1 引言 智能家居行業是一個跨多領域的行業,所關聯的技術、產業比較多,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,每個子系統的產品分屬于不同的廠家,采用不同的通訊協議,相互之間通訊需要進行定制開發,系統擴展性差、升級維護難,很多項目建成后用戶根本無法更新升級,只能被動的接受現有功能。這些缺點zui終導致傳統的智能家居只能停留在概念和試點階段,無法大規模推廣。
基于此背景下,2013年中國智能家居產業聯盟(CSHIA)組織浙江大華智網科技有限公司、杭州鴻雁電氣電器有限公司、TCL-羅格朗電工(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、浙江達峰科技有限公司、上海家聯網絡科技有限公司、廈門ABB振威電器設備有限公司等廠家,結合其他學校科研院所,制定智能家居不同廠家設備的互聯互通技術方案,并進行驗證與測試。
2 系統分層 整個系統分為四層,分別是設備層、子網關層、總網關層和應用層,如下圖所示。
(1)設備層
設備層包含所有的智能家居設備,如燈光、窗簾、空氣凈化器、空調、熱水器、家用報警主機、攝像機等。
(2)子網關層
子網關層在設備層的基礎上,采用總線、無線Zigbee、電力載波、藍牙等方式與設備進行通訊,同時遵循《中國智能家居產業聯盟互聯互通技術規范》的設備發現部分,對設備描述及服務描述進行統一定義。
(3)總網關層
總網關層在子網關層的技術上,采用有線網絡、無線Wifi、3G/4G等TCP/IP網絡方式與子網關進行通訊,實現發現子網關、獲取子網關設備信息、多種不同類型智能家居設備的控制、報警預定與通知、用戶管理等功能。
(4)應用層
應用層主要面對zui終的用戶、系統開發商和其他應用系統,包括用戶接口、管理接口、WEB應用接口、互聯應用接口。
3 互聯互通聯網協議
《中國智能家居產業聯盟互聯互通技術規范》以UPnP規范為核心,是一個基于文本的應用層控制協議,獨立于底層傳輸協議TCP/UDP,用于實現不同廠家之間智能家居的設備發現、設備控制、事件通知等,如下圖所示。
(1)設備發現與描述采用采用UPnP規范,對象字典采用聯盟定義。
(2)設備控制與狀態獲取,提供HttpPost和UPNPSOAP兩種兼容的方式;
設備控制采用UPNPSOAP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。
設備控制采用HTTPPOST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多個控制動作;
4 互聯互通聯網測試 (1)設備發現
總網關搜索到子網關的SCDP宣告,可將發現的子網關以及子網關帶的子設備呈現在設備目錄樹中。如下圖所示:
(2)設備控制
總網關根據子網關設備服務描述,調用服務接口,實現燈光、窗簾、空調、熱水器、空氣凈化器、背景音樂等設備的控制。
(3)報警事件預定
總網關根據子網關家用報警主機設備的服務描述,調用主機布撤防服務接口實現報警事件預定。
(4)報警事件通知
當子網關下的報警主機發生報警時,子網關可將報警信息推送到總網關,在總網關上實現報警聯動。
5 互聯互通成果亮相上海展 2013年9月,中國智能家居產業聯盟以及參與互聯互通測試的成員單位參展上海智能建筑展,并展出互聯互通階段性成果,分別展出了不同廠家間的燈光控制、樓宇對講、安防設備、家用電器、智能插座、背景音樂等系統的在聯盟平臺下的互聯互通操作體驗。
上海展覽現場
6 結論和展望
中國智能家居產業聯盟互聯互通聯網技術實現了不同智能家居廠家設備之間的互通互控,具有強大的接入能力,可實現多種形態設備的接入,支持靈活的接入方式。而且該技術方案,具有跨平臺和跨設備的特性,系統還具有可重用、易擴展、易升級的優點。同時根據本文實現的系統平臺證明了方案的有效性。
隨著CSHIA智能家居互聯互通技術的不斷成熟,必將給智能家居產業帶來發展和創新,對行業發展的影響也極其深遠。(文/李偉強)