【摘要】文章從電子、通信、建筑業(yè)、家電四個領(lǐng)域分別介紹了我國智能家居相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀,隨后分析了國外在家庭網(wǎng)絡(luò)、綜合布線及總線技術(shù)、無線通信技術(shù)和智能建筑及多媒體方面的多種標(biāo)準(zhǔn)共存現(xiàn)狀,最后給出了智能家居技術(shù)發(fā)展建議,提出采用標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)并舉方式發(fā)展智能家居技術(shù),指出制定智能家居技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的若干方向。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 標(biāo)準(zhǔn)化 無線通信技術(shù)
1 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
我國政府對智能家居產(chǎn)業(yè)的重視程度逐步提高,工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會、科技部已將家庭網(wǎng)絡(luò)列為未來中國高新技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的重點(diǎn)方向之一。而早在政策升溫之前,國內(nèi)一些有產(chǎn)業(yè)前瞻性的企業(yè)已經(jīng)在家庭網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)等方面加大了投入力度,力圖在產(chǎn)業(yè)規(guī)模化之前占領(lǐng)市場先機(jī)。智能家居關(guān)聯(lián)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)眾多,而統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系可以理順關(guān)系,為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供規(guī)范和引導(dǎo),利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互操作和產(chǎn)業(yè)規(guī)�；＝�(jīng)過幾年的發(fā)展,中國已經(jīng)在電子、通信、建筑業(yè)、家電等幾個領(lǐng)域出臺了首批結(jié)合中國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、針對中國市場需求的智能家居標(biāo)準(zhǔn)。
(1)電子信息領(lǐng)域
智能家居是傳統(tǒng)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力之一,它的應(yīng)用推廣是產(chǎn)業(yè)升級換代的一個環(huán)節(jié)。因此,原國家信息產(chǎn)業(yè)部(現(xiàn)國家工業(yè)和信息化部)在家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域首當(dāng)其沖,先后組建了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組”和“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”等兩個部直屬標(biāo)準(zhǔn)工作組,并成立了“數(shù)字電視接收設(shè)備與家庭網(wǎng)絡(luò)平臺接口標(biāo)準(zhǔn)”工作組,該工作組以海爾集團(tuán)為組長單位,其目的是制定家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺標(biāo)準(zhǔn),共同開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。2004年7月26日,海爾集團(tuán)聯(lián)合其他六家致力于中國家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)發(fā)起組建了“e家佳聯(lián)盟”。這些組織聯(lián)盟單位在消費(fèi)電子和信息設(shè)備同時開展技術(shù)攻關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)研究,并于2005年發(fā)布了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組” 、“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”、“e家佳聯(lián)盟”提出的標(biāo)準(zhǔn),列舉如下:
◆SJ/T11311-2005 《信息設(shè)備資源共享協(xié)同服務(wù) 第4部分:設(shè)備驗(yàn)證》;
◆SJ/T11313-2005 《家庭主網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
◆SJ/T11315-2005 《家庭控制子網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
◆SJ/T11316-2005 《家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及參考模型》。
基于上述標(biāo)準(zhǔn),中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所積極組織相關(guān)國內(nèi)企業(yè)在IEC/TC100提交了家庭多媒體網(wǎng)關(guān)規(guī)范(現(xiàn)已進(jìn)入CD階段),在ISO/IEC/JTC1/SC25提交了閃聯(lián)系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)已進(jìn)入FCD或CD階段)。
國內(nèi)企業(yè)力圖通過國際標(biāo)準(zhǔn)化的方式,實(shí)現(xiàn)中國自主技術(shù)的國際化,爭奪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn),同時為自主標(biāo)準(zhǔn)與國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容和融合提供可操作的平臺。
(2)通信領(lǐng)域
在電信業(yè),智能家居可作為電信網(wǎng)絡(luò)的延伸,將高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)引入家庭內(nèi)部,構(gòu)建服務(wù)于電信業(yè)務(wù)的終端網(wǎng)絡(luò),有利于豐富電信業(yè)務(wù)模式,帶來更多的商業(yè)利潤,因此它被電信業(yè)當(dāng)作未來發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一。
2005年,中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會組建了家庭網(wǎng)絡(luò)特別工作組,研究基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。原信息產(chǎn)業(yè)部于2006年頒布了首批2個標(biāo)準(zhǔn):
◆YD/T 1449.1-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)要求 第1部分:網(wǎng)關(guān)》;
◆YD/T 1448-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求》。
上述2個標(biāo)準(zhǔn)初步解決了家庭網(wǎng)絡(luò)的電信網(wǎng)關(guān)與電信網(wǎng)絡(luò)的銜接問題。
隨著3G的開展,與第三代通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的IPv6也成為推動智能家居發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,目前,中國IPv6標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)啟動。首批列入標(biāo)準(zhǔn)制定的內(nèi)容包括IPv6基本協(xié)議、IPv6網(wǎng)絡(luò)總體要求、鄰居發(fā)現(xiàn)、無狀態(tài)地址配置、移動IPv6、路由協(xié)議OSPF和BGP4等。以后將分批陸續(xù)制定相關(guān)的中國IPv6標(biāo)準(zhǔn)。3GPP已與IETF合作制定出與IPv6相關(guān)的移動通信標(biāo)準(zhǔn)。中國作為3GPP的主要參加方之一,正提出與輕量級IPv6相關(guān)的移動通信標(biāo)準(zhǔn)。
(3)建筑與社區(qū)信息化領(lǐng)域
據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會要求,2003年,國家建設(shè)部牽頭成立了《建筑及住宅社區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》國家標(biāo)準(zhǔn)編制委員會,負(fù)責(zé)起草用于社區(qū)物業(yè)管理、建筑與家庭的安防、報警、三表等系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2006年頒布了由國家建設(shè)部制定的《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》系列國家標(biāo)準(zhǔn),包括四個子標(biāo)準(zhǔn):
◆GB/T 20299.1-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第1部分:系統(tǒng)通用要求》
◆GB/T 20299.2-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第2部分:檢測驗(yàn)收》
◆GB/T 20299.3-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第3部分:物業(yè)管理》
◆GB/T 20299.4-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第4部分:控制網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議應(yīng)用要求》
2008年4月,全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC426)”獲得國家標(biāo)準(zhǔn)委員會的正式批復(fù)(國標(biāo)委綜合【2008】108號)。其工作領(lǐng)域與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC205 WG3建筑物環(huán)境設(shè)計技術(shù)委員會建筑物控制系統(tǒng)設(shè)計工作組相關(guān)聯(lián),主要負(fù)責(zé)全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)工作,包括智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)制修訂,相關(guān)產(chǎn)品檢測、認(rèn)證等。2009年6月6日技術(shù)委員會(SAC/TC426)正式成立,并在京召開了成立暨第一次工作會議。技術(shù)委員會主要負(fù)責(zé)智能建筑物數(shù)字化系統(tǒng)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。
(4)家電行業(yè)
家電產(chǎn)業(yè)特別是傳統(tǒng)白色家電行業(yè)對于家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同樣存在自身需求。為了能夠?qū)⑼ㄐ朋w制落實(shí)到家電終端,在中國家用電器研究院于2006年成立了標(biāo)準(zhǔn)工作組,負(fù)責(zé)起草用于白色家電的網(wǎng)絡(luò)家電控制規(guī)范。
國家發(fā)展和改革委員會于2006年頒布了由中國家用電器研究院制定的QB/T2836-2006《網(wǎng)絡(luò)家電通用要求》。該標(biāo)準(zhǔn)解決了白色消費(fèi)電子產(chǎn)品中的網(wǎng)絡(luò)家電終端產(chǎn)品內(nèi)部與家庭網(wǎng)絡(luò)接口的技術(shù)要求,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也部分支持了信息產(chǎn)業(yè)部頒布的家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(5)中國家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的未來走向
從已頒布的標(biāo)準(zhǔn)來看,中國電子信息產(chǎn)業(yè)在家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中一直是一支重要的主導(dǎo)力量,電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和活躍性使之有可能影響中國家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。通過幾年的推進(jìn),在完善已有技術(shù)體系的基礎(chǔ)上,電子信息領(lǐng)域率先提出了國家標(biāo)準(zhǔn)制定計劃,力圖促進(jìn)在更多的行業(yè)使用已有技術(shù)體制,推動多行業(yè)共進(jìn)的局面。2007年12月,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)了由“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組”和“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”骨干單位提出國家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計劃共19項(xiàng)(略)。
因電信領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備、協(xié)議還需要不斷完善,尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給智能家居帶來新的內(nèi)容,因此近期基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居還需要進(jìn)一步開展標(biāo)準(zhǔn)化工作。
2 國外標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
智能家居的國際標(biāo)準(zhǔn)還缺乏完整的體系,而且智能家居的不同環(huán)節(jié)都有多種標(biāo)準(zhǔn)共存,如家庭網(wǎng)絡(luò)、綜合布線、通信技術(shù)等方面都存在此類現(xiàn)象。
(1)家庭網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于智能家居的國際標(biāo)準(zhǔn),目前主要集中在家庭網(wǎng)絡(luò)方面,家庭網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)目前是多種并存,如HAVi、DLNA、HomePlug、ECHONET、HomePNA、PLC等協(xié)議。各家標(biāo)準(zhǔn)還存在需統(tǒng)一的問題。
1998年5月,松下、索尼、夏普、東芝以及飛利浦等8家公司成立標(biāo)準(zhǔn)制訂團(tuán)體HAVi推動協(xié)議會,將電視機(jī)、錄像機(jī)以及大容量硬盤等視聽家電通過IEEE1394接駁到網(wǎng)絡(luò)上,并通過各個家電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作以及收發(fā)動態(tài)圖像數(shù)據(jù)的技術(shù),2000年1月份公布了該標(biāo)準(zhǔn)的正式版本1.0。
HomePlug是美國家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)的電線通訊標(biāo)準(zhǔn)接口之一,該標(biāo)準(zhǔn)由近50家公司共同制定,現(xiàn)時版本為1.0,其技術(shù)規(guī)格可把多組設(shè)備透過供應(yīng)電源的電線互相聯(lián)系,而經(jīng)HomePlug認(rèn)證的產(chǎn)品可應(yīng)用在個人電腦或支援以太網(wǎng)、USB及802.11的設(shè)備。
HomePNA是HomePhonelineNetworkAlliance,家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的簡稱,該聯(lián)盟是一個非盈利性組織,致力于協(xié)調(diào)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一電話線網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該聯(lián)盟在1998由11個公司(包括3com、AMD、IBM等)共同建立,如今已有100多個公司加入,涉及的領(lǐng)域包括:網(wǎng)絡(luò)、電信、電腦硬件及其他電子工業(yè)。HomePNA接入方式是眾多家庭網(wǎng)絡(luò)接入方式競爭方案之一。HomePNA3.0于2005年5月被國際電聯(lián)(ITU-T)接受成為國際標(biāo)準(zhǔn)(G.9954)。
(2)綜合布線及總線技術(shù)
智能家居還涉及到綜合布線等技術(shù)內(nèi)容,在綜合布線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,ITU發(fā)布了G.hn通用標(biāo)準(zhǔn),涵蓋家庭電力線網(wǎng)絡(luò)、電話線和同軸電纜等基礎(chǔ)設(shè)施。此標(biāo)準(zhǔn)將允許每秒1GB的速度。而同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MoCA)和HomePlug電力線聯(lián)盟也提出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),目前在此層面上的標(biāo)準(zhǔn)還缺乏統(tǒng)一。
現(xiàn)場總線控制技術(shù)是智能家居中控制技術(shù)的重要應(yīng)用,具有數(shù)字處理和雙向高速通訊的能力,分散控制,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大且具有高度的穩(wěn)定性。目前世界上現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)有200多個,有很多應(yīng)用于建筑物的總線技術(shù),它們中大多數(shù)是某個具體應(yīng)用的解決方案。當(dāng)前國際上具有代表性的現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品有FF總線、PROFI 總線、LON總線、BAC net、CAN 總線、INTER 總線和CC Link總線等。在智能家居領(lǐng)域常見的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)有:LonWorks、EIB、BACNET、CAN、PROFIBUS、CEBUS、APBus、X10等。LonWorks為80年代美國Echelon公司所提倡,并由世界各地LonMark協(xié)會的推動,由于其技術(shù)的先進(jìn)性獲得廣泛支持,LonWorks總線已成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。
(3)無線通信技術(shù)
智能家居環(huán)境下,涉及到無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居各個元素之間的互聯(lián)及互通,目前適于智能家居的技術(shù)主要有802.11系列、Bluetooth、Home RF、M2M等多種方案。
802.11b技術(shù),是IEEE的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),目前802.11b、g標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完善,802.11n和UWB標(biāo)準(zhǔn)正在審定中。WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞,尤其是基于OFMA和MIMO技術(shù)的802.11n的出現(xiàn)使之成為大眾所期望的終極互聯(lián)技術(shù)。經(jīng)過多年的技術(shù)討論,802.11n的draft4.0已經(jīng)通過,困擾11n的標(biāo)準(zhǔn)問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術(shù)能帶來高達(dá)600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力,使得無線承載多媒體應(yīng)用,尤其是視頻媒體成為可能。當(dāng)然作為一種無線技術(shù),在家庭應(yīng)用時受限于功率以及家庭建筑的影響,仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質(zhì)量上無法達(dá)到有線傳輸?shù)男Ч葐栴}。
藍(lán)牙技術(shù)是一種廉價的、低功能的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),用戶可以控制10m之內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備。工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)速率為1Mbps。
HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會于1997年成立的,其主要工作任務(wù)是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。它推出HomeRF的標(biāo)準(zhǔn)集成了語音和數(shù)據(jù)傳送技術(shù),工作頻段為10GHz,數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到100Mbit/s,在WLAN的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術(shù)。HomeRF是對現(xiàn)有無線通信標(biāo)準(zhǔn)的綜合和改進(jìn):當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時,采用IEEE 802.11規(guī)范中的TCP/IP傳輸協(xié)議;當(dāng)進(jìn)行語音通信時,則采用數(shù)字增強(qiáng)型無繩通信標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與802.11b不兼容,占據(jù)了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段,應(yīng)用范圍主要是在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用。
M2M是智能家居結(jié)合移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù),越來越受到電信運(yùn)營商的重視,3GPP在M2M標(biāo)準(zhǔn)制定方面已經(jīng)開展了大量工作,3GPP SA1工作組在2005年9月開始就針對M2M進(jìn)行了研究,到2007年底完成了研究報告:TR 22.868《Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS 》,并在2008年5月開始了TS階段的工作:TS 22.368 《Network improvement for MTC 》(NIMTC),3GPP SA3工作組在2007年9月成立了WI:TR 33.812 《Study on Remote management of USIM application on M2M Equipment 》研究UICC應(yīng)用遠(yuǎn)程管理的安全問題,包括分析安全威脅以及定義安全需求。ITU-T、ETSI、ISO/IEC主要從整體架構(gòu)方面開展包括SG13的USN網(wǎng)絡(luò)的需求和架構(gòu)設(shè)計,ETSI M2M TC的M2M需求和功能架構(gòu)以及ISO/IEC JTC1 SC6 SGSN的SN研究報告的研究。
(4)智能建筑及多媒體
在智能建筑領(lǐng)域?qū)ｉT針對智能建筑的總線和通信協(xié)議,主要有美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議BACnet由美國供熱、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會組織的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會于1995年6月正式通過制定。標(biāo)準(zhǔn)編號為ANSI/ASHRAE Standard 135-1995,同年12月正式成為美國國家標(biāo)準(zhǔn),并得到歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會的承認(rèn),成為歐盟標(biāo)準(zhǔn)草案。2000年1月ISO/TC205委員會的15個國家(中國、法國、日本、英國、美國等)的代表一致通過決議,將BACnet作為“委員會草案”進(jìn)行廣泛評議,適當(dāng)修改后列為“國際標(biāo)準(zhǔn)化草案”,最后成為國際標(biāo)準(zhǔn)。
國際電工委員會音頻、視頻、多媒體系統(tǒng)和設(shè)備分技術(shù)委員會(IEC/TC100)與ITU等國際組織和廠商進(jìn)行聯(lián)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的內(nèi)容管理與維護(hù)、終端側(cè)的機(jī)頂盒(或多媒體終端)軟硬件設(shè)計、接口、人機(jī)交互界面等開展合作,IEC/TC100針對網(wǎng)絡(luò)多媒體的標(biāo)準(zhǔn)化工作也在穩(wěn)步推進(jìn)。IEC/TC100的TA11(多媒體信息質(zhì)量,Quality of Multimedia Information)已開展PWI61966第十部分網(wǎng)絡(luò)彩色圖像質(zhì)量評估和第11部分網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評估等標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。IEC/TC100的AES(Audio Engineering Society)和SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)在家庭多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)中具有較大的影響力。
3 標(biāo)準(zhǔn)化小結(jié)及發(fā)展建議
物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要部分,智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用得到政府的支持,由于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)涉及的行業(yè)較為廣泛,各行業(yè)之間、用戶之間有較強(qiáng)的相對獨(dú)立性,使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居在現(xiàn)有的架構(gòu)下,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循,終端和網(wǎng)絡(luò)配合欠佳、重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重、行業(yè)用戶開發(fā)和維護(hù)成本居高不下、各類應(yīng)用無法有效管理、服務(wù)質(zhì)量無保證等問題,這在一定程度上制約了智能家居的快速推廣和規(guī)模化發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 標(biāo)準(zhǔn)化 無線通信技術(shù)
1 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
我國政府對智能家居產(chǎn)業(yè)的重視程度逐步提高,工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會、科技部已將家庭網(wǎng)絡(luò)列為未來中國高新技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的重點(diǎn)方向之一。而早在政策升溫之前,國內(nèi)一些有產(chǎn)業(yè)前瞻性的企業(yè)已經(jīng)在家庭網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)等方面加大了投入力度,力圖在產(chǎn)業(yè)規(guī)模化之前占領(lǐng)市場先機(jī)。智能家居關(guān)聯(lián)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)眾多,而統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系可以理順關(guān)系,為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供規(guī)范和引導(dǎo),利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的互操作和產(chǎn)業(yè)規(guī)�；＝�(jīng)過幾年的發(fā)展,中國已經(jīng)在電子、通信、建筑業(yè)、家電等幾個領(lǐng)域出臺了首批結(jié)合中國產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、針對中國市場需求的智能家居標(biāo)準(zhǔn)。
(1)電子信息領(lǐng)域
智能家居是傳統(tǒng)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力之一,它的應(yīng)用推廣是產(chǎn)業(yè)升級換代的一個環(huán)節(jié)。因此,原國家信息產(chǎn)業(yè)部(現(xiàn)國家工業(yè)和信息化部)在家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域首當(dāng)其沖,先后組建了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組”和“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”等兩個部直屬標(biāo)準(zhǔn)工作組,并成立了“數(shù)字電視接收設(shè)備與家庭網(wǎng)絡(luò)平臺接口標(biāo)準(zhǔn)”工作組,該工作組以海爾集團(tuán)為組長單位,其目的是制定家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺標(biāo)準(zhǔn),共同開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。2004年7月26日,海爾集團(tuán)聯(lián)合其他六家致力于中國家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)發(fā)起組建了“e家佳聯(lián)盟”。這些組織聯(lián)盟單位在消費(fèi)電子和信息設(shè)備同時開展技術(shù)攻關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)研究,并于2005年發(fā)布了“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組” 、“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”、“e家佳聯(lián)盟”提出的標(biāo)準(zhǔn),列舉如下:
◆SJ/T11311-2005 《信息設(shè)備資源共享協(xié)同服務(wù) 第4部分:設(shè)備驗(yàn)證》;
◆SJ/T11313-2005 《家庭主網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
◆SJ/T11315-2005 《家庭控制子網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范》;
◆SJ/T11316-2005 《家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及參考模型》。
基于上述標(biāo)準(zhǔn),中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所積極組織相關(guān)國內(nèi)企業(yè)在IEC/TC100提交了家庭多媒體網(wǎng)關(guān)規(guī)范(現(xiàn)已進(jìn)入CD階段),在ISO/IEC/JTC1/SC25提交了閃聯(lián)系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(現(xiàn)已進(jìn)入FCD或CD階段)。
國內(nèi)企業(yè)力圖通過國際標(biāo)準(zhǔn)化的方式,實(shí)現(xiàn)中國自主技術(shù)的國際化,爭奪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制高點(diǎn),同時為自主標(biāo)準(zhǔn)與國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容和融合提供可操作的平臺。
(2)通信領(lǐng)域
在電信業(yè),智能家居可作為電信網(wǎng)絡(luò)的延伸,將高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)引入家庭內(nèi)部,構(gòu)建服務(wù)于電信業(yè)務(wù)的終端網(wǎng)絡(luò),有利于豐富電信業(yè)務(wù)模式,帶來更多的商業(yè)利潤,因此它被電信業(yè)當(dāng)作未來發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)之一。
2005年,中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會組建了家庭網(wǎng)絡(luò)特別工作組,研究基于電信網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。原信息產(chǎn)業(yè)部于2006年頒布了首批2個標(biāo)準(zhǔn):
◆YD/T 1449.1-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)要求 第1部分:網(wǎng)關(guān)》;
◆YD/T 1448-2006 《基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求》。
上述2個標(biāo)準(zhǔn)初步解決了家庭網(wǎng)絡(luò)的電信網(wǎng)關(guān)與電信網(wǎng)絡(luò)的銜接問題。
隨著3G的開展,與第三代通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的IPv6也成為推動智能家居發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,目前,中國IPv6標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)啟動。首批列入標(biāo)準(zhǔn)制定的內(nèi)容包括IPv6基本協(xié)議、IPv6網(wǎng)絡(luò)總體要求、鄰居發(fā)現(xiàn)、無狀態(tài)地址配置、移動IPv6、路由協(xié)議OSPF和BGP4等。以后將分批陸續(xù)制定相關(guān)的中國IPv6標(biāo)準(zhǔn)。3GPP已與IETF合作制定出與IPv6相關(guān)的移動通信標(biāo)準(zhǔn)。中國作為3GPP的主要參加方之一,正提出與輕量級IPv6相關(guān)的移動通信標(biāo)準(zhǔn)。
(3)建筑與社區(qū)信息化領(lǐng)域
據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會要求,2003年,國家建設(shè)部牽頭成立了《建筑及住宅社區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》國家標(biāo)準(zhǔn)編制委員會,負(fù)責(zé)起草用于社區(qū)物業(yè)管理、建筑與家庭的安防、報警、三表等系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2006年頒布了由國家建設(shè)部制定的《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》系列國家標(biāo)準(zhǔn),包括四個子標(biāo)準(zhǔn):
◆GB/T 20299.1-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第1部分:系統(tǒng)通用要求》
◆GB/T 20299.2-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第2部分:檢測驗(yàn)收》
◆GB/T 20299.3-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第3部分:物業(yè)管理》
◆GB/T 20299.4-2006《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用第4部分:控制網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議應(yīng)用要求》
2008年4月,全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC426)”獲得國家標(biāo)準(zhǔn)委員會的正式批復(fù)(國標(biāo)委綜合【2008】108號)。其工作領(lǐng)域與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC205 WG3建筑物環(huán)境設(shè)計技術(shù)委員會建筑物控制系統(tǒng)設(shè)計工作組相關(guān)聯(lián),主要負(fù)責(zé)全國智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)工作,包括智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)制修訂,相關(guān)產(chǎn)品檢測、認(rèn)證等。2009年6月6日技術(shù)委員會(SAC/TC426)正式成立,并在京召開了成立暨第一次工作會議。技術(shù)委員會主要負(fù)責(zé)智能建筑物數(shù)字化系統(tǒng)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。
(4)家電行業(yè)
家電產(chǎn)業(yè)特別是傳統(tǒng)白色家電行業(yè)對于家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同樣存在自身需求。為了能夠?qū)⑼ㄐ朋w制落實(shí)到家電終端,在中國家用電器研究院于2006年成立了標(biāo)準(zhǔn)工作組,負(fù)責(zé)起草用于白色家電的網(wǎng)絡(luò)家電控制規(guī)范。
國家發(fā)展和改革委員會于2006年頒布了由中國家用電器研究院制定的QB/T2836-2006《網(wǎng)絡(luò)家電通用要求》。該標(biāo)準(zhǔn)解決了白色消費(fèi)電子產(chǎn)品中的網(wǎng)絡(luò)家電終端產(chǎn)品內(nèi)部與家庭網(wǎng)絡(luò)接口的技術(shù)要求,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也部分支持了信息產(chǎn)業(yè)部頒布的家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(5)中國家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的未來走向
從已頒布的標(biāo)準(zhǔn)來看,中國電子信息產(chǎn)業(yè)在家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中一直是一支重要的主導(dǎo)力量,電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和活躍性使之有可能影響中國家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。通過幾年的推進(jìn),在完善已有技術(shù)體系的基礎(chǔ)上,電子信息領(lǐng)域率先提出了國家標(biāo)準(zhǔn)制定計劃,力圖促進(jìn)在更多的行業(yè)使用已有技術(shù)體制,推動多行業(yè)共進(jìn)的局面。2007年12月,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)了由“信息產(chǎn)業(yè)部家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組”和“資源共享、協(xié)同服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(IGRS)”骨干單位提出國家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計劃共19項(xiàng)(略)。
因電信領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備、協(xié)議還需要不斷完善,尤其是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給智能家居帶來新的內(nèi)容,因此近期基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居還需要進(jìn)一步開展標(biāo)準(zhǔn)化工作。
2 國外標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
智能家居的國際標(biāo)準(zhǔn)還缺乏完整的體系,而且智能家居的不同環(huán)節(jié)都有多種標(biāo)準(zhǔn)共存,如家庭網(wǎng)絡(luò)、綜合布線、通信技術(shù)等方面都存在此類現(xiàn)象。
(1)家庭網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于智能家居的國際標(biāo)準(zhǔn),目前主要集中在家庭網(wǎng)絡(luò)方面,家庭網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)目前是多種并存,如HAVi、DLNA、HomePlug、ECHONET、HomePNA、PLC等協(xié)議。各家標(biāo)準(zhǔn)還存在需統(tǒng)一的問題。
1998年5月,松下、索尼、夏普、東芝以及飛利浦等8家公司成立標(biāo)準(zhǔn)制訂團(tuán)體HAVi推動協(xié)議會,將電視機(jī)、錄像機(jī)以及大容量硬盤等視聽家電通過IEEE1394接駁到網(wǎng)絡(luò)上,并通過各個家電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作以及收發(fā)動態(tài)圖像數(shù)據(jù)的技術(shù),2000年1月份公布了該標(biāo)準(zhǔn)的正式版本1.0。
HomePlug是美國家庭插電聯(lián)盟(HomePlug Powerline Alliance)的電線通訊標(biāo)準(zhǔn)接口之一,該標(biāo)準(zhǔn)由近50家公司共同制定,現(xiàn)時版本為1.0,其技術(shù)規(guī)格可把多組設(shè)備透過供應(yīng)電源的電線互相聯(lián)系,而經(jīng)HomePlug認(rèn)證的產(chǎn)品可應(yīng)用在個人電腦或支援以太網(wǎng)、USB及802.11的設(shè)備。
HomePNA是HomePhonelineNetworkAlliance,家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的簡稱,該聯(lián)盟是一個非盈利性組織,致力于協(xié)調(diào)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一電話線網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該聯(lián)盟在1998由11個公司(包括3com、AMD、IBM等)共同建立,如今已有100多個公司加入,涉及的領(lǐng)域包括:網(wǎng)絡(luò)、電信、電腦硬件及其他電子工業(yè)。HomePNA接入方式是眾多家庭網(wǎng)絡(luò)接入方式競爭方案之一。HomePNA3.0于2005年5月被國際電聯(lián)(ITU-T)接受成為國際標(biāo)準(zhǔn)(G.9954)。
(2)綜合布線及總線技術(shù)
智能家居還涉及到綜合布線等技術(shù)內(nèi)容,在綜合布線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,ITU發(fā)布了G.hn通用標(biāo)準(zhǔn),涵蓋家庭電力線網(wǎng)絡(luò)、電話線和同軸電纜等基礎(chǔ)設(shè)施。此標(biāo)準(zhǔn)將允許每秒1GB的速度。而同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MoCA)和HomePlug電力線聯(lián)盟也提出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),目前在此層面上的標(biāo)準(zhǔn)還缺乏統(tǒng)一。
現(xiàn)場總線控制技術(shù)是智能家居中控制技術(shù)的重要應(yīng)用,具有數(shù)字處理和雙向高速通訊的能力,分散控制,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大且具有高度的穩(wěn)定性。目前世界上現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)有200多個,有很多應(yīng)用于建筑物的總線技術(shù),它們中大多數(shù)是某個具體應(yīng)用的解決方案。當(dāng)前國際上具有代表性的現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品有FF總線、PROFI 總線、LON總線、BAC net、CAN 總線、INTER 總線和CC Link總線等。在智能家居領(lǐng)域常見的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)有:LonWorks、EIB、BACNET、CAN、PROFIBUS、CEBUS、APBus、X10等。LonWorks為80年代美國Echelon公司所提倡,并由世界各地LonMark協(xié)會的推動,由于其技術(shù)的先進(jìn)性獲得廣泛支持,LonWorks總線已成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。
(3)無線通信技術(shù)
智能家居環(huán)境下,涉及到無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居各個元素之間的互聯(lián)及互通,目前適于智能家居的技術(shù)主要有802.11系列、Bluetooth、Home RF、M2M等多種方案。
802.11b技術(shù),是IEEE的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),目前802.11b、g標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完善,802.11n和UWB標(biāo)準(zhǔn)正在審定中。WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞,尤其是基于OFMA和MIMO技術(shù)的802.11n的出現(xiàn)使之成為大眾所期望的終極互聯(lián)技術(shù)。經(jīng)過多年的技術(shù)討論,802.11n的draft4.0已經(jīng)通過,困擾11n的標(biāo)準(zhǔn)問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術(shù)能帶來高達(dá)600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力,使得無線承載多媒體應(yīng)用,尤其是視頻媒體成為可能。當(dāng)然作為一種無線技術(shù),在家庭應(yīng)用時受限于功率以及家庭建筑的影響,仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質(zhì)量上無法達(dá)到有線傳輸?shù)男Ч葐栴}。
藍(lán)牙技術(shù)是一種廉價的、低功能的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),用戶可以控制10m之內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備。工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)速率為1Mbps。
HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會于1997年成立的,其主要工作任務(wù)是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。它推出HomeRF的標(biāo)準(zhǔn)集成了語音和數(shù)據(jù)傳送技術(shù),工作頻段為10GHz,數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到100Mbit/s,在WLAN的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術(shù)。HomeRF是對現(xiàn)有無線通信標(biāo)準(zhǔn)的綜合和改進(jìn):當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時,采用IEEE 802.11規(guī)范中的TCP/IP傳輸協(xié)議;當(dāng)進(jìn)行語音通信時,則采用數(shù)字增強(qiáng)型無繩通信標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)與802.11b不兼容,占據(jù)了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段,應(yīng)用范圍主要是在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用。
M2M是智能家居結(jié)合移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù),越來越受到電信運(yùn)營商的重視,3GPP在M2M標(biāo)準(zhǔn)制定方面已經(jīng)開展了大量工作,3GPP SA1工作組在2005年9月開始就針對M2M進(jìn)行了研究,到2007年底完成了研究報告:TR 22.868《Facilitating M2M Communication in GSM and UMTS 》,并在2008年5月開始了TS階段的工作:TS 22.368 《Network improvement for MTC 》(NIMTC),3GPP SA3工作組在2007年9月成立了WI:TR 33.812 《Study on Remote management of USIM application on M2M Equipment 》研究UICC應(yīng)用遠(yuǎn)程管理的安全問題,包括分析安全威脅以及定義安全需求。ITU-T、ETSI、ISO/IEC主要從整體架構(gòu)方面開展包括SG13的USN網(wǎng)絡(luò)的需求和架構(gòu)設(shè)計,ETSI M2M TC的M2M需求和功能架構(gòu)以及ISO/IEC JTC1 SC6 SGSN的SN研究報告的研究。
(4)智能建筑及多媒體
在智能建筑領(lǐng)域?qū)ｉT針對智能建筑的總線和通信協(xié)議,主要有美國的BACnet和CEBus、歐洲的EIB等。樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議BACnet由美國供熱、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會組織的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會于1995年6月正式通過制定。標(biāo)準(zhǔn)編號為ANSI/ASHRAE Standard 135-1995,同年12月正式成為美國國家標(biāo)準(zhǔn),并得到歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會的承認(rèn),成為歐盟標(biāo)準(zhǔn)草案。2000年1月ISO/TC205委員會的15個國家(中國、法國、日本、英國、美國等)的代表一致通過決議,將BACnet作為“委員會草案”進(jìn)行廣泛評議,適當(dāng)修改后列為“國際標(biāo)準(zhǔn)化草案”,最后成為國際標(biāo)準(zhǔn)。
國際電工委員會音頻、視頻、多媒體系統(tǒng)和設(shè)備分技術(shù)委員會(IEC/TC100)與ITU等國際組織和廠商進(jìn)行聯(lián)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的內(nèi)容管理與維護(hù)、終端側(cè)的機(jī)頂盒(或多媒體終端)軟硬件設(shè)計、接口、人機(jī)交互界面等開展合作,IEC/TC100針對網(wǎng)絡(luò)多媒體的標(biāo)準(zhǔn)化工作也在穩(wěn)步推進(jìn)。IEC/TC100的TA11(多媒體信息質(zhì)量,Quality of Multimedia Information)已開展PWI61966第十部分網(wǎng)絡(luò)彩色圖像質(zhì)量評估和第11部分網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評估等標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。IEC/TC100的AES(Audio Engineering Society)和SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)在家庭多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)中具有較大的影響力。
3 標(biāo)準(zhǔn)化小結(jié)及發(fā)展建議
物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要部分,智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用得到政府的支持,由于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)涉及的行業(yè)較為廣泛,各行業(yè)之間、用戶之間有較強(qiáng)的相對獨(dú)立性,使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居在現(xiàn)有的架構(gòu)下,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循,終端和網(wǎng)絡(luò)配合欠佳、重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重、行業(yè)用戶開發(fā)和維護(hù)成本居高不下、各類應(yīng)用無法有效管理、服務(wù)質(zhì)量無保證等問題,這在一定程度上制約了智能家居的快速推廣和規(guī)模化發(fā)展。
