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近年来,随着网络技术、通信技术的成熟与应用,各类家用消费类电子产品技术进步愈发迅速,一种旨在实现家庭消费类产品网络化、提供远程控制及交互业务的“家庭网络技术”正逐渐在世界范围内的通信、IT及家电等众多产业成长起来。网络家电与家庭网络、智能家居的关系密不可分。家庭网络是网络家电工作的基础,与网络家电一同构成智能家居的要素。智能家居是通过网络家电来实现的。目前对于这三者还没有统一的定义,但普遍认为:网络家电是一种具有信息互联,互通或互操作特征的家电终端产品;家庭网络是融合控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台,用以实现在家庭范围内信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、家庭求助报警、保安(监控)装置及水电气热表(或概称的三表三防)等设备的信息互联。 网络家电的组成 数字家庭概念从上世纪90年代末就开始由国外厂商提出,随着各大厂商的不断推进,数字家庭的概念也逐步清晰起来。数字家庭是指以计算机技术和网络技术为基础,各种家用数字化设备有机结合在一起的智能化网络家庭。 一般来说,在数字家庭中主要包括以下几个部分:家庭网络系统、家庭网关、信息家电设备、增值业务服务平台。数字家庭示意图图1所示: 家庭网络系统:是数字家庭中的网络基础,一个安置在家庭内部统一的、操作性强、兼容性好、功能完善的数字家庭网络体系使各种信息家电设备连接到统一的家庭网络平台中,保证整个家庭的网络通讯的安全畅通,才能实现整个家庭的应用。 家庭网关:是家庭内部网络以及家庭外部网络的联结点,通过家庭网关使家庭网络成为家庭外部公共网络的一个末梢,真正实现了网络的最终末梢。 信息家电设备:是数字家庭应用的执行者,信息家电设备包括家电、信息设备、各种传感器、执行机构等等,这些传统的设备网络化后联接到家庭网络系统中能够实现控制以及相互关联等功能。 增值业务服务平台:数字家庭不是独立的,要与外部公共网络相互交换信息,为用户提供多种服务功能,数字家庭通过家庭网关接入增值业务服务平台可以实现更多的功能。如语音业务:PSTN电话、IP电话、移动电话、无线市话、语音增值业务;视频业务:IPTV、VoD点播、远程教学、可视电话、视讯会议、视频监控;数据业务:互联网访问、电子商务、短消息、家电控制、故障反馈和远程升级等相关业务。通过各种互联技术连接家庭内外的通信终端,组成一张家庭内外信息共享的网络。
图1数字家庭系统的组成 网络家电标准 数字家庭网络系统和信息家电潜在的市场需求和巨大的利润增长空间,对各大厂商而言是一个进军家庭消费市场的绝佳机遇。各厂商也意识到个人力量的薄弱,纷纷组成技术联盟以期通过技术标准和行业标准的形式占领这样一个庞大的市场。家庭网络作为一个十分有前途的领域,出现各种不同的联盟和技术产品有利于市场的发展。目前,已经有很多技术和标准成为了家庭网络的一部分,而且还有一些技术会在未来的家庭网络中发挥重要作用。 (1) CEBus 美国电子工业协会于1984年4 月开始组织开发新的家庭网络标准, CEBus总线得到IBM、Honeywell、Microsoft、Lucent、Philips、Simens 等国际知名公司的支持,1992年成为美国电子工业协议的标准(EIA600)。1997年,EIA600成为美国ANSI标准。2000年6月,微软和CEBus委员会共同宣布支持CEBus的简单控制协议。。CEBus 是一种开放式的家庭网络标准,它定义了家庭网络的许多方面,任何符合CEBus标准的电气产品均可以直接互连和通信。但是,标准中对信道的传输速率定义得太低,不利于系统的扩展。系统技术难度大、造价高,在市场上应用并不太广泛。 (2) Lonworks LonWorks是由美国Echelon公司耗巨资,于1990年12月开发成功的全分布式智能控制总线。1997年8月LonWorks被EIA的集成家庭系统技术委员会(Integrated Home Systems Technical Committee) 定为家庭网络(Home Networking)的标准。LonWorks最大的优点是开放性、分散性和互换性,但必须要尽量把产品细分,从而增加了系统的成本。因此, 尽管LonWorks是EIA定义的家庭网络标准,在中国则主要用于楼宇自控和电气自动化等方面。 (3) ECHONET 1997年12月在日本政府支持下Sharp、Toshiba、Hitachi、Panasonic、Mitsubishi Electric等家电大厂与东京电力公司成立了ECHONET协会,主要目标是开发一个标准化的家庭网络标准规格,并应用至家庭能源管理、居家医疗保健等服务上。2002 年11 月5 日,ECHONET发表了 3.0版本的通讯规范。ECHONET 的家庭网络架构是由其特专用的控制装置、路由器和设备(空调、冰箱、照明器具、保全传感器及家庭医疗设备)所构成。透过该网络架构,用户可遥控家中设备的电源开关或是进行电力统一管理等。目前众多日本家电厂商都在大力把ECHONET标准推展成为国际化家庭网络标准。 (4) KNX 1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出了KNX协议。该标准是开放性技术规范,除双绞线和电力线通讯介质外,Konnex也能支持无线电通讯。Konnex协会已于2002年5月提出了第一版的Konnex标准,德国西门子公司也已完成符合EHS 1.3a电源线通讯规范及CHAIN(Ceced Home Appliances Interoperating Network)通讯协议的网络家电系列产品。 (5) UPnP UPnP论坛成立于1999年6月,现有成员749个,国际上多家著名厂商包括飞利浦、微软、英特尔、松下、三星、LG等均是其成员。旨在帮助明确界定UPnP标准以简化家庭智能设备的联网。UPnP论坛已经针对音视频设备、照明设备、家庭保安系统、空调等家电产品制定了相应的标准。 (6) Zigbee ZigBee联盟成立于2002 年8 月,主要由英国Invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成。ZigBee 技术的主要优点有:省电、可靠、成本低、时延短、网络容量大和安全。ZigBee技术在过去的一年里已经在家庭控制和自动化市场上获得了人们的普遍关注。摩托罗拉,思科,德州仪器,Eaton和Legrand 是ZigBee联盟的一些支持者。目前,ZigBee 芯片的价格低于5美元,并且将有用于居民家庭的产品迅速推出。ZigBee 开发和测试工具箱在市场上也有。 (7) DLNA DLNA(Digital Living Network Alliance,“数字生活网络联盟”)前身是DHWG(Digital Home Working Group,2003年6月成立),由富士通、Gateway、惠普、英特尔、IBM、联想、微软、NEC、诺基亚、飞利浦、三星、索尼、意法半导体及Thomson等17家企业发起。2004年改名为DLNA,现有成员超过150家企业。该组织并不制订具体的标准,而是利用现有成熟标准制订设备互操作的技术指南,从而实现所有家庭信息设备的互连互通,达到信息共享和智能控制的目的。数字生活网络联盟(DLNA)是拥有多于280个消费电子公司的协会。他的目标是为数字家庭互操作网络产品的开发提供指导方针。DLNA已经出版了一套公共的行业设计指导规范,它允许所有的厂商参与到这个成长中的市场中来,最终为消费者提供更简单,实用,有创新的产品。 (8) “e家佳”联盟标准 2004年由海尔,网通、清华同方、上广电、春兰、长城、上海贝岭等企业联合成立“e家佳”联盟,主要负责信息产业部“家庭网络标准工作组”家庭网络标准的推广和产业化。“e家佳”联盟推广标准定义了控制子网由家庭控制子网网关、移动控制终端和多个含通讯模块的设备组成,目的是实现各种家电设备、三表、三防设备的互连、互通、集中控制等功能。在家庭控制子网通讯协议中,标准工作组根据应用场景的不同,定义了有线和无线物理传输介质。家庭控制子网的底层通信以无线为主,支持有线方式互连,主要考虑到人们对手持遥控器使用上的习惯和对设备可方便移动的期望。该协议的实现可以保证家庭控制子网的设备达到即插即用的要求。目前海尔集团已研发出符合这一标准的网络空调、网络冰箱等白色家电,以及灯光控制、安防的网络电器。 (9) OSGi OSGi(Open Service Gateway Initiative)建立于1999年,现有成员80多个,包括了电信服务商,设备商,电脑,家电,控制系统供应商。它旨在建立一个开放的服务规范,制定家庭外部网络向家用电子设备提供业务所需的接口、服务标准,目前已推出了3.0版本。 (10) IHA IHA (Internet Home Alliance)也是成立较早的家庭网络组织,IHA于2000年成立,主要成员包括思科、GM、惠普、IBM、松下,SUN、惠而普及微软等公司,全部成员有30多家,包括了一些通讯设备、自动化软件开发商及厨具制造商和零售商等。该联盟主要解决白色家电在家庭网络中的互连、互联网接入及相关服务,比如在出现故障时能够与厂商自动接通以确定故障部位。 网络家电的未来发展趋势和存在的问题 有调查报告预测,到2008年将有52%的美国家庭和47%的欧洲宽带家庭部署家庭网络;在亚太地区,家庭网络将实现与宽带家庭的数量同步增长。家庭网络会引领整个消费电子行业的增长,未来市场销售额可达100亿美元以上。从90年代初开始, 因特网进入了全盛的发展时期,平均年增长率为162%。根据Forrester Research的研究,在美国大约有5千万个家里拥有超过一台计算机的家庭并且到2010年预计将达到7千5百万个。随着计算机价格的下降,越来越多的家庭将拥有第二台和第三台计算机或膝上电脑,这将使家庭网络的需求增长。另一个趋势是各种能连接到互联网上的是新设备的大量涌现。像智能电话,MP3播放器,游戏机这些能与网络连接的设备的需求同时也推动了家庭网络的需求。 我国起步较晚,但发展迅速,今年我国互联网用户数已达1.23亿。技术的高速发展使网络不仅仅局限于办公场所更向家庭延伸,为数字家庭的发展奠定了技术基础。 未来几年,家庭网络将成为消费电子行业增长最快的部分。在中国,一个家庭平均都有以下的消费电子设备,数字照相机, VoIP 电话, 数字摄影机,游戏面板,网络摄像机,和不断增长的计算机。目前家庭网络技术不断增进,使消费者连接他们家用设备的期望值越来越高。但是到目前为止,在全世界范围内,只有少数几个公司表现出了能把远程的简单应用和数字媒体技术的承诺完美提供的能力。但是,这些应用目前都缺少这个行业所需的简单易操作性。 目前的消费电子行业中,家庭网络市场是高度分割的。这么多供应商提供这么多互不兼容的产品,造成了技术兼容性的困难。这些网络家电产品目前只有唯一一个共同点,就是他们的市场终端――家庭。每一个公司都想抓住这个高利润市场的一部分并且在他们的全套解决方案周围形成一个小生态环境。但是这些公司的最终目的都是增加用户使用他们产品的忠诚度。本文中提到的跟家庭网络相关的技术都用于解决一个重要问题――就是怎样通过在任何设备和家庭中任何地方提供内容和服务以使消费者的生活更加轻松。 但是一般来说,不仅不同供应商提供的设备之间提供的互操作是不可能的,同一个公司生产的设备之间也不是可以无缝连接的。因为没有制定标准和批准标准的组织,所以有很多完备的标准,并且每个标准都宣称可以更好或者更高效率的解决同一个问题。这些标准因为地理范围,遗留产品和对未来的影响等因素而被不同的工业界所支持。没有统一的标准正在阻碍着这些使用不同标准的产品的市场接受度。由市场来决定最后的赢家或者标准变的很慢,也很难有结论。所以制定统一的相关标准是网络家电未来发展的必然趋势。 从消费者的角度来看,网络家电技术和应用操作的简介性还需要提高。在计算机和电视之间,消费者不会接受缺乏电视简单性的新技术。家庭网络系统成败的关键在于这个行业能否很快采用能像开电视一样轻松连接大批设施的用户界面和软件。那些提供全面易用的微机系统的公司也会受益于行业趋势,而带有网络功能和智能能力的普通家用电器也会成为整个行业的趋势。 |
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