摘　要：分析了國內外主要信息家電產品以及家庭組網解決方案、模型的缺點與不足,有針對性地提出了一套低成本的數字家園系統(dhns)解決方案,描述了本系統的總體構架、社會服務體系和qos需求,設計了系統的核心技術平臺——家居服務器,并對其原理、構架、軟硬件模塊組成以及通訊協議作了比較詳盡的闡述。本系統可靈活地進行高、中、低各種不同的配置,最高配置可覆蓋整個家庭和社會服務體系,最低可配置成一個單臺的dvd播放機,具有較大的市場前景。指出了本系統存在的問題和進一步的研究目標。

    關鍵詞：數字家園系統 家居服務器 信息家電 數字家園是一個龐大的系統工程,涉及到計算機、通訊、控制、消費電子、住宅建設、金融業等及人類社會生活的方方面面。為了實現各種家用電氣設備以及對社會生活的互通互聯,一個統一、放開、透明、可靠的標準、協議、網絡構架和低成本的實現是推動數字家園系統發展的關鍵。

    自信息家電技術問世以來,其組網的標準和協議按主導企業技術背景差異劃分,基本上有兩大類,一是以計算機通信企業為主導的,二是以家用電器企業為主導的。

    第一類的代表是開放業務網關osg(open service gateway),其基本目標是以pc為基礎,建立包括其它非pc(后pc)類黑色家電、白色家電在內的通信,甚至于水、電、氣表等的全家庭網絡體制,基本思想是以業務為主線建立體系。第二類很多,由主要的數字視音頻產品制造商和部分通信計算機制造商組成,基本目標是建立非pc的家庭多媒體網絡體系。工作的主線是設備間的互聯性。其比較著名的有havi、jini、homepna、homepnp、homerf、homeapi等。各個標準的側重點不同,目前誰是主流體制尚不明朗。

    從國內外發展情況來看,信息家電將是日后家電發展的一大方向,可以說是主方向[1]。但是,迄今過去多年了,信息家電依然難以投入實用,究其原因,除了紛繁的規范和標準讓人無以適從外,在具體的實現技術路線上也存在不足,其主要表現在如下五個方面:(1)在網絡構架方面,目前的規范和標準還只側重于家庭內部的網絡互聯,缺乏對社會服務體系的研究、規劃與建立;(2)在技術上采用胖客戶機、瘦服務器方案,導致技術過于復雜、成本過高,例如,按照目前的技術路線,即網絡冰箱=電腦(pc)+冰箱,其代價相當高昂;(3)設備上網協調性差,部分信息產品自成體系,缺乏完整的系統支持及統一的技術規范,協調性、互連性、共存性很差,家用電腦、冰箱、微波爐、洗衣機等設備的上網缺乏交換設備(switcher),需要很多外網接口或者出口,無法同時使用;(4)人機協調性差,對目前的信息家電來說,要么只解決了人員上網的問題,要么只解決設備上網的問題,人機無法同時上網;(5)功能比較簡單,難以適應各種不同的需求。例如,目前的機頂盒只有一些簡單的上網功能,難以滿足人們對高品質數字生活的追求。

    鑒于上述原因,本項目提出了一套以家居服務器為核心的新型數字化家園體系結構dhns(digital home network system),用以建立相對合理、完善的家庭內部網絡以及社會服務體系,以解決家庭人員和各種設備的本地和遠程控制、監測、檢測、協調上網,尤其是大幅度降低整體信息家電成本以及技術難度等問題,實現家居生活的數字化。

    1 dhns數字家園系統總體構架 dhns數字家園系統總體構架如圖1所示。

    圖1 dhns數字家園系統總體構

    (1)采用基于智能代理技術的胖服務器、瘦客戶機設計方案,以大幅度降低信息家電整體成本。

    現有白色(功能性)信息家電(如網絡冰箱、微波爐、洗衣機等)的設計方案基本上是:電腦(pc)+家電,即在白色家電中嵌入一臺pc,它們都擁有各自獨立的高檔cpu(如x86、powerpc)、顯示器、復雜的操作系統、網絡調制器、硬盤等組件,因此技術復雜、成本不菲。采用本方案,可將這些信息家電的大部分功能遷移至家居服務器,形成胖服務器、瘦客戶機體系。采用移動agent技術,各種信息家電通過家居服務器的集中管理,對外統一連網、對內協調工作,所有信息(包括程序代碼、數據等)均存放在服務器中,瀏覽也可在家居服務器上完成。而這部分信息家電只需用簡單、廉價的單片機進行自身管理以及與家居服務器通訊即可完成上網任務。因此,可完全卸除其復雜、昂貴的高檔組件,從而達到大幅度降低成本的目的。

    (2)采用多功能、模塊化設計