1、2014 年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告項(xiàng) 目 名 稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)項(xiàng)目申報(bào)單位：寧夏賽恩科技集團(tuán)股份有限公司 (蓋章)主管部門（單位）： (蓋章)申報(bào)日期：2014年5月15日 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)目錄第1章項(xiàng)目申報(bào)單位概況4第2章項(xiàng)目概要、背景、目的和意義52.1項(xiàng)目概要52.2項(xiàng)目背景72.3項(xiàng)目的目的和意義11第3章項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)情況及所具備的基礎(chǔ)13第4章項(xiàng)目實(shí)施方案154.1項(xiàng)目目標(biāo)154.2主要內(nèi)容174.3組織方式194.4技術(shù)路線194.5項(xiàng)目進(jìn)度安排404.6項(xiàng)目實(shí)施期限41第5章項(xiàng)目資金預(yù)算42第6章申請(qǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資金的理由

2、43第7章技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析447.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益447.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益46第8章其他需要說(shuō)明的情況47第9章項(xiàng)目申報(bào)單位簽章48第10章項(xiàng)目主管部門審核并蓋章4949第1章 項(xiàng)目申報(bào)單位概況寧夏賽恩科技集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱賽恩集團(tuán)）成立于2012年11月，公司企業(yè)法人營(yíng)業(yè)執(zhí)照號(hào)碼為640100200127993，地址為寧夏銀川市興慶區(qū)鳳凰南街183號(hào)，法定代表人為孫亮。賽恩集團(tuán)主要從事物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，行業(yè)代碼6490，是一家集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新能源技術(shù)、通信產(chǎn)品研發(fā)及消防技術(shù)四大主業(yè)為一體的科技創(chuàng)新型科技企業(yè)。企業(yè)注冊(cè)資金5051萬(wàn)元人民幣,集團(tuán)下轄四個(gè)子公司，即寧夏賽恩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限

3、公司、寧夏賽恩能源技術(shù)有限公司、寧夏賽恩通信工程有限公司及寧夏賽恩消防技術(shù)有限公司。賽恩集團(tuán)現(xiàn)有員工234人，擁有大批國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)頂尖研發(fā)人員，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)建設(shè)方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，在寧夏物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先。賽恩集團(tuán)作為寧夏物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)單位，致力于物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效，形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、安全可控的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用格局，有效推動(dòng)了寧夏物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的完善發(fā)展。第2章 項(xiàng)目概要、背景、目的和意義2.1 項(xiàng)目概要隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)的快速發(fā)展，豐富多樣的信息服務(wù)正逐步改變著人們的生產(chǎn)和生

4、活方式，數(shù)字化、信息化成為未來(lái)社會(huì)發(fā)展的方向。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，利用信息傳感設(shè)備將家庭中各種傳感設(shè)備、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、家用電器、安防設(shè)備等智能產(chǎn)品通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，以強(qiáng)大的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及支持大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膶拵ЬW(wǎng)絡(luò)為支撐，進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集、交互和管理，實(shí)現(xiàn)家居安防遠(yuǎn)程化、智能化。賽恩集團(tuán)依靠產(chǎn)學(xué)研用方式，聯(lián)合西安電子科技大學(xué)等知名高校和IBM等著名企業(yè)，針對(duì)越來(lái)越多的家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)的市場(chǎng)需求，立項(xiàng)研發(fā)應(yīng)用于老人兒童身體健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)情況實(shí)時(shí)定位跟蹤系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)中融入遠(yuǎn)程對(duì)家庭燃?xì)?、用電、防盜等監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)家庭安防遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和社會(huì)

5、價(jià)值。具體應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。圖1 智能家庭應(yīng)用場(chǎng)景本項(xiàng)目以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者現(xiàn)有的電信/廣電網(wǎng)絡(luò)，利用傳感器、RFID、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、智能圖像分析、海量數(shù)據(jù)挖掘以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)家庭門禁、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、老人/兒童的位置獲取、出行狀況、突發(fā)事件應(yīng)急處理等服務(wù)應(yīng)用；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)與公共安全信息平臺(tái)相互連接，實(shí)現(xiàn)高效的安防信息共享、家庭遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、應(yīng)急處理等公共服務(wù)，進(jìn)而構(gòu)建綜合性家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，努力實(shí)現(xiàn)及時(shí)提醒，提前預(yù)防。本項(xiàng)目以遠(yuǎn)程家庭安防、老人兒童監(jiān)護(hù)為應(yīng)用示范，針對(duì)目前智慧家庭中異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)、多樣化服務(wù)并存的現(xiàn)狀，以網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合、

6、服務(wù)融合為核心關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)安全高效的遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。對(duì)于家庭安防，在家庭關(guān)鍵區(qū)域安裝智能傳感器（可燃?xì)馓綔y(cè)器、煙霧探測(cè)器、門鎖感應(yīng)器、監(jiān)控?cái)z像頭等），通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云平臺(tái)系統(tǒng)，家屬可以通過(guò)手機(jī)APP隨時(shí)查看家庭安全情況。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，由云平臺(tái)自動(dòng)向家庭成員發(fā)出警報(bào)。對(duì)于老人，通過(guò)24小時(shí)佩戴健康終端設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體健康數(shù)據(jù)（心率、體溫等）并上傳到云平臺(tái)系統(tǒng)，形成老人身體特征基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)云平臺(tái)系統(tǒng)分析出異常情況時(shí)，將主動(dòng)推送預(yù)警信息到終端設(shè)備，提醒老人及家屬注意。對(duì)于兒童，通過(guò)隨身佩戴具有GPS定位功能的終端設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取兒童的位置信息并上傳到云平臺(tái)系統(tǒng)

7、，當(dāng)兒童出現(xiàn)在危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)推送報(bào)警信息至家長(zhǎng)，提醒家長(zhǎng)注意。同時(shí)，當(dāng)老人兒童遇到緊急情況時(shí)，可通過(guò)終端設(shè)備上的一鍵報(bào)警按鍵發(fā)出報(bào)警信息。2.2 項(xiàng)目背景物聯(lián)網(wǎng)是集傳感、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、控制技術(shù)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)滿足安全可靠、自治協(xié)同、高效易用的要求，并能夠更快地感知信息、更強(qiáng)地適應(yīng)環(huán)境、更好地輔助決策控制、更準(zhǔn)地控制物理世界。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、環(huán)保、電力、公共安全等領(lǐng)域，而且未來(lái)會(huì)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，成為下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對(duì)促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和提高人民的生活水平有著重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，針對(duì)大眾對(duì)

8、生活質(zhì)量需求的不斷提高，構(gòu)建高效安全的智能家居生活成為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。作為智能家居的典型應(yīng)用，家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)在人們的日常生活中的公共安全、老人兒童看護(hù)等方面起到了關(guān)鍵的作用，是未來(lái)家居生活必要的不可或缺的組成部分。在家庭安防方面，近年來(lái)盡管簡(jiǎn)易防盜報(bào)警裝置已經(jīng)在部分城市的家庭中進(jìn)行安裝，指定的電話能夠接受到相應(yīng)的報(bào)警信息，但是，由于不能有效過(guò)濾分析報(bào)警信息，誤報(bào)警的情況還是時(shí)有發(fā)生，造成了產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性，防盜效果并不明顯。另外一些小區(qū)利用樓寓對(duì)講系統(tǒng)，在小區(qū)物業(yè)管理中心接收到報(bào)警信息，防盜報(bào)警裝置在各個(gè)室內(nèi)分機(jī)進(jìn)行安裝。這種方式下，防盜報(bào)警只是一種附屬功能的表現(xiàn)，對(duì)于在同一線路和

9、同一設(shè)備主機(jī)的并接問(wèn)題，設(shè)備及線路故障則不能有效避免，誤報(bào)警現(xiàn)象由于不能有效過(guò)濾和分析報(bào)警信息也經(jīng)常出現(xiàn)，呈現(xiàn)不明顯的防盜效果，多數(shù)家庭已經(jīng)不再使用，有些地區(qū)已經(jīng)禁止此類做法。隨著物聯(lián)網(wǎng)中ZigBee，WLAN等傳感器及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，其應(yīng)用逐漸涉及到家庭單元。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)大的功能可以很好地滿足對(duì)老人兒童的健康及運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的需要。國(guó)內(nèi)在家庭老人及兒童遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)方面的研究還不多。2001年首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)現(xiàn)了對(duì)老人及兒童行動(dòng)分析及異常報(bào)警系統(tǒng)，利用檢測(cè)到的信號(hào)，主動(dòng)判斷老人及兒童的狀況，是對(duì)老人及兒童的實(shí)時(shí)照顧進(jìn)行的一次嘗試。但由于采用的家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、可控萬(wàn)向云臺(tái)等設(shè)備成本較高，無(wú)法

10、大面積推廣。2002年美國(guó)維吉尼亞大學(xué)開(kāi)展了智能居所監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)采用低成本的的感應(yīng)器獲取家庭老人及兒童活動(dòng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立老人及兒童的活動(dòng)規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)不同老人及兒童的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，為家庭安防帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。賽恩集團(tuán)設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家庭安防系統(tǒng)，通過(guò)與運(yùn)營(yíng)商合作向用戶提供綜合信息發(fā)布平臺(tái)，并在用戶家中的部署智能家庭安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家庭安全信息數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行采集和處理分析，包括煤氣泄漏、火災(zāi)、門窗磁控開(kāi)關(guān)、緊急按鍵、門禁、視頻監(jiān)控等等。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能終端技術(shù)，使得用戶無(wú)論何時(shí)何地都可以通過(guò)有線或者無(wú)線的方式實(shí)時(shí)訪問(wèn)和監(jiān)控。當(dāng)在數(shù)據(jù)處理后并判定為緊急情況

11、時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的報(bào)警，保障家庭的實(shí)時(shí)安全。目前全國(guó)老齡化逐年增長(zhǎng)速度為3.4%，到2020年，中國(guó)老年人口將達(dá)到248億，老齡化水平將達(dá)到17.17。中國(guó)特有的“421式”家庭結(jié)構(gòu)，子女大多因工作忙碌而無(wú)暇照顧老人，空巢老人的數(shù)量在不斷增加，而社區(qū)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)由于場(chǎng)地有限，許多老人只能采取居家的方式養(yǎng)老，給養(yǎng)老、醫(yī)療等社會(huì)保障和為老社會(huì)服務(wù)體系等方面帶來(lái)了巨大的壓力。隨著年齡的增大，老年人的生活自理能力日益弱化，各種意外的情況隨時(shí)都有可能發(fā)生，如何保障老年人日常生活質(zhì)量和健康水平成為社會(huì)和家庭的一大難題。賽恩集團(tuán)開(kāi)發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，以居家養(yǎng)老為基礎(chǔ)，社區(qū)養(yǎng)老為依托，通過(guò)云平臺(tái)系

12、統(tǒng)、服務(wù)中心建設(shè)等信息化手段建立居家養(yǎng)老服務(wù)體系，惠及每一個(gè)家庭中的老人，已成為提升養(yǎng)老服務(wù)能力的重要舉措。然而現(xiàn)有家居看護(hù)服務(wù)難以滿足老年人多層次、個(gè)性化的服務(wù)需求，特別是孤寡、失能、殘疾等老人安全保障難、就醫(yī)養(yǎng)病難、家庭生活難、情感溝通難等問(wèn)題依舊突出，現(xiàn)有系統(tǒng)依然在有求必應(yīng)、快速響應(yīng)等方面存在著不足。隨著物聯(lián)網(wǎng)中電子醫(yī)療設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)老人位置、身體健康狀況的獲取及分析變得更加方便和快捷，在此基礎(chǔ)上結(jié)合家庭看護(hù)需求，構(gòu)建智能家居的居家養(yǎng)老系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空巢老人的生活與健康服務(wù)，將在很大程度上減輕社會(huì)和家庭所面臨的壓力和難題。近年來(lái)社會(huì)節(jié)奏的不斷加快，防范意

13、識(shí)不強(qiáng)的兒童由于缺乏有效看護(hù)，導(dǎo)致各種意外因素（交通意外，食物等）對(duì)兒童的正常生活甚至生命帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，而隨著社會(huì)的現(xiàn)代化發(fā)展，兒童的安全問(wèn)題已逐步成為社會(huì)關(guān)注的重要內(nèi)容之一。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)高效收集、傳輸以及處理技術(shù)構(gòu)建高效的兒童看護(hù)系統(tǒng)，從而將實(shí)現(xiàn)對(duì)兒童的實(shí)時(shí)位置獲取、健康狀況監(jiān)控是智能家居生活的關(guān)鍵應(yīng)用之一。本項(xiàng)目吸取其他相關(guān)領(lǐng)域項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采用低成本傳感器、第三方定制的終端設(shè)備，在提高系統(tǒng)可用性的同時(shí)，降低了用戶的使用成本；采用統(tǒng)一的云平臺(tái)系統(tǒng)，不僅預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，可靠性高，還節(jié)約了人力成本，使得工作變得更有效率。針對(duì)目前家庭用戶應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)高效的遠(yuǎn)程家庭安防及老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

14、是可行且十分必要的。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)包含了感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層3個(gè)層次，如圖2所示。圖2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)廣泛感知、高效流通、海量聚合、智能處理、及時(shí)調(diào)節(jié)是現(xiàn)有智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要特征，這些特征在極大的豐富了應(yīng)用服務(wù)種類的同時(shí)，為不同系統(tǒng)層次帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)：1）感知層覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡(luò)層多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并存。不同網(wǎng)絡(luò)間通信技術(shù)存在差異，形成了具有“區(qū)域自治”特性的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)域，存在著跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸困難，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)資源難以共享和使用，為信息的高效流通帶來(lái)了巨大的阻力。2）應(yīng)用層中海量數(shù)據(jù)信息的存在?，F(xiàn)有智能物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)擁有海量的資源，如何在龐雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有意義的管理

15、模式和趨勢(shì)過(guò)程，針對(duì)用戶的喜好和特點(diǎn)進(jìn)行面向運(yùn)營(yíng)商的熱點(diǎn)資源推薦成為一個(gè)新興而又亟待解決的問(wèn)題。3）應(yīng)用層中的智能處理、及時(shí)調(diào)節(jié)的特性實(shí)現(xiàn)了多種服務(wù)間的協(xié)同控制和并發(fā)執(zhí)行，但是服務(wù)間實(shí)現(xiàn)及部署方式的異構(gòu)性都為不同服務(wù)間的協(xié)同提出了新的問(wèn)題。4）此外，相較傳統(tǒng)Internet網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)面臨著來(lái)自感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層不同的安全威脅，而家庭安防與監(jiān)護(hù)服務(wù)往往涉及用戶個(gè)人隱私，在使用這些服務(wù)過(guò)程中很容易受到外部網(wǎng)絡(luò)中各種類型的安全攻擊。因此，如何有效解決網(wǎng)絡(luò)中所存在的用戶信息、數(shù)據(jù)信息等多方面的安全防護(hù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)信息安全也將是智能化家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。賽恩集團(tuán)設(shè)計(jì)的智能家庭

16、安防及老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)采用異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使用戶能夠無(wú)差別訪問(wèn)服務(wù)，并對(duì)數(shù)據(jù)有效管理，實(shí)現(xiàn)了安防及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中信息資源的高效共享和使用，以及向用戶提供隨時(shí)隨地的高質(zhì)量服務(wù)。本項(xiàng)目結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)信息融合技術(shù)，從網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合和服務(wù)融合三個(gè)層次設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)高效完善的智能遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)外異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通，保證用戶可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)(anytime, anywhere)快速、安全地訪問(wèn)社區(qū)服務(wù)。2.3 項(xiàng)目的目的和意義針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下大眾對(duì)家庭安防、老人兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用的廣泛需求，本項(xiàng)目旨在構(gòu)建高效安全的遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶實(shí)時(shí)訪問(wèn)家庭安防服務(wù)，保障老

17、人及兒童弱勢(shì)群體的身心健康。1）針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、海量數(shù)據(jù)、多樣化服務(wù)并存的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)并構(gòu)建統(tǒng)一的遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)服務(wù)提供模型及體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效的智能化服務(wù)提供。2）在構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合、服務(wù)融合以及家庭信息安全核心關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，突破傳統(tǒng)信息技術(shù)的瓶頸，實(shí)現(xiàn)家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)高效信息共享和使用。3）在核心技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，并具體部署家庭安防及老人兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用，通過(guò)便攜式或小型化的人體生理和運(yùn)動(dòng)傳感器及圖像監(jiān)控設(shè)備，對(duì)家庭安全、老人兒童實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)護(hù)，對(duì)家庭燃?xì)?、用電、防盜等具備預(yù)警作用等。作為物聯(lián)

18、網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分，智慧家庭受到國(guó)家的高度重視，是國(guó)家科學(xué)與技術(shù)中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃的重要組成部分。國(guó)外以DLNA、國(guó)內(nèi)以“e家佳”為主體的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在逐步展開(kāi)。近年來(lái)，隨著信息與通信技術(shù)的成熟與應(yīng)用，各類家用消費(fèi)類電子產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步愈發(fā)迅速，一種旨在實(shí)現(xiàn)家庭消費(fèi)類產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化、提供遠(yuǎn)程控制及交互業(yè)務(wù)的“數(shù)字家庭技術(shù)”正逐漸在世界范圍內(nèi)迅速成長(zhǎng)起來(lái)?？梢灶A(yù)測(cè)數(shù)字家庭將大大提高家庭生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)的品質(zhì)，這是數(shù)字化生活發(fā)展的必然趨勢(shì)。本項(xiàng)目在遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)應(yīng)用方面的研發(fā)具有深刻的意義，為我國(guó)信息化建設(shè)提供重要技術(shù)支撐，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展也將產(chǎn)生積極的影響。其研究意義具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方

19、面：（1）技術(shù)研究方面：本項(xiàng)目在綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大眾對(duì)快速、便捷、安全的家庭監(jiān)護(hù)服務(wù)的廣泛需求，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、服務(wù)融合以及信息安全作為關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，為構(gòu)建安全的智能化家庭服務(wù)提供環(huán)境提供技術(shù)保障。（2）應(yīng)用示范方面：在關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)家庭安防、老人兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用服務(wù)，部署在智能家居環(huán)境中，從而進(jìn)一步豐富我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，滿足人們?cè)诠ぷ鞴?jié)奏加快環(huán)境下對(duì)高質(zhì)量生活的需求。（3）標(biāo)準(zhǔn)化方面：智能化家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)服務(wù)體系標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智慧家庭以及物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)具有積極的推動(dòng)作用。尤其在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)挖掘、服務(wù)融合等標(biāo)準(zhǔn)化方面，可以使我國(guó)在掌握核心技術(shù)的條件下，制

20、訂具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。第3章 項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)情況及所具備的基礎(chǔ)賽恩集團(tuán)目前擁有大批國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)頂尖研發(fā)人員，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)建設(shè)方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的研究應(yīng)用，居于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，公司自主設(shè)計(jì)的智能交通系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于2013年中衛(wèi)市智能交通項(xiàng)目；在云平臺(tái)建設(shè)方面，已經(jīng)應(yīng)用于銀川市農(nóng)牧局智能化及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)、公交公司信息化管理平臺(tái)等行業(yè)。以上多個(gè)成功案例為本項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了必要的基礎(chǔ)和條件。通過(guò)在行業(yè)中的充分實(shí)踐和對(duì)家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)市場(chǎng)的深入調(diào)研，賽恩集團(tuán)已經(jīng)初步設(shè)計(jì)出系統(tǒng)平臺(tái)的整體體系架構(gòu)。在云平臺(tái)層，采用Open-Stack+Hadoop架構(gòu)，

21、采用虛擬化技術(shù)，搭建了云計(jì)算中心和云存儲(chǔ)中心，已經(jīng)基本完成云架構(gòu)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)工作，提供了安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，為大數(shù)據(jù)分析提供了分析平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)管理和運(yùn)營(yíng)支持。在智能終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，賽恩集團(tuán)研發(fā)出數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)了信息采集等功能。家庭安防設(shè)備目前已經(jīng)完成相關(guān)設(shè)備開(kāi)發(fā)，如煙傳感器、燃?xì)鈧鞲衅?、IP攝像機(jī)等，通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)、IP傳輸技術(shù)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至云平臺(tái)。并且與國(guó)內(nèi)外很多家智能終端產(chǎn)品生產(chǎn)廠商洽談應(yīng)用層接口開(kāi)放對(duì)接問(wèn)題，為將來(lái)智能設(shè)備很好地融入云分析平臺(tái)，及時(shí)有效地分析判斷家庭老人兒童健康安全信息做準(zhǔn)備。2013年，賽恩集團(tuán)和寧夏電信本著資源技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的原則實(shí)施強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，深入調(diào)

22、研了銀川市居家養(yǎng)老的現(xiàn)狀，并設(shè)計(jì)出銀川市居家養(yǎng)老服務(wù)系統(tǒng)，簽署了銀川市惠民計(jì)劃居家養(yǎng)老服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)協(xié)議，同時(shí)與寧夏瑞恒辰物業(yè)服務(wù)有限公司簽署了智慧社區(qū)改造建設(shè)試點(diǎn)協(xié)議。本項(xiàng)目賽恩集團(tuán)與IBM深度合作，利用IBM的科技實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)，共同開(kāi)發(fā)中間件技術(shù)、基于云計(jì)算的應(yīng)用處理和海量數(shù)據(jù)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。通過(guò)與西安電子科技大學(xué)深度合作，在傳輸層面，主要合作建設(shè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合體系架構(gòu)、具有彈性自組織的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、高效的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)；同時(shí)還包括物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等一系列共性支撐技術(shù)的研發(fā)。第4章 項(xiàng)目實(shí)施方案賽恩集團(tuán)在現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，以社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為

23、依托,以現(xiàn)代通訊、智能呼叫、互聯(lián)網(wǎng)及電子商務(wù)為手段，以公共安全信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，有效整合社會(huì)公共服務(wù)資源，研發(fā)智能化家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，提供家庭監(jiān)控、門禁管理、意外監(jiān)測(cè)、緊急救援、增值服務(wù)等服務(wù)，構(gòu)建完善的智慧居家服務(wù)體系，打造“隨時(shí)隨地智慧家庭服務(wù)”。以下將從項(xiàng)目目標(biāo)、主要內(nèi)容、組織方式、技術(shù)路線、項(xiàng)目進(jìn)度安排及實(shí)施期限5個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。4.1 項(xiàng)目目標(biāo)賽恩集團(tuán)深入分析家庭安防及老人兒童監(jiān)護(hù)需求，以智能化遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在深入研究網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合、服務(wù)融合以及信息安全關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)圍繞家庭遠(yuǎn)程監(jiān)控、老人兒童安全監(jiān)護(hù)兩種應(yīng)用示范進(jìn)行研發(fā)和部

24、署，切實(shí)提高家庭環(huán)境安全質(zhì)量，保證老年兒童身體健康，實(shí)現(xiàn)“居有所安、養(yǎng)有所助”的目標(biāo)。具體項(xiàng)目目標(biāo)包括：1. 針對(duì)多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并存、海量數(shù)據(jù)以及多樣化的服務(wù)，提出遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)服務(wù)模型及體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)智能化家居服務(wù)提供方法。2. 在總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合以及服務(wù)融合核心關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，提出在遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)應(yīng)用需求下的網(wǎng)絡(luò)融合框架，高效的數(shù)據(jù)挖掘算法以及考慮QoS的服務(wù)融合算法。3. 在核心關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研發(fā)家庭安防、老人及兒童監(jiān)護(hù)兩種應(yīng)用示范。1）家庭安防根據(jù)應(yīng)用的整體要求，從軟硬件兩個(gè)方面對(duì)家庭安防應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合傳感設(shè)備、高清監(jiān)控設(shè)備、智

25、能終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等，部署適合于家庭的高可靠性、高穩(wěn)定性、高預(yù)警率的安全防范應(yīng)用服務(wù)，包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、門禁管理、異常預(yù)警等功能，并與公眾公共安全信息系統(tǒng)相連，從而更加快速、有效地解決家庭等的安防問(wèn)題。2）老人兒童監(jiān)護(hù)根據(jù)應(yīng)用整體要求，以傳感設(shè)備、智能終端設(shè)備（主要為可穿戴式電子產(chǎn)品和家庭益體機(jī)等設(shè)備）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，并依托醫(yī)療中心、公共安全中心等社區(qū)服務(wù)中心，從健康保障服務(wù)、日常生活服務(wù)、位置獲取服務(wù)、應(yīng)急處理服務(wù)等幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)對(duì)老人兒童的高效監(jiān)護(hù)。在健康保障服務(wù)方面，以終端設(shè)備與服務(wù)中心為載體，聚合社區(qū)和公共醫(yī)療服務(wù)資源，提供預(yù)約掛號(hào)、家庭醫(yī)生、遠(yuǎn)程醫(yī)

26、療、康復(fù)護(hù)理、在家購(gòu)藥等功能，實(shí)現(xiàn)老人/兒童居家看病、治病、養(yǎng)病的一條龍服務(wù)，并對(duì)老人/兒童的身體狀況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)意外情況進(jìn)行預(yù)警。在日常生活服務(wù)方面，借助IPTV、終端設(shè)備等提供適合老人兒童的多媒體娛樂(lè)、視頻通話、網(wǎng)絡(luò)社交等服務(wù)；在此基礎(chǔ)上針對(duì)空巢老人依托社區(qū)居家養(yǎng)老服務(wù)站，建立社區(qū)服務(wù)商家、金融機(jī)構(gòu)、移動(dòng)支付提供商與老人之間的橋梁，提供保姆服務(wù)、出行陪護(hù)、水電維修、訂餐服務(wù)、送貨上門、在線繳費(fèi)等日常生活的便利服務(wù)。在安全保障服務(wù)方面，借助現(xiàn)有定位設(shè)備、移動(dòng)終端設(shè)備，對(duì)出行的老人及兒童的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，保障老人兒童的安全。4.2 主要內(nèi)容本項(xiàng)目計(jì)劃設(shè)計(jì)研發(fā)一個(gè)系統(tǒng)：智能化遠(yuǎn)程家庭安防和

27、老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)；研究四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合、服務(wù)融合以及信息安全；部署兩種應(yīng)用示范：遠(yuǎn)程家庭安防及老人兒童監(jiān)護(hù)。研究框架如圖3所示：圖3智能化遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究框架結(jié)合研究框架，本項(xiàng)目將從系統(tǒng)平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)、核心關(guān)鍵技術(shù)研究、應(yīng)用示范部署幾個(gè)方面進(jìn)行深入研發(fā)。具體研究?jī)?nèi)容包括：4.2.1 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體架構(gòu)結(jié)合遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)服務(wù)需求，以異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、海量數(shù)據(jù)挖掘算法、服務(wù)組合方法和物聯(lián)網(wǎng)信息安全體系為保障，從系統(tǒng)平臺(tái)層、功能服務(wù)層、用戶應(yīng)用層不同層面對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，滿足用戶在任意網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下、任意時(shí)間節(jié)點(diǎn)下遠(yuǎn)程安防、老人兒童監(jiān)護(hù)服務(wù)的

28、需要。4.2.2 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究(1)網(wǎng)絡(luò)融合針對(duì)智能家居信息系統(tǒng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合框架、兼容多種協(xié)議的自組織拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、高效率的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議以及面向海量異構(gòu)數(shù)據(jù)高速、可靠傳輸?shù)膶哟位尚啪W(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型。(2)數(shù)據(jù)融合針對(duì)智能家居平臺(tái)中數(shù)據(jù)具有海量、多源、動(dòng)態(tài)、異構(gòu)、分散等特點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)聚合和挖掘技術(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘算法，聚集和分析幾種不同類型的記錄來(lái)取得信息的全貌，對(duì)異構(gòu)的的信息進(jìn)行有效處理，同時(shí)配合高效的時(shí)空一體化模型進(jìn)行管理，保證物物感知交互的進(jìn)行。(3)服務(wù)融合針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)中多樣化服務(wù)間異構(gòu)性所導(dǎo)致的信息資源共享困難的問(wèn)題，基于SOA面向服務(wù)的體系結(jié)

29、構(gòu)設(shè)計(jì)和部署智能家庭安防和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用，將不同服務(wù)的信息整合起來(lái)，避免“信息孤島”的發(fā)生，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性。(4)安全支撐針對(duì)遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的安全需求，從網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、服務(wù)三個(gè)層面進(jìn)行安全防護(hù)，設(shè)計(jì)用戶認(rèn)證、權(quán)限鑒定、數(shù)據(jù)加密、隱私保護(hù)等多項(xiàng)安全機(jī)制來(lái)保障用戶使用家庭服務(wù)時(shí)的信息安全。4.2.3 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)應(yīng)用示范(1) 家庭安防針對(duì)遠(yuǎn)程家庭安防需求，設(shè)計(jì)并研發(fā)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)家庭安防應(yīng)用服務(wù)，提供防盜報(bào)警、防災(zāi)報(bào)警、求助報(bào)警等預(yù)警服務(wù)，在此基礎(chǔ)上，提供遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，家電控制等功能。(2) 老人/兒童監(jiān)護(hù)針對(duì)老人/兒童監(jiān)護(hù)需求，設(shè)計(jì)并研發(fā)遠(yuǎn)程老人/兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用服務(wù)，提供健

30、康監(jiān)控、實(shí)時(shí)就醫(yī)等電子一老服務(wù)，并提供位置實(shí)時(shí)獲取功能等。4.3 組織方式賽恩集團(tuán)利用多年積累的經(jīng)驗(yàn)以及成熟的項(xiàng)目管理流程，協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展，與合作單位一起規(guī)劃制定項(xiàng)目研發(fā)進(jìn)度，研究解決關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)推廣等工作。本項(xiàng)目通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方法，由賽恩集團(tuán)作為責(zé)任單位組織實(shí)施，負(fù)責(zé)搭建云平臺(tái)和研發(fā)智能終端產(chǎn)品，與寧夏電信集團(tuán)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)與推廣合作，與西安電子科技大學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)合作，與IBM進(jìn)行中間件設(shè)計(jì)和海量數(shù)據(jù)分析技術(shù)合作，采用項(xiàng)目化運(yùn)作機(jī)制，完成本項(xiàng)目所以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。項(xiàng)目總負(fù)責(zé)為賽恩集團(tuán)，將按照合作單位的人員狀況、設(shè)備條件、研究基礎(chǔ)等實(shí)際情況

31、進(jìn)行工作分工，每一家承擔(dān)單位采取以本項(xiàng)目組成員為主體，在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一安排下，責(zé)任到人。本項(xiàng)目將定期召開(kāi)例會(huì)，定期檢查前期的工作并對(duì)后期的工作進(jìn)行安排，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，按照具體情況進(jìn)行人員調(diào)整。同時(shí)，在充分發(fā)揮本項(xiàng)目組成員的積極性和創(chuàng)造性的基礎(chǔ)上，積極展開(kāi)對(duì)外合作，充分利用合作伙伴的技術(shù)條件、資金能力，保證本項(xiàng)目順利地實(shí)施。4.4 技術(shù)路線項(xiàng)目總體技術(shù)路線如圖4所示，在該路線指導(dǎo)下，項(xiàng)目組根據(jù)遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)建設(shè)需求，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合、服務(wù)融合以及信息安全等四項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，構(gòu)建智能化遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)

32、系統(tǒng)，并部署家庭安防及老人/兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用示范。圖4 項(xiàng)目總體技術(shù)路線4.4.1 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)融合、數(shù)據(jù)融合以及服務(wù)融合技術(shù)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建包括遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)、家庭數(shù)據(jù)資源云子系統(tǒng)、家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)安全支撐子系統(tǒng)三大子系統(tǒng)，確定安防及監(jiān)護(hù)系統(tǒng)內(nèi)各關(guān)鍵子系統(tǒng)間的流程控制關(guān)系，確定監(jiān)護(hù)系統(tǒng)與外部公眾服務(wù)云系統(tǒng)(公共安全信息系統(tǒng)、電子醫(yī)療系統(tǒng))間的接口關(guān)系，為遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)提供總體指導(dǎo)；研究家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)服務(wù)協(xié)議與接口規(guī)范，根據(jù)總體架構(gòu)確定的各類業(yè)務(wù)流程控制關(guān)系及系統(tǒng)接口關(guān)系，制定系統(tǒng)中

33、各關(guān)鍵子系統(tǒng)間接口協(xié)議，提出面向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的家庭接口規(guī)范草案。在以上需求分析的指導(dǎo)下，初步設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)模型如圖5所示。圖5 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體架構(gòu)如上圖所示，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供模型，遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體架構(gòu)將家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)分為網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層以及服務(wù)層3個(gè)層次。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層以網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)為基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)家庭中的各種傳感、終端、娛樂(lè)設(shè)備的接入以及設(shè)備之間的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)層以家庭資源私有云子系統(tǒng)為核心負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行智能化處理和分析，處理完成后交給服務(wù)層進(jìn)行相應(yīng)的服務(wù)相應(yīng)。最上層是家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的服務(wù)層，部署有業(yè)務(wù)管理和

34、安全支撐兩大子系統(tǒng)，分別負(fù)責(zé)對(duì)用戶請(qǐng)求服務(wù)的相應(yīng)以及信息安全機(jī)制執(zhí)行的職能，并通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)與外部公共服務(wù)云系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)以及服務(wù)訪問(wèn)。4.4.2 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究結(jié)合遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)總體架構(gòu)，本項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)研究框架如圖6所示。圖6 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究框架（1）網(wǎng)絡(luò)融合由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID等與具有無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)、寬帶接入網(wǎng)絡(luò)等多種接入方式的互聯(lián)網(wǎng)組成異構(gòu)無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)是智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基本狀況。本項(xiàng)目針對(duì)智能家居環(huán)境下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合體系、兼容多種協(xié)議的自組織拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、高效率的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議以及面向海量異構(gòu)數(shù)據(jù)高速、

35、可靠傳輸?shù)膶哟位尚啪W(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型。具體包括以下內(nèi)容：1）異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合體系架構(gòu)在異構(gòu)復(fù)雜環(huán)境下，為了能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸與交互，必須解決不同種類的終端和多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的路由與標(biāo)識(shí)問(wèn)題。主要包括利用統(tǒng)一地址（IPv6）對(duì)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識(shí)和尋址，通過(guò)多種接入手段，構(gòu)建使各個(gè)子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接的多層次泛在體系結(jié)構(gòu)，研究評(píng)估該結(jié)構(gòu)的有效性與實(shí)用性；以低能耗為目標(biāo)，綜合考慮無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由模式和IPv6協(xié)議，建立協(xié)同、高效的新型路由模型，并（對(duì)模型的效率）進(jìn)行驗(yàn)證；設(shè)計(jì)滿足低能耗環(huán)境下的嵌入式微型IPv6協(xié)議棧；在多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)疊加覆蓋環(huán)境下，接入的自適應(yīng)選擇優(yōu)化及協(xié)作機(jī)制

36、的研究。2）具有彈性自組織的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于項(xiàng)目所研究系統(tǒng)具有多種不同類型的節(jié)點(diǎn)，節(jié)電的休眠/喚醒機(jī)制、移動(dòng)性和節(jié)點(diǎn)（甚至子網(wǎng)）的加入、離開(kāi)等都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，因此必須解決多協(xié)議兼容和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)等問(wèn)題。主要包括：基于自適應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由機(jī)制，在具有多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)零配置動(dòng)態(tài)組網(wǎng)機(jī)制研究；構(gòu)建兼容多種自組織協(xié)議的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)不同路由協(xié)議之間的互通與融合，并進(jìn)行驗(yàn)證；針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性特征和各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涔芾砗妥詣?dòng)診斷與恢復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高容錯(cuò)的特征并進(jìn)行驗(yàn)證；研究支持超大規(guī)模、容量可擴(kuò)展的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及路由機(jī)制，并進(jìn)行驗(yàn)證。3）高效的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議設(shè)計(jì)MAC協(xié)

37、議對(duì)降低居家養(yǎng)老信息服務(wù)系統(tǒng)前端設(shè)備的能量消耗至關(guān)重要，極大的影響了前端設(shè)備的生存周期，同時(shí)還必須解決MAC協(xié)議的通用性問(wèn)題。主要包括: 基于上下文感知的自適應(yīng)優(yōu)化MAC協(xié)議設(shè)計(jì)，根據(jù)環(huán)境特征動(dòng)態(tài)協(xié)同調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸策略，減少信號(hào)沖突，降低資源開(kāi)銷。研究各種特定應(yīng)用環(huán)境特征（基于時(shí)間、空間特征和網(wǎng)絡(luò)、終端屬性）和規(guī)律，提取適用于資源極度受限條件下的微型特征庫(kù)。提出網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)、協(xié)同動(dòng)態(tài)感知環(huán)境上下文算法；提出適應(yīng)于多信道多收發(fā)器（MIMO）的協(xié)作式MAC協(xié)議。4）跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)基于能效管理的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（如：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)）跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)，其核心思想是利用了物理層、MAC層與網(wǎng)絡(luò)層之間跨層信息的交互從而實(shí)現(xiàn)

38、整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能改善；主要包括: 提出基于最優(yōu)代理提供不同協(xié)議層之間信息的交換與控制的機(jī)制，以改善異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，尤其是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能；研究基于信息返回的事件驅(qū)動(dòng)模型和跨層數(shù)據(jù)共享與同步機(jī)制模型；定義新型可擴(kuò)展的層間接口和各層之間的邊界，提出各層之間協(xié)同的聯(lián)合調(diào)度機(jī)制。（2）數(shù)據(jù)融合在網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合從感知層收集的海量數(shù)據(jù)信息，研究智能化數(shù)據(jù)資源聚合和挖掘方法，為家庭安防及老人兒童監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)提供有效的數(shù)據(jù)分析支撐。1）數(shù)據(jù)資源聚合方法研究感知層數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性為數(shù)據(jù)的安全聚合帶來(lái)了一定的困難，為此，首先基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)形式化描述技術(shù)（如xml語(yǔ)言等）對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化統(tǒng)一描述。在

39、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式后，進(jìn)一步研究數(shù)據(jù)聚合模型，并在此基礎(chǔ)上基于可證明安全模型對(duì)數(shù)據(jù)聚合協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)聚合基本流程如圖7所示。首先，研究數(shù)據(jù)的語(yǔ)義與幾何關(guān)系描述，除了數(shù)據(jù)本身的固有屬性，還應(yīng)包括每個(gè)數(shù)據(jù)位置、來(lái)源、用途、限制、操作等。使用自頂向下的分析建模方法，按照數(shù)據(jù)實(shí)體的不同功能和來(lái)源進(jìn)行分類和分層，分析抽象出最原子、最底層的數(shù)據(jù)實(shí)體，基于數(shù)據(jù)形式化描述技術(shù)（如xml語(yǔ)言等），描述每一種數(shù)據(jù)實(shí)體局部模式和全局模式之間的映射關(guān)系，從而對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化描述。其次，提出以通用可組合安全模型為核心的數(shù)據(jù)安全聚合模型，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析信息關(guān)聯(lián)特性，預(yù)測(cè)分析時(shí)空多維數(shù)據(jù)的聯(lián)系，建立數(shù)學(xué)模型，提取

40、相關(guān)性參數(shù)。圖7 數(shù)據(jù)聚合流程2）數(shù)據(jù)資源智能挖掘技術(shù)隨著感知技術(shù)的廣泛參與，智能家居中涉及的信息資源呈現(xiàn)除了較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，信息產(chǎn)生了過(guò)載的問(wèn)題，在這種情況下，服務(wù)不僅需要主動(dòng)地檢索并處理信息資源，也需要家庭數(shù)據(jù)資源私有云有針對(duì)性地對(duì)數(shù)據(jù)的可用性及有效性進(jìn)行分析和處理。這就需要采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)已有服務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。圖8給出了家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)挖掘的系統(tǒng)模型，其中分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、模式發(fā)現(xiàn)、結(jié)果表達(dá)和解釋三個(gè)主要階段。其中ETL(Extraction Transformation Loading)及數(shù)據(jù)預(yù)處理為信息的模式發(fā)現(xiàn)提供一個(gè)干凈、一致、集成、歸約（reduction）的數(shù)據(jù)集交通

41、信息數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)管理在數(shù)據(jù)挖掘算法集中選擇挖掘任務(wù)的算法，在安防及監(jiān)護(hù)服務(wù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中選擇挖掘算法所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的挖掘操作，將挖掘得到的模式保存到信息模型庫(kù)。模型分析管理是家庭數(shù)據(jù)資源私有云子系統(tǒng)與安防及監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)的應(yīng)用接口，接收服務(wù)層子系統(tǒng)的反饋信息，對(duì)私有云中信息模型庫(kù)的模式進(jìn)行解釋與評(píng)價(jià)。圖8 數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)模型（3）服務(wù)融合針對(duì)由于信息系統(tǒng)異構(gòu)性所導(dǎo)致的“信息孤島”，使得信息資源共享難的問(wèn)題，基于SOA技術(shù)來(lái)將這些不同服務(wù)的信息整合起來(lái)，避免“信息孤島”的發(fā)生，進(jìn)一步完善家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)。SOA（Service Oriented Architecture，

42、面向服務(wù)的體系架構(gòu)）是近年來(lái)軟件規(guī)劃和構(gòu)建的一種新方法。由于其本身特性非常符合上述信息化需求和問(wèn)題的解決思路，因此在2003年以后成為我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)界和各行業(yè)用戶的關(guān)注焦點(diǎn)，并在2006年逐步開(kāi)始在多個(gè)行業(yè)信息化建設(shè)中被選擇和應(yīng)用。SOA不是一種技術(shù)，而是一種IT系統(tǒng)和軟件的構(gòu)建方法和過(guò)程，貫穿IT系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)建、運(yùn)維的各個(gè)階段。針對(duì)遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理，使得服務(wù)系統(tǒng)能在對(duì)業(yè)務(wù)的深刻理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)與用戶業(yè)務(wù)的密切結(jié)合。在具體實(shí)施中，通過(guò)把完成實(shí)際業(yè)務(wù)流程中的一項(xiàng)任務(wù)所需的資源組織為服務(wù)進(jìn)行封裝，從而達(dá)到以業(yè)務(wù)為核心，通過(guò)業(yè)務(wù)選

43、擇技術(shù)，避免技術(shù)制約業(yè)務(wù)的問(wèn)題。服務(wù)系統(tǒng)圍繞用戶業(yè)務(wù)構(gòu)建，用戶業(yè)務(wù)在實(shí)現(xiàn)層通過(guò)表現(xiàn)為一系列松散耦合的“服務(wù)”來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些服務(wù)可以根據(jù)用需求隨需組合，使得服務(wù)系統(tǒng)對(duì)于業(yè)務(wù)的適應(yīng)能力明顯提高。目前，SOA的實(shí)現(xiàn)模式主要有七種，它們是SOA實(shí)現(xiàn)邏輯的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行組合就可以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的SOA系統(tǒng)邏輯。基礎(chǔ) WEB服務(wù)模式：如圖9所示，這是最簡(jiǎn)單和基礎(chǔ)的方式，可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的 WEB 服務(wù)請(qǐng)求模式。 圖9 基礎(chǔ)WEB服務(wù)模式抽象遠(yuǎn)程服務(wù)模式：通過(guò)將服務(wù)提供者的服務(wù)描述抽象的方法，使得同一個(gè)服務(wù)描述可能對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，從而降低服務(wù)提供者發(fā)生改變時(shí)對(duì)服務(wù)請(qǐng)求方的影響。如圖10所示。圖1

44、0 抽象遠(yuǎn)程服務(wù)模式服務(wù)包裝模式：提供一種將現(xiàn)有系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為SOA的機(jī)制，把現(xiàn)有功能包裝為一個(gè)服務(wù)。使得服務(wù)請(qǐng)求者可以訪問(wèn)到非SOA的遺留系統(tǒng)而不必關(guān)心數(shù)據(jù)格式或傳輸協(xié)議的不同。如圖11所示。圖11 服務(wù)包裝模式服務(wù)代理模式：這種模式服務(wù)請(qǐng)求者不直接訪問(wèn)服務(wù)提供方的服務(wù)，而通過(guò)代理訪問(wèn)服務(wù)。這樣服務(wù)請(qǐng)求者不必關(guān)心服務(wù)提供者的具體位置信息，而且還可以通過(guò)代理選擇最佳服務(wù)。如圖12所示。圖12 服務(wù)代理模式虛擬服務(wù)模式：如果服務(wù)提供者沒(méi)有直接提供請(qǐng)求者想要的服務(wù)，可通過(guò)組合包裝服務(wù)和服務(wù)代理的方法實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬服務(wù)，它通過(guò)一個(gè)服務(wù)代理描述所需服務(wù)，通過(guò)包裝服務(wù)將現(xiàn)有系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)化為服務(wù)，利用 Fa&#

45、231;ade 模式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)服務(wù)之間差別的轉(zhuǎn)換。如圖13所示。圖13 虛擬服務(wù)模式整合服務(wù)模式：整合現(xiàn)有服務(wù)的功能，按照業(yè)務(wù)流程進(jìn)行組合形成新的服務(wù)。BPEL(Business Process Execution Language，業(yè)務(wù)流程執(zhí)行語(yǔ)言)就是它的一種實(shí)現(xiàn)。它是對(duì)WEB服務(wù)的一種進(jìn)化，采用了工作流的概念，將流程用到的服務(wù)組織成一個(gè)邏輯上新的服務(wù)，以前需要在客戶端處理的邏輯判斷和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換放到服務(wù)端?？蛻艨梢詫?duì)服務(wù)流程提出請(qǐng)求，而流程將訪問(wèn)多個(gè)服務(wù)。即將本來(lái)需要的多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)操作簡(jiǎn)化為1次操作。如圖14所示。圖14 整合服務(wù)模式ESB(Enterprise Service Bus，企業(yè)

46、服務(wù)總線)模式：通過(guò)公用的底層框架提供服務(wù)通信、調(diào)停、轉(zhuǎn)換和整合功能。同時(shí)對(duì)服務(wù)管理、安全、監(jiān)控進(jìn)行集中控制。它主要適合企業(yè)有大量日益增加的服務(wù)需要一個(gè)通用的管理和操作模式進(jìn)行控制。ESB模式的特點(diǎn)主要是：支持大量的可管理的服務(wù)交互。提供高級(jí)的服務(wù)交互能力(事務(wù)、持久、底層服務(wù)、安全、質(zhì)量等)。支持多種交互形式同步、異步處理、消息、事件。提供可管理的分布式整合底層框架支持。支持服務(wù)路由和協(xié)議轉(zhuǎn)換和其它消息處理。支持 WEB 服務(wù)和其它傳統(tǒng)的 EAI 通信標(biāo)準(zhǔn)。如圖15所示。圖15 ESB 模式各種模式之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，將結(jié)合具體的業(yè)務(wù)需求對(duì)它們進(jìn)行適合的選擇和組合。針對(duì)

47、遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)需求，為了滿足信息資源共享和聚合的要求，本項(xiàng)目擬采取了如下圖16的架構(gòu)。圖16 智能遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)服務(wù)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，所有服務(wù)的資源與信息都是共享的，服務(wù)聚合到一塊，又可以分解，復(fù)用。每一個(gè)服務(wù)都是相對(duì)獨(dú)立的，但是通過(guò)資源和信息又聯(lián)系到一起。比如，健康保護(hù)服務(wù)就是聚合了居家體檢，健康檢測(cè)，遠(yuǎn)程醫(yī)療，自助護(hù)理等服務(wù)，整合他們的資源，采集信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，為其他服務(wù)譬如生活服務(wù)提供合適的數(shù)據(jù)以供其進(jìn)行分析決策，最終給老人提供合適的生活建議。（4）安全支撐技術(shù)研究在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)面臨的主要安全威脅有： 信息泄露：遠(yuǎn)程用戶通過(guò)WLAN、

48、3G、Internet、Wimax等多種通信機(jī)制和安全機(jī)制不同的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)時(shí)，通信信息容易被竊聽(tīng)。如通過(guò)家庭傳感器、中間人攻擊等，從而使得非法或惡意用戶獲取用戶的重要信息；家庭內(nèi)部用戶訪問(wèn)家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生信息泄露。 假冒：非法或惡意用戶可以獲取密鑰、數(shù)字證書(shū)等身份認(rèn)證信息等來(lái)假冒合法用戶。一旦非法用戶假冒合法用戶成功，就可以讀取家庭設(shè)備的信息，發(fā)布虛假指令或者進(jìn)行干擾，從而給合法用戶帶來(lái)?yè)p失。此外，家庭用戶訪問(wèn)家庭內(nèi)部設(shè)備時(shí)，該家庭設(shè)備可能會(huì)受到非法用戶的假冒，如竊取家庭設(shè)備終端的設(shè)備標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)地址、為設(shè)備頒發(fā)的數(shù)字證書(shū)等，導(dǎo)致與用戶真正通信的設(shè)備不是家庭內(nèi)部設(shè)備，帶來(lái)了設(shè)備信

49、息和隱私信息的泄露，產(chǎn)生安全威脅。 網(wǎng)絡(luò)攻擊：非法用戶利用TCP/IP層的各種缺陷和漏洞對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)起攻擊，如拒絕服務(wù)攻擊、報(bào)文攻擊、計(jì)算機(jī)病毒和木馬攻擊、中間人攻擊、電子郵件攻擊等，耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源而無(wú)法為合法用戶提供服務(wù)，破壞家庭設(shè)備正常的業(yè)務(wù)流/控制流，非法控制家庭設(shè)備，獲取用戶隱私信息等。這些都嚴(yán)重威脅了數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的安全。 數(shù)據(jù)完整性破壞：惡意用戶獲取到用戶的指令和數(shù)據(jù)后，對(duì)其進(jìn)行篡改，破壞了數(shù)據(jù)的完整性。針對(duì)以上安全威脅，構(gòu)建遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)安全需求模型如圖17所示。圖17 數(shù)字家庭服務(wù)安全元素l 機(jī)密性：使得信息對(duì)于未經(jīng)授權(quán)的用戶不可用。l 完整性：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，容易

50、發(fā)生通信信息的破壞或部分丟失，因此有必要保護(hù)信息的正確與完整。l 可用性：該屬性表示對(duì)授權(quán)實(shí)體可以使用，保證系統(tǒng)實(shí)體的穩(wěn)定可靠工作。l 責(zé)任性：確保實(shí)體的行為可被追溯，如可以準(zhǔn)確定位故障設(shè)備。l 真實(shí)性：確保實(shí)體或資源的身份與它聲明的一致。l 授權(quán)：確保用戶有不同的權(quán)限控制不同的實(shí)體。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的安全支撐子系統(tǒng)將數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)分為四個(gè)不同的實(shí)體面遠(yuǎn)程用戶面，家庭接入面，家庭設(shè)備面，家庭用戶面。根據(jù)各功能實(shí)體面之間的通信和操作特點(diǎn)，提供不同程度的安全性約束，采用部署不同的安全機(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全的支撐，安全模型如圖18所示。圖18遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)系統(tǒng)安全模型遠(yuǎn)程用戶面：指遠(yuǎn)程用戶，可以在家庭網(wǎng)絡(luò)

51、之外，使用遠(yuǎn)程設(shè)備，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)方式訪問(wèn)家庭網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。家庭接入面：指的是家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備，負(fù)責(zé)將家庭網(wǎng)絡(luò)接入到外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。家庭設(shè)備面：家庭網(wǎng)絡(luò)中各種智能家庭設(shè)備的集合。家庭用戶面：在家庭里訪問(wèn)和控制家庭設(shè)備的家庭用戶。根據(jù)不同接觸面間的安全需求，初步設(shè)計(jì)并采用基本安全機(jī)制如下：在遠(yuǎn)程用戶面與家庭接入面之間，為防止惡意用戶竊聽(tīng)，導(dǎo)致家庭用戶信息的泄露或家庭用戶身份的假冒，需要通過(guò)身份認(rèn)證等方法驗(yàn)證遠(yuǎn)程用戶的身份真實(shí)性，為防止彼此之間通信數(shù)據(jù)被非法竊聽(tīng)或泄露，需要通過(guò)數(shù)據(jù)加密方式保證數(shù)據(jù)通信的機(jī)密性；必要時(shí)，可以通過(guò)采用備份、冗余等方法對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)的可用性進(jìn)行保證，確保網(wǎng)絡(luò)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

52、在家庭接入面與家庭設(shè)備面之間，可以通過(guò)設(shè)備認(rèn)證等方法來(lái)驗(yàn)證彼此的真實(shí)性，防止非法設(shè)備的非法接入；通過(guò)數(shù)據(jù)加密方法提供數(shù)據(jù)機(jī)密性保證，防止通信數(shù)據(jù)被任意竊聽(tīng)或泄露；必要時(shí)，通過(guò)采用備份、冗余等方法對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)的可用性進(jìn)行保證，確保網(wǎng)絡(luò)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。在遠(yuǎn)程用戶面與家庭設(shè)備面之間，為防止彼此之間通信數(shù)據(jù)被非法竊聽(tīng)或泄露，需要通過(guò)數(shù)據(jù)加密方法來(lái)確保通信數(shù)據(jù)的機(jī)密性；由于外部網(wǎng)絡(luò)可能是開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)，通信數(shù)據(jù)可能發(fā)生部分丟失或破壞的情況，為確保通信數(shù)據(jù)完整可靠，需要提供完整性約束保證。家庭網(wǎng)關(guān)可通過(guò)身份認(rèn)證方法驗(yàn)證遠(yuǎn)程用戶合法性，遠(yuǎn)程用戶也可以通過(guò)設(shè)備認(rèn)證等方法確認(rèn)家庭設(shè)備的真實(shí)性，必要時(shí)，可采取備份、冗余等

53、方法保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性，確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行；責(zé)任性保護(hù)是通過(guò)跟蹤或日志等方式來(lái)確保遠(yuǎn)程用戶準(zhǔn)確追溯到特定的家庭設(shè)備，當(dāng)某一家庭設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可以準(zhǔn)確找到該故障設(shè)備；可以通過(guò)權(quán)限控制，對(duì)不同遠(yuǎn)程用戶操作不同家庭設(shè)備的權(quán)限進(jìn)行授權(quán)，如兒童、父母的權(quán)限不一樣。在家庭設(shè)備面與家庭用戶面之間，用戶可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，確保設(shè)備的真實(shí)性；還可對(duì)設(shè)備的可用性進(jìn)行驗(yàn)證；可以通過(guò)跟蹤或日志等方式增加責(zé)任性保證，確保用戶可以追溯到特定的家庭設(shè)備；可以通過(guò)權(quán)限控制，確保不同的家庭用戶控制不同的家庭設(shè)備。在遠(yuǎn)程用戶面與家庭用戶面之間，需要進(jìn)行身份的真實(shí)性鑒別，增加身份認(rèn)證機(jī)制，確認(rèn)身份的真實(shí)性；還要確保機(jī)密性、完整性。

54、4.4.3 遠(yuǎn)程家庭安防和老幼監(jiān)護(hù)應(yīng)用示范（1）家庭安防應(yīng)用在關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合遠(yuǎn)程家庭安防業(yè)務(wù)需求，家庭安防業(yè)務(wù)子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：防盜報(bào)警功能、防災(zāi)報(bào)警功能、求助報(bào)警功能、遠(yuǎn)程控制功能、短信收發(fā)功能。1）防盜報(bào)警功能：可安裝各種紅外傳感器、門磁開(kāi)關(guān)傳感器，并接入智能家居控制器，根據(jù)用戶的需要進(jìn)行布防和撤防，當(dāng)紅外/運(yùn)動(dòng)傳感器感知到家中有人行動(dòng)時(shí)，便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并通過(guò)蜂鳴器和語(yǔ)音給予警告。2）防災(zāi)報(bào)警功能：可安裝煙霧、瓦斯和水浸傳感器，監(jiān)控住宅內(nèi)可能發(fā)生的火災(zāi)、燃?xì)庑孤┖鸵缢┧?，并在異常情況時(shí)關(guān)閉氣閥、水閥，將危險(xiǎn)降到最低。3）求助報(bào)警功能：安裝報(bào)警按鈕，接入到智能家居控制器。

55、使得用戶在遇到緊急情況時(shí)通過(guò)報(bào)警按鈕快速與警方和物業(yè)取得聯(lián)系，及時(shí)獲得救助。4）遠(yuǎn)程控制功能：通過(guò)手機(jī)可在任何地點(diǎn)通過(guò)遠(yuǎn)距離通知對(duì)家庭電器開(kāi)關(guān)及安防系統(tǒng)進(jìn)行控制。還可以通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查看家庭環(huán)境。5）短信收發(fā)功能：安防系統(tǒng)可以收發(fā)短消息，手機(jī)接家庭安防控制器發(fā)送的狀態(tài)信息，并可向其發(fā)送各種控制指令。此外，結(jié)合服務(wù)融合技術(shù)，遠(yuǎn)程家庭安防業(yè)務(wù)可以設(shè)計(jì)各種組合聯(lián)動(dòng)控制業(yè)務(wù)，例如，遇盜警時(shí)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟家庭所有燈光；煤氣泄漏時(shí)，聯(lián)動(dòng)打開(kāi)排風(fēng)扇，并關(guān)閉燃?xì)夤艿揽傞l門；所有的聯(lián)動(dòng)控制均可以通過(guò)液晶控制面板操作啟動(dòng)，具體應(yīng)用場(chǎng)景如圖19所示。圖19 家庭安防業(yè)務(wù)結(jié)合以上功能需求，本項(xiàng)目將從傳感器部署

56、、服務(wù)功能開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行研發(fā)。1）家庭安防傳感器：初步計(jì)劃部署紅外測(cè)溫傳感器、門窗磁式傳感器、人體紅外熱釋電傳感器、煙霧報(bào)警傳感器、燃?xì)庑孤﹤鞲衅鞯葞追N模型。2）服務(wù)功能開(kāi)發(fā)：以家庭安防服務(wù)中心（服務(wù)器）為硬件載體，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)安防業(yè)務(wù)進(jìn)行控制，它將各個(gè)家庭安防設(shè)備的運(yùn)行狀況以及記錄的信息收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，通過(guò)顯示設(shè)備將各個(gè)傳感器收集的信息以直觀的形式顯示出來(lái)，并且可以根據(jù)用戶的需要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和操作。3）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計(jì)：通信是家庭安防設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵功能，實(shí)現(xiàn)了各部件所感知的大量信息無(wú)法進(jìn)行有效地交換和共享。根據(jù)不同的通信需求，傳感設(shè)備之間的連接將采用可視距離

57、無(wú)線通信技術(shù)（短距離無(wú)線通信技術(shù)，并設(shè)計(jì)適合的交互協(xié)議，在保證協(xié)議可擴(kuò)展情況下不同設(shè)備間的高效通信。對(duì)于遠(yuǎn)程接入使用服務(wù)的用戶，采用移動(dòng)通信3G/4G以及有線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶與家庭安防設(shè)備的無(wú)縫將連接，同時(shí)設(shè)計(jì)安防業(yè)務(wù)交互協(xié)議，保證用戶高效的使用家庭安防業(yè)務(wù)。（2）老人/兒童監(jiān)護(hù)應(yīng)用結(jié)合智能家居老人/兒童監(jiān)護(hù)業(yè)務(wù)需求，從健康保障服務(wù)、日常生活服務(wù)兩個(gè)方面對(duì)老人/兒童進(jìn)行全方位監(jiān)護(hù)。1）健康保障服務(wù)數(shù)字化居家健康保障堅(jiān)持“以人為本，關(guān)注民生”的核心理念，通過(guò)整合醫(yī)療衛(wèi)生行政管理機(jī)構(gòu)、醫(yī)療保障機(jī)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生與健康服務(wù)機(jī)構(gòu)和第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)，提供統(tǒng)一高效、資源整合、互聯(lián)互通、信息共享、使用便捷、實(shí)時(shí)監(jiān)管的信息平臺(tái)和全方位應(yīng)用系統(tǒng)解決方案，“從底到邊”實(shí)現(xiàn)健康檔案全人群覆蓋，衛(wèi)生信息全數(shù)據(jù)共享，醫(yī)藥衛(wèi)生全業(yè)務(wù)互通，社會(huì)保障全方位協(xié)同。初步設(shè)計(jì)健康保障體系如圖20所示。圖20 居家健康保障服務(wù)體系圖如圖所示，通過(guò)提供家庭益體機(jī)等終端設(shè)備，收集老人的如血壓、血糖、血氧、心電、骨密度、肺功能、信息等健康數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或3G/4G網(wǎng)絡(luò)等途徑傳輸并集中儲(chǔ)存到云平臺(tái)。通過(guò)社區(qū)、專業(yè)機(jī)構(gòu)收集老人的醫(yī)療病史建立健康檔案，完善老人的各項(xiàng)信息資料，同時(shí)縱向整合區(qū)域醫(yī)療中心和集成醫(yī)療機(jī)構(gòu)的服務(wù)資源，為老人健康提供居家體檢、夜間生理安全監(jiān)測(cè)、自助護(hù)理、遠(yuǎn)程診斷等健康服務(wù)，確保老人家有所醫(yī)。健康保障服