未來家庭信息化發展中閃聯標準作用的研究與應用

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引言

“家庭信息化”是指在信息技術背景下人們利用家庭擁有的信息資源或信息工具通過一定方式來實現家庭生活現代化的過程或狀態[1]。信息化與家庭以及家庭成員的關系密不可分，是現代社會發展的必然過程[2]。但是，目前的信息家庭領域的技術和標準不統一，產品眾多又無法互聯互通，造成極大的市場混亂和資源浪費，在信息家庭領域的標準化工作越來越重要，因為統一的設備互聯標準將可以有效地提升家庭互聯的便易性并降低成本，也將是未來家庭信息化的必然發展方向。

2003年，由我國幾大信息設備和家電廠商聯合制定并推動發布的信息技術資源共享協同互聯(Intelligent Group & Resource Sharing-IGRS，中文簡稱“閃聯”)標準旨在實現信息設備之間的智能組網、資源共享和協同服務等功能，已經由ISO/IEC發布為完整的國際標準體系。目前，正在制定的閃聯遠程訪問(IGRS-RA)系列標準將局域網設備關聯擴展至廣域網，可實現全網全設備智能互聯，推動了家庭產品發展，使面向家庭產品的業務形態和使用范圍更加廣闊。

本文將對閃聯標準在未來家庭信息化發展中的作用進行研究，并對閃聯標準在家庭信息化領域的應用情況進行探討。

1 家庭信息化發展的現狀及需求分析

1.1 家庭信息化現狀

近年來，三網融合業務迅猛發展。十二五期間圍繞轉變發展方式和推進信息化建設，智能電視和智能家庭產業，到2015年要實現相關視聽產業銷售產值比2010年翻番達到2萬億元、出口額1 000億美元、工業增加值率25%的發展目標。其中，智能電視最大的特點就是用戶使用的應用功能豐富以及電視、手機、電腦、掌上平板等設備之間的多屏互動。預計2015年，國內多屏互動業務的市場規模將達到40億美元。家庭信息化伴隨而來的白色家電的智能化應用與推廣，構成家電產品智能化的三個組成部分為信息交換、信息獲得和協調運行。智能家電主要突出產品的遠程控制功能，用戶可以通過PC及便攜式數碼終端對網絡家電進行協同操作，使家電產品具備了信息交換能力。

1.2 家庭信息化需求分析

一般的家庭用戶的信息化需求有以下兩個特點。

1) 用戶群普遍。家庭是社會中最普遍存在的群體，且很穩定，如果能夠覆蓋到每個家庭，也就覆蓋到了這個家庭中的絕大部分個體，潛在用戶群巨大。

2) 用戶群需求多樣。一方面,家庭需求能覆蓋到多數主要通信需求，如通話、短信、咨詢等；另一方面，家庭還有許多獨特的需求，如成員間的溝通、對家庭財物的監控、管理等)，家庭市場無疑是一片藍海[3]。

家庭用戶對家庭產品主要有以下幾類需求。①溝通類需求：(視頻)通話、照片分享，親情速遞等；②資訊類需求:天氣預報、家庭賬單、打折信息、生活百科、社區信息等；③健康安全類需求：安防告警、視頻監控、老人緊急呼叫、孩子定位、養生保健等；④娛樂類需求：家庭影院、家庭聯機游戲等；⑤設備監控類需求：對家庭家電設備、家居設備進行本地和遠程的狀態獲知和控制管理[4]。家庭用戶產品與個人產品最主要的區別在于既要滿足家庭成員中不同年齡段個體的定制化需求，又需要面向所有家庭成員，因此，典型便攜式個人產品與家庭電子的跨界互聯無疑成為了家庭信息化推廣的關鍵壁壘。

2 閃聯標準化情況及其應用現狀

閃聯標準工作組于2003年正式成立，工作的宗旨是提供家庭和辦公室設備之間的智能互聯、資源共享和協同服務的技術標準體系。

2.1 閃聯標準技術體系

閃聯標準是構建于網絡和傳輸層之上的應用層標準，主要目的是在已建立的設備底層互聯通道之上，定義應用層設備互聯的基礎會話流程和邏輯，從而為設備之間互聯提供便捷的通路和智能化的資源宣告、協同應用服務。

IGRS標準基礎架構由基礎協議、智能應用框架和特色應用三部分組成。基礎協議定義了設備間的資源發現和發布的機制，統一了設備間的配置管理和服務訪問控制的機制，包括數據獲取和分發機制。智能應用框架對各種應用模式定義了相應的客戶、數據、服務及其相互交互規則，根據不同應用開發的需要依據特定的智能應用框架開發相應的客戶、服務和數據對象，根據框架定義中的規則客戶、服務和數據對象可進行動態組合而形成完整的應用。如圖1所示[1]。

圖1 IGRS層次結構

閃聯遠程訪問(IGRS-RA)技術體系是基礎閃聯標準體系的擴展和延伸，它提出一些新的技術架構，解決了閃聯設備互聯范圍從家庭局域網絡向廣域網絡擴展的技術問題，并以標準化的原語對這一新技術架構進行了定義。IGRS RA的技術系統架構如圖2所示。

圖2 IGRS-RA系統組成架構

IGRS-RA在家庭內部，仍然兼容現有的IGRS協議體系，當IGRS-RA設備進入家庭網絡時，完全使用現有的IGRS協議與家庭網絡中的其它IGRS設備連接。當IGRS-RA用戶/設備處于家庭或者辦公場所以外的位置，無法直接接入家庭網絡訪問家庭網絡中的IGRS設備時，可以通過網絡接入IGRS-RA服務平臺，借助平臺中維護的用戶/設備關聯關系對家庭網絡中的設備進行訪問和互動。

2.2 閃聯國際/國家/行業標準工作成果

閃聯在ISO/IEC JTC1 SC25(信息設備互聯分委會)中開展了長期的標準化工作，主要內容是制定ISO/IEC 14543-5 (信息設備資源共享協同服務)系列標準。至今為止，已經有7項國際標準正式發布，形成家庭設備互聯的國際標準體系，并及時進行了閃聯遠程訪問(IGRS RA)系列標準的國際標準化工作。2013年10月，IGRS RA 7項提案通過投票在ISO/IEC正式立項，成為閃聯新的標準工作內容。目前，13項國家標準進入專家審查和報批階段，2項電子行業標準正式發布，4項進入報批階段，同時閃聯聯盟還發布了4項閃聯聯盟標準，獲得了聯盟成員的一致支持和采用。除此以外，閃聯還積極參與了電子行業《數字電視交互應用接口》標準的制定，并且與國家電網合作制定了電力行業的《智能家居》系列標準，將閃聯技術引入到智能家居和智能設備互聯的電力行業標準中，為在電力系統中建設智慧家居和電力信息服務平臺提供了標準化技術參考。

3 閃聯標準在家庭信息化中的應用

近年來，閃聯標準的應用領域在不斷擴展，已在智能電視、智能白電、PC和移動終端設備上得到廣泛的應用，是智能家居的重要技術組成，并延伸到智慧教育、智慧醫療、智能音頻等新興領域，逐步在智慧城市的整體技術框架中占據了一席之地。閃聯標準能夠在家庭信息化領域獲得應用，得益于下面的技術特點。

3.1 閃聯標準是跨平臺的設備互聯標準

閃聯聯盟及其核心企業開發了基于閃聯標準的不同平臺的協議棧，可以方便地選擇最適合的操作系統平臺進行安裝。App廠商可根據需要選擇安卓或IOS平臺的應用協議棧，便捷開發基于閃聯標準協議的應用供用戶使用；閃聯協議棧提供了Linux和安卓的基礎協議，供電視機和白電廠商便捷集成到自己的產品上去；閃聯還可以提供windows平臺上的閃聯協議棧，從而基本覆蓋了所有的家庭終端和設備，可以實現家居設備的全面互聯。

3.2 閃聯標準可以實現對用戶與設備的平臺化管理

閃聯遠程訪問標準的核心是通過閃聯遠程訪問服務平臺的構建，實現多種網絡的融合與集成，將不同的服務網絡通過一個集成服務平臺聯通，從而實現多種服務器用戶與設備的綜合平臺化管理。這種平臺管理的模式非常適合電信運營商的理念，有助于依托電信運營商的現有網絡和存儲計算資源，開拓更多的基于閃聯用戶和設備的運營管理服務。

3.3 閃聯標準可以實現多種家庭信息化應用與服務的融合

閃聯提供了開放的服務平臺和設備接入接口和消息格式，允許和鼓勵各個應用開發者和服務提供商通過自定義的消息格式來實現與閃聯其他接入服務的聯通與融合，從而實現不同的應用和服務的有機融合。這種機制可以極大地鼓勵不同的第三方設備、應用和服務提供商接入閃聯服務平臺，提出更多的創新性的設備、應用和服務類型。

3.4 閃聯是不斷自我升級和革新的設備互聯標準

閃聯在不斷地進行技術革新和升級。一方面，閃聯一直鼓勵不同的設備、應用和服務提供商提供新的應用接口，通過閃聯專家的認可納入閃聯標準體系，從而實現對新的應用、設備和服務的支持；另一方面，閃聯在遠程訪問協議的制定中，充分考慮了物聯網、大數據、云計算等多種新興領域的技術標準的發展情況，積極采納和吸收新的技術內容，從而在保障閃聯標準技術質量的同時引入可靠的新技術內容，引導和推動閃聯標準在家庭信息設備交互產業的應用。

3.5 閃聯標準發展的市場化應用推廣

閃聯作為中國最大的3C協同互聯產業聯盟，目前已經匯集了國內外的領軍企業218家，閃聯跨界互聯產業解決方案，已經廣泛應用于智慧社區、智能家居、智慧教育、智能用電、智慧醫療等多個領域。

基于閃聯標準的“享屏”創新應用已經在聯想、海信、TCL、康佳、京東方、清華同方等各廠商智能化戰略的實施提供了關鍵技術支撐，產品累計貼標達100萬臺；智慧教學領域，閃聯推出帶有無線傳屏功能的大屏幕智慧教育觸控一體機產品，實現了各個多媒體教學設備之間互聯互通，為教師們提供了更為聰明智慧的教學新體驗； 閃聯通用控制國家標準(GB/T 29265.201-2012)于2013年7月1日開始實施，已經成為白色家電廠商競相追捧的新技術；閃聯聯合國內智能音頻領域的領先企業，共同制定了《閃聯智能音頻互連協議》聯盟標準，形成全新的智能音頻產業集群，將在未來一段時間確立中國智能音頻互聯技術的相關標準、推動智能音頻互聯的技術創新與產品創新、實現智能音頻互聯產品在中國市場的普及和全球的推廣；閃聯還在國內推出了基于閃聯標準的智能用電解決方案。用戶只要將PLC適配器插到電源插頭之上，即可利用電線充當網線進行傳輸，成為智能家居的重要網絡解決方案。

4 閃聯標準在家庭信息化中面臨的問題和挑戰

4.1 國內外類似技術標準的沖擊和挑戰

閃聯標準是源于中國的國際技術標準，已經被ISO/IEC發布為國際標準。很多關于UPnP、閃聯和DLNA關系分析的文章認為閃聯和DLNA是競爭的關系，但從三者的宗旨和已發布的正式文件看來，閃聯標準大部分相當于DLNA結構中UPnP所處的位置，主要是和UPnP存在競爭關系，和DLNA的競爭關系反而要弱一些。閃聯標準在制定的時候參考了UPnP等國際設備互聯技術協議，采用了與UPnP類似的設備/服務發現技術，但在設備描述模板、服務描述模板、服務調用機制等方面提出了自己的內容。閃聯的另一個重要特點是定義了應用框架，從事便利于軟硬件的開發和使用。

數字生活網絡聯盟(Digital Living Network Alliance，DLNA) 是由索尼、英特爾、微軟等發起設備互聯標準化組織，并不專門為家庭網絡開發具體的通信技術和協議。DLNA目前的領域主要集中于設備互操作性的支持，而在家庭控制、家庭管理、服務質量、安全、版權保護、網絡通信等很多家庭網絡的領域都沒有考慮。相對DLNA/UPnP，IGRS在安全方面增加了會話機制和管道機制，消息的交互經過了管道的加密處理，通過用戶身份鑒別來保障服務調用的安全性。閃聯和DLNA的應用領域并非完全重合，尤其是近年來閃聯在通用控制、遠程訪問領域的技術發展，開辟了新的應用領域，擴展了原有的技術范疇，讓我們看到了閃聯發展的新局面。

4.2 安全性上的問題

隨著閃聯遠程訪問技術的成熟，用戶遠程通過信息終端對家庭設備進行訪問、信息獲取和管控成為基本的應用，安全性的問題凸顯出來。閃聯集成了現有的一些成熟的安全性機制，并可以由應用開發者和設備生產商提供附加的安全機制。現有的安全性方面包含：1)采用TLS作為傳輸層的安全機制，以保證數據傳輸中的安全性和完整性；2)使用用戶和設備ID來對用戶和設備進行管理，使用SASL協議來進行登陸的安全保證；3)定義消息可傳輸型機制來管理用戶和設備間的消息傳輸，保證只有授權的用戶或者設備可向其他的用戶/設備傳輸信息；4)在不同的服務器之間進行數據傳輸的時候使用認證的機制保證服務器的安全性。

4.3 市場紛爭帶來的標準整合問題

目前，除了閃聯、e家佳和DLNA以外，許多廠商為了設計和產品化的便利，使用私有協議完成家庭內的各種設備的互聯互通，并通過私有的云服務平臺實現遠程對家居設備的訪問，嚴重影響了不同品牌的家居設備之間的聯通，從而影響了家庭信息化的發展進程。由于IGRS遠程訪問協議的消息內容無關性，應用開發者也可以將其他標準化組織所定義的應用層互聯互通協議架構在IGRS遠程訪問的基礎協議棧之上，實現對原有應用層互聯互通協議的擴展。基于這一原則，閃聯遠程訪問協議可以兼容市場上大多數的私有協議和UPnP等通用協議，從而解決了市場紛爭中的標準整合問題。

5 總結及展望

家庭信息化將給家庭帶來融合的、自由溝通的新生活模式，是三網融合發展的源動力，將推動和帶動物聯網等相關產業的快速發展，必將催生出新型的多媒體終端，同時為各大運營商帶來前所未有的發展機遇。閃聯也必將與時俱進、不斷發展，在三網融合的國內標準領域給予有力的支撐。家庭信息化亦將成為我國IT企業的一個重大機遇，為產業發展和國民經濟提供了新的增長點，是國家轉變經濟增長方式，擴大內需，加快經濟社會轉型的一個重要契機。

參考文獻

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[3]黃躍升,李煒.面向家庭的社區信息化應用系統[J].計算機系統應用,2011,20(2):1-5

[4]ISO/IEC 14543-5-1信息設備資源共享協同服務[S].第一部分:基礎協議