數(shù)字家園系統(tǒng)的技術(shù)研究與設(shè)計

1、1 / 15數(shù)字家園系統(tǒng)的研究與設(shè)計分析了國內(nèi)外主要信息家電產(chǎn)品以及家庭組網(wǎng)解決方 案、模型的缺點與不足 ,有針對性地提出了一套低成本的數(shù) 字家園系統(tǒng)(DHNS) 解決方案 ,描述了本系統(tǒng)的總體構(gòu)架、社 會服務體系和QoS 需求 ,設(shè)計了系統(tǒng)的核心技術(shù)平臺 家 居服務器 ,并對其原理、構(gòu)架、軟硬件模塊組成以及通訊協(xié) 議作了比較詳盡的闡述。本系統(tǒng)可靈活地進行高、中、低各 種不同的配置 ,最高配置可覆蓋整個家庭和社會服務體系 ,最 低可配置成一個單臺的 DVD 播放機 ,具有較大的市場前景。 指出了本系統(tǒng)存在的問題和進一步的研究目標。數(shù)字家園是一個龐大的系統(tǒng)工程 ,涉及到計算機、通訊、 控制、消費

2、電子、住宅建設(shè)、金融業(yè)等及人類社會生活的方 方面面。為了實現(xiàn)各種家用電氣設(shè)備以及對社會生活的互通 互聯(lián),一個統(tǒng)一、放開、透明、可靠的標準、協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 架和低成本的實現(xiàn)是推動數(shù)字家園系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。自信息家電技術(shù)問世以來 ,其組網(wǎng)的標準和協(xié)議按主導 企業(yè)技術(shù)背景差異劃分 ,基本上有兩大類 ,一是以計算機通信 企業(yè)為主導的 ,二是以家用電器企業(yè)為主導的。第一類的代表是開放業(yè)務網(wǎng)關(guān) OSG(Open ServiceGateway), 其基本目標是以 PC 為基礎(chǔ) ,建立包括其它非 PC(后PC)類黑色家電、白色家電在內(nèi)的通信，甚至于水、電、 氣表等2 / 15的全家庭網(wǎng)絡(luò)體制 ,基本思想是以業(yè)務為

3、主線建立體 系。第二類很多 ,由主要的數(shù)字視音頻產(chǎn)品制造商和部分通 信計算機制造商組成 ,基本目標是建立非 PC 的家庭多媒體 網(wǎng)絡(luò)體系。 工作的主線是設(shè)備間的互聯(lián)性。其比較著名的有 Havi 、 Jini、 HomePNA 、HomePnP 、HomeRF 、HomeAPI 等。各個標準的側(cè)重點不同 ,目前誰是主流體制尚不明朗。從國內(nèi)外發(fā)展情況來看 ,信息家電將是日后家電發(fā)展的 一大方向 ,可以說是主方向 1。但是 ,迄今過去多年了 ,信息家 電依然難以投入實用 ,究其原因 ,除了紛繁的規(guī)范和標準讓人 無以適從外 ,在具體的實現(xiàn)技術(shù)路線上也存在不足,其主要表現(xiàn)在如下五個方面 :(1) 在網(wǎng)絡(luò)

4、構(gòu)架方面 ,目前的規(guī)范和標準 還只側(cè)重于家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),缺乏對社會服務體系的研究、規(guī)劃與建立 ;(2) 在技術(shù)上采用胖客戶機、瘦服務器方案 導致技術(shù)過于復雜、成本過高 ,例如 ,按照目前的技術(shù)路線 , 即網(wǎng)絡(luò)冰箱=電腦(PC)+冰箱，其代價相當高昂；(3)設(shè)備上網(wǎng) 協(xié)調(diào)性差 ,部分信息產(chǎn)品自成體系 ,缺乏完整的系統(tǒng)支持及統(tǒng) 一的技術(shù)規(guī)范 ,協(xié)調(diào)性、互連性、共存性很差,家用電腦、冰箱、微波爐、洗衣機等設(shè)備的上網(wǎng)缺乏交換設(shè)備 (Switcher), 需要很多外網(wǎng)接口或者出口 ,無法同時使用 ;(4)人機協(xié)調(diào)性 差,對目前的信息家電來說 ,要么只解決了人員上網(wǎng)的問題,要么只解決設(shè)備上網(wǎng)的問題 ,

5、人機無法同時上網(wǎng) ;(5)功能比 較簡單 ,難以適應各種不同的需求。例如,目前的機頂盒只有3 / 15一些簡單的上網(wǎng)功能 灘以滿足人們對高品質(zhì)數(shù)字生活的追 求。鑒于上述原因，本項目提出了一套以家居服務器為核心 的新型數(shù)字化家園體系結(jié)構(gòu) DHNS(Digital Home Network System),用以建立相對合理、完善的家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及社會 服務體系,以解決家庭人員和各種設(shè)備的本地和遠程控制、監(jiān)測、檢測、協(xié)調(diào)上網(wǎng)，尤其是大幅度降低整體信息家電成 本以及技術(shù)難度等問題，實現(xiàn)家居生活的數(shù)字化。1 DHNS 數(shù)字家園系統(tǒng)總體構(gòu)架DHNS 數(shù)字家園系統(tǒng)總體構(gòu)架如圖 1 所示。圖 1 DHNS 數(shù)

6、字家園系統(tǒng)總體構(gòu)(1) 采用基于智能代理技術(shù)的胖服務器、瘦客戶機設(shè)計方案,以大幅度降低信息家電整體成本。inin同務匸述讎出中融另心舍用屮攻U1A?英廣尚中心場忘務心IfitIfitR R眼中中-1J./證右-二w I4C4CRn廣域閻1扣ADSL，Ethemei中低辻思總A逋道Nt It門射傳底屢煤“峻序醴火穢蜀程： 曲就特事訂窗門控削MVS S連為城誦迄4 / 15現(xiàn)有白色 （功能性 ）信息家電 （如網(wǎng)絡(luò)冰箱、 微波爐、 洗衣 機等）的設(shè)計方案基本上是:電腦（PC）+家電，即在白色家電中 嵌入一臺 PC,它們都擁有各自獨立的高檔 CPU（如 X86、PowerPC） 、顯示器、復雜的操作系

7、統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)制器、硬盤 等組件 ,因此技術(shù)復雜、成本不菲。采用本方案,可將這些信息家電的大部分功能遷移至家居服務器 ,形成胖服務器、瘦 客戶機體系。采用移動 Agent 技術(shù) ,各種信息家電通過家居 服務器的集中管理 ,對外統(tǒng)一連網(wǎng)、對內(nèi)協(xié)調(diào)工作 ,所有信息 （包括程序代碼、 數(shù)據(jù)等）均存放在服務器中 ,瀏覽也可在家居 服務器上完成。 而這部分信息家電只需用簡單、 廉價的單片 機進行自身管理以及與家居服務器通訊即可完成上網(wǎng)任務。因此,可完全卸除其復雜、昂貴的高檔組件 ,從而達到大幅度 降低成本的目的。（2） 采用多功能、 模塊化設(shè)計方案 ,以適應不同用戶的需 求,解決人員、設(shè)備的上網(wǎng)以及機頂盒功

8、能簡單等問題。多功能設(shè)計主要體現(xiàn)在家居服務器的設(shè)計上,它主要由三大類服務模塊組成 ,即娛樂服務模塊、網(wǎng)關(guān)服務器模塊、 通訊與監(jiān)控服務模塊等。 各個模塊由不同的軟硬件組件組成 即插即用、靈活配置 ,可滿足不同層次消費需求。1娛樂服務模塊 該模塊由在線服務模塊和獨立服務模塊組成。 在線服務 模塊可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電影、 電視、 廣播等音視頻流媒體的實時播 放和錄制以及定時錄制 ;獨立服務模塊指在缺乏社會服務體 系服務 (即無外網(wǎng)聯(lián)通 )的狀態(tài)下可獨立播放 DVD 、5 / 15VCD 碟 片、播放下載的 DVD 、VCD 、DVB 、 DAB 、 MP3 、流媒體 以及其它文件。2網(wǎng)關(guān)服務器模塊 該模塊是數(shù)字家園的基本服務模塊 ,對內(nèi)可駁接家庭網(wǎng) 絡(luò) ,對外作為網(wǎng)關(guān)使用 ,連接社會服務體系 ,支持如下服務 :網(wǎng) 絡(luò)連接、防火墻、數(shù)據(jù)存儲、家用電器的智能主體代理、文 件管理、 Internet 等 ,解決設(shè)備及人員上網(wǎng)問題。3通訊與監(jiān)控服務模塊該模塊主要支持以下服務 :電話監(jiān)控、來電顯示、錄音、 IP電話、傳真 ;家庭監(jiān)控 :防盜、火災、煤氣等災害的監(jiān)測和 報警 ,水、電、氣數(shù)據(jù)的檢測 ,燈光、窗簾、電飯鍋、門窗等 家庭低端設(shè)備的本地和遠程控制等。(3)采用簡單的人性化操作界面設(shè)計方案 ,以實現(xiàn) “一開就用、一學就會 ”的目標 ,解決大眾使用難題。用可編程藍牙掌上電腦為技術(shù)平臺取代服務器鍵盤