中国家居智能化网络协议体系结构研究王健摘要：为设计出最适合中国家居智能化的网络协议体系结构，文中提出以光纤入户为基础，采用WiFi和ZigBee相结合的无线通信技术构建家庭网络通信系统，以TCP/IP协议为核心串联家庭网络，并将其连入Internet，利用云计算的优势，通过将智能手机作为家居智能化的监控终端来构建家居智能化的整体系统。最后对中国家居智能化网络的發展趋势做出展望。关键词：家居智能化；协议；体系结构；家庭网关；云计算中图分类号：TP393.04文献标识码：A文章编号：2095-1302（2017）03-00-040引言家居智能化的概念最早出现在上世纪80年代，经过多年发展，其内涵不断丰富，应用更加广泛。基于目前的应用现状和最新的技术发展，家居智能化应重新定义为利用建筑、自动控制、数据通信、计算机网络、物联网等多种技术，实现包含从家庭数据共享（如电脑、智能电视、打印机等）到家电控制（如灯光照明、空调、暖气、电饭煲等），以及三表抄送、家居安防等方面的功能，以全面提升人们在家庭生活中的舒适度、安全度、便利度和可操控度为最终目标。家居智能化近年来发展迅猛，其市场前景非常广阔，据JuniperResearch的研究报告预计，中国智能家居市场规模在2018年有望达到1400亿人民币。但在家居智能化的实施过程中还存在不少问题，这些问题如果不能很好解决，将直接影响家居智能化的普及和应用，主要表现在以下几个方面：（1）由于家居智能化涉及的领域较多，因此其国际标准很不完善，虽然在通信领域、建筑和社区化领域、家电领域各有一些相关标准，但这些标准既不完善也无法适应时代的发展[1]，无法获得广泛支持；在国内，虽然有一些实验性的地区标准，但同样没有统一的国家标准[2]；国内各厂家虽成立了一些产业联盟，以确定相互间的接口标准，但总体而言依旧是各自为政，产品大多不能互相连通，无法实现整体控制[3]。（2）新技术发展迅猛，各种有线、无线技术层出不穷，技术更新速度极快，而标准又跟不上技术，因此厂家像“无头苍蝇”般，用户更是“无从下手”。（3）家居智能化的成本太高、操作复杂且故障率过高，使不少家居智能化应用形同鸡肋，用户兴趣不大，难以进行大规模推广。随着互联网应用的高速发展和物联网技术的不断成熟，家居智能化作为物联网的一部分，其含义、应用范围、实现方式也发生了根本性变化，家居智能化真正走向标准化和全面普及的时机已经到来。作为家居智能化技术中的核心和最重要的一环，网络通信协议体系结构直接关系家居中各设备间的互连互通和互操作性。家居智能化的网络通信协议体系结构应建立在充分利用现有新技术和设施的基础上，使家居智能化的应用更丰富、操作更简单、价格更便宜、性能更可靠。本文将结合现有技术探讨最适合中国家居智能化的网络通信协议体系结构，希望为建立国家统一标准提供参考意见，同时，对家居智能化网络通信协议体系结构的未来发展趋势做出展望。1确定家居智能化网络通信协议体系结构的依据在家居智能化系统中，主流的实现方案是以家庭网关为中心[4]，连接并控制家庭中的各类设备，并与外界的Internet互连网相连，以达到远程监控的目的[5]。1.1家居智能化系统中信息流的特点家居智能化系统中的通信信息大体可分为以下两大类：（1）家庭网关和传感器间的信息传送，如安防报警探头探测的报警信息、水电气数据的自动抄送、温度湿度等传感器的自动上报等，以及一些由家庭网关发出的诸如打开地暖、空调、清风系统、灯光，开启窗帘、音响、电视、电饭煲等命令，这类信息的特点是数据量极小，但实时性要求较高。（2）信息数据量相对较大，如家用电脑和电视间的节目传送，手机、电脑和打印机间的数据传送，家庭网关和视频监控设备之间的数据传送以及家庭网关与Internet互联网间的数据传输等，这类信息的传送需要较高的网络带宽才能实现。因此，针对家居智能化的信息流及其传送特点，我们要选择不同的网络通信协议，以满足其不同需求。1.2选择家居智能化通信协议的主要依据在选择家居智能化网络通信协议时，应根据家居智能化的信息流及其传送特点，从以下几个方面考察并选出最佳网络通信协议：（1）基本性能：速率能...