數字家庭發展現狀分析

賴 敏， 高 薇， 儲妮晟

0 引言

隨著通信網絡、家電智能化、娛樂數字化的穩步發展和居民生活水平的提高，基于通信網絡設備、家電、智能終端等各個行業均開始想著數字家庭領域延伸了觸角。各個行業均基于各自的優勢，提出了自己的數字家庭的概念和解決方案。就當前數字家庭領域的發展而言，形成了以下5種形態各異、側重點不同的數字家庭概念：

1）基于智能家居的數字家庭：以波創、索博為代表，專注于智能家居方面，不涉足家電領域。對于家電只能控制電源開關[1]。

2）基于智能家電的數字家庭：以海爾、LG等家電廠商為代表，在智能家居的基礎上，利用自己強大的全系列產品能力，在數字家電方面投入較大，使家電可以進行復雜的業務應用，而不僅僅是控制家電的開關。

3）基于寬帶通信的數字家庭：以電信運營商及中興、華為等通訊設備廠商為代表，以通信網關為基礎，實現一系列以通信為主的數字家庭應用[2]。

4）基于多媒體視聽娛樂的數字家庭：以Sony、Intel為代表，著眼于數字家庭多媒體娛樂方面，使家庭內各種多媒體設備互聯互通，實現資源共享播放，互相控制。

5）基于傳感器網絡的數字家庭：目前商業化應用較少，仍以高校研究為主，以南郵、西工大為代表，著眼于基于傳感器網絡的上層業務應用研究。

文中將分別對這5種數字家庭分別進行介紹。

1 基于智能家居的數字家庭

此領域以波創、索博等公司為代表，由傳統的自動控制、安防、監控領域逐漸發展而來，專注于智能家居方面，不涉足家電領域，對于家電只能通過智能插座、紅外轉發器進行基本的控制。如圖 1所示，通過核心設備“數字家庭智能網關”將遠端控制、安防、監控、電器控制等各個部分組合成網。主要使用到的通訊技術是以有線的 TCP/IP網絡及無線的433 MHz技術。

該行業中的公司已經普遍具備了較全面的智能家居產品線，但其同時也存在巨大缺點：

1）沒有標準支撐，對家電只能進行簡單的控制（對于本身帶紅外遙控的家電，可以實現同樣的紅外控制，但不能擴展其他業務操作；對于不帶紅外遙控的家電，只能控制上電/斷電），無法實現復雜的家電控制交互業務功能。

2）對數字家庭娛樂方面基本無支持。

構筑此類數字家庭網絡的核心節點主要有：智能網關、智能開關、無線紅外轉發器、電動窗簾、監控、安防等設備

圖2 基于智能家電的數字家庭

2 基于智能家電的數字家庭

以海爾、LG等家電廠商為代表，在智能家居的基礎上，利用自己強大的全系列家電產品設計開發能力，使家電可以進行復雜的業務應用，而不僅僅是控制家電的開關。可以實現通過遠端對家電進行開關、設置、狀態檢測、故障上報等操作。此類數字家庭突出的特點是家電的智能化。如圖2所示。

此類家電廠商為代表的數字家庭方案，對于數字家電都有較完備的解決方案，但定制化數字家電高昂的價格目前還無法被一般家庭用戶接受。此外，由于此類廠家是傳統家電廠商出生，所以對于數字家庭娛樂內容共享、播放、控制方面，都沒有太多考慮。

與上面提到的智能家居行業類似，智能家電行業的市場推廣模式主要以與裝修公司合作為主。通過在富裕地區建立體驗店，并借由裝修公司向客戶推廣的模式發展。

構筑此類數字家庭網絡的核心節點主要有：總控單元、智能冰箱、智能電視、智能洗衣機等設備

3 基于寬帶通信的數字家庭

隨著通信技術的發展，傳統的電信運營商不愿再將來僅僅作為承載信息傳輸的通道，希望借由涉入數字家庭領域，面向客戶提供各種增值業務。電信運營商在中興、華為等通訊設備廠商的協助下，以通信網關為基礎逐漸擴展，實現一系列以通信為主的數字家庭應用[3]。

圖3 基于寬帶通信的數字家庭

國內運營商目前紛紛建立多網融合的數字家庭示范小區，用以推廣基于寬帶通信網絡、智能家居網絡的多網融合類產品，著力于向客戶提供更多的增值服務[4]。

如深圳移動與中海康城小區合作建立的移動智能社區，該小區業主使用手機即可進出社區和停車場，并實現刷手機小額支付、無線視頻監控家中安全等應用。該小區移動智能建設分為支持RFID（Radio Frequency Identification）的 SIM（Subscriber Identity Module）卡一卡通、移動智能家居兩大部分。社區居民為手機更換一張這種SIM卡，即可實現社區門禁出入、停車場進出，以及小區游泳池、健身房、便利店等配套設施的刷手機消費。移動智能家居系統讓居民可通過手機隨時查看家里情況，遠程控制家中空調、電視，通過家庭終端還可實現家居安防、物業溝通、家庭娛樂等功能。如圖3所示。

由于此類數字家庭是由傳統電信運營商、通訊設備制造商逐漸發展起來的，所以特點在于對各種有線和無線網絡通訊的支持。

此類數字家庭的推廣模式主要以電信運營商與地產開發商合作為主，與住宅小區為單位建立和推廣。

構筑此類數字家庭的核心節點主要有：寬帶家庭網關、數字電視機頂盒、家庭信息機、智能終端等設備。

4 基于多媒體視聽娛樂的數字家庭

以Sony、三星等消費類數字電器廠商為代表，著眼于數字家庭多媒體娛樂方面，使家庭內各種多媒體設備互聯互通，實現資源共享播放，互相控制。

互聯互通、共享播放、互相控制所使用的關鍵技術為數字生活網絡聯盟（DLNA，Digital Living Network Alliance）。該技術由索尼、英特爾、微軟等提出，旨在解決個人PC、消費電器、移動設備在內的無線網絡和有線網絡的互聯互通，使得數字媒體和內容服務的無限制的共享和增長成為可能。以Intel、微軟、BroadCom為代表的芯片、軟件廠商均已推出了基于DLNA的數字家庭娛樂解決方案。在越來越多的消費類電子品牌廠商在數字電視、機頂盒、手機、電子相簿、個人電腦等平臺中納入了DLNA功能后，一張基于DLNA構建的數字家庭網絡將會自然形成。

由于此類數字家庭由消費類電子公司涉足而來，所以關注的重點是多媒體視聽娛樂，基本不涉及智能家居、家電控制，所以可以將之看成為數字家庭領域的一個分支或者一種補充。

構筑此類數字家庭的核心節點主要有：支持DLNA的電視機、投影儀、筆記本、手機、音箱等設備。

5 基于傳感器網絡的數字家庭

基于有線或者無線技術構建起來的傳感器網絡，為未來數字家庭的進一步智能化奠定了基礎，如圖4所示。目前此類數字家庭商業化應用較少，尚處于起步階段，以高校研究為主，著眼于基于傳感器網絡的數字家庭上層業務應用研究[5-7]。比如：

西北工業大學建立了以超寬帶技術（UWB，Ultra Wideband）為傳輸手段，以電子標簽及血壓、脈搏、光、溫濕度的傳感器網絡，主要研究基于傳感器網絡的上層業務。如根據托盤中藥品重量給出需要吃藥的提示，根據人體睡眠中的翻身次數來統計人體睡眠質量等。

圖4 基于傳感器網絡的數字家庭

南京郵電大學建立了以Zigbee技術為傳輸手段的傳感器網絡，主要研究方向同西工大類似。

構筑此類數字家庭的核心節點主要有：網關、電子標簽及血壓、脈搏、光、溫濕度等傳感器。

6 結語

數字家庭作為一個新興市場，各個行業均想立足于自身特點與特長，涉足此領域。從文中介紹可以看出，數字家庭領域尚未成熟，基于各個行業擴展出來的數字家庭概念差別巨大，都在各自的數字家庭領域中逐漸的深入發展并逐漸相互融合。隨著數字家庭的逐漸發展成熟，經過充分融合的統一的數字家庭，終將出現[8]。

[1] 賴敏,王芳,顧新.基于IPv6的家庭網絡技術[J].現代電信科技,2004(08):9-11.

[2] 賴敏,高薇,劉蕾.基于無線座機的數字家庭解決方案[J].信息系統工程,2012(08):31-32.

[3] 儲妮晟,賴敏.3G中IPv6SIP電話與公網中IPv4SIP電話通訊的方法[J].廣東通信技術,2005(05):2-5.

[4] 戴沁蕓,王允非.網絡安全迎來 3G時代[J].信息安全與通信保密,2010(05):34-37.

[5] 徐志,陳彬兵.自組織 ZigBee網絡節點通信研究[J].通信技術,2009,42(12):128-131.

[6] 雷陽,尚鳳軍,任宇森.無線傳感網絡路由協議現狀研究[J].通信技術,2009,42(03):117-120.

[7] 張敬一,劉軍,郭偉.認知無線Ad hoc網絡的認知體系結構研究[J].通信技術,2011,44(02):56-58.

[8] 王健偉.云計算環境下網絡安全產品的融合發展之道[J].信息安全與通信保密,2011(07):30-32.