物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)項目--項目建議書

1 物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)項目項目建議書 4、項目概況 物聯(lián)網(wǎng) 已 被認(rèn)為是繼 計算機 、 互聯(lián)網(wǎng) 之后， 信息產(chǎn)業(yè)的新一次浪潮 , 是信息化與工業(yè)化融合，信息化與城市發(fā)展融合的重要途徑 。 目前 , *已將物聯(lián)產(chǎn) 業(yè)納入發(fā)展規(guī)劃，并正在制定感知 * 的示范工程建設(shè)方案 ,從而使物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)真正走進(jìn) 人 們的生活 ,服務(wù)于首都 人民。 同時 據(jù)統(tǒng)計 ,人們 80%的時間花在室內(nèi) ,包括家庭生活以及日常工作 ,因此如何結(jié)合目前綠色節(jié)能的發(fā)展 趨勢 ,提供一套面向智能家庭的 室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)解決方案 ,是物聯(lián)網(wǎng) 示范工程 需要首先解決的問題 。計算所先進(jìn)無線技術(shù)研究中心將在已有的節(jié)點感知技術(shù)、寬帶無線通信傳輸技術(shù)、新型業(yè)務(wù)應(yīng)用技術(shù) 、 IPv6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 研發(fā)基礎(chǔ)上 ,開展面向綠色智能家庭的室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程。 重點從以下兩個方面開展部署 : 建設(shè)一個什么樣的物聯(lián)網(wǎng) 示范工程 ?信息技術(shù)的發(fā)展必須以服務(wù)民生為前提 ,一種 技術(shù)再先進(jìn)但不能提高人民的生活水平它就不是一種好技術(shù)。 本項目 將針對人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷?家庭 、工作兩個場景開展 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與示范 ,向人們提供室內(nèi)安全監(jiān)控、食品衛(wèi)生、智能辦公等服務(wù)解決方案 ,提高人們生活的信息化水平以及辦公效率。另外 , 綠色節(jié)能是當(dāng)前各行業(yè)發(fā)展的趨勢 ,本示范項目將利用物聯(lián)網(wǎng)智能控制的特點 ,向用戶提供綠色通信、智能供暖系統(tǒng)社區(qū)綜合服務(wù)綜合管理 ” 2 等解決方案。從而 形成一套 面向綠色節(jié)能的 切實能夠解決 人們 生活中存在問 題的物聯(lián)網(wǎng)解決方案 。 用什么樣的技術(shù)體制實現(xiàn)物聯(lián) 網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開微型傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)、近程及遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。由于涉及到的產(chǎn)業(yè)鏈條較長，不同產(chǎn)業(yè)鏈條采取什么樣的技術(shù)爭論也比較大。比如遠(yuǎn)程傳輸，可采取多種技術(shù)傳輸，如基于WiFi、 WiMAX、 WCDMA、 TD-SCDMA 均可；但是，我們認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須和國家的重大產(chǎn)業(yè)政策方向相一致，在技術(shù)體制的選擇上尤其要體現(xiàn)這一點?；诔墒斓男袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基于國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品及應(yīng)用平臺，開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體制構(gòu)建，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體制能否 獲得認(rèn)可的關(guān)鍵。因此本項目將結(jié)合TD-SCDMA/TD-LTE、 IPv6 等技術(shù)，構(gòu)建 室內(nèi)物聯(lián) 示范工程 ,將物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與國家重大專項發(fā)展策略相結(jié)合 ,推動技術(shù)發(fā)展 。 示范網(wǎng)如何應(yīng)用推廣 ?很多行業(yè)均有開展物聯(lián)網(wǎng)示范工程的需要，如針對環(huán)境保護(hù)的城市水資源監(jiān)控管理、針對城市交通的圖像信息采集、針對城市安全的機場、地鐵安全監(jiān)控等。但是，在各種應(yīng)用示范中 ,有很多共性技術(shù)是可以公用的 ,例如傳輸技術(shù)、控制管理技術(shù)等等；因此 ,本示范 項目 將推出一個開放的示范平臺 ,供*市從事物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)的各個企業(yè)、高校、研究機構(gòu)使用 ,減少這 些企業(yè) 的投入 ,推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展 。 5、主要結(jié)論和建議 目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展處于起步階段， *市可通過率先發(fā)展試 3 點示范工程，開展物聯(lián)網(wǎng)示范，探索形成一套成功的技術(shù)體制及解決方案，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，爭取在物聯(lián)網(wǎng)示范及產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)方面引領(lǐng)全國。 物聯(lián)網(wǎng)示范工程需要 首先 以提升現(xiàn)代家庭生活品質(zhì)為起點， 解決人民生活 中 最基本的問題 。 因此我們有必要在 *建立一個開放的融合節(jié)點感知技術(shù)、寬帶無線通信傳輸技術(shù)、新型業(yè)務(wù)應(yīng)用等技術(shù)在內(nèi)的面向綠色智能家庭的室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程 ， 使物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)服務(wù)于民。 4 第二章 項目建設(shè) 單位概況 1、項目建設(shè)單位與職能 2、項目實施機構(gòu)與職責(zé) 中的組織管理、系統(tǒng)研發(fā)、系統(tǒng)示范等工作。具體如下： (一 ) 負(fù)責(zé)項目的總體規(guī)劃 組織項目， 把控項目的實施進(jìn)度，并 負(fù)責(zé)編制年度項目實施計劃，撰寫項目進(jìn)度報告。 (二 ) 項目研發(fā) 負(fù)責(zé)關(guān)鍵技術(shù)研究、原型系統(tǒng)研發(fā)、示范網(wǎng)構(gòu)建與展示等工作，保證項目的順利實施。 (三 ) 負(fù)責(zé)工程資產(chǎn)及檔案管理 保證項目資產(chǎn)的安全性和完整性 。 (四 ) 負(fù)責(zé)項目財務(wù)工作 負(fù)責(zé)制定項目的投資計劃和核算等業(yè)務(wù)；制定項目財務(wù)管理制度；負(fù)責(zé)管理項目賬戶；監(jiān)督資金落實與使用。 (五 ) 負(fù)責(zé)項目的采購工作 根據(jù)項目實施進(jìn)度， 制定合理的采購計劃。 (六 ) 負(fù)責(zé)人員的技術(shù)培訓(xùn) 邀請專家為工程實施提供技術(shù)咨詢、技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù) 。 5 第三章 項目建設(shè)的必要性 1、項目提出的背景和依據(jù) 目前，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給世界帶來了深刻變化，然而，網(wǎng)絡(luò)功能再強大，網(wǎng)絡(luò)世界再豐富，終究是虛擬的，與現(xiàn)實世界還是相隔的。 物聯(lián)網(wǎng) 在此背景下應(yīng)運而生，它是集成了傳感器、微機電系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)三大技術(shù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)，是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，其目的是讓物品與網(wǎng)絡(luò)連接，能夠感知、方便識別和管理 。 2009 年 8 月 7日，國務(wù)院總理溫家寶考察無錫時提出，加快傳 感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在無錫建設(shè) “感知中國 ”中心。 溫家寶總理指出在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術(shù)，在國家重大科技專項中，加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展，盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心。 本項目的開展正是基于溫總理的講話精神，重點推進(jìn) *市室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，開展新型業(yè)務(wù)和新技術(shù)的應(yīng)用示范。 2、現(xiàn)有信息系統(tǒng)裝備和信息化應(yīng)用狀況 在當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)浪潮初期，已經(jīng)產(chǎn)生了大量基礎(chǔ)應(yīng)用，其中對于家庭和室內(nèi)信息系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用的主要分為三大類：遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)監(jiān)控和信息采集。 （ 1）遠(yuǎn)程控制 當(dāng)用 戶不在室內(nèi)的時候，可以應(yīng)用手機遠(yuǎn)程遙控，控制開關(guān)，可實現(xiàn)燈光、窗簾控制、家電遠(yuǎn)程控制、等各類功能。用戶在下班途中 6 就可以通過手機短信等方式開啟家里的空調(diào)，提前設(shè)置房間舒適的溫度，或者提前打開家里的熱水器，使用戶一回家即可輕松享受沐浴。當(dāng)家中有客人來訪時，無論用戶這時身處客廳、廚房還是浴室均可以通過室內(nèi)分機來觀看來訪者與其進(jìn)行通話，并可以直接開門，不用非得跑到門口開門。此外，還可以控制門窗。與電磁鐵式門栓相給合，可以手機遠(yuǎn)程控制，也可以鑰匙打開；與控制窗的電機相連，可以遠(yuǎn)程控制窗的開閉，特別是在下雨的時候更為方 便。目前，這種類型的控制器可以采用 GSM 或者 GPRS 傳輸控制信息，并能夠綁定多個手機號碼，實現(xiàn)家庭成員分別對電器進(jìn)行控制并且屏蔽其他無關(guān)號碼。 除了對家電的控制之外，目前已有的應(yīng)用還包括通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制家中的計算機，進(jìn)行資源下載、狀態(tài)監(jiān)控等，以及通過互聯(lián)網(wǎng)來遠(yuǎn)程監(jiān)視家庭中的情況。用戶可以通過嵌入式觸摸屏控制器來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制達(dá)到預(yù)想的效果，或者查看是否有緊急情況發(fā)生；用戶還可以通過 Web 瀏覽器來觀察家中的嬰兒是否已經(jīng)安然入睡。 （ 2）室內(nèi)監(jiān)控 室內(nèi)遙控系統(tǒng)：利用無線控制器可以方便地管理家中所有的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備 ，由于通過 WIFI 無線連接技術(shù)可以將信號通過中央控制系統(tǒng)傳輸?shù)矫總€控制節(jié)點上，所以不論在家里的哪個房間都能控制。例如，當(dāng)用戶在客廳看電視時，不僅可以通過觸摸屏來控制電視、空調(diào)、 DVD、音響等設(shè)備，還可以通過遙控方便地關(guān)掉廚房、走廊、陽臺等其他房間里不必要的燈光電器，或控制其他房間的影視設(shè)備用來本地觀看。 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控：通過在室內(nèi)安置傳感器，可以將空氣的溫度、濕 7 度、二氧化碳濃度等信息傳遞至控制終端，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的實時監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測空間中的溫濕度高于正常值時，傳感器還會自動控制斷水?dāng)嚯?，保證室內(nèi)溫度恒定。 安全防盜 監(jiān)控：利用紅外線防盜技術(shù)，煙霧、溫度監(jiān)控技術(shù)，來監(jiān)視用戶家中的安防信息。當(dāng)用戶家中有外人入侵、火災(zāi)隱患等情況時，系統(tǒng)會以手機短信等方式第一時間向用戶和物業(yè)管理中心報警。而如果用戶家中發(fā)生燃?xì)庑孤叮到y(tǒng)也會以手機短信等方式向用戶報警，用戶通過手機短信等方式對煤氣閥進(jìn)行關(guān)閉操作，能在最大程度上減少人身、財產(chǎn)的損失。 （ 3）信息采集 傳統(tǒng)的煤氣、水、電的使用度數(shù)采用挨家挨戶敲門查表的方式，既費時又費力。中國電信已經(jīng)推出了通過 RFID 技術(shù)實現(xiàn)的聯(lián)網(wǎng)的水電煤表。 通過內(nèi)置的 RFID 芯片，這些表中的數(shù)字信息可以集中在數(shù) 據(jù)采集器中，然后通過 3G 網(wǎng)絡(luò)傳送至電信后臺系統(tǒng)。只要記住每家表的 ID號， 水電煤公司以后就不用上門抄表，數(shù)據(jù)自動存儲在數(shù)據(jù)庫里。此外，還 可以根據(jù)客戶需求，提供增值服務(wù)，比如分析用戶用電量的峰值、谷值等信息，幫助水電煤公司更了解用戶的具體使用情況。 3、信息系統(tǒng)裝備和應(yīng)用目前存在的主要問題和差距 現(xiàn)有的室內(nèi)家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要存在著成本偏高，信息安全隱患，系統(tǒng)應(yīng)用不夠豐富，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等方面的問題，極大的制約了現(xiàn)有的家庭物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。 8 （ 1）成本高 因為之前物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)如 3G、 RFID 等還不成熟，家庭應(yīng)用 的代價不菲。盡管后期使用費不會很高，對終端設(shè)備的改造、購買所需的一次性投入最高可超過百萬元。故只有少部分高收入人群可以消費的起。 （ 2）信息安全隱患 目前家庭應(yīng)用中的遠(yuǎn)程控制多采用 GSM 或 GPRS 通信方式，安全級別一般，信息容易丟失或被劫持，增加了家中的安全隱患，如果有黑客惡意攻擊控制終端，很可能出現(xiàn)門窗大開、水電泄露等安全事故。另外水電煤等信息采集系統(tǒng)也可能被少數(shù)不法份子用來監(jiān)控用戶信息，從而侵犯用戶隱私，達(dá)到犯罪目的。 因此，現(xiàn)有的家庭信息系統(tǒng)中存在著很大的信息安全漏洞，也是制約其發(fā)展的灰色地帶。 （ 3）系統(tǒng)應(yīng)用不夠豐富 目前家庭物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用，仍然限于簡單幾項應(yīng)用，如信息采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控等，沒有真正將室內(nèi)的各種設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)，智能的控制起來，并達(dá)到智能，綠色 的目標(biāo)。 通過引入系統(tǒng)智能控制的技術(shù)，搭建一套具有業(yè)務(wù)自適應(yīng)及網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)，通過該業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及節(jié)點精確控制，同時保障系統(tǒng)控制的安全性。 （ 4）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 目前整個家庭信息系統(tǒng)沒有一個統(tǒng)一的平臺，沒有包括從模塊到 9 終端設(shè)備再到運營的整體服務(wù)。模塊缺乏系統(tǒng)擴展能力，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)科技和技術(shù)不完善。后臺服務(wù)缺乏多功能系統(tǒng)和終端以及模 塊廠商的支持，運營商難以提供有效的商業(yè)模式來支撐多功能服務(wù)的運行。 4、項目建設(shè)的意義和必要性 物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼 計算機 、 互聯(lián)網(wǎng) 之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的新一次浪潮。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可 以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。目前， 美國 、歐盟 都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。 2005 年 11 月 17 日，在 突尼斯 舉行的信息社會世界峰會（ WSIS）上， 國際電信聯(lián)盟 （ ITU）發(fā)布了 ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告 2005：物聯(lián)網(wǎng)，報告指出，無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時代即將來臨。隨著美國智慧地球計劃的提出，物聯(lián)網(wǎng)已成為各國綜合國力較 量的重要因素。美國將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)列為在經(jīng)濟(jì)繁榮和國防安全兩方面至關(guān)重要的技術(shù)。加拿大、英國、德國、芬蘭、意大利、日本和韓國等加入物聯(lián)網(wǎng)的研究，歐盟將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。據(jù)Forrester 等權(quán)威機構(gòu)預(yù)測，下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)將是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，到 2020 年，物物互聯(lián)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有人人互聯(lián)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到 30：1。 中國政府高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。 中國移動總裁 王建宙 反復(fù)提及，物聯(lián)網(wǎng)將會成為中國移動未來的發(fā)展重點。他表示將會邀請臺灣生產(chǎn) RFID、 傳感器 和 條形碼 的廠商 10 和中國移動合作。據(jù)他介紹，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，上海移動已為多個行業(yè)客戶度身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無線綜合應(yīng)用解決方案。 *市作為我國的首都，擁有豐富的高校、科研院所和企業(yè)資源，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)方面已經(jīng)取得了一系列成果。雖然不同高校，科研院所和企業(yè)的研發(fā)方向不同，但在試驗環(huán)境、開發(fā)平臺、業(yè)務(wù)服務(wù)實驗等方面存在共性的需求。若能根據(jù)這些共性需求，充分利用 *市已有研發(fā)基礎(chǔ)，整合資源，為 *市物 聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)提供良好的公共支撐環(huán)境和示范基礎(chǔ)，對于促進(jìn) *市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并在該領(lǐng)域確定領(lǐng)先地位非常重要。 因此我們有必要在 *建立一個開放的融合節(jié)點感知技術(shù)、寬帶無線通信傳輸技術(shù)、新型業(yè)務(wù)應(yīng)用等技術(shù)在內(nèi)的物聯(lián) 網(wǎng) 試點示范工程，這個網(wǎng)絡(luò)將為新技術(shù)的研發(fā)提供實驗環(huán)境，為新業(yè)務(wù)的推廣提供示范平臺，為后續(xù)開展智能家庭、室內(nèi)覆蓋、室內(nèi)感知等示范應(yīng)用奠定技術(shù)及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，提高人民的信息生活水平。 11 第四章 需求分析 1、與政務(wù)職能相關(guān)的社會問題和政務(wù)目標(biāo)分析 應(yīng)用面向智能，綠色的室內(nèi) 智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將會大幅度的促進(jìn)政務(wù)職能的發(fā)展和提高政務(wù)的辦事效率。主要包括，節(jié)能減排，突發(fā)事件處理，重要部門安防的功能。 （ 一 ）節(jié)能減排與電子政務(wù) 1降低能源消耗。在政府辦公大樓安裝智能照明、溫度監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控室內(nèi)的照明度、溫度等來自動調(diào)節(jié)電燈的明亮和空調(diào)的溫度，從而達(dá)到節(jié)能的目的。 2. 降低行政辦公經(jīng)費。隨著各部門公文辦理系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了無紙化辦公模式不僅節(jié)約了行政辦公成本，還大大提高了行政效率。但有些時候紙質(zhì)的文件依然不可避免，可以對無紙化辦公的資源進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，如打印機聯(lián)網(wǎng)、復(fù)印機聯(lián)網(wǎng)，從而實 現(xiàn)對消耗設(shè)備的智能管理，最大程度的減少紙質(zhì)消耗 ,節(jié)約行政成本。 3提高辦事效率。在車輛通行量大辦公中心，每天經(jīng)過政府大門都要進(jìn)行車輛登記，如果采用 RFID 技術(shù)進(jìn)行射頻掃描，加上自動識別車牌技術(shù)，可以實現(xiàn)自動對常出入車輛進(jìn)行自動放行，并將車輛出入信息存入電子數(shù)據(jù)庫，方便以后調(diào)檔查詢，提高了辦公效率。 4減少交通能源消耗。比如視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用，各級部門不必乘坐公共交通或自己開車參加會議或培訓(xùn)，既節(jié)約了交通能源，又可以減少單位差旅費支出。 （ 二 ）突發(fā)事件信息報送 12 在政府處理突發(fā)事件時，往往因為信息遞交不 及時而錯過了處理事件、降低損失的黃金時間。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)監(jiān)控 H1N1病毒、地震、火災(zāi)等災(zāi)害預(yù)警。比如，目前甲型 H1N1 流感 肆虐，我們通過遍布在城市監(jiān)控系統(tǒng)可以很清楚地了解到被感染者活動的范圍和區(qū)域，他曾經(jīng)接觸過的人群，方便采取下一步防御控制措施。當(dāng)監(jiān)控數(shù)據(jù)超過某一閾值時，會通過警報提醒監(jiān)控中心進(jìn)行預(yù)警，并自動傳送給相關(guān)負(fù)責(zé)人。當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害等突發(fā)事件時，信息可以直接到達(dá)處理中樞，節(jié)省了寶貴的應(yīng)急時間。 （ 三 ）重要部門的安防監(jiān)控 物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)由上萬個微小的傳感器組成，散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上 。傳感器能根據(jù)聲音、圖像、震動頻率等信息分析判斷，爬上墻的究竟是人還是貓狗等動物。多種傳感手段組成一個協(xié)同系統(tǒng)后，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。 2、業(yè)務(wù)功能、業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)量分析 面向現(xiàn)代家庭的綠色 /智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程主要業(yè)務(wù)功能如下： 1、家庭物聯(lián)網(wǎng)的智能能量控制，在現(xiàn)代家庭中安裝智能照明、溫度監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控室內(nèi)的照明度、溫度等來自動調(diào)節(jié)電燈的明亮和空調(diào)的溫度，從而達(dá)到節(jié)能的目的，特別的是如果安裝太陽能電池供電的家庭中，將會動態(tài)的調(diào)節(jié)太陽能電池的角度達(dá)到最佳的能量吸收效果 。 2、家庭物聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備控制，在現(xiàn)代家庭中的各種設(shè)備中，通 13 過傳感器節(jié)點組成智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并通過統(tǒng)一的家庭智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備將信息采集數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)與用戶的便攜式終端相連，并且用戶能夠通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備利用短信息命令家庭設(shè)備的開啟和關(guān)閉。 3、家庭物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過室內(nèi)部署的大量傳感器和攝像頭，實時監(jiān)控家庭室內(nèi)的視頻情況和環(huán)境情況，用戶可通過移動終端實時監(jiān)測自己家庭內(nèi)的各種設(shè)備情況，并通過智能控制設(shè)備進(jìn)行控制，也可以監(jiān)控子女或老人在家庭的活動情況。 以上業(yè)務(wù)流程的如下圖所示： 手 機S M S C短信接口家庭智能網(wǎng)關(guān)家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)下 發(fā) 信 息S M S G運 營 商 網(wǎng) 絡(luò)圖 短信業(yè)務(wù)流程 短信業(yè)務(wù)有 2 種方式，一種是手機發(fā)起請求，獲取家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的過程；一種是委辦局業(yè)務(wù)系統(tǒng)主動 PUSH 給手機的過程。中國移動短信協(xié)議 CMPP，中國聯(lián)通短信協(xié)議 SGIP，中國電信 短信 協(xié)議SMGP。實現(xiàn)短信功能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要與三家移動運營商調(diào)試短信接口。 14 手 機 流 媒 體 管 理 網(wǎng) 關(guān)流媒體接口家庭智能網(wǎng)關(guān)家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)觀 看 流 媒 體 信 息運 營 商 網(wǎng) 絡(luò)R S T P 鏈 接 圖 流媒體業(yè)務(wù)流程 流媒體數(shù)據(jù)的流程與短信業(yè)務(wù)相似，首先數(shù)據(jù)通過運營商的網(wǎng)絡(luò)傳到流媒體網(wǎng)關(guān)接口，最終通過家庭智能網(wǎng)關(guān)與家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連。 3、信息量分析與預(yù)測 家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的信息量主要包括，通過短信網(wǎng)關(guān)的控制信息和通過流媒體網(wǎng)關(guān)的流媒體信息，其中短信網(wǎng)關(guān)的信息流量將會非常小與流媒體信息相比可忽略不記，而流媒體主流標(biāo)準(zhǔn)如 H.264 等需要的帶寬將會達(dá)到 40Kb/s 以上，因此運營商的無線網(wǎng)絡(luò)需要采用 3G 網(wǎng)路進(jìn)行傳輸。 4、系統(tǒng)功能和性能需求分析 面向現(xiàn)代家庭智能，綠色室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將會包含以下系統(tǒng)功能需求： （ 1）結(jié)合 TD-SCDMA、 IPv6、智能傳感節(jié)點的家庭物聯(lián)網(wǎng)部署方案。 由于家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)需要部署大量的傳感器節(jié)點組成物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以監(jiān)控數(shù)據(jù)和實時采 集信息，由于 IP 地址的限制， IPv6 地址將會大量應(yīng)用，由于存在流媒體數(shù)據(jù)因此將采用 TD-SCDMA 傳輸技術(shù)進(jìn) 15 行傳遞，因此在建設(shè)方案中將會采用結(jié)合 TD-SCDMA、 IPv6、智能傳感節(jié)點的家庭物聯(lián)網(wǎng)部署方案。 （ 2）智能信息資源管理 物聯(lián)網(wǎng)的連接需要大量的傳感器，比如每戶的室內(nèi)傳感器就可以達(dá)到 100500 個。這樣巨大的傳感器所采集到的信息必定是海量的數(shù)據(jù)。因而，有效的管理和篩選這些數(shù)據(jù)，有必要建立先進(jìn)的信息資源管理系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)的信息采集大多數(shù)是要求實時的，可以通過先進(jìn)的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，及時、有效、快速地 將數(shù)據(jù)回傳給數(shù)據(jù)中心，保證信息的實時性。部分有價值的信息可以經(jīng)過進(jìn)一步篩選后，上傳給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，當(dāng)本地數(shù)據(jù)受到損壞時可以從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中下載恢復(fù)。 （ 3）家庭網(wǎng)關(guān)信息安全 隨著傳感器的增多，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥栴}也受到關(guān)注。當(dāng)多達(dá)幾千個上萬個傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，日益擴大的物聯(lián)網(wǎng)也必定會滋生病毒。采用 IPv6 協(xié)議，并應(yīng)用 IPSec 等安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，加強數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｕ?。利用基?IPSec 的 VPN 技術(shù)，將公眾網(wǎng)可靠的性能、豐富的功能與專用網(wǎng)的靈活、高效結(jié)合在一起，并且充分利用現(xiàn)有網(wǎng)路資源，提供經(jīng)濟(jì)、靈活的連網(wǎng)方式 ，節(jié)省設(shè)備、人員和管理所需的投資，降低用戶的電信費用。 16 第五章 總體建設(shè)方案 1、建設(shè)原則和策略 在 *成功舉辦 2008 年奧運會后， *市提倡的綠色奧運、科技奧運、人文奧運成為一筆巨大的物質(zhì)和精神遺產(chǎn)，為持續(xù)增強 *市的綜合競爭實力持續(xù)發(fā)揮著作用。在后奧運時代，如何基于上述遺產(chǎn)，擴大建設(shè)綠色、科技、人文奧運的成果影響力方面，成為 *市政建設(shè)面臨的一大問題。而面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程項目正是在這樣一個背景下產(chǎn)生的。其目的是發(fā)揮 *市在科技、文化等方面的競爭實力，配合感知中國 項目，建立典型應(yīng)用示范，進(jìn)而引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的潮流。因此，在建設(shè)示范工程的過程中，需要把握如下原則和策略： 技術(shù)繼承原則：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不是 平地起高樓，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，初步形成完備的技術(shù)體系。在 *市屬的高校、企業(yè)、科研院所中，具備相應(yīng)的技術(shù)積累。因此，在示范建設(shè)過程中，需要部署部分技術(shù)研發(fā)，但是大部分技術(shù)應(yīng)當(dāng)以成熟的技術(shù)為主。避免技術(shù)浪費。 準(zhǔn)確定位原則：開展物理網(wǎng)示范工程，應(yīng)當(dāng)以 *市發(fā)展過程中遇到的問題為出發(fā)點，切入點，切實開展可以提高和改善人民生活水平的示范項目。 符合國家政策導(dǎo)向原則：面對 國家在節(jié)能、環(huán)保等方面的世界承諾，在物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)過程應(yīng)當(dāng)把握環(huán)保、綠色等政策主線。 17 在策略方面，建設(shè)面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能物聯(lián)網(wǎng)示范工程項目，應(yīng)當(dāng)采取如下策略： 循序漸進(jìn)的策略：在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景逐漸明朗之時，既要大膽開拓，又要穩(wěn)步推進(jìn)。在具體示范選擇方面，采取充分調(diào)研、論證的策略，避免盲目上項目。 以人為本的策略：任何科技的進(jìn)步都應(yīng)當(dāng)是以改善人民的生活質(zhì)量為最終目標(biāo)，在科技欠發(fā)達(dá)省份，更多關(guān)注安全、生產(chǎn)、環(huán)境等問題。對于 *這樣的發(fā)達(dá)城市，應(yīng)當(dāng)更多關(guān)注如何通過科技的力量提升人民的生活質(zhì)量。 見效 快的策略：對于示范項目的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)采取可展示、可重復(fù)、具備一定影響的建設(shè)原則。通過典型示范項目獲得市場反饋，為后續(xù)持續(xù)開展奠定基礎(chǔ)。 綜上，開展面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程項目，需要遵循上述原則和策略，為抵御經(jīng)濟(jì)危機、拉動內(nèi)需，推動*市各項建設(shè)又好又快發(fā)展貢獻(xiàn)力量。 2、總體目標(biāo)與分期目標(biāo) （ 1）業(yè)務(wù)目標(biāo)：業(yè)務(wù)流程梳理和規(guī)范化目標(biāo)，改進(jìn)服務(wù)和提高效率的績效目標(biāo)，業(yè)務(wù)和信息資源管理機制完善目標(biāo)等。 面向現(xiàn)代家庭的綠色 /智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程以提升現(xiàn)代家庭生活質(zhì)量為主要目標(biāo)，通過 結(jié)合 3G 移動通信技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、業(yè)務(wù)管理技術(shù)，實現(xiàn)一套綠色、環(huán)保的家庭物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方案?；谠撐锫?lián)網(wǎng)建設(shè)，提出節(jié)約家庭維護(hù)成本，在水、電、氣、物業(yè)管 18 理等方面節(jié)約成本約 50%，節(jié)約家庭維護(hù)成本方面降低 30%。同時，基于該套方案的建設(shè)，拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。建立傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)、業(yè)務(wù)控制管理技術(shù)等技術(shù)體制和完善的產(chǎn)業(yè)鏈，增加社會就業(yè)。 （ 2）技術(shù)目標(biāo)：物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)路線探索及應(yīng)用等目標(biāo)。 面向現(xiàn)代家庭的綠色 /智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程項目主要指標(biāo)包括： 提出一套結(jié)合 TD-SCDMA、 IPv6、智能傳感節(jié)點的家 庭物聯(lián)網(wǎng)部署方案。 支持包括 3 種類型以上的數(shù)據(jù)、 5 種以上家電的數(shù)據(jù)匯聚及展示。 支持對家庭傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、配置、故障、路由、電源、功耗和壽命的管理和統(tǒng)計； 支持基于 TD-SCDMA 家庭物聯(lián)網(wǎng)展示； 支持 IPv4/IPv6 雙協(xié)議棧； 可管理的網(wǎng)元數(shù)量不少于 20 個。 3、總體建設(shè)任務(wù)與分期建設(shè)內(nèi)容 總體任務(wù)：經(jīng)過兩年的建設(shè)，構(gòu)建基于 TD-SCDMA 的現(xiàn)代家庭物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)體制，基于 Zigbee 等技術(shù)的近距離傳感技術(shù)體制，建立基于主要業(yè)務(wù)平臺的物聯(lián)網(wǎng)控制平臺。構(gòu)建基于上述技術(shù)體制的室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，總體 實施計劃及分年度計劃實施計劃如下所示： 總體進(jìn)度計劃 19 分兩年完成 第一階段： 2009 年 12 月 2010 年 7 月 技術(shù)體制構(gòu)建 第二階段： 2010 年 8 月 2011 年 12 月 示范工程建設(shè) 2 個階段同時分別對應(yīng)系統(tǒng)研發(fā)和測試示范網(wǎng)階段實施 詳細(xì)進(jìn)度計劃 項目論證 2009 年 12 月 1 日 2010 年 1 月 31 日 系統(tǒng)設(shè)計 2010 年 2 月 1 日 2010 年 4 月 30 日 關(guān)鍵技術(shù)研究 2010 年 5 月 1 日 2010 年 7 月 31 日 原型系統(tǒng)研制 2010 年 8 月 1 日 2011 年 5 月 31 日 系統(tǒng) 聯(lián)調(diào)和測試 2011 年 6 月 1 日 2011 年 8 月 30 日 業(yè)務(wù)測試和建設(shè) 2011 年 9 月 1 日 2011 年 10 月 31 日 實驗網(wǎng)建設(shè)和測試 2011 年 11 月 1 日 2011 年 12 月 31 日 項目總結(jié)驗收 2012 年 1 月 4、總體設(shè)計方案 圖 面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程 面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程項目以家庭 20 為單位，提供家庭設(shè)備物聯(lián)， 提供包括溫度、濕度、家用電器狀態(tài)、室內(nèi)視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N物理手段 。通過低功耗設(shè)計，體現(xiàn)現(xiàn)代家庭綠色管理的理念。示范工程的第二大組成部分為遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)體制，該遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)體制與當(dāng)前的 TD 等技術(shù)體制兼容，節(jié)約遠(yuǎn)程寬帶傳輸成本。該部分將借助基于 TD-SCDMA、 WCDMA 等技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)，通過與大基站的融合，實現(xiàn)無處不在的家庭網(wǎng)絡(luò)控制。第三，智能家庭網(wǎng)絡(luò)控制管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)收集家庭物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過智能分析平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，為用戶提供智能選擇。 基于上述分析，本項目建設(shè)的室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)部分設(shè)計低功耗智能傳感節(jié)點，完成溫度、濕度、電量等數(shù)據(jù)的收集。其次，接入部分涉及家庭 傳感器匯聚節(jié)點、家庭基站、家庭網(wǎng)關(guān)等。通過上述設(shè)備與 3G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。智能業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)運行于家庭傳感節(jié)點與遠(yuǎn)程控制終端，通過該終端控制家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。 21 第六章 本期項目建設(shè)方案 1、建設(shè)目標(biāo)與主要建設(shè)內(nèi)容 本期工程項目建設(shè)的主要目標(biāo)是初步構(gòu)建面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體制，攻克室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)整體方案的技術(shù)難點， 進(jìn)一步推動相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。開展典型應(yīng)用示范，展示現(xiàn)代家庭綠色、智能新理念。 本期的主要建設(shè)內(nèi)容包括： 形成面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)解決方案 形成基于 IPv6 的室內(nèi)互聯(lián)地 址分配方案 形成基于 TD-SCDMA 的家庭網(wǎng)絡(luò)傳輸方案 形成智能家庭網(wǎng)絡(luò)控制平臺 2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè) 通過 ITU、國家關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的組織等標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)的組織，積極參與由 國家信標(biāo)委、 ITU、 3GPP 等標(biāo)準(zhǔn)化組織倡導(dǎo)發(fā)起的關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化會議。聯(lián)合國內(nèi)高校、企業(yè)、科研院所向相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織提交關(guān)于家庭室內(nèi)物聯(lián)的建設(shè)建議。主要標(biāo)注化任務(wù)包括： 1）基于 ZigBee、 IEEE 802.15、 Bluetooth 等技術(shù)體制的無線傳感節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。 2）基于 IPv6 的家庭物聯(lián)網(wǎng)地址分配技術(shù)方案； 3）基于 TD-SCDMA 的家庭網(wǎng)絡(luò)組織方案； 4）提交面向現(xiàn)代家庭的智能業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)方案。 通過上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定及提交，主導(dǎo)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，聯(lián)合 22 國內(nèi)企業(yè)、高校等物聯(lián)網(wǎng)主流研發(fā)機構(gòu)，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)在 *生根。 3、信息資源規(guī)劃和數(shù)據(jù)庫建設(shè) 本示范工程項目信息資源規(guī)劃的任務(wù)就是要解決項目執(zhí)行過程中不同系統(tǒng)組成部分之間的信息資源的規(guī)劃和協(xié)調(diào)。通過規(guī)劃和協(xié)調(diào)，配置示范工程的組件，使功能冗余最低。其中，數(shù)據(jù)庫部分將主要涵蓋物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點信息及用戶信息，通過用主題數(shù)據(jù)庫來取代繁雜接口的數(shù)據(jù)環(huán)境，各應(yīng)用之間通過存取共享數(shù)據(jù)庫交 換數(shù)據(jù)而實現(xiàn)系統(tǒng)集成，既簡捷又科學(xué)。 本工程的系統(tǒng)集成研發(fā)的很大一部分工作是新型設(shè)備的數(shù)據(jù)集成，即建立共享的主題數(shù)據(jù)庫；示范工程的建設(shè)不能停留在資源平臺的簡單應(yīng)用階段，要在開發(fā)階段對信息資源方面下大氣力進(jìn)行分析，要在設(shè)備、用戶信息共享方面與傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)共享機制形成互補，同時應(yīng)當(dāng)減少冗余。在必要的過程中，通過信息的快捷流通和共享，實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡(luò)的信息的快速交互。 本工程采取上世紀(jì) 80年代中期引進(jìn) F.W.Horton的信息資源管理(IRM)理論、 William Durell 的數(shù)據(jù)管理 (DA)和 James Martin 的信息工程方法論 (IEM)等理論與技術(shù)，開展資源規(guī)劃與數(shù)據(jù)庫建設(shè)，結(jié)合家庭物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用場景需求形成的一套科學(xué)、簡明、實用的技術(shù)方案。 信息資源管理基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是指開發(fā)利用信息資源所必須遵循的最基本的標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)、信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)、用戶視圖標(biāo)準(zhǔn)和數(shù) 23 據(jù)庫表標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的建立，需要科學(xué)的理論指導(dǎo)、繼承已有的成果、扎實細(xì)致的工作和一個不斷改進(jìn)修訂的過程。建立全域和各職能域的信息系統(tǒng)框架是在大量分析綜合工作的基礎(chǔ)上完成的，數(shù)據(jù)模型是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架，體系結(jié)構(gòu)模型是系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)框架。 4、應(yīng)用支撐平臺和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè) 面 向 家 庭 物 聯(lián) 的業(yè) 務(wù) 模 式 研 究家 庭 物 聯(lián) 網(wǎng) 業(yè) 務(wù) 可 行性 分 析家 庭 物 聯(lián) 網(wǎng) 業(yè)務(wù) 系 統(tǒng) 及 關(guān) 鍵技 術(shù)家 庭 物 聯(lián) 網(wǎng) 業(yè)務(wù) 驗 證 系 統(tǒng)業(yè)務(wù)模式演進(jìn)趨勢分析智能家庭業(yè)務(wù)體系調(diào)研家庭物聯(lián)業(yè)務(wù)概念方法家 庭物 聯(lián)業(yè) 務(wù)環(huán) 境關(guān) 鍵技 術(shù)研 究家 庭 物聯(lián) 業(yè) 務(wù)關(guān) 鍵 技術(shù) 研 究家 庭 物聯(lián) 業(yè) 務(wù)控 制 管理 關(guān) 鍵技 術(shù) 研究家 庭 物 聯(lián) 業(yè) 務(wù) 仿 真 平 臺業(yè) 務(wù) 邏 輯 組 織 平 臺信 令 控 制 管 理 系 統(tǒng) 驗 證 平 臺基 于仿 真環(huán) 境的 家庭 物聯(lián) 業(yè)務(wù) 系統(tǒng) 搭建智 能 家 庭 物 聯(lián) 業(yè) 務(wù) 系 統(tǒng)面 向 現(xiàn) 代 家 庭 的 “ 綠 色 、 智 能 ” 業(yè) 務(wù) 模 式 及 系 統(tǒng) 實 現(xiàn) 方 法P h a s e 1P h a s e 2P h a s e 3 圖 綠色智能業(yè)務(wù)控制平臺 本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)是基于智能業(yè)務(wù)生成技術(shù)以及智能控制技術(shù)實現(xiàn)，在前期的跨媒體業(yè)務(wù)平臺及自創(chuàng)建業(yè)務(wù)平臺實現(xiàn)基礎(chǔ)上，通過引入系統(tǒng)智能控制的技術(shù)，搭建一套具有業(yè)務(wù)自適應(yīng)及網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)，通過該業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)對家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及節(jié)點精確控制，同時保障系統(tǒng)控制的安全性。 智能業(yè)務(wù)控制平臺控制的內(nèi)容主要分為如下幾個部分：對數(shù)據(jù)的控制，通過業(yè)務(wù)反饋技術(shù)獲得傳統(tǒng)溫度、濕度等信息，設(shè)置上述數(shù)值的 綠色控制閥值。當(dāng)匯報數(shù)據(jù)超出閥值時設(shè)置報警機制，這種情況下 24 可以通過人工設(shè)置或者自動設(shè)置進(jìn)入綠色區(qū)間，達(dá)到系統(tǒng)的能環(huán)保。第二種類型是視頻數(shù)據(jù)控制，對于異常的圖像新型，系統(tǒng)自動進(jìn)行判決識別，通過遠(yuǎn)程傳 輸?shù)男问焦?家庭網(wǎng)絡(luò)使用者識別，如超時無反應(yīng)則進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程報警。第三，對于異常語音信息進(jìn)行識別和判斷，設(shè)置報警或程序控制，如對家庭寵物的遠(yuǎn)程管理等。 5、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè) 圖 面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 面向現(xiàn)代家庭的綠色、智能室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)工程項目，其體系結(jié)構(gòu)主要包含異三個部分，首先是家庭物聯(lián)部分 ，包含微系統(tǒng)傳感節(jié)點以及數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點部分，微系統(tǒng)傳感節(jié)點部分包含對語音數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、溫度信息、濕度信息等收集，該部分?jǐn)?shù)據(jù)信息的收集采取周期性匯報會請求匯報模式，獲得的數(shù)據(jù)全部匯聚到匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點通過家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。在匯聚節(jié)點上，設(shè)置智能業(yè)務(wù)控制平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)的初次處理，家庭人員也可以通過該平臺對家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。第二部分為接入部分，主要是基于現(xiàn)有的 25 TD-SCDMA 技術(shù)實現(xiàn)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包含家庭基站系統(tǒng)和家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，家庭基站實現(xiàn)空口部分全部傳輸功能，家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)通過與大網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)互聯(lián) ，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以及簡單的安全保障等功能。第三部分為智能業(yè)務(wù)管理平臺部分，該平臺主要包含用戶認(rèn)證系統(tǒng)、設(shè)備 管理系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)等組成，分別完成數(shù)據(jù)收集、傳輸、報警等 功能。具體實現(xiàn)以及部署如上圖所示。 6、數(shù)據(jù)處理和存儲系統(tǒng)建設(shè) 認(rèn) 證 客 戶 端 2路 由 轉(zhuǎn) 發(fā) 、 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計A A A 服 務(wù) 器（ 本 地 ）A A A 服 務(wù) 器（ 家 鄉(xiāng) ）I n t e r n e t統(tǒng) 一 接 入 設(shè) 備控 制A A A 代 理數(shù) 據(jù)認(rèn) 證 客 戶 端 1認(rèn) 證 客 戶 端 n鏈 路 層 技 術(shù) 1鏈 路 層 技 術(shù) 2鏈 路 層 技 術(shù) n標(biāo) 準(zhǔn) 化 A A A 協(xié) 議P P P O E W E B8 0 2 . 1 X 圖 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫處理主要用于構(gòu)造設(shè)備信息及 用戶信息，該數(shù)據(jù)庫建設(shè)的首要問題是區(qū)別于傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系，另外需要完成兩個數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)的快速傳遞，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和快速處理。如上圖所示，在數(shù)據(jù)處理中的另 外一個重要功能就是對設(shè)備的認(rèn)證以及收費等，包括 AAA 服務(wù)器管理，接入認(rèn)證管理，以及由于網(wǎng)絡(luò)的切換導(dǎo)致的設(shè)備管理等。通過統(tǒng)一體的接入管理服務(wù)器實現(xiàn)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。 26 圖：家庭物聯(lián)網(wǎng)的存儲系統(tǒng) 家庭物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲包含兩個部分，一個部分在家庭控制節(jié)點，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的全信息存儲，該 部分存儲便于用戶進(jìn)行本地控制，可以隨時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。第二個部分是 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫存儲，該部分作為備份存儲，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，并保證本地數(shù)據(jù)被破壞的情況下還可以進(jìn)行快速恢復(fù)。兩個數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)一致性通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議實現(xiàn)，定期進(jìn) 行更新。 7、安全系統(tǒng)建設(shè) 在基于 Intel網(wǎng)絡(luò)處理器實現(xiàn)的安全系統(tǒng)主要基于 Ipsec安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在軟件實現(xiàn)中，通常將軟件結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)層面和控制層面兩部分。其中數(shù)據(jù)層面由微引擎 ME 編碼實現(xiàn)，負(fù)責(zé)絕大部分的數(shù)據(jù)包處理任務(wù)；而控制層則由慢通道 XScale 編程實現(xiàn)。為便于系統(tǒng)管理，另設(shè)一臺至強處理器實現(xiàn)用戶管理界面功能。整個系統(tǒng)設(shè)計如下圖所示 : 27 微 引擎 M E至 強 用 戶 管 理 界 面X s c a l e 核心 處 理 器異 常 數(shù) 據(jù) 包 處 理控 制 模 塊數(shù) 據(jù) 包 接 收 模 塊I P S e c V P N模 塊路 由 轉(zhuǎn)發(fā) 模 塊隊 列 管 理 模 塊調(diào) 度 模 塊數(shù) 據(jù) 包 轉(zhuǎn) 發(fā) 模 塊 圖 安全體系結(jié)構(gòu) 用戶管理系統(tǒng)在至強處理器上實現(xiàn)。至強處理器將安全管理員配置的安全規(guī)則下送到 Xscale， 同時從 Xscale 接收并顯示重要的系統(tǒng)日志信息。 Xscale 層面用于異常數(shù)據(jù)包即慢速數(shù)據(jù)通道的處理和對微引擎模塊及整個系統(tǒng)的控制。微引擎執(zhí)行系統(tǒng)中絕大部分的數(shù)據(jù)層面任務(wù)，是軟件設(shè)計的主要部分。數(shù)據(jù)層面采用模塊化劃分，分別負(fù)責(zé)高速包的接收、處理、路由查找及轉(zhuǎn)發(fā)等。每個模塊映射到一個或多個微引擎上。數(shù)據(jù)層面各個模塊功能設(shè)計如下，數(shù)據(jù)包接收模塊，映射到 ME0。負(fù)責(zé)接收來自高速網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包分片，將分片重組得到完整的數(shù)據(jù)包，同時創(chuàng)建 Buffer handle 和數(shù)據(jù)包的描述信息Metadata 存儲在 SRAM 中。數(shù)據(jù)包處 理模塊。包括數(shù)據(jù)包分類、 IPSec 數(shù)據(jù)處理、路由轉(zhuǎn)發(fā)等多個子模塊。隊列管理模塊，運行在單微引擎ME8 上，負(fù)責(zé)維護(hù)和管理發(fā)送隊列。調(diào)度模塊，映射到微引擎 ME9，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包發(fā)送調(diào)度到網(wǎng)絡(luò)接口。該模塊實現(xiàn)要點是選取理想的調(diào)度算法。轉(zhuǎn)發(fā)模塊，由微引擎 ME10 和 ME11 實現(xiàn)，從隊列管理模塊接受數(shù)據(jù)包并將包分片后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。為提高軟件開發(fā)速度， Intel提供了一系列模塊化、可移植性強的軟件設(shè)計模塊，利用這些模塊用 28 戶可根據(jù)實際要求自行開發(fā)專用的網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)包接收、隊列管理、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等模塊均直接移植 Intel 提供的軟件模塊，設(shè)計和開發(fā)的主要工作集中在 IPSec VPN 子模塊。 8、其它（終端、備份、運維等）系統(tǒng)建設(shè) 本示范工程涉及 多個軟硬件開發(fā)平臺，包括匯聚節(jié)點，家庭基站及家庭網(wǎng)關(guān)等，上述研發(fā)均需借助通用的開發(fā)平臺進(jìn)行，擬采用的平臺是基于承擔(dān)單位智能無線電開發(fā)平臺，開發(fā)成果可以方便的移植到網(wǎng)絡(luò)處理器（ NP）平臺。在軟件部分，主要采用嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)及其開發(fā)工具，采用該系統(tǒng)進(jìn)行家庭物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的原因在于Linux 是開放源碼的操作系統(tǒng)，可以按需定制和修改；受到硬件廠商的廣泛支持，能夠得到各種設(shè)備 的驅(qū)動程序，也可自己開發(fā)特殊設(shè)備的驅(qū)動程序。如果采用專有的操作系統(tǒng)，則受制與操作系統(tǒng)廠商；如果采用專有操作系統(tǒng)，如 Vxworks，在產(chǎn)業(yè)化后需要向操作系統(tǒng)廠商交納費用； Linux 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境也是開放源碼的，與采用專有操作系統(tǒng)及其開發(fā)工具相比大大降低了初期投入； Linux 被廣為使用，容易獲得技術(shù)上的支持。開發(fā)工具包括圖形化編輯環(huán)境、 GNU 編譯器工具鏈、嵌入式調(diào)試工具、版本控制工具等。 9、主要軟硬件選型原則和軟硬件配置清單 本項目需要開展室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備、業(yè)務(wù)平臺研制示范網(wǎng)的構(gòu)建，因此需要購置部分軟硬件 平臺來保證研發(fā)過程的順利進(jìn)行，具體軟硬件購置清單如下： 29 序號 設(shè)備 名稱 型號 用途 1 軟件無線電基站原 型開發(fā)平臺 Pico-HDP203 用于基于TD-SCDMA/TD-LTE 接入原型設(shè)備研制 2 軟件無線電終端原 型開發(fā)平臺 Pico-HDP102 用于基于TD-SCDMA/TD-LTE 終端原型設(shè)備研制 4 服務(wù)器 DELL Power Edge 用于示范系統(tǒng)算法仿真服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、安全服務(wù)器、業(yè)務(wù)支撐服務(wù)器。 5 接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng) IOA-aGW-2009 用于示范網(wǎng)的構(gòu)建 6 TD-SCDMA 測試終端 待定 用于業(yè)務(wù)測試 7 TD-SCDMA 綜測儀 JX3300043 用于對所研制的原型設(shè)備進(jìn)行測試 8 示波器 86100c 用于原型設(shè)備測試及示范網(wǎng)構(gòu)建 9 信號發(fā)生器 E8257D 用于原型設(shè)備測試及示范網(wǎng)構(gòu)建 10、機房及配套工程建設(shè) 示范工程所需的機房及配套工程建設(shè)需要在專用場地進(jìn)行，涉及到機房改造等，應(yīng)當(dāng)遵循的原則包括： 1） 機房整體工程：將機房設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、強弱電系統(tǒng)、數(shù)據(jù) /非數(shù)據(jù)設(shè)備等作為一個完整的系統(tǒng)考慮，盡量發(fā)揮各子系統(tǒng)的聯(lián)動、互動作用。 2） 可管理、可擴展：現(xiàn)代機 房工程已不僅僅是功能上的要求，而且要具有良好的可管理性，為用戶提供友善的管理界面，同時要保證容量、性能的可擴展性，以保護(hù)用戶投資。 3） 高質(zhì)量項目管理：機房工程是一項專業(yè)化的綜合性工程。要求對裝修、配電、空調(diào)、新排風(fēng)、監(jiān)控、門禁、消防。防雷、防過壓、接地、綜合布線和網(wǎng)絡(luò)等各個子系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)劃、方 30 案設(shè)計、施工安裝等過程中進(jìn)行嚴(yán)密的統(tǒng)籌管理，以保證工程的質(zhì)量和周期。 在后期的實施過程中，工程試驗場地需要滿足： 電力保障：低壓配電系統(tǒng)， UPS，發(fā)電機組，配電設(shè)備安裝； 空調(diào)系統(tǒng)：恒溫恒濕精密空調(diào)，新排風(fēng)系統(tǒng)，分 體式空調(diào)； 機房裝修：天花、地板、照明、保溫、功能區(qū)隔斷、機房接地、機房壁，精裝修； 監(jiān)控系統(tǒng)： UPS 監(jiān)控，漏水檢測，門禁，配電監(jiān)控。 智能布線：綜合布線及配線機柜安裝； 資源管理：設(shè)備管理，端口管理，配線管理，點位管理，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，故障管理。 31 第七章 項目組織機構(gòu)和人員 1、項目領(lǐng)導(dǎo)、實施和運維機構(gòu)及組織管理 為了保證整個課題的順利實施，我們設(shè)立項目總體組、技術(shù)攻關(guān)組和驗證平臺組。課題組分組情況如下圖所示： 項 目 總 體 組技 術(shù) 攻 關(guān) 組 示 范 建 設(shè) 組 圖 課題組分組情況 各組 的主要職能如下： 1) 項目總體組：主要負(fù)責(zé)項目的總體規(guī)劃、項目組織、課題組之間的協(xié)調(diào)、項目進(jìn)度的掌握，交叉和聯(lián)合示范實驗的組織與安排。 2) 技術(shù)攻關(guān)組：主要解決項目過程中的重大問題。就目前的調(diào)研和分析可知需要解決的重大問題主要包括：方案算法設(shè)計、協(xié)議棧軟件研發(fā)、業(yè)務(wù)平臺研發(fā)、原型設(shè)備集成等。 3）示范建設(shè)組：主要負(fù)責(zé)示范網(wǎng)的搭建以及測試，把以上的研究內(nèi)容綜合起來，應(yīng)用于示范平臺并進(jìn)行推廣。 我們將在分工細(xì)致，責(zé)任明確的基礎(chǔ)上，相互溝通，相互合作，努力保質(zhì)保量的完成課題的計劃和要求。 32 2、人員配置 在本 項目實施過程中， 計算所 將投入 56 人參與到本項目的研究與開發(fā)工作。其中研究員 1人，副研究員 1人，高級工程師 1人， 助理研究員 4 人， 博士研究生 19 人，碩士研究生 30 人。主要人員如下表所示 : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 3、人員培訓(xùn)需求和計劃 本示范工程基于 TD-SCDMA、 IPv6 等技術(shù)，進(jìn) 行設(shè)備研制和系統(tǒng)示范。需要對相關(guān)人員進(jìn)行通信技術(shù)及軟件技術(shù)相關(guān)培訓(xùn)，培訓(xùn)計劃如下： 時間 內(nèi)容 2009.12-2010.01 TD-SCDMA、 IPV6、 Femtocell 等相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的理解與培訓(xùn) 2010.01-2010.04 實驗設(shè)備使用、應(yīng)用平臺開發(fā)培訓(xùn) 2010.05-2010.06 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、規(guī)劃技術(shù)培訓(xùn) 33 34 第八章 項目實施進(jìn)度 35 第九章 投資估算和資金籌措 1、投資估算的有關(guān)說明 本項目預(yù)計總投資萬元，主要由申報單位自籌及物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)專項經(jīng)費兩個部分組成。 其中單位自 籌 經(jīng)費萬元，申請專項資金支持萬元 。 2、項目總投資估算 本項目總投入 1300 萬元， 其中單位自籌 800 萬元，申請專項經(jīng)費支持 500 萬元。各項經(jīng)費比例具體如下 : 36 3、資金來源與落實情況 為了推動項目的順利 開展 ，項目承擔(dān)單位已經(jīng) 投入 自籌經(jīng)費 萬元 ， 開展前期工作。包括面向室內(nèi)物聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)研究（例如組網(wǎng)技術(shù)、無線資源管理技術(shù)、業(yè)務(wù)支撐技術(shù)等）以及接入設(shè)備協(xié)議棧軟件系統(tǒng)研發(fā)，為示范項目的順利開展奠定了基礎(chǔ)。 其它自籌經(jīng)費將在項目開展過程中逐漸投入。 4、其他資金補貼方案等 無 37 第十章 效益與風(fēng)險分析 1、項目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析 經(jīng)濟(jì)效益分析 本課題研發(fā)的面向綠色智能家庭的室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)示范工程將為新技術(shù)的研發(fā)提供實驗環(huán)境，為新業(yè)務(wù)的推廣提供示范平臺，為后續(xù)開展智能交通、食品衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、安全反恐、室內(nèi)感知等示范應(yīng)用奠定技術(shù)及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，提高人民的信息生活水平，具有可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益。 首先，基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的巨大市場需求以及經(jīng)濟(jì)利益吸引了越來越多的企業(yè)投身 到這個行業(yè)。以我市為例，從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究的企業(yè)以及高校研究機構(gòu)就有上百家，本示范平臺可以為這上百家企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制提供驗證平臺，提高企業(yè)技術(shù)和設(shè)備的競爭力，增加企業(yè)的效益。通過收取基本的驗證服務(wù)和技術(shù)支持費用，例如按每家每年的服務(wù)費用為 10000 元人民幣計算，在三年內(nèi)實現(xiàn)項目的投資回收是有足夠保障的。 此外，無線通信領(lǐng)域的競爭越來越演變成為專利市場的競爭。只有 擁有專利，才擁有 通信 領(lǐng)域未來的 “話語權(quán) ”，才能真正的占領(lǐng)市場。以高通公司為例， 它在美國擁有 1900 項技術(shù)專利，并申請了 3200 項專利，最出名 的專利是正在發(fā)展的 CDMA 無線標(biāo)準(zhǔn)。 這些專利能夠給高通公司帶來巨額的經(jīng)濟(jì)效益。 在高通公司去年 75.3 億美元的收入中，專利許可費用已經(jīng)占到收入的三分之一 ， 31.6 億美元的稅前利潤有三分之一至四分之一來自許可收入 。本示范平臺通過對新一代寬 38 帶無線通信技術(shù)在不同行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)行突破與創(chuàng)新，擬產(chǎn)出一批核心專利，這些專利對提高我國通信行業(yè)的實力、減少企業(yè)研發(fā)成本有極大的促進(jìn)作用，可以獲得很好的間接效益。 社會效益分析 1) 提升中小型企業(yè)的自主創(chuàng)新能力 該示范工程可以為企業(yè)大規(guī)模部署基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供前期驗證，解決中小型企 業(yè)因缺乏實驗環(huán)境而在技術(shù)創(chuàng)新方面受限的問題，降低企業(yè)創(chuàng)新的成本和風(fēng)險，減少企業(yè)的前期研發(fā)投入，從而使更多的企業(yè)可以進(jìn)行新技術(shù)的探索和創(chuàng)新，幫助一批中小型無線通信設(shè)備制造商及移動通信服務(wù)開發(fā)企業(yè)提高產(chǎn)品的競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 2) 促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作 該示范工程的建設(shè)和維護(hù)是由科研機構(gòu)完成，在企業(yè)進(jìn)行測試時也是由科研機構(gòu)相關(guān)人員輔助完成。在此過程中可以增進(jìn)雙方的了解，進(jìn)而產(chǎn)生更深層次的合作。同時該示范工程的實施使研究機構(gòu)更多了解企業(yè)的應(yīng)用需求，也使高校和研究機構(gòu)的前沿技術(shù)研究更切合實際系統(tǒng)應(yīng)用需求，增進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作。 3) 自主知識產(chǎn)權(quán)帶來國家利益 民族產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展離不開自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。目前，寬帶無線通信的大部分核心技術(shù)已經(jīng)被國外企業(yè)壟斷，高額的專利許可費用大大增加了國內(nèi)企業(yè)在寬帶無線通信技術(shù)方面的研發(fā)成本，核心技術(shù)封鎖也在很大程度上限制了國內(nèi)產(chǎn)品的競爭力。該 39 示范工程降低了企業(yè)創(chuàng)新的門檻，使更多的企業(yè)投入到技術(shù)創(chuàng)新中，從而產(chǎn)生更多的自主知識產(chǎn)權(quán)成果，進(jìn)一步提高我國在未來無線通信領(lǐng)域的地位。 2、項目風(fēng)險與風(fēng)險對策 1) 技術(shù)風(fēng)險分析 計算技術(shù)研究所無線技術(shù)研究中心一直致力于寬帶無線通信的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究， 通過幾年的技術(shù)積累，研發(fā)了大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備，形成了多項核心關(guān)鍵技術(shù)，為本項目的實施提供了強有力的技術(shù)保障。同時在單位自籌資金及國家項目投入的支持下，項目申請單位已經(jīng)進(jìn)行了前期的關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)研制，為本課題驗證平臺的搭建奠定了