信息技術(shù) 信息設(shè)備互連 智能家用電子系統(tǒng)局域互聯(lián) 第1部分：框架和要求 征求意見(jiàn)稿

1GB/TXXXXX.3—XXXX信息技術(shù)信息設(shè)備互連智能家用電子系統(tǒng)局域互聯(lián)第1部分：框架和通用要求本文件規(guī)定了智能家居局域互聯(lián)互通的通用要求和消息參數(shù)要求。本文件適用于在智能家居本地局域場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)跨生態(tài)互聯(lián)互通的智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T40027-2021信息技術(shù)信息設(shè)備互連智能家用電子系統(tǒng)終端設(shè)備屬性描述規(guī)范GB/TAAAAA.1-XXXX信息技術(shù)設(shè)備互連智能家居互聯(lián)互通第1部分：架構(gòu)與通用要求3術(shù)語(yǔ)和定義GB/TAAAAA.1-XXXX界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1局域設(shè)備localdevice運(yùn)行在家庭內(nèi)屬于同一局域網(wǎng)的具有計(jì)算能力、通信接口的設(shè)備。3.2源設(shè)備sourcedevice主動(dòng)發(fā)送狀態(tài)信息或請(qǐng)求指令的設(shè)備，可以是GB/TAAAAA.1-XXXX中定義的智能家居執(zhí)行設(shè)備、智能家居控制設(shè)備、智能家居網(wǎng)關(guān)。3.3目標(biāo)設(shè)備targetdevice接收信息或響應(yīng)請(qǐng)求指令的設(shè)備，可以是GB/TAAAAA.1-XXXX中定義的智能家居執(zhí)行設(shè)備、智能家居控制設(shè)備、智能家居網(wǎng)關(guān)。3.4協(xié)作設(shè)備collaborationdevice具備協(xié)議轉(zhuǎn)換或消息轉(zhuǎn)發(fā)的中繼設(shè)備。3.5設(shè)備發(fā)現(xiàn)devicediscovery發(fā)現(xiàn)同一局域網(wǎng)設(shè)備的過(guò)程。3.6設(shè)備訂閱devicesubscription向目標(biāo)設(shè)備發(fā)起某個(gè)狀態(tài)變化或者事件發(fā)生通知請(qǐng)求的過(guò)程。23.7設(shè)備通知devicenotification狀態(tài)改變或者事件發(fā)生時(shí)向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送消息或者廣播消息的過(guò)程。3.8設(shè)備控制devicecontrol設(shè)備接收到控制指令并執(zhí)行相應(yīng)操作的過(guò)程。4縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。BLE低功耗藍(lán)牙（BluetoothLowEnergy）MQTT消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（MessageQueuingTelemetryTransport）HTTP超文本傳輸協(xié)議（HyperTextTransferProtocol）CoAP受限應(yīng)用協(xié)議（ConstrainedApplicationProtocol）WLAN無(wú)線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetworks）TCP傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol）UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)包協(xié)議（UserDatagramProtocol）JSONJavaScript對(duì)象簡(jiǎn)譜（JavaScriptObjectNotation）mDNS多播DNS（MulticastDNS）5局域互聯(lián)概述智能家居局域互聯(lián)是指不依賴(lài)于廣域網(wǎng)，在局域網(wǎng)環(huán)境中局域設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)互通。智能家居局域互聯(lián)是GB/TAAAAA.1-XXXX圖1中智能家居互聯(lián)互通的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，由智能家居執(zhí)行設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“執(zhí)行設(shè)備”）、智能家居控制設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“控制設(shè)備”）、智能家居網(wǎng)關(guān)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“網(wǎng)關(guān)”）以及它們之間的接口組成，主要是GB/TAAAAA.1-XXXX圖1中的接口I、接口IV和接口V的具體實(shí)現(xiàn)。通常以具有本地計(jì)算能力的網(wǎng)關(guān)或控制設(shè)備作為控制中心，與其他設(shè)備之間進(jìn)行信息交互，網(wǎng)關(guān)、控制設(shè)備、執(zhí)行設(shè)備之間需要有相應(yīng)的接口。智能家居局域互聯(lián)需要使用統(tǒng)一的設(shè)備模型描述智能家居局域設(shè)備之間如何識(shí)別和理解對(duì)方信息的方式，使得設(shè)備之間能夠識(shí)別對(duì)方的信息（包含品牌、品類(lèi)、型號(hào)、功能、支持協(xié)議等）。這種描述不僅是人類(lèi)可讀的、而且是機(jī)器可讀的，一般需要對(duì)局域設(shè)備結(jié)構(gòu)和描述的內(nèi)容進(jìn)行語(yǔ)義注釋?zhuān)褂镁W(wǎng)絡(luò)中常用的多種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。設(shè)備模型主要包括設(shè)備的一般元數(shù)據(jù)、代表功能的信息模型、用于操作信息模型的傳輸協(xié)議描述和安全信息。設(shè)備模型中設(shè)備功能的屬性、事件、服務(wù)等描述和定義可引用現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T40027-2021。智能家居局域互聯(lián)需要支持設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備連接、設(shè)備協(xié)作、設(shè)備訂閱、設(shè)備通知、設(shè)備控制等基礎(chǔ)功能。6設(shè)備發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)現(xiàn)規(guī)定智能家居局域設(shè)備如何發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)其他設(shè)備的信息，設(shè)備信息可以是設(shè)備模型描述文件，也可以是其他統(tǒng)一格式的設(shè)備描述信息。設(shè)備發(fā)現(xiàn)包括主動(dòng)掃描和被動(dòng)偵聽(tīng)兩種機(jī)制。主動(dòng)掃描指設(shè)備在物理信道上廣播設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求，從周?chē)O(shè)備的響應(yīng)信息中獲取相應(yīng)設(shè)備信息，包括設(shè)備標(biāo)識(shí)符、廠商、品類(lèi)型號(hào)、物模型功能（屬性、事3GB/TXXXXX.3—XXXX件、服務(wù)）等。被動(dòng)偵聽(tīng)指設(shè)備在物理信道上可以偵聽(tīng)周?chē)O(shè)備定期廣播的設(shè)備信息，通過(guò)偵聽(tīng)到的廣播消息來(lái)獲取相應(yīng)設(shè)備信息，宜設(shè)置固定或者隨機(jī)信道掃描周期。設(shè)備發(fā)現(xiàn)應(yīng)符合以下要求：a)設(shè)備允許其它設(shè)備在與它建立連接之前，獲取設(shè)備的基本信息，如設(shè)備標(biāo)識(shí)符、品類(lèi)型號(hào)、物模型功能信息等以及它們的訪問(wèn)接口；b)設(shè)備允許其他設(shè)備通過(guò)它的描述和功能來(lái)局域搜索到它；c)設(shè)備允許通過(guò)統(tǒng)一的關(guān)鍵詞對(duì)提供所需功能的設(shè)備進(jìn)行語(yǔ)義搜索；d)特別地，在設(shè)備無(wú)配網(wǎng)及未連接到云端的情況下，局域設(shè)備能夠基于鏈路層的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)局域設(shè)備間的互發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)交互過(guò)程，如藍(lán)牙廣播等。在家庭局域網(wǎng)環(huán)境下，局域設(shè)備可通過(guò)基于局域網(wǎng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)協(xié)議被發(fā)現(xiàn)，如mDNS、自定義廣播包等。設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求消息參數(shù)應(yīng)包括消息類(lèi)型、設(shè)備唯一識(shí)別碼等，宜包括設(shè)備物模型識(shí)別碼等參數(shù)；設(shè)備發(fā)現(xiàn)響應(yīng)消息參數(shù)應(yīng)包括返回碼、設(shè)備唯一識(shí)別碼、設(shè)備物模型識(shí)別碼等參數(shù)。7設(shè)備連接設(shè)備連接規(guī)定智能家居局域設(shè)備之間在得到授權(quán)或者身份驗(yàn)證的情況下，如何建立局域連接。設(shè)備建立連接的流程如圖1所示：a)源設(shè)備廣播設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求，包含對(duì)目標(biāo)設(shè)備的設(shè)備標(biāo)識(shí)符、品類(lèi)型號(hào)或者功能的描述；b)目標(biāo)設(shè)備響應(yīng)該請(qǐng)求，回復(fù)自身設(shè)備描述信息以及建立連接的參數(shù)等信息；c)源設(shè)備向目標(biāo)設(shè)備發(fā)起連接請(qǐng)求，通過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議請(qǐng)求設(shè)備信息；d)目標(biāo)設(shè)備在進(jìn)行安全認(rèn)證和授權(quán)后，連接響應(yīng)中附帶自身的設(shè)備信息。48設(shè)備協(xié)作8.1基本要求智能家居設(shè)備支持WLAN、ZigBee、Thread等通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議之間異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)互通需要統(tǒng)一的設(shè)備協(xié)作。設(shè)備協(xié)作規(guī)定在局域異構(gòu)設(shè)備之間的通信機(jī)制和數(shù)據(jù)交互方案，包括設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與控制終端、設(shè)備與網(wǎng)關(guān)等。設(shè)備協(xié)作要求包括協(xié)作設(shè)備發(fā)現(xiàn)、協(xié)作設(shè)備選擇以及協(xié)作通信三個(gè)階段。協(xié)作設(shè)備主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備間的協(xié)議適配和消息轉(zhuǎn)發(fā)，本文件規(guī)定的協(xié)作設(shè)備宜為GB/TAAAAA.1-XXXX圖1中的智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)備。8.2協(xié)作設(shè)備發(fā)現(xiàn)在協(xié)作設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段，一方面設(shè)備可以通過(guò)請(qǐng)求周?chē)O(shè)備協(xié)作，來(lái)確定是否可以和目標(biāo)設(shè)備通信；另一方面，協(xié)作設(shè)備應(yīng)具備周期性的廣播功能使其可以容易地被局域設(shè)備發(fā)現(xiàn)。協(xié)作設(shè)備發(fā)現(xiàn)流程，如圖2所示：a)源設(shè)備廣播設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求，包含目標(biāo)設(shè)備的設(shè)備標(biāo)識(shí)符、品類(lèi)型號(hào)或者功能的描述；b)協(xié)作設(shè)備獲取局域關(guān)聯(lián)設(shè)備列表，如果有目標(biāo)設(shè)備信息則直接返回請(qǐng)求響應(yīng)；c)如果沒(méi)有目標(biāo)設(shè)備信息，則協(xié)作設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)該設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求；d)根據(jù)目標(biāo)設(shè)備返回的響應(yīng)信息更新局域關(guān)聯(lián)設(shè)備列表；e)協(xié)作設(shè)備向源設(shè)備返回設(shè)備發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求響應(yīng)，包含目標(biāo)設(shè)備信息。5GB/TXXXXX.3—XXXX8.3協(xié)作設(shè)備選擇如果在協(xié)作設(shè)備發(fā)現(xiàn)階段，同時(shí)接收到多個(gè)協(xié)作設(shè)備返回的響應(yīng)消息，則可以根據(jù)如下規(guī)則選擇一個(gè)最佳的協(xié)作設(shè)備：a)鏈路質(zhì)量?jī)?yōu)先；b)響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先；c)通信協(xié)議優(yōu)先（能耗、傳輸帶寬等）。8.4協(xié)作設(shè)備通信源設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備通信，需要協(xié)作設(shè)備為異構(gòu)設(shè)備間建立通信提供支持。為了對(duì)多種協(xié)作場(chǎng)景提供通信支持，協(xié)作設(shè)備需要封裝多種通信協(xié)議，并且可以根據(jù)不同的協(xié)作場(chǎng)景來(lái)建立不同的通信連接和協(xié)議適配，協(xié)作通信流程如圖3所示。協(xié)作設(shè)備為異構(gòu)設(shè)備提供協(xié)議適配應(yīng)具備如下功能：a)不同通信協(xié)議的鏈路數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；b)目標(biāo)設(shè)備尋址；c)最佳通信信道選擇。69設(shè)備訂閱設(shè)備訂閱規(guī)定智能家居局域設(shè)備如何根據(jù)自身需求（如本地存儲(chǔ)的場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)規(guī)則信息）向局域網(wǎng)內(nèi)目標(biāo)設(shè)備發(fā)起某個(gè)事件的訂閱。設(shè)備訂閱應(yīng)支持訂閱、接收和取消對(duì)設(shè)備狀態(tài)變化的通知和設(shè)備事件發(fā)生的通知，設(shè)備訂閱方式可基于具體的傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)，如MQTT\HTTP\CoAP訂閱等。設(shè)備訂閱的流程，如圖4所示：a)源設(shè)備向目標(biāo)設(shè)備發(fā)起狀態(tài)或者事件訂閱請(qǐng)求；b)目標(biāo)設(shè)備響應(yīng)該訂閱請(qǐng)求，記錄到本地的訂閱列表；c)目標(biāo)設(shè)備狀態(tài)變化或者事件發(fā)生時(shí)，向訂閱者上報(bào)該訂閱消息；d)源設(shè)備取消某個(gè)訂閱請(qǐng)求時(shí)，目標(biāo)設(shè)備刪除該訂閱的本地記錄。局域設(shè)備可通過(guò)設(shè)備訂閱消息訂閱某個(gè)已發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備的事件信息。設(shè)備訂閱請(qǐng)求消息參數(shù)應(yīng)包括消息類(lèi)型、設(shè)備唯一識(shí)別碼、設(shè)備事件標(biāo)識(shí)等，宜包括設(shè)備物模型識(shí)別碼等參數(shù)；設(shè)備訂閱響應(yīng)消息參數(shù)應(yīng)包括返回碼（訂閱是否成功）等參數(shù)。7GB/TXXXXX.3—XXXX10設(shè)備通知設(shè)備通知規(guī)定智能家居局域設(shè)備如何根據(jù)自身的設(shè)備狀態(tài)更新信息，通知訂閱該事件的目標(biāo)設(shè)備（單播也可以在局域網(wǎng)內(nèi)廣播通知該事件（組播或者廣播）。設(shè)備通知應(yīng)支持本地緩存設(shè)備狀態(tài)，能夠根據(jù)最新上報(bào)的數(shù)據(jù)更新設(shè)備狀態(tài)；應(yīng)支持本地存儲(chǔ)訂閱列表，能夠根據(jù)訂閱列表上報(bào)被訂閱的設(shè)備狀態(tài)或者事件；設(shè)備通知可以是發(fā)給特定的目標(biāo)設(shè)備（單播也可以在局域網(wǎng)內(nèi)廣播通知該事件（組播或者廣播）。設(shè)備通知的流程，如圖5所示：a)源設(shè)備上報(bào)最新設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；b)更新并保存本地緩存狀態(tài)；c)生成設(shè)備狀態(tài)或事件；d)如果是被訂閱狀態(tài)和事件，則通知訂閱設(shè)備；e)目標(biāo)設(shè)備接收訂閱消息，實(shí)現(xiàn)本地控制和操作。局域設(shè)備本地存儲(chǔ)訂閱列表，能夠根據(jù)更新的設(shè)備狀態(tài)，通知訂閱該事件的目標(biāo)設(shè)備；也可以在局域網(wǎng)內(nèi)廣播通知該事件（協(xié)議組播或者廣播）。設(shè)備通知消息參數(shù)應(yīng)包括消息類(lèi)型、設(shè)備唯一識(shí)別碼、設(shè)備事件標(biāo)識(shí)、設(shè)備事件信息等參數(shù)。811設(shè)備控制設(shè)備控制規(guī)定智能家居局域設(shè)備如何通過(guò)家庭局域網(wǎng)發(fā)送控制指令，控制目標(biāo)設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)操作并反饋操作結(jié)果。設(shè)備控制應(yīng)支持設(shè)備接收處理統(tǒng)一的設(shè)備控制消息；設(shè)備執(zhí)行完本地控制