互聯網新時代的智慧家庭思考

◎ 中國聯通集團研究院副總工 劉紅旗

互聯網新時代的智慧家庭思考

◎ 中國聯通集團研究院副總工 劉紅旗

在對智慧與智能概念進行辨析的基礎上，深度分析了互聯網新時代技術及業務的發展狀況，詳細探討了智慧家庭的內涵及應用需求，最后，根據目前智慧家庭的技術發展狀況，對智慧家庭未來的組網方式及技術發展進行了預測與探討。

智慧；智能；智慧家庭；未來發展

智慧與智能的概念辨析：信息-智能模型

前一段時間看到《中國科學報》在討論，質疑現在智能的泛在化，什么都是智能，現在又開始熱炒智慧，智慧城市、智慧醫療、智慧交通，從家庭來講又有智慧家庭、智能家居及數字家庭等概念，究竟這些詞用起來是否準確，這里進行了一些思考，首先對智慧和智能的概念進行辨析，見圖1。

智能本來是人作為高級動物所具有的能力，由于人類科學技術及信息技術的發展，開始出現人工智能和機器智能，但這種智能是人賦予的，因為從人腦的結構來講，大約有500到1 000億個細胞，現在計算機的發展要趕上人腦的話，需要100年的時間，業界也有這種說法，未來機器智能可能會超過人的智能。但不管怎么說，智能從信息技術解決的角度來分析，所謂的智能離不開信息和數據，數據是客觀事物直接的描述，是信息的載體。一個智能的形成離不開信息，對客觀事物直接或者間接的表述就是信息，它是數據的內核。

圖1 智慧與智能的概念辨析：信息-智能模型

再往上一層需要有知識，什么是知識？就是對客觀事物確信的成果，可通過信息的手段來獲取、使用及傳播。而智能是利用信息和知識解決問題的能力，智在漢字里是聰明的意思，能是能力，智能即聰明的能力。智是聰明，慧也是聰明，在現在的背景下去理解這兩個概念即綜合運用知識系統解決深、大、難、雜問題的能力是智慧，而智能僅是利用簡單的知識去解決問題。

互聯網新時代：智能泛在化

互聯網新時代主要表現為以下兩大特征：

1）通信技術快速演進，表現形式為泛在互聯，泛在連接。

寬帶網絡與通信：通信技術解決了用一些共用的資源來解決任何人、任何事，在任何時間及地點之間進行通信。通信網的泛在連接，不僅是地點、時間、空間的問題，還有媒體形式的問題，要適配這些需求，通信網也在不斷演進。從目前來看，底層的傳輸層為智能光網絡，接入層采用PON技術，從核心網絡來說則采用SDN，從無線接入網來說有3G，現在已進入4G時代，5G也正在制訂規范。

移動互聯：信息的交互擺脫了時間空間限制。

萬物互聯：信息交互的對象擴展到人、物、事（流程）。

制造互聯：信息交互進入到生產細節。

以上均是互聯網新時代泛在智能發展的必要條件。

2）信息技術蓬勃發展，表現形式為泛在計算。

本文中,各DG單元初始虛擬阻抗值相等,僅利用本地和鄰居的虛擬阻抗和電流信息調節。另外,負荷迅速變化且等效輸出阻抗仍然存在差異時,為了確保電流的均勻分配,在下垂控制中添加電流控制器,進一步調節輸出電流,使各DG單元控制中實現相同的電流增量。

微電子與普適計算：從信息發展的角度來進，泛在計算就包括微電子、普適計算技術、傳感器、智能終端、智能消費電子和智能穿戴設備，它的計算能力進入到方方面面。

云計算：云計算實際上是一種基于網絡計算資源集約化的服務模式，它主要的特點是彈性高效，通過云計算，通過網絡可把超級計算能力不受時間、不受地點約束送到各個方面。

大數據：大數據主要體現為幾個大，一個是數據量的大，一個是數據種類的多，但信息量的單體價值量低，因為有了大數據處理能力，就能夠捕捉到整體的信息，并挖掘內在的知識。

軟件技術：開源軟件作為一種開放創新的模式，不僅加快軟件開發速度，同時加快了開發周期，是一種互聯網的模式。

總結：這個時代是信息高效傳播、高效創新、ICT深度融合、泛在智能的時代，是一個正在進入以創新2.0為特征知識社會的時代，最近有人提出一個新的觀點，未來智慧城市是以知識社會形態為背景，最大的特點是創新的2.0，即用戶創新、群體創新、開放創新、協同創新。

智慧家庭的內涵

智慧家庭是以家庭為載體，以家庭成員為對象，利用新一代信息技術實現健康、安全、舒適、低碳、智能、充滿親情和關愛的生活方式，智慧家庭是智慧社區、智慧城市理念在家庭層面的應用和體現，智慧家庭也是智慧城市的最小單元。從技術層面來講主要包括三個方面：一個是連接。在家庭里上連通信網、互聯網、物聯網和廣播網，通過家庭網關，下連家庭泛在網絡；第二個要素是智能化終端。包括可以連網的通信、娛樂、家電、生活服務、穿戴等設備。第三是智能化的服務與應用，這一類應用可以分為兩類，一類是本地的，一類是云端的。其內涵如圖2所示。

智慧家庭的應用需求

全世界各地對智慧家庭的理解各不相同，以北美和歐洲為例，北美人把被動式安全放在第一位，遠程家庭監控放在第二位，家庭管理自動化、能源管理是第三、四位，最后是家庭健康。而歐洲把能源管理和家庭健康放在第一位和第二位，其次為家庭管理自動及遠程監控，而把被動式的安全管理放在最后一位。

這里把智慧家庭應用需求分為五類，一個是通信類，第二個是休閑娛樂類，第三個是智能控制類，第四個是智能安防類，這些是家庭范圍內直接的需求。另外一些需求是在云里，即第五類的智慧城市及智慧社區的應用。智慧家庭系統包括三個環節：云、管、端。端包括家庭的泛在網絡，在這個網絡里有幾種類型的媒體流，一個是媒體類的數據，一個是控制類數據，一個是通信類數據，其通過家庭網關連接；管即電信的網絡或其他承運的網絡，主要體現在智能管道、智能互聯及智能的運行維護；通過云端將智慧城市、社區等第三方應用加進去。智慧家庭應用及系統架構見圖3、圖4。

圖2 智慧家庭的內涵

圖3 智慧家庭應用類型

圖4 智慧家庭系統示意圖

現狀及發展

1.家庭寬帶技術

主要的家庭寬帶接入技術，一個是銅線，主要為DSL、ADSL，帶寬為4M～8M；一個是光纖，分為：光纖到路邊FTTC，光纖到大樓FTTB，光纖到家庭FTTH。光網絡最主要的技術為無源光網技術——PON，有兩種技術標準EP?ON及GPON。其中EPON源于IEEE的標準，GPON是來自于ITU-T的標準，現在這兩種技術均有應用，二者在家庭ONU市場各占50%，預計未來GPON的發展會更快。兩種技術的區別主要在于第二層，GPON考慮了一些不同業務類型的分裝。這兩個組織的特點，ITU是以電信組織為成員，因此考慮了運營商的需求和思路較多，IEEE成員專家較多，主要考慮創新。

2）家庭智能網關技術

在網關技術層面，現在的智能網關（以某公司的技術產品為例）可以把傳統電視、視頻監控、視頻會議、媒體服務等業務均放到一個平臺上，在硬件平臺方面，已可以支持非常豐富的接口技術。

2.智慧家庭終端與發展預測

智慧家庭的終端類型主要包括以下四大類：數據與通信終端、移動便攜終端、消費電子終端及家控節點。其中，移動便攜終端、消費電子終端及家控節點均呈現快速發展的態勢。

3.協議標準

目前影響智慧家庭發展的最大瓶頸在于標準，在標準方面，影響最大的的為DLNA——數字生活網絡聯盟，其主要是解決幾個問題：規范了在家庭范圍內網絡的的互聯、網絡的協議；媒體的傳輸、設備的發現、設備的控制及設備的管理及媒體的格式等。家庭組網方面主要技術包括PLC、WiFi、藍牙等。

目前最受關注的技術為IEEE802.11低功耗的WiFi。家庭組網案例見圖5。

劉紅旗，中國聯通研究院副總工程師，中國聯通科學技術委員會常務委員，教授級高工。長期從事通信技術及其管理工作。曾獲中國通信學會科學技術一等獎、中國電子學會電子信息科學技術一等獎；全國郵電特等勞動模范，郵電部有突出貢獻技術管理專家。

圖5 家庭組網案例

TN915

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【本文獻信息】劉紅旗.互聯網新時代的智慧家庭思考[J].電視技術，2014，38（22）.