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刘红旗:互联网新时代的智慧家庭思考

2014-12-29 21:31 来源:电视技术

责编:陈默

互联网新时代的智慧家庭思考

中国联通集团研究院副总工 刘红旗 2014-12-1


【原编者按】该文在对智慧与智能概念进行辨析的基础上,深度分析了互联网新时代技术及业务的发展状况,详细探讨了智慧家庭的内涵及应用需求,最后,根据目前智慧家庭的技术发展状况,对智慧家庭未来的组网方式及技术发展进行了预测与探讨。

智慧与智能的概念辨析:信息-智能模型

前一段时间看到《中国科学报》在讨论,质疑现在智能的泛在化,什么都是智能,现在又开始热炒智慧,智慧城市、智慧医疗、智慧交通,从家庭来讲又有智慧家庭、智能家居及数字家庭等概念,究竟这些词用起来是否准确,这里进行了一些思考,首先对智慧和智能的概念进行辨析,见图1

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1 智慧与智能的概念辨析:信息-智能模型

智能本来是人作为高级动物所具有的能力,由于人类科学技术及信息技术的发展,开始出现人工智能和机器智能,但这种智能是人赋予的,因为从人脑的结构来讲,大约有5001 000亿个细胞,现在计算机的发展要赶上人脑的话,需要100年的时间,业界也有这种说法,未来机器智能可能会超过人的智能。但不管怎么说,智能从信息技术解决的角度来分析,所谓的智能离不开信息和数据,数据是客观事物直接的描述,是信息的载体。一个智能的形成离不开信息,对客观事物直接或者间接的表述就是信息,它是数据的内核。

再往上一层需要有知识,什么是知识?就是对客观事物确信的成果,可通过信息的手段来获取、使用及传播。而智能是利用信息和知识解决问题的能力,智在汉字里是聪明的意思,能是能力,智能即聪明的能力。智是聪明,慧也是聪明,在现在的背景下去理解这两个概念即综合运用知识系统解决深、大、难、杂问题的能力是智慧,而智能仅是利用简单的知识去解决问题。

互联网新时代:智能泛在化

互联网新时代主要表现为以下两大特征:

1)通信技术快速演进,表现形式为泛在互联,泛在连接。

宽带网络与通信:通信技术解决了用一些共用的资源来解决任何人、任何事,在任何时间及地点之间进行通信。通信网的泛在连接,不仅是地点、时间、空间的问题,还有媒体形式的问题,要适配这些需求,通信网也在不断演进。从目前来看,底层的传输层为智能光网络,接入层采用PON技术,从核心网络来说则采用SDN,从无线接入网来说有3G,现在已进入4G时代,5G也正在制订规范。

移动互联: 信息的交互摆脱了时间空间限制。

万物互联:信息交互的对象扩展到人、物、事(流程)。

制造互联:信息交互进入到生产细节。

以上均是互联网新时代泛在智能发展的必要条件。

2)信息技术蓬勃发展,表现形式为泛在计算。

微电子与普适计算:从信息发展的角度来进,泛在计算就包括微电子、普适计算技术、传感器、智能终端、智能消费电子和智能穿戴设备,它的计算能力进入到方方面面。

云计算:云计算实际上是一种基于网络计算资源集约化的服务模式,它主要的特点是弹性高效,通过云计算,通过网络可把超级计算能力不受时间、不受地点约束送到各个方面。

大数据:大数据主要体现为几个大,一个是数据量的大,一个是数据种类的多,但信息量的单体价值量低,因为有了大数据处理能力,就能够捕捉到整体的信息,并挖掘内在的知识。

软件技术:开源软件作为一种开放创新的模式,不仅加快软件开发速度,同时加快了开发周期,是一种互联网的模式。

总结:这个时代是信息高效传播、高效创新、ICT深度融合、泛在智能的时代,是一个正在进入以创新2.0为特征知识社会的时代,最近有人提出一个新的观点,未来智慧城市是以知识社会形态为背景,最大的特点是创新的2.0,即用户创新、群体创新、开放创新、协同创新。

智慧家庭的内涵

智慧家庭是以家庭为载体,以家庭成员为对象,利用新一代信息技术实现健康、安全、舒适、低碳、智能、充满亲情和关爱的生活方式,智慧家庭是智慧社区、智慧城市理念在家庭层面的应用和体现,智慧家庭也是智慧城市的最小单元。从技术层面来讲主要包括三个方面:一个是连接。在家庭里上连通信网、互联网、物联网和广播网,通过家庭网关,下连家庭泛在网络;第二个要素是智能化终端。包括可以连网的通信、娱乐、家电、生活服务、穿戴等设备。第三是智能化的服务与应用,这一类应用可以分为两类,一类是本地的,一类是云端的。其内涵如图2所示。

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2 智慧家庭的内涵

智慧家庭的应用需求

全世界各地对智慧家庭的理解各不相同,以北美和欧洲为例,北美人把被动式安全放在第一位,远程家庭监控放在第二位,家庭管理自动化、能源管理是第三、四位,最后是家庭健康。而欧洲把能源管理和家庭健康放在第一位和第二位,其次为家庭管理自动及远程监控,而把被动式的安全管理放在最后一位。

这里把智慧家庭应用需求分为五类,一个是通信类,第二个是休闲娱乐类,第三个是智能控制类,第四个是智能安防类,这些是家庭范围内直接的需求。另外一些需求是在云里,即第五类的智慧城市及智慧社区的应用。智慧家庭系统包括三个环节:云、管、端。端包括家庭的泛在网络,在这个网络里有几种类型的媒体流,一个是媒体类的数据,一个是控制类数据,一个是通信类数据,其通过家庭网关连接;管即电信的网络或其他承运的网络,主要体现在智能管道、智能互联及智能的运行维护;通过云端将智慧城市、社区等第三方应用加进去。智慧家庭应用及系统架构见图3、图4

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3 智慧家庭应用类型

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4 智慧家庭系统示意图

现状及发展

1.家庭宽带技术

1)接入技术

主要的家庭宽带接入技术,一个是铜线,主要为DSLADSL,带宽为4M~8M;一个是光纤,分为:光纤到路边FTTC,光纤到大楼FTTB,光纤到家庭FTTH。光网络最主要的技术为无源光网技术——PON,有两种技术标准EPONGPON。其中EPON源于IEEE的标准,GPON是来自于ITU-T的标准,现在这两种技术均有应用,二者在家庭ONU市场各占50%,预计未来GPON的发展会更快。两种技术的区别主要在于第二层,GPON考虑了一些不同业务类型的分装。这两个组织的特点,ITU是以电信组织为成员,因此考虑了运营商的需求和思路较多,IEEE成员专家较多,主要考虑创新。

2)家庭智能网关技术

在网关技术层面,现在的智能网关(以某公司的技术产品为例)可以把传统电视、视频监控、视频会议、媒体服务等业务均放到一个平台上,在硬件平台方面,已可以支持非常丰富的接口技术。

2.智慧家庭终端与发展预测

智慧家庭的终端类型主要包括以下四大类:数据与通信终端、移动便携终端、消费电子终端及家控节点。其中,移动便携终端、消费电子终端及家控节点均呈现快速发展的态势。

3.协议标准

目前影响智慧家庭发展的最大瓶颈在于标准,在标准方面,影响最大的的为DLNA——数字生活网络联盟,其主要是解决几个问题:规范了在家庭范围内网络的的互联、网络的协议;媒体的传输、设备的发现、设备的控制及设备的管理及媒体的格式等。家庭组网方面主要技术包括PLCWiFi、蓝牙等。

目前最受关注的技术为IEEE802.11低功耗的WiFi。家庭组网案例见图5

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5 家庭组网案例

作者简介:

刘红旗,中国联通研究院副总工程师,中国联通科学技术委员会常务委员,教授级高工。长期从事通信技术及其管理工作。曾获中国通信学会科学技术一等奖、中国电子学会电子信息科学技术一等奖;全国邮电特等劳动模范,邮电部有突出贡献技术管理专家。

 

该文已刊登在《电视技术》2014年第22期

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