智慧照明標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究報(bào)告（下）

六、智能家居各子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀研究

智能家居研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)眾多，行業(yè)中不乏海爾、美的、松下、三星等知名品牌的參與。但由于市場(chǎng)認(rèn)可度低，產(chǎn)品技術(shù)不成熟，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，尤其是沒(méi)有形成統(tǒng)一的技術(shù)框架和標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)品牌的設(shè)備自成一派，各種產(chǎn)品難以互聯(lián)互通。且消費(fèi)者的智能家居系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，需要更換配件時(shí)，只能選擇之前使用的同一品牌的產(chǎn)品，不能更換其他廠家的產(chǎn)品，這給消費(fèi)者帶來(lái)諸多不便，從而使得智能家居產(chǎn)品和系統(tǒng)僅僅停留在體驗(yàn)階段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化。本節(jié)將對(duì)智慧家居主要的幾個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)梳理。

6．1 照明子系統(tǒng)

用于家居智能照明的產(chǎn)品有很多，如LED球泡燈、雙端LED燈、LED反射燈、筒燈、面板燈和吸頂燈等，由于適用標(biāo)準(zhǔn)略有不同，表3以自鎮(zhèn)流LED燈為例，整理了智能家居照明子系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

6．2安防子系統(tǒng)

安防子系統(tǒng)包括門(mén)鎖、攝像頭和災(zāi)害監(jiān)測(cè)（漏水、漏電、漏氣）等，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有以下6個(gè)：

1）YD／T 1666－2007遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全技術(shù)要求；

2）YD／T 1806－2008基于IP的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控設(shè)備技術(shù)要求；

3）GA／T 645－2006視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)變速球型攝像機(jī)；

4）GB 4715－2005點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器；

5）GB 4716－2005點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器；

6）GB 4717－2005火災(zāi)報(bào)警控制器；

6．3 黑色家電子系統(tǒng)

黑色家電，大多指彩電、音響、照相機(jī)這類(lèi)可以為人們提供娛樂(lè)生活的產(chǎn)品。黑色家電交互數(shù)據(jù)量大，需要高速的通信協(xié)議，一般采用WiFi。由于產(chǎn)品種類(lèi)不同，適用標(biāo)準(zhǔn)略有不同，本小節(jié)以電視機(jī)為例，梳理了黑色家電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表4：

6．5傳感器子系統(tǒng)

與4．5節(jié)一樣，智能家居傳感器主要有以下7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

1）GB／T 7665－2005傳感器通用術(shù)語(yǔ)；

2）GB／T 30269．2－2013信息技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)第2部分術(shù)語(yǔ)；

3）GB 10408．5－2000入侵探測(cè)器第五部分－室內(nèi)用被動(dòng)紅外線探測(cè)器；

4）GB 10408．6－2009微波和被動(dòng)紅外復(fù)合入侵探測(cè)器；

5）GB／T 30269．701－2014信息技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)第701部分：傳感器接口：信號(hào)接口；6）GB／T 15478

－2015壓力傳感器性能試驗(yàn)方法；

7）GB／T 15768－1995電容式濕敏元件與濕度傳感器總規(guī)范。

6．6通信子系統(tǒng)

智能家居通信，從通信接入方式上，也可以分為有線通信方式和無(wú)線通信方式。

有線通信主要方式為：PLC，DALI，DMX512，KNX／EIB，BACNeT，RS－485和Ethernet。

無(wú)線通信主要方式為：ZigBee，WiFi，Bluetooth，thread，Enocean、Z－Wave和NB－IoT。

本節(jié)主要對(duì)以下常用的13個(gè)通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)（或者稱(chēng)之為通信規(guī)范）和3個(gè)自定義的通信協(xié)議進(jìn)行梳理：

1）PLC（電力線載波）：GB／Z 20177．1－2006控制網(wǎng)絡(luò)LONWORKS技術(shù)規(guī)范第1部分：協(xié)議規(guī)范；GB／Z 20177．2－2006控制網(wǎng)絡(luò)LONWORKS技術(shù)規(guī)范第2部分：電力線信道規(guī)范；GB／Z 20177．3－2006 控制網(wǎng)絡(luò)LONWORKS技術(shù)規(guī)范第3部分：自由拓?fù)潆p絞線信道規(guī)范；GB／Z 20177．4－2006控制網(wǎng)絡(luò)LONWORKS技術(shù)規(guī)范第4部分：基于隧道技術(shù)在IP信道上傳輸控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的規(guī)范；

2）DALI（數(shù)字可尋址照明接口）：

3）DALI 1：GB／T 30104系列（共12個(gè)），等同采用IEC62386 1．0版本；DALI 2：IEC 62386 2．0版本，目前已發(fā)布IEC 62386－101，102，103，201，207，208，209，216，217，218，222，224，301，302，303，304，332，333等18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的國(guó)標(biāo)正在制修訂中。DMX512（美國(guó)舞臺(tái)燈光協(xié)會(huì)發(fā)布的一種燈光控制器與燈具設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)）：WH／T 32－2008DMX 512－A燈光控制數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議；

4）KNX：GB／T 20965－2013控制網(wǎng)絡(luò)HBES技術(shù)規(guī)范住宅和樓宇控制系統(tǒng)；

5）BACNet（樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議）：GB／T 28847．1－2012建筑自動(dòng)化和控制系統(tǒng)第1部分：概述；GB／T 28847．2－2012建筑自動(dòng)化和控制系統(tǒng)第2部分：硬件；GB／T 28847．3－2012建筑自動(dòng)化和控制系統(tǒng)第3部分功能；

6）RS－485：TIA／EIA－485－A，485 總線標(biāo)準(zhǔn)；

7）Ethernet：IEEE 802．3，IEEE 802．11以太網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線局域網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)；

8）ZigBee：IEEE 802．15．4通信協(xié)議，GB／T 15629．15－2010信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第15部分：低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范（修改采用IEEE 802．15．4：2006）；

9）WiFi：IEEE 802．11a／b／g／n通信協(xié)議；無(wú)應(yīng)用層協(xié)議；Allseen聯(lián)盟成立智能照明工作組，正在定義應(yīng)用層協(xié)議；

10）Bluetooth：IEEE 802．15．1：物理層和MAC層規(guī)范；無(wú)應(yīng)用層協(xié)議。

11）thread：IEEE 802．15．4：物理層和MAC層規(guī)范；采用IETF定義的6lowpan適配協(xié)議；沒(méi)有定義應(yīng)用層協(xié)議，應(yīng)用層協(xié)議可以采用其他標(biāo)準(zhǔn)組織定義的協(xié)議比如Zigbee，Alljoyn，IPSO等；

12）Enocean：唯*使用能量采集技術(shù)的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)；規(guī)范了協(xié)議棧中最底3層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的通訊協(xié)議；ISO／IEC14543－3－10：2012Information technology－Home electronic system （HEs）architecture－Part 3－10：Wireless short－packet（WsP） protocol optimised for energy harvesting－Architecture and lower layer protocols；ISO／IEC 14543－3－11：2016 Information technology－Home electronic system （HEs）architecture－Part 3－11：Frequency modulated wireless short－packet （FMWsP） protocol optimized for energy harvesting － Architecture and lower layer protocols；

13）Z－Wave：工作頻段為908．42 MHZ（美國(guó)），868．42MHZ（歐洲），數(shù)據(jù)傳輸速率為9．6 kbps；始終專(zhuān)注于家庭應(yīng)用，協(xié)議結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單；相對(duì)封閉；

3個(gè)自定義通信協(xié)議：

1）國(guó)家能源局發(fā)布的DL／T 1398．41－2014智能家居系統(tǒng)第4－1部分：通信協(xié)議－服務(wù)中心主站與家庭能源網(wǎng)關(guān)通信；

2）國(guó)家能源局發(fā)布的DL／T 1398．42－2014智能家居系統(tǒng)第4－2部分：通信協(xié)議－家庭能源網(wǎng)關(guān)下行通信；

3）中國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的CSHIA－FCGW－01智能家居產(chǎn)品互聯(lián)互通中間件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

6．7軟件子系統(tǒng)

軟件子系統(tǒng)大體可分為嵌入式軟件和管理服務(wù)平臺(tái)。關(guān)于嵌入式軟件，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有如下4個(gè)：

1）GB／T 28169－2011嵌入式軟件C語(yǔ)言編碼規(guī)范；

2）GB／T 28171－2011嵌入式軟件可靠性測(cè)試方法；

3）GB／T 28172－2011嵌入式軟件質(zhì)量保證要求；

4）GB／T 30961－2014嵌入式軟件質(zhì)量度量；

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有如下11個(gè)：

1）GB 17859－1999計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級(jí)劃分準(zhǔn)則

2）GB／T 25068．1－2012信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第1部分：網(wǎng)絡(luò)安全管理；

3）GB／T 25068．2－2012信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第2部分：網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)；

4）GB／T 25068．3－2010信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第3部分：使用安全網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)間通信安全保護(hù)；

5）GB／T 25068．4－2010信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第4部分：遠(yuǎn)程接入的安全保護(hù)；

6）GB／T 25068．5－2010信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第5部分：使用虛擬專(zhuān)用網(wǎng)的跨網(wǎng)通信安全保護(hù)；

7）GB／T 20270－2006信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求；

8）GB／T 25069－2010信息安全技術(shù)術(shù)語(yǔ)；

9）GB／T 2887－2000電子計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范；

10）GB／T 29234－2012基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)要求；

11）SQL／LSA 004．4－2012 LED路燈智能照明技術(shù)規(guī)范第4部分：信息安全。

七、智慧家居標(biāo)準(zhǔn)體系框架探討

智能家居是一個(gè)多行業(yè)交叉覆蓋的系統(tǒng)工程，各設(shè)備廠家按照不同的接口標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議生產(chǎn)設(shè)備，其結(jié)果是不同設(shè)備之間的互聯(lián)、互通變得非常困難。因此，建立共同遵循的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議是發(fā)展智能家居必須首先解決的問(wèn)題。本節(jié)在梳理智能家居各子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，參考照明行業(yè)和其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，提出了智能家居系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框圖，如圖6所示。智能家居系統(tǒng)包括了照明、窗簾、白色家電、黑色家電、安防、能源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、健康管理、通信和軟件等子系統(tǒng)。

八、小結(jié)

智慧路燈已成為智慧城市的重要發(fā)展趨勢(shì)，而智慧路燈的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從技術(shù)上來(lái)看，智慧路燈是多學(xué)科多領(lǐng)域交叉融合的產(chǎn)品；從管理上來(lái)看，它涵蓋市政、交通、公共安全、環(huán)境和照明等多個(gè)方面；從服務(wù)上來(lái)看，它可以提供大數(shù)據(jù)采集分析處理、公共信息發(fā)布、導(dǎo)航定位和無(wú)線上網(wǎng)服務(wù)。其中，標(biāo)準(zhǔn)化是支撐智慧路燈建設(shè)的重要手段，標(biāo)準(zhǔn)化可以有效規(guī)范智慧路燈的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及設(shè)備制造，促進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，避免資源浪費(fèi)和重復(fù)投入。

智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用，涉及的行業(yè)很廣泛；各行業(yè)之間、用戶(hù)之間有較強(qiáng)的相對(duì)獨(dú)立性，使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居在現(xiàn)有的架構(gòu)下，沒(méi)用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，存在終端和網(wǎng)絡(luò)配合欠佳、重復(fù)開(kāi)發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重、行業(yè)用戶(hù)開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本居高不下、各類(lèi)應(yīng)用無(wú)法有效管理、服務(wù)質(zhì)量無(wú)保證等問(wèn)題，這在一定程度上制約了智能家居的快速推廣和規(guī)模化發(fā)展。

因此，本文在在梳理智慧路燈和智能家居各子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，參考照明行業(yè)和其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，首次提出了智慧路燈和智能家居系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，為有待制訂的智慧照明標(biāo)準(zhǔn)指明了方向，旨在為建立完整的智慧照明標(biāo)準(zhǔn)體系提供指南。

值得一提的是，標(biāo)準(zhǔn)體系的編制是動(dòng)態(tài)的，雖然目前的標(biāo)準(zhǔn)體系框架考慮了近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，也應(yīng)該實(shí)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣才能日臻完善。