“互聯網+數字化生活”的研究與應用

邵建+許興盛+萬軍志

【摘 要】為了研究“互聯網+數字化生活”的應用如何滿足人們的智慧化需求，通過對“互聯網+數字化生活”的體系架構、關鍵技術和實踐方案進行分析，總結出“互聯網+”可提升城市生活的智慧化和數字化服務水平，相關方案可在全國推廣應用。

【關鍵詞】互聯網+數字生活 智慧生活 智慧家庭 智慧城市

1 城市生活的智慧化需求

隨著國家經濟的發展和社會的進步，城市居民對生活服務不斷提出新的需求，主要包括如下幾個方面：

（1）安全需求：城市居民的安全需求主要包括對固定財產（如電動車等）和家庭成員的安全保障。近年來居民的電動車被盜案件頻發，嚴重影響了社會的和諧，同時國內老人、兒童的安全問題已日益成為社會關注的焦點，需要采用相關技術提前預防走失。

（2）情感溝通：目前老年人口接近2億，大中城市的空巢老人占比高，老人與分開居住的子女之間有“面對面”情感交流的需求。另外在學齡兒童如上學、放學路上等非可信地點，家長與孩子之間存在親情溝通的需求。

（3）生活便利：隨著生活水平的提高，家用汽車的保有量逐年增多，城市交通擁堵已成為影響生活質量的重要民生問題之一，在出行前私家車車主有提前了解道路擁堵情況的強烈需求，便于規劃最合適的路線以節約在途時間。出門在外，人們期望能隨時查看家里電器連接情況，隨時能遠程操控家電，如提前打開空調、熱水器等，到家后即可享受到便捷化的生活服務。

“互聯網+”與城市生活服務的融合可以滿足如上的智慧化需求，本文通過對“互聯網+數字化生活”的體系架構、關鍵技術和實踐方案進行研究分析，希望為提升城市生活的數字化服務水平提供建議。

2 “互聯網+數字化生活”的體系架構

目前4G、固定寬帶及WLAN網絡已很普及，其為智能化家居、安全保障、情感溝通、便捷出行等生活服務提供了通信基礎。如圖1所示，“互聯網+數字化生活”的體系架構涵蓋了如上服務需求，通過互聯網終端（如安裝于電動車內的防盜終端、可穿戴的老人/兒童手表、智能插座/門磁）采集并向數字化生活云服務平臺傳輸業務數據，云服務平臺通過標準化接口接入多樣化的互聯網終端，為用戶提供豐富的“互聯網+”

生活服務。

電視機作為每個家庭的常用電器，電視屏幕承載視頻通話服務可滿足所有家庭用戶的“面對面”的情感需求；智能可穿戴手表終端提供的位置服務功能，可有效保障家庭成員的安全，同時其語音通話功能可方便家庭成員之間的便捷溝通；電動車防盜產品提供的位置、軌跡等服務可保障電動車的安全；通過采集公交車（其內安裝了衛星定位終端）、私家車的當前位置（車主手機連接的通信基站Cell ID）等數據，并進行清洗轉換和挖掘分析，可實現對大到一個城市、小到一個路段的擁堵時段的統計、分析及預測，為人們的出行提供參考。

3 數字化生活云服務平臺的系統架構

智慧生活云服務平臺的硬件方面基于云計算服務器，為應用服務提供CPU、存儲、內存等硬件資源的實時動態分配。軟件方面基于能力化的部署，支持多類互聯網終端的并行接入和多種應用服務的承載。如圖2所示，云服務平臺主要包括三層邏輯結構：接入層、能力資源層和應用服務層。在某省電信公司，已建設的云服務平臺上部署了如電動車防盜、智能可穿戴手表、智能家居、家庭視頻通話等多樣化的智慧生活服務。

（1）接入層

通過標準化的數據通信接口，實現多類型的互聯網終端（如手表、互聯網電視機頂盒等等）的接入鑒權和管理，同時為家庭用戶提供手機APP或Web的接入，實現互聯網服務功能的瀏覽和操作。

（2）能力資源層

云服務平臺集成GPS/LBS融合定位、GIS地圖、數據庫、大數據挖掘分析、視頻編解碼等標準化的能力，可為所有業務調用，業務應用以業務插件的形式添加到服務平臺內即可實現低成本、快速地上線，同時提供對互聯網終端、業務應用的管理功能。

（3）應用服務層

實現應用服務的業務邏輯功能，各應用服務作為獨立的業務插件運行于平臺內，與對應的互聯網終端通信，與用戶的手機APP交互。

4 “互聯網+數字化生活”的典型應用方案及關鍵技術

4.1 電動車防盜應用

目前國內家庭的電動車保有量已超過1.6億部，且年新增量有2000萬臺，電動車頻繁被盜已成為困擾人民群眾的社會民生問題。如圖3所示，通過在電動車內安裝防盜終端，可實時采集電動車的地理位置，并通過移動通信網絡傳輸至數字化生活云服務平臺，用戶可通過手機APP、Web頁面訪問云服務平臺以實時查看電動車當前的地圖位置、歷史軌跡等信息。同時，當電動車有異常震動時，防盜終端可通過內置傳感器監測到并立即向云服務平臺告警，觸發其向用戶發送告警通知短信。云服務平臺支持與公安局監控平臺對接，若居民的電動車被盜，可協助公安部門高效便捷地破案。

基于電動車防盜服務，中國移動推出的“車衛士”業務已在全國范圍內推廣應用，目前僅江蘇省已發展40多萬的用戶，以其在某地市的應用情況為例，已協助當地警方破案一百多起，有效地保障了居民財產的安全，當地電動自行車被盜案件明顯減少，社會效益巨大。

如圖4所示，在電動車內安裝的防盜終端硬件主要集成了衛星定位、移動網絡通信、傳感監測等信息化技術，實現對電動車的位置監控、電子圍欄、軌跡查詢、異常震動告警等功能服務，由此可見，電動車防盜服務是“互聯網+數字化生活”的典型應用。

4.2 家庭成員的安全保障

如圖5所示，智能可穿戴手表終端可佩戴于兒童、老人的手上，其對接數字化生活云服務平臺，實現對佩戴人員的位置及蹤跡的查詢、異常情況監測與告警、雙向實時語音通話及語音對講等功能，有效地幫助家長實時了解家庭成員的位置安全信息，預防兒童、老人丟失，同時基于實時的通訊功能增強用戶與家人之間的親情溝通。

智能手表終端除了支持與用戶手機基于2G移動通信網絡的雙向實時通話，還實現基于Internet與用戶手機APP的語音包對講、與微信軟件的語音對講等功能，VoIP（IP語音）包經云服務平臺存儲轉發。云服務平臺可采集并智能分析出手表用戶的日常行為數據，如兒童上學及放學的日常路線、時間段、經常活動的區域等信息，當有可疑情況時（如監測到非日?；顒勇肪€/區域）主動告警通知家長。

4.3 家庭視頻通話應用

在家庭寬帶、互聯網電視業務（如中國電信的IPTV）和4G移動網絡已普及的背景下，通過在互聯網電視機頂盒內部署視頻通話APP，接入IMS（IP多媒體子系統）網絡，實現電視機與電視機、電視機與4G手機之間的可視通話業務，滿足家庭成員、親朋好友之間感情交流的需求。

如圖6所示，家庭環境下的網關設備為用戶提供了固定寬帶的撥號上網和WLAN信號的室內覆蓋等功能服務，家庭室內的所有終端（包括互聯網電視機頂盒）可通過WLAN網絡或有線連接網關設備并接入Internet。互聯網電視機頂盒的USB接口外接高清攝像頭（帶麥克風），視頻通話客戶端可采集外接攝像頭的視頻圖像并編碼壓縮后經過互聯網傳輸至對端；機頂盒接收到對端的音視頻碼流后經本地解碼再在電視屏幕上播放。

云服務平臺為家庭用戶提供視頻通話業務的自主開通與訂購、賬號的統一認證、IMS網絡賬號的自動分配等功能服務，保障服務的可靠使用。

4.4 智能家居服務

在家庭環境下，通過部署安防監控終端（如嵌入式攝像頭）、智能控制網關、傳感互聯終端等，可實現家庭場所的視頻監控、家電的智能化控制（如插座的通電和斷電、門磁窗磁的開啟與關閉等）功能服務，用戶即使不在家里也可遠程監控家庭客廳、遠程控制家用電器。如圖7所示的控制網關，通過Zigbee（一種短距離、低功耗的無線通信技術）、WLAN等近距離通信技術，實現對傳感終端的自組網與控制服務。

各種場景下的互聯網終端通過移動通信網絡與數字化云服務平臺交互：視頻媒體流、家電智能控制命令等信息，用戶通過手機APP連接云服務平臺即可實時查看家庭場景內的視頻內容、控制家電的開與關等，實現便利的智慧家居服務。

4.5 智慧出行服務

目前國內城市交通擁堵、公共交通用戶體驗差等問題較為突出，嚴重影響了城市居民的出行。如圖8所示，通過在公交車、貨車和出租車內安裝定位終端，可采集其地理位置信息，并通過移動通信網絡傳輸至云服務平臺。私家車車主的手機連接2G/4G網絡，移動通信網絡中記錄了手機連接的通信基站（Cell ID）、信號強度等信息，并由信令服務器采集并傳輸至云服務平臺，其內運行多基站定位算法，計算出私家車的當前地理位置。

云服務平臺基于一個城市的交通道路建立大數據分析模型，以如50 m為單位，為每條道路的每個分段分配唯一標識的標簽ID，建立好城市道路的標簽庫后，將采集的車輛位置坐標映射到對應的道路分段上，利用MapReduce框架（其中的Key為道路ID，Value為機動車）快速計算出每段道路上的車輛數目，從而準確判斷和記錄每條道路的實時擁堵情況。基于之前的統計分析數據，根據用戶的駕駛行為可預測分析未來一段時間如半小時之后某條道路上的擁堵情況，并為用戶推薦擁堵系數最小的路線。

手機APP對接云服務平臺可獲取城市每條道路的實時路況、用戶的當前位置、周邊的POI（興趣點）等數據，基于GIS地圖呈現城市道路的名稱、道路實時路況信息，如非常擁堵、一般擁堵、不擁堵的道路分別以不同顏色線條標記。用戶選擇目的地后，云服務平臺基于大數據分析為用戶推薦最小擁堵概率的出行路線并下發至手機APP上，為用戶提供出行路線的預測和智能推薦服務。

5 結束語

本文通過對“互聯網+數字化生活”的體系架構、關鍵技術和實踐方案等進行研究和分析，總結出“互聯網+”可提高人們生活的數字化水平，相關應用方案可在全國范圍內推廣。

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