺除了對社區(qū)內(nèi)智能終端設備和人員的管理，還具備與各級城市管理部門平臺接入的能力，通過數(shù)字家庭、社區(qū)與城市綜合管理等業(yè)務平臺進行對接，實現(xiàn)集中、高效的管理與資源共享，提高數(shù)字家庭和社區(qū)綜合服務的能力，實現(xiàn)多平臺間數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)互通。智慧社區(qū)平臺是數(shù)字家庭和智慧城市的應用和服務共享的基礎。

要實現(xiàn)數(shù)字家庭、智慧社區(qū)和智慧城市系統(tǒng)的互聯(lián)互通，需要打通不同平臺用戶管理的接口、設備管理的接口以及應用服務管理的接口，而統(tǒng)一的接口協(xié)議、統(tǒng)一的用戶、設備和應用管理都將是互聯(lián)互通推進的重點，而這需要通過國家或行業(yè)標準的建立來進行統(tǒng)一解決。

數(shù)字家庭、智慧社區(qū)和智慧城市平臺互聯(lián)互通示意圖如圖2所示。

圖2 數(shù)字家庭、智能社區(qū)和智慧城市平臺互聯(lián)互通示意圖

4 新城建的安全認證體系為數(shù)字家庭提供安全保障

4.1 信息安全

在數(shù)字家庭、智慧社區(qū)、智慧城市互聯(lián)互通過程中會涉及多個平臺、多個服務與應用，因而需要建立完善的信息安全保護措施，以保證整體應用的正常運行。在新城建的建設過程中，通過數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通，數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺連接圖如圖3所示。

圖3 數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺連接圖

其中數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺應主要解決的技術問題包括：

①對廠商平臺、數(shù)字家庭終端設備和用戶的數(shù)字證書的管理機制，包括發(fā)放、更新、注銷、鑒別；

②跨廠商平臺的數(shù)字家庭終端設備的用戶和權限管理機制；

③對用戶隱私及敏感數(shù)據(jù)的跨平臺訪問保護機制；

④平臺間的密鑰管理共享機制。

通過以下技術手段有效解決信息安全問題：

①對數(shù)字家庭終端設備的身份進行有效驗證，需要保證平臺內(nèi)的數(shù)字家庭終端設備身份信息唯一，不可預測，并擁有足夠的長度和復雜度；

②用戶綁定數(shù)字家庭終端的過程安全可靠，數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺需下發(fā)對基于用戶生成的一次性驗證信息，數(shù)字家庭終端設備配網(wǎng)激活的時候需攜帶該驗證信息，進而進行用戶和終端設備的綁定，防止用戶和其他非綁定關系的數(shù)字家庭終端設備進行交互；

③在所有平臺交互通信過程中，應通過安全加密保護機制來保證通信安全；

④在保證數(shù)字家庭系統(tǒng)安全云平臺登錄接口的安全性，確保云平臺的唯一標識，平臺身份令牌的安全性、不可預測性，并擁有足夠的長度和復雜度；

⑤應使用精細粒度的訪問權限控制，根據(jù)用戶信息、數(shù)字家庭終端設備信息、應用場景等配置出最小且必要的權限，以確保使用安全。

4.2 用戶個人數(shù)據(jù)和隱私的保護

數(shù)字家庭、智慧社區(qū)、智慧城市中會獲取大量與用戶有關的個人信息和隱私信息，隨著國家個人信息保護法的頒布和實施，需要重點對這些個人信息進行保護，同時在使用、轉移、存儲銷毀等過程中不會引起個人數(shù)據(jù)和隱私的泄露。新城建政策的推進需要在滿足個人信息保護法以及國家標準GB/T35273-2020《信息安全技術個人信息安全規(guī)范》[3]要求的基礎上，對用戶個人數(shù)據(jù)和隱私進行保護，真正促進數(shù)字家庭應用的落地。

5 結語

數(shù)字家庭的發(fā)展以應用為推動力；智慧社區(qū)和智慧城市的發(fā)展為數(shù)字家庭提供了更多實用的應用場景；數(shù)字家庭、智慧社區(qū)和智慧城市相互促進，相互提升，共同發(fā)展，最終形成共同進化、共同發(fā)展的智能生態(tài)系統(tǒng)。