智能家居行業(yè)是一個跨多領(lǐng)域的行業(yè)，所關(guān)聯(lián)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)比較多，它以家庭為單位，囊括了燈光照明、家電控制、安防報警、樓宇可視對講以及視聽多媒體等多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)的產(chǎn)品分屬于不同的廠家，采用不同的通訊協(xié)議，相互之間通訊需要進(jìn)行定制開發(fā)，系統(tǒng)擴(kuò)展性差、升級維護(hù)難，很多項目建成后用戶根本無法更新升級，只能被動的接受現(xiàn)有功能。這些缺點最終導(dǎo)致傳統(tǒng)的智能家居只能停留在概念和試點階段，無法大規(guī)模推廣。
基于此背景下，2013年中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSHIA)組織浙江大華智網(wǎng)科技有限公司、杭州鴻雁電氣電器有限公司、TCL-羅格朗國際電工(惠州)有限公司、廈門音麗士影音科技公司、華南家電研究院、廣東瑞德智能科技股份有限公司、浙江達(dá)峰科技有限公司、上海家聯(lián)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司、廈門ABB振威電器設(shè)備有限公司等廠家，結(jié)合其他學(xué)校科研院所，制定智能家居不同廠家設(shè)備的互聯(lián)互通技術(shù)方案，并進(jìn)行驗證與測試。
2 系統(tǒng)分層
整個系統(tǒng)分為四層，分別是設(shè)備層、子網(wǎng)關(guān)層、總網(wǎng)關(guān)層和應(yīng)用層。
(1) 設(shè)備層
設(shè)備層包含所有的智能家居設(shè)備，如燈光、窗簾、空氣凈化器、空調(diào)、熱水器、家用報警主機(jī)、攝像機(jī)等。
(2) 子網(wǎng)關(guān)層
子網(wǎng)關(guān)層在設(shè)備層的基礎(chǔ)上，采用總線、無線Zigbee、電力載波、藍(lán)牙等方式與設(shè)備進(jìn)行通訊，同時遵循《中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范》的設(shè)備發(fā)現(xiàn)部分，對設(shè)備描述及服務(wù)描述進(jìn)行統(tǒng)一定義。
(3) 總網(wǎng)關(guān)層
總網(wǎng)關(guān)層在子網(wǎng)關(guān)層的技術(shù)上，采用有線網(wǎng)絡(luò)、無線Wifi、3G/4G等TCP/IP網(wǎng)絡(luò)方式與子網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)子網(wǎng)關(guān)、獲取子網(wǎng)關(guān)設(shè)備信息、多種不同類型智能家居設(shè)備的控制、報警預(yù)定與通知、用戶管理等功能。
(4) 應(yīng)用層
應(yīng)用層主要面對最終的用戶、系統(tǒng)開發(fā)商和其他應(yīng)用系統(tǒng)，包括用戶接口、管理接口、WEB應(yīng)用接口、互聯(lián)應(yīng)用接口。
3 互聯(lián)互通聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
《中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范》以UPnP規(guī)范為核心，是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP，用于實現(xiàn)不同廠家之間智能家居的設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備控制、事件通知等，如下圖所示。
(1) 設(shè)備發(fā)現(xiàn)與描述采用采用UPnP規(guī)范，對象字典采用聯(lián)盟定義。
(2) 設(shè)備控制與狀態(tài)獲取，提供Http Post和UPNP SOAP兩種兼容的方式;
設(shè)備控制采用UPNP SOAP格式，框架如下所示：
UPNP/SOAP控制方式的特點是每次交互只能帶一個控制動作。
設(shè)備控制采用HTTP POST格式，框架如下所示：
HTTP/POST控制方式的特點是一次交互可以同時下發(fā)多個控制動作;
4 互聯(lián)互通聯(lián)網(wǎng)測試
(1) 設(shè)備發(fā)現(xiàn)
總網(wǎng)關(guān)搜索到子網(wǎng)關(guān)的SCDP宣告，可將發(fā)現(xiàn)的子網(wǎng)關(guān)以及子網(wǎng)關(guān)帶的子設(shè)備呈現(xiàn)在設(shè)備目錄樹中。
(2) 設(shè)備控制
總網(wǎng)關(guān)根據(jù)子網(wǎng)關(guān)設(shè)備服務(wù)描述，調(diào)用服務(wù)接口，實現(xiàn)燈光、窗簾、空調(diào)、熱水器、空氣凈化器、背景音樂等設(shè)備的控制。
(3) 報警事件預(yù)定
總網(wǎng)關(guān)根據(jù)子網(wǎng)關(guān)家用報警主機(jī)設(shè)備的服務(wù)描述，調(diào)用主機(jī)布撤防服務(wù)接口實現(xiàn)報警事件預(yù)定。
(4) 報警事件通知
當(dāng)子網(wǎng)關(guān)下的報警主機(jī)發(fā)生報警時，子網(wǎng)關(guān)可將報警信息推送到總網(wǎng)關(guān)，在總網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)報警聯(lián)動。
5 互聯(lián)互通成果亮相上海展
2013年9月，中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及參與互聯(lián)互通測試的成員單位參展上海國際智能建筑展，并展出互聯(lián)互通階段性成果，分別展出了不同廠家間的燈光控制、樓宇對講、安防設(shè)備、家用電器、智能插座、背景音樂等系統(tǒng)的在聯(lián)盟平臺下的互聯(lián)互通操作體驗。
6 結(jié)論和展望
中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互聯(lián)互通聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了不同智能家居廠家設(shè)備之間的互通互控，具有強大的接入能力，可實現(xiàn)多種形態(tài)設(shè)備的接入，支持靈活的接入方式。而且該技術(shù)方案，具有跨平臺和跨設(shè)備的特性，系統(tǒng)還具有可重用、易擴(kuò)展、易升級的優(yōu)點。同時根據(jù)本文實現(xiàn)的系統(tǒng)平臺證明了方案的有效性。
隨著CSHIA智能家居互聯(lián)互通技術(shù)的不斷成熟，必將給智能家居產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展和創(chuàng)新，對行業(yè)發(fā)展的影響也極其深遠(yuǎn)。
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