互联网新时代的智慧家庭思考

2014-07-02中国联通集团研究院副总工刘红旗

电视技术 2014年22期

关键词：终端智慧家庭

◎ 中国联通集团研究院副总工刘红旗

互联网新时代的智慧家庭思考

◎ 中国联通集团研究院副总工刘红旗

在对智慧与智能概念进行辨析的基础上，深度分析了互联网新时代技术及业务的发展状况，详细探讨了智慧家庭的内涵及应用需求，最后，根据目前智慧家庭的技术发展状况，对智慧家庭未来的组网方式及技术发展进行了预测与探讨。

智慧；智能；智慧家庭；未来发展

智慧与智能的概念辨析：信息-智能模型

前一段时间看到《中国科学报》在讨论，质疑现在智能的泛在化，什么都是智能，现在又开始热炒智慧，智慧城市、智慧医疗、智慧交通，从家庭来讲又有智慧家庭、智能家居及数字家庭等概念，究竟这些词用起来是否准确，这里进行了一些思考，首先对智慧和智能的概念进行辨析，见图1。

智能本来是人作为高级动物所具有的能力，由于人类科学技术及信息技术的发展，开始出现人工智能和机器智能，但这种智能是人赋予的，因为从人脑的结构来讲，大约有500到1 000亿个细胞，现在计算机的发展要赶上人脑的话，需要100年的时间，业界也有这种说法，未来机器智能可能会超过人的智能。但不管怎么说，智能从信息技术解决的角度来分析，所谓的智能离不开信息和数据，数据是客观事物直接的描述，是信息的载体。一个智能的形成离不开信息，对客观事物直接或者间接的表述就是信息，它是数据的内核。

图1 智慧与智能的概念辨析：信息-智能模型

再往上一层需要有知识，什么是知识？就是对客观事物确信的成果，可通过信息的手段来获取、使用及传播。而智能是利用信息和知识解决问题的能力，智在汉字里是聪明的意思，能是能力，智能即聪明的能力。智是聪明，慧也是聪明，在现在的背景下去理解这两个概念即综合运用知识系统解决深、大、难、杂问题的能力是智慧，而智能仅是利用简单的知识去解决问题。

互联网新时代：智能泛在化

互联网新时代主要表现为以下两大特征：

1）通信技术快速演进，表现形式为泛在互联，泛在连接。

宽带网络与通信：通信技术解决了用一些共用的资源来解决任何人、任何事，在任何时间及地点之间进行通信。通信网的泛在连接，不仅是地点、时间、空间的问题，还有媒体形式的问题，要适配这些需求，通信网也在不断演进。从目前来看，底层的传输层为智能光网络，接入层采用PON技术，从核心网络来说则采用SDN，从无线接入网来说有3G，现在已进入4G时代，5G也正在制订规范。

移动互联：信息的交互摆脱了时间空间限制。

万物互联：信息交互的对象扩展到人、物、事（流程）。

制造互联：信息交互进入到生产细节。

以上均是互联网新时代泛在智能发展的必要条件。

2）信息技术蓬勃发展，表现形式为泛在计算。

本文中,各DG单元初始虚拟阻抗值相等,仅利用本地和邻居的虚拟阻抗和电流信息调节。另外,负荷迅速变化且等效输出阻抗仍然存在差异时,为了确保电流的均匀分配,在下垂控制中添加电流控制器,进一步调节输出电流,使各DG单元控制中实现相同的电流增量。

微电子与普适计算：从信息发展的角度来进，泛在计算就包括微电子、普适计算技术、传感器、智能终端、智能消费电子和智能穿戴设备，它的计算能力进入到方方面面。

云计算：云计算实际上是一种基于网络计算资源集约化的服务模式，它主要的特点是弹性高效，通过云计算，通过网络可把超级计算能力不受时间、不受地点约束送到各个方面。

大数据：大数据主要体现为几个大，一个是数据量的大，一个是数据种类的多，但信息量的单体价值量低，因为有了大数据处理能力，就能够捕捉到整体的信息，并挖掘内在的知识。

软件技术：开源软件作为一种开放创新的模式，不仅加快软件开发速度，同时加快了开发周期，是一种互联网的模式。

总结：这个时代是信息高效传播、高效创新、ICT深度融合、泛在智能的时代，是一个正在进入以创新2.0为特征知识社会的时代，最近有人提出一个新的观点，未来智慧城市是以知识社会形态为背景，最大的特点是创新的2.0，即用户创新、群体创新、开放创新、协同创新。

智慧家庭的内涵

智慧家庭是以家庭为载体，以家庭成员为对象，利用新一代信息技术实现健康、安全、舒适、低碳、智能、充满亲情和关爱的生活方式，智慧家庭是智慧社区、智慧城市理念在家庭层面的应用和体现，智慧家庭也是智慧城市的最小单元。从技术层面来讲主要包括三个方面：一个是连接。在家庭里上连通信网、互联网、物联网和广播网，通过家庭网关，下连家庭泛在网络；第二个要素是智能化终端。包括可以连网的通信、娱乐、家电、生活服务、穿戴等设备。第三是智能化的服务与应用，这一类应用可以分为两类，一类是本地的，一类是云端的。其内涵如图2所示。

智慧家庭的应用需求

全世界各地对智慧家庭的理解各不相同，以北美和欧洲为例，北美人把被动式安全放在第一位，远程家庭监控放在第二位，家庭管理自动化、能源管理是第三、四位，最后是家庭健康。而欧洲把能源管理和家庭健康放在第一位和第二位，其次为家庭管理自动及远程监控，而把被动式的安全管理放在最后一位。

这里把智慧家庭应用需求分为五类，一个是通信类，第二个是休闲娱乐类，第三个是智能控制类，第四个是智能安防类，这些是家庭范围内直接的需求。另外一些需求是在云里，即第五类的智慧城市及智慧社区的应用。智慧家庭系统包括三个环节：云、管、端。端包括家庭的泛在网络，在这个网络里有几种类型的媒体流，一个是媒体类的数据，一个是控制类数据，一个是通信类数据，其通过家庭网关连接；管即电信的网络或其他承运的网络，主要体现在智能管道、智能互联及智能的运行维护；通过云端将智慧城市、社区等第三方应用加进去。智慧家庭应用及系统架构见图3、图4。

图2 智慧家庭的内涵

图3 智慧家庭应用类型

图4 智慧家庭系统示意图

现状及发展

1.家庭宽带技术

主要的家庭宽带接入技术，一个是铜线，主要为DSL、ADSL，带宽为4M～8M；一个是光纤，分为：光纤到路边FTTC，光纤到大楼FTTB，光纤到家庭FTTH。光网络最主要的技术为无源光网技术——PON，有两种技术标准EP⁃ON及GPON。其中EPON源于IEEE的标准，GPON是来自于ITU-T的标准，现在这两种技术均有应用，二者在家庭ONU市场各占50%，预计未来GPON的发展会更快。两种技术的区别主要在于第二层，GPON考虑了一些不同业务类型的分装。这两个组织的特点，ITU是以电信组织为成员，因此考虑了运营商的需求和思路较多，IEEE成员专家较多，主要考虑创新。

2）家庭智能网关技术

在网关技术层面，现在的智能网关（以某公司的技术产品为例）可以把传统电视、视频监控、视频会议、媒体服务等业务均放到一个平台上，在硬件平台方面，已可以支持非常丰富的接口技术。

2.智慧家庭终端与发展预测

智慧家庭的终端类型主要包括以下四大类：数据与通信终端、移动便携终端、消费电子终端及家控节点。其中，移动便携终端、消费电子终端及家控节点均呈现快速发展的态势。

3.协议标准

目前影响智慧家庭发展的最大瓶颈在于标准，在标准方面，影响最大的的为DLNA——数字生活网络联盟，其主要是解决几个问题：规范了在家庭范围内网络的的互联、网络的协议；媒体的传输、设备的发现、设备的控制及设备的管理及媒体的格式等。家庭组网方面主要技术包括PLC、WiFi、蓝牙等。

目前最受关注的技术为IEEE802.11低功耗的WiFi。家庭组网案例见图5。

刘红旗，中国联通研究院副总工程师，中国联通科学技术委员会常务委员，教授级高工。长期从事通信技术及其管理工作。曾获中国通信学会科学技术一等奖、中国电子学会电子信息科学技术一等奖；全国邮电特等劳动模范，邮电部有突出贡献技术管理专家。