广电物联网环境下智能家居系统的实现

2015-01-03许承懋

中国管理信息化 2015年16期

关键词：广电智能家居层面

许承懋，祝健

（石家庄有线电视台，石家庄 050000）

广电物联网环境下智能家居系统的实现

许承懋，祝健

（石家庄有线电视台，石家庄 050000）

文章主要阐述物联网的概念及相关特征，进一步就智能家居的应用状况和价值进行分析，并在此基础上对当前已投入应用的智能家居系统结构展开深入讨论，对加深该领域的认识有一定积极意义。

广电；物联网；智能家居；实现

以计算机及网络技术的深入应用为突出特征的信息时代，从根本上改变着整个社会的生活及工作模式，其中不容忽视的一个重要方面就是智能家居系统不断成熟。在此背景下，如何通过广电网络进一步推动智能家居体系迈向成熟，成为当前行业内共同关注的重要问题。

1　广电环境下的智能家居

物联网是智能家居实现的基础。从概念层面看，物联网是指在信息平台上实现物物相连的互联网。其内涵包括两个层面：第一，需要切实实现物的数字化，为物的网络化奠定基础，第二，实现联网，其中既包括数字化的物本身体现在网络环境中供人类读取和控制，也包括物物间的联网驱动。从应用层面看，国际电信联盟（ITU）发布的ITU互联网报告中对物联网的定义为通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体间，环境及状态信息的实时共享及智能化收集、传递、处理、执行。

虽然对物联网的概念并不统一，但总体来说，都是指通过互联网来实现对物的远程控制和管理。在此基础上，智能家居系统才得以生存和发展。智能家居本身是互联网环境下，物联网系统在家庭应用环境中的体现，虽然其起源较早，但是发展缓慢，直到物联网蓬勃兴起，智能家居系统才有长足进展。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备，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、影音服务器、影柜系统、网络家电等连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发及可编程定时控制等多种功能和手段。智能家居系统的深入应用，其价值不仅在于服务和优化人类居住环境，对能源节约和建筑体系的可持续发展也具有积极意义。

从广电网络对智能家居的支持角度看，广电网络有以下两方面特征，在智能家居系统的支持领域表现卓越。其一在于良好的覆盖率，广电网络在我国发展历程较长，覆盖率较高，尤其是在城镇环境中已经趋近全面覆盖，机顶盒在当前家庭生活中已经成为必备设备。其二在于其承载的数据传输特征，广电网一直都致力于视频及音频数据传输，且随着信息技术的发展和社会环境对新型信息消费需求的涌现，广电网络于近年开始注重数据的上传控制，将少量的控制数据纳入传输环境中。在这样的网络体系中，对应的数据传输硬件和服务设备都更加专业。对智能家居环境而言，大量的状态数据都需要通过视频格式展开传输。因此，广电网络无疑是最理想的载体环境。

2　基于物联网的智能家居网络体系

在广电网络环境下，基于物联网的智能家居体系已逐步展开应用，下面从其构成角度对该体系展开阐述和讨论。

整个智能家居系统包括五个层面，从下至上分别是感知层、接入层、网络层、支持层及应用层。感知层主要负责为整个智能家居系统提供底层数据支持，通过环境感知、位置感知、RFID感知、控制感知和体感感知几个主要功能，来获取智能家居环境中的相关信息和数据，及用户信息和权限，且将数据传输到支持层，以便整个智能家居系统展开相应的分析和管理。从物理层面看，感知层包括所有传感器终端，视频监控、温度监控等相关设备都在该层面环境下展开工作。

如果说感知层的职责是从实际环境中获取数据，那么接入层的职责就是收集数据。从功能角度看，接入层负责智能家居中家庭网关与各用户终端，诸如机顶盒、手机、PC等的智能家居感知设备和智能家居数据传输。接入层同时负责实现不同传输协议的转化，将家庭环境中组件与终端间遵守不同通信协议的不同设备信号加以收集，且转化为统一的可供互联网传输和高层解读的数据体系。

网络层主要负责数据传输。在物联网环境下，对家居设备状态的远程读取和控制，是当前智能家居体系的重要职能之一。当前广电网已具备成熟的高清视频双向网络，完全可以承载起智能家居体系的数据传输职能。传统广电网络环境多占用下行线路，上行线路中仅携带必要的反馈控制信息；而在智能家居环境中，上行更多是视频数据，下行是控制数据。在这样的网络环境中同时开展两种业务，本身是对通信链路资源的一种充分利用，能够保证数据传输质量的实现。

支持层又称中间层或业务层，对下需要对网络资源进行认知，进而达到自适应传输的目的；对上则需要面向应用层展开良好支持，为智能家居体系的用户提供相应数据。支持层的具体职责是实现数据的表达与处理，最终达到语义互操作和信息共享的目的。在当前相关智能性技术支持下，必要的深入数据挖掘和整理技术也会在该层面中得以引入和应用。

智能家居系统的应用层，重点在于实现和人类控制者的界面交互，同时提供必要的应用功能，实现人与系统间的平滑过渡。