華為云計算 云知識 家居智能化的心臟——家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)
家居智能化的心臟——家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)

本文將介紹家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)的相關(guān)內(nèi)容,將明白物聯(lián)網(wǎng)關(guān)在家庭這個場景當(dāng)中的應(yīng)用?,F(xiàn)在市面上各種各樣的智能家居的家電或者其他設(shè)備非常多,那么這就需要一個智能的設(shè)備去對所有的家電進行管控。這樣一個設(shè)備就是家庭 智能網(wǎng)關(guān) ,家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)是家居智能化的心臟,也是所有智能設(shè)備的統(tǒng)一的出口,所以在家庭當(dāng)中放置一個智能網(wǎng)關(guān)就顯得越來越重要了。

家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)概述

家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

在過去,家里能上網(wǎng)的設(shè)備應(yīng)該就只有一臺臺式電腦。那個時候用的還是調(diào)制解調(diào)器撥號的方式來進行上網(wǎng),所以它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就是非常單一的點對點的這樣一個結(jié)構(gòu)。到了現(xiàn)在,光纖到戶普及了,家里用的都是光貓,家里用的都是Wi-Fi上網(wǎng)。同時家里上網(wǎng)的設(shè)備也變多了,比如電腦、手機、pad、機頂盒等等,現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正如上一章節(jié)描述過的星型結(jié)構(gòu)一樣。

基礎(chǔ)寬帶服務(wù)和家庭多業(yè)務(wù)服務(wù)

到了未來,下圖中的家庭終端就是上文描述的家庭智能網(wǎng)關(guān)ONT。家里的幾乎所有設(shè)備都可以通過智能ONT連接上網(wǎng),提供一個非常完整的智能化家庭的系統(tǒng)。那么到了之后家里的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會是網(wǎng)狀的。它沒有控制中心,所有的設(shè)備都可以智能地和其他的設(shè)備進行連接,進行數(shù)據(jù)的互通。所以未來的網(wǎng)絡(luò)里,不僅僅只有家庭領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng),還有其他領(lǐng)域比方說園區(qū)等等都會往這個方向去走。

智慧家庭業(yè)務(wù)

從2006年智能手機開始,它不僅僅促進了無線通信技術(shù)的發(fā)展,同時也促進了家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因為在家里會使用的手機、Pad等等設(shè)備需要有一個家庭終端來聯(lián)接這些設(shè)備。同時,家里的固定寬帶也慢慢過渡到了以光纖為主的時代。所以智能ONT的出現(xiàn)除了能為用戶提供高速上網(wǎng)的能力之外,還為之后家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展其他業(yè)務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

智能家庭網(wǎng)關(guān)定位

所以在未來,在家庭外面接入的都是運營商提供的寬帶網(wǎng)絡(luò),這個和當(dāng)下的情況一樣。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)進入到家庭里面之后,就會和現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生很大的不同?,F(xiàn)在家里所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是通過和Wi-Fi進行連接才能上網(wǎng)。但是,到了以后,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是多種多樣的,像視頻娛樂類的這些設(shè)備可能還是以Wi-Fi的方式和互聯(lián)網(wǎng)進行連接,但是像安防監(jiān)控、家居 自動化 這些類別可能就是通過ZigBee或者是Z-wave的方式來進行連接了。

所以,當(dāng)連接的方式變的多種多樣的時候,不能只單單使用一個Wi-Fi路由將這么多設(shè)備聯(lián)系起來。這個時候就要使用一個統(tǒng)一的智能網(wǎng)關(guān),它可以將這些不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都聯(lián)系起來,進行統(tǒng)一的管控。

智能家庭網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵業(yè)務(wù)

在了解了家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)的定位之后,本小節(jié)將介紹家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)能夠為用戶提供的服務(wù)。首先是智能提速,對于普通用戶來說,在家中日常使用最多的業(yè)務(wù)也就是看視頻、打游戲還有下載一些軟件。所以智能ONT能夠?qū)⑵綍r使用比較多的這些業(yè)務(wù)進行優(yōu)化,它可以根據(jù)用戶的需求來靈活安裝提速的智能插件,來對視頻和下載類的APP進行加速,并且能夠?qū)τ螒蝾惖腁PP降低時延,以此讓用戶獲得更好的體驗。

另一個比較重要的業(yè)務(wù)就是家庭Wi-Fi的無縫覆蓋,雖然說在未來家里除了Wi-Fi之外還會有其他物聯(lián)網(wǎng)家用終端會使用其他的標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)進行連接,但是,就目前的情況來講,家里面80%的設(shè)備還是以Wi-Fi的方式來和網(wǎng)絡(luò)進行連接的,所以在家里做到Wi-Fi的全面覆蓋是比較重要的。

三種Wi-Fi擴展的方式

在家里可能會遇到這樣的情況,當(dāng)用戶在家里使用Wi-Fi時,只有在有路由器的幾個房間才能收得到Wi-Fi信號,如果隔得比較遠(yuǎn)的話或者沒有提前裝網(wǎng)口的房間的話就經(jīng)常會收不到Wi-Fi信號。所以就有上圖所示的三種方式幫助用戶解決Wi-Fi全面覆蓋的問題。

比方說用戶可以把主路由器安裝在客廳,保證像客廳這樣的大空間能有信號覆蓋,那么在房間內(nèi)就可以使用電力貓,就是以電力線載波的方式將Wi-Fi信號通過電線擴展到每個房間內(nèi)。在樓梯間這些地方,就可以使用無線中繼的方式進行擴展來保證Wi-Fi的全面覆蓋。

之后還有智能互聯(lián),智能家居最重要的一點就是要讓家里面的所有家電或者其他的物都智能化,讓它們都能和人產(chǎn)生交互,以此來改變?nèi)藗兊纳?,讓生活更加方便快捷。所以智能ONT就要和這些設(shè)備進行連接,除了Wi-Fi之外,家里面的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備會使用ZigBee或者Z-wave這些技術(shù)來進行連接,那么ONT就要對所有設(shè)備進行控制,同時需要有一個智能家居的云平臺,在手機端對所有設(shè)備進行控制。在家中用戶可以和ONT連接之后直接對設(shè)備進行控制,當(dāng)用戶不在家的時候可以使用運營商提供的網(wǎng)絡(luò)直接登錄平臺后也可以對家里面的設(shè)備進行管控。

最后一項業(yè)務(wù)就是智能運維,用戶可以使用平臺對家里面的終端設(shè)備進行控制、運行、維護。以這樣的方式可以大大節(jié)約時間也讓生活變得更加方便。

同時對于家庭網(wǎng)絡(luò),智能ONT具備兩方面的開放能力來滿足運營商對于智慧家庭的全部構(gòu)想。這就是智能ONT的一個核心,兩個開放的架構(gòu)。一個核心指的是以智能ONT為核心,兩個開放一個指的是面向家庭能力開放,提供Wi-Fi全面覆蓋和ZigBee、Z-wave擴展連接的能力,真正做到無所不在,無所不聯(lián)。那么另一個指的是面向管道能力開放,指的是運營商提供的接入網(wǎng)絡(luò)這一塊,把這個彈性管道從運營商的機房延伸到用戶的家里。

華為智慧家庭解決方案

智慧家庭解決方案

首先本文將描述華為針對智慧家庭這一場景所做出的解決方案,其實這個解決方案當(dāng)中的全部內(nèi)容可以用兩個字來進行概括。這兩個字就是開放,解決方案當(dāng)中的各個方面都為合作伙伴提供了很好的平臺,華為將聯(lián)合各個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的合作伙伴一起共同建設(shè)新的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

在硬件方面,華為將聯(lián)合智能設(shè)備廠商一起來合作研究家庭硬件,之后再和智能網(wǎng)關(guān)進行連接。在 物聯(lián)網(wǎng)平臺 中也將能力開放,和云服務(wù)提供商一起來合作共建一個智能的云平臺。在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面,華為將聯(lián)合應(yīng)用開發(fā)者和服務(wù)提供商,為他們搭建一個APP的框架,所有人一起共同建設(shè)智慧家庭這個新的領(lǐng)域。同時,華為還為全球的運營商來提供一個智慧家庭的解決方案,從云、管、端三個方面做網(wǎng)絡(luò)的保障。

上圖中即為智慧家庭解決方案的結(jié)構(gòu),通過智能網(wǎng)關(guān)的開放模式如何做?讀者們都知道,PC機一般都會有標(biāo)準(zhǔn)的PCI接口,買到一個新硬件會首先插到接口槽里,第二件事情你會做什么呢?給這個PC裝一個驅(qū)動程序,控制這個硬件設(shè)備,同時還可以再裝一些APPs。

PC-Windows這個解決方案,關(guān)鍵是能夠?qū)崿F(xiàn)軟件-硬件-應(yīng)用之間的互聯(lián)互通。華為在把未來家庭當(dāng)作一個分布式大系統(tǒng)的時候,就是參照PC的這種架構(gòu)來做同樣的事情,只不過物理PCI插槽換成了一些無線協(xié)議,不管是Zigbee也好,Wi-Fi也好,這些協(xié)議就是類似于標(biāo)準(zhǔn)插槽。

簡單的說,在網(wǎng)關(guān)上有三類插件,分別是:

  • 驅(qū)動程序-驅(qū)動本地的硬件,華為用的OSGI是電信聯(lián)盟定義的開源規(guī)范,本質(zhì)就是一個java虛擬機。在這個OSGI環(huán)境上,就類似于Windows操作系統(tǒng)。第三方想要做集成的時候,只需要在這個OSGI上利用Java程序?qū)懸粋€對自己設(shè)備的驅(qū)動程序,本質(zhì)上就可以驅(qū)動自己的硬件。
  • Agent-驅(qū)動云端的能力,可能是運營商自己的能力,也可能是第三方的能力。比如說 人臉識別 ,比方說有一些合作伙伴有自己的 私有云 ,都可以通過Agent形式把它們的能力釋放到網(wǎng)關(guān)上,在此基礎(chǔ)上再做應(yīng)用,形成開發(fā)的集成環(huán)境。
  • 應(yīng)用插件。運營商會建立一個網(wǎng)關(guān)的APPsStore消費者要訂購什么樣的業(yè)務(wù),只需要在對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)上下載驅(qū)動、Agent或者APPs,驅(qū)動可以跟某些設(shè)備進行聯(lián)動,Agent可以調(diào)動某些云的能力,下載APPs就能形成家里面的一些服務(wù)化的場景。

總而言之,華為OpenLife解決方案的核心就是導(dǎo)入各種各樣的硬件廠商,同時導(dǎo)入各種各樣的服務(wù)和應(yīng)用內(nèi)容,把這些硬件、服務(wù)和應(yīng)用一次集成,導(dǎo)入給運營商。

HiLink平臺介紹

華為HiLink技術(shù)方案

HiLink開發(fā)平臺可以為開發(fā)者提供一整套的開發(fā)方案,從最底層這些智能硬件所使用的協(xié)議到智能家居APP的設(shè)備控制頁面,再到平臺對設(shè)備的控制,以及之后云端對于硬件收集的數(shù)據(jù)的共享等一整套的開發(fā),都可以在HiLink平臺上進行統(tǒng)一的開發(fā),為開發(fā)者提供一站式的服務(wù)。

所以,HiLink平臺就有四個優(yōu)勢:開放共建、簡單易用、安全可靠和低成本。華為智慧家庭解決方案的核心目標(biāo)就是建立一個開放的平臺,所有的開發(fā)者都可以在開放的平臺上進行開發(fā)。所有人一起合作,就可以快速構(gòu)建智能硬件,縮短產(chǎn)品上市周期,快速形成一個開放的智能家居生態(tài)。

開發(fā)者可以使用HiLinkAccess對不同的設(shè)備進行接入。華為的HiLinkAccess生態(tài)接入的含義就在于它可以將其他合作伙伴的產(chǎn)品接入到華為的平臺當(dāng)中來進行控制。比方說在家電領(lǐng)域,國內(nèi)有非常多的大公司,例如格力、美的等等。這些公司的智能家居產(chǎn)品肯定都可以連入他們各自的平臺當(dāng)中去,但是當(dāng)消費者購買了不同的產(chǎn)品之后,就很難使用一個同樣的app或者平臺對不同品牌的設(shè)備進行控制。但是使用華為生態(tài)接入之后就可以達(dá)到這樣的效果。

華為HiLinkAccess生態(tài)接入

開發(fā)者可以使用三種不同的方式來進行生態(tài)接入,針對一些沒有通訊能力的電器,可以直接使用HiLink的模組來接入平臺。同樣,對于那些擁有自己平臺的廠商,他們也許擁有自己的模組,但如果他們也想接入華為的生態(tài),就可以燒錄HiLinkSDK來接入平臺。對于消費者來說,如果他購買了不同公司的產(chǎn)品,但是想接入華為的生態(tài)當(dāng)中去,就可以使用HiLink路由器對智能設(shè)備進行控制,并接入HiLink平臺。

同時,華為HiLink平臺還提供兩種接入的方式,一種是硬件直連接入,用戶可以通過HiLinkSDK或者基于華為LiteOS的硬件模組直接接入。另外一種方式叫做云接入,用戶可以通過賬號密碼登錄的方式,將設(shè)備和華為HiLink云建立對接。云接入的這種方式主要針對的就是那些除華為自己的產(chǎn)品之外與其他公司合作的設(shè)備。

如果設(shè)備要和HiLink平臺進行連接的話,它的設(shè)備必須要集成有華為HiLinkDeviceSDK。HiLinkDeviceSDK既適合于那些代操作系統(tǒng)的設(shè)備,也適合于那些沒有微處理器,直接在模組中開發(fā)功能的設(shè)備。

所以,HiLink平臺是一個非常開放的平臺,華為為開發(fā)者和消費者提供了多種不同的接入方式,開發(fā)者可以使用多種不同的方式進行開發(fā),并且消費者也可以使用多種方式來接入平臺。通過這種方式,消費者可以選擇多個品牌不同的產(chǎn)品,但是他們可以使用同樣一個平臺對所有的設(shè)備進行控制。