標準化助力智慧社區互聯互通

文｜本刊記者 盧希

人的一生有70%的時間是在家庭室內度過的。人們對“衣、食、住、行、樂、育、醫、思想、情趣”的追求，都需要通過“社區”的智能化去實現。社區各領域的運行都是關聯的，不可或缺的。因此，當我們談到智慧社區的時候，其就不僅僅是一個單純的社區概念，它還是社區范疇綜合集成的概念，包含智能樓宇、智能家居、安防監控、社區醫療和社區居家養老服務、社區管理服務、電子商務等領域的智能化應用。這些領域的智能化都是以家庭為中心，為居民服務為目的。所以，將智慧社區作為整體來看待便會更恰當一些。

智能化主要用以提高人的生活工作效率，作為一個整體的智慧社區更是如此。但是目前階段，社區與社區之間仍然缺乏工作協同，更難以互聯互通，彼此還是一個個“信息孤島”，一個統一標準、通用的體系便是當前亟需的改革方向。

困境：各大生態圈“封閉式”生長 難以兼容

當前智能家居聯網的兼容性問題一直困擾著中國的家電業、通信業、IT業，近年來，一年一度的“智能硬件大會”，被媒體說成“試圖吹出一場臺風？”十幾年來刮過多少次“臺風”，互聯互通仍然是邁不過去的坎。有人提出“需要互聯互通，去做開放平臺”，于是眾多的商家紛紛推出路由器，提出了智慧家庭生態圈和智慧家庭云服務平臺等。但是這些平臺仍然無法解決底層設備全參數控制的兼容性問題。

但智慧社區作為整體，家庭硬件設備的互聯互通，各個家庭和社區內的各個管理子系統之間，各種專業行業之間必須實現互聯互通，才能成為真正的整體。這就使互聯互通成為智慧社區一體化集成的核心需求，這就是當前大家面對的現實問題。

據本刊記者了解，為解決此困境，全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會（以下簡稱“全國智標委“）根據智慧城市和智慧社區建設的迫切需要，按照國家標準制定計劃，正積極組織“物聯網智能家居”系列標準的制定工作，這一系列標準是解決物聯網智能家居設備互聯互通的基礎標準，是對智能家居產業急需和缺失的標準進行了完善。其內容體現了物聯網基礎技術在智能家居應用方面的共性的數據、信息、設備表示方法，設計和實施規定等關鍵技術。這些標準的制定和貫徹，對促成智慧社區和智能家居行業健康的發展具有重要意義。

差異:中外智慧社區發展不同 技術轉化難度大

在我國由于物聯網、云計算、新一代信息通信技術，以及大數據的快速發展，為智慧城市發展帶來機遇。促進了各地以發展智慧基礎設施為重點，大力建設城市信息基礎設施，鋪設光纖骨干網、實現有線網絡入戶，無線網絡覆蓋城市公共區域、增加網絡寬帶、推進三網融合，以期建成互聯互通的城市信息網絡。

然而由于國內外建設背景不同，因而在摸索過程中得出的探索路徑必然不同。全國智標委專家委員謝后賢告訴本刊記者，從中國智慧社區系統的特點分析，智慧社區的應用環境，中國與國外的差異很大：國外大多數的私人住宅是獨門獨戶的，沒有我國住宅小區的應用環境，其家庭聯網均采用計算機網絡及其擴展總線網絡，互聯網接入多是采用單戶接入仍很普遍。而我國住宅智能化的重點和發展方向卻是以社區的數字化、智能化為主。我國通信行業重點發展以小區寬帶網以至光纖網接入為主。

謝后賢談到，另外家庭聯網的主要設備是信息家電，而不是計算機，即用非PC類設備接入社區網（或互聯網）。因而國外的組網技術就不適用于中國的應用環境。再加上中國的聯網智能設備，不是單一專業設備，而是各種專業的混用，家電設備、安防、火警、抄表、電信、電視等，而各專業有各自的描述方法和特殊的控制協議，互不兼容。這就是為什么國外的專業標準不能簡單的用在中國智能社區網絡的根本原因。也就造成了我國智能社區和家庭網絡長期沒有專用的統一標準。

當我們按照國外的某些專業技術應用時，它們只適合于某些行業專業的情況，而不能適用于各行業設備的融合與兼容，因而不能適應國內智慧社區環境成為通用統一的標準。

物聯網和智慧城市發展到今天，由于沒有統一標準，各個領域目前是各行業使用的數據交換格式只能局限于自己特定的行業業務。嚴格講，這些物聯網都只是專用網，仍然是一個個“信息孤島”，還是缺乏統一的標準、通用的平臺。

創新：自動化技術應用過于傳統 有待突破

據謝后賢介紹，在智慧社區和智能家居中都采用了自動化控制技術，自動化技術中的3代技術都在使用：直接數字控制（DDC）不少安防系統還在使用，DCS、SCADA和FCS都普遍在應用，可以說控制網技術是自動化技術的較簡單的應用，盡管少數項目采用了尋優控制、并發控制、關聯控制等，但都是自動化專業的傳統技術。都離不掉基于中央（集中）控制器技術和組態軟件技術。因此可以說是典型的自動化專業的傳統技術應用。

隨著21世紀已經過去快16年，一些新世紀的新鮮技術，正在沖擊著傳統技術。這里特別是Web Services和物聯網（傳感網）技術已經顛覆著基于中央控制器的技術和組態軟件技術。Web服務網絡中已經不存在“中央控制器主機”，而是“對等”網絡，即每一個網絡節點都可以占有總線，并且實行“無連接的通信”（即發送幀完成即放棄總線控制權）。網絡的調度權歸結為“服務器”，而網絡可以具有多個控制器，某一時刻只能有一個控制器占有總線，執行控制功能。 物聯網和移動通信技術促進了自組網技術和個域網技術以及Ad Hoc網絡技術的廣泛應用。組態軟件技術則完全被傳感網絡的自描述，自組網取代了。

但是更多的自動化技術則在融入了新技術以后成為新技術的核心理念，例如尋優控制和關聯控制將成為智能控制的核心內容，成為智能硬件的主要功能體驗。

歷史上成熟的技術往往是與當時的技術水平相適應的。進入21世紀有比過去涌現出更多的新技術，這些新技術推動了應用技術的發展，顛覆著傳統的技術，逐步形成了一個全新的系統解決方案，這就預示著傳統的技術在更新換代。

上面提到的傳感網絡的自描述，自組網取代了組態軟件技術，是由于設備的描述采用了新世紀發展的XML語言技術，和Web服務器技術。在對象技術的基礎上Web服務技術已經成熟，形成了基于Web服務的新一代控制技術，控制模式也由B/S取代C/S模式，從而不再拘泥基于中央控制器技術；而采用Web對象技術后，完全具有對象技術的全部特性，即Web對象具有簡單的接口，卻隱藏著Web對象內部具有的全部內容的接口和全部功能代碼。只要點擊就可以完成控制任務。Web對象隱藏的全部內容與操作系統、編程語言無關，與網絡的媒體、通信協議無關。這又實現了各種異構系統的互聯互通。

謝后賢告訴本刊記者，當我們采用標準的設備描述實現自描述，自組網的“自組態技術”后，Web對象及其內部具有的全部內容也完成了自動實現，也即自動組成應用程序接口（即Web對象的App）。

這一切在實現底層設備的自描述、“自組態技術”以后，各級平臺采用Web服務技術，實現Web對象自動組成應用程序接口，在瀏覽器上自動發布，從而實現物聯網的“所有數據都是由機器產生的數據”的要求。

此外大規模集成電路技術的進步，在一個硅片上實現一個極為復雜的系統（片上系統，SOC）的時代已來臨，互聯網技術進入到嵌入式Internet時代，移動通信技術的進步，使手機成為人們須臾不能離開的多功能武器，這些正應驗了90年代大師們的預言：“新世紀的第一個10年，我們進入了一個嵌入式Internet時代，SOC嵌入式瘦服務器將成為地球的皮膚” 。嵌入式瘦服務器和手機瀏覽器的廣泛應用大大助力了智慧社區的創新改革。

這些新技術的應用已經使智慧社區和智能家居有一個嶄新的面貌，促成了智慧社區2.0的創新改革。

變革：基于物聯網智能家居統一標準的創新解決方案

據本刊記者了解，全國智標委根據國家標準制定計劃，正在組織“物聯網智能家居”系列國家標準的制定。這些標準是解決物聯網智能家居設備互聯互通的基礎標準。系列標準的應用將促成智慧社區的創新解決方案。

這些國標規定不同專業，不同廠商生產的硬件設備，遵循居于標準數據格式的設備描述方法，可以兼容地聯網，并通過基于Web服務的網絡平臺，與各種異構系統實現互聯、互通、互操作。這些將與網絡的媒體、通信協議無關，與操作系統、編程語言無關，采用自動提供服務，自動組網，自動組成應用程序接口（App），不再拘泥于集中控制技術和組態軟件技術，將可能實現物聯網的“所有數據都是由機器產生的數據”，促進實現物聯網的全行業的大集成。也就是實現了智慧社區2.0的創新改革方案。其特征是：

1、智能硬件采用標準化的設備描述方法：以設備功能為對象的結構化數據格式。

國標規定不同專業，不同廠商生產的硬件設備，遵循居于XML標準數據格式的設備描述，自動提供服務項目，自動組網，可以兼容地聯接組成家庭網絡，并通過家庭網絡平臺，與各種異構系統實現互聯、互通、互操作。

2、家庭網絡采用基于Web服務的新一代控制技術；

國標規定家庭網關要具有一個嵌入式的瘦服務器，采用瀏覽器/服務器模式，能夠根據外部請求，將家庭設備的實時狀態生成網頁（通用App），提供瀏覽器服務；同時也可以根據內部請求，將外部網所能提供的服務，向內部網提供展示（統一App），以共享互聯網的網絡信息資源和享受網絡服務，從而實現內部及外部的互聯互通與互操作。這里還應用了一個用戶界面描述方法的國標，規定Web對象如何將標準的設備描述內容轉換為通用的用戶應用程序界面（App）。

3、智慧社區采用具有SOA體系結構的綜合信息云服務平臺。

要開發智慧社區綜合云服務平臺，采用面向Web服務的體系結構，以云計算服務為支撐，提供城市各個社區，以至不同城市社區的虛擬云服務管理終端共用，以形成全行業的互聯互通的物聯網全行業大集成。

4、完成智慧社區的創新改革，為實現物聯網的全行業的大集成準備條件

首先采用全行業通用的數據格式標準，智能硬件設備對自身功能自描述、自發布、自組網，適用于有線或無線傳輸網絡，完全實現智能硬件的全功能的控制；

采用以嵌入式瘦服務器的基于Web服務的物聯網控制技術，不再需要集中控制和組態軟件技術，不再需要人的干預，完全實現“物聯網是機器生成數據”；

智慧社區建立基于Web服務體系結構（SOA）的綜合信息云服務平臺，服務器將雙向自動生成App，在接入公共互聯網后，使全社區智能家庭能夠共享全行業的物聯網服務。這為實現智慧城市理想的全社會信息共享，進行高效和諧的協作創造條件。

全國智標委相關人士告訴本刊記者，正在編制的“物聯網智能家居”系列國家標準共有5項，分別是：《物聯網智能家居 文本圖形標識符》、《物聯網智能家居 數據和設備編碼》、《物聯網智能家居 設備描述方法》、《物聯網智能家居 用戶界面描述方法》和《物聯網智能家居 設計內容及要求》，其中3項處于報批階段，2項處于討論稿階段。