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家庭网络技术是将家电制造技术和网络技术相结合的成果。世界家电巨头为了占领家电制造业的制高点,纷纷开展家庭信息化网络技术或信息家电平台技术的研究。韩国的三星、LG,日本的东芝、日立、三洋、松下,瑞典的伊莱克斯(ELECTROLUX)等家电制造公司纷纷推出整体的家庭网络解决方案。我国的主要家电和IT企业也陆续开始自行开发“数字家庭”系统,并公开展示。海尔、海信、联想、厦新、长城在这方面都很积极。
家庭网络的应用多种多样,远程控制、媒体信息共享、家庭安防、楼宇自动化等应用不胜枚举。这些应用不仅给人们带来了前所未有的感受,而且围绕家庭生活和家居环境从各个方面提升了人们的生活品质。相应地,组建家庭网络的技术方案多种多样,电力线载波、无线、有线电视线、网络线、ECHONET、LONWORK、网络技术等等。这些技术各有应用侧重、各有优缺点。
北京大学的家庭网络研究开始于2002年,主要采用IPv6技术组建家庭网络,力图在家庭网络中继承IP网络的普适性,同时应用IPv6的优越性。采用IPv6和家庭网络结合的方案具有以下几个优点:
1) IPv6技术可以同时支持家庭中的各类应用。无论是实时性要求高的视频传输,还是简单的控制命令;无论是从家庭中上网,还是从办公室查看家庭中的情况都可以在IP家庭网络中得以实现。
2) 家庭网络将网络推进到千家万户,是基于IPv6最广泛的应用,有利于推动IPv6技术的发展和下一代互联网的应用。
3) 人类创造的高新技术最终不再只是服务于战争与航天事业,而是可以更广泛的应用于改善和提高人类自身的生活质量。
4) 发展家庭网络将带来巨大市场,具体体现在:家庭网络是IT行业新的增长点、促进房地产业的进一步发展、推动新型服务业的发展等等方面。
5) 研究开发出具有自主知识产权的家庭网络有利于保护国有产业的发展,抵御外国企业的侵入。
然而,同其他家庭网络技术相比,IPv6家庭网络同样面临着挑战。北京大学计算中心家庭网络研究小组重点研究和解决以下问题:
1. 提出了全面的IPv6家庭网络体系,并实现了演示系统。
家庭网络体系的主体是IPv6技术。在它的下层,信息化家电通过有线Ethernet或无线网802.11接入到家庭网络。在它的上层,家庭网络中间件软件聚合各类信息家电,普遍支持各类家庭应用。演示系统已经实现的功能包括:基于Web浏览器IPv6信息家电远程控制、基于电话的IPv6信息家电远程控制、远程监视住宅、家居紧急情况主动报警、远程查询家庭电话留言、家庭内部通过单一的智能控制终端遥控在线家电。这里,远程是指家庭外部的任何地点,可以是办公室,也可以是在车里。
演示系统采用的主要技术有:IPv6技术、无线网技术、UPnP技术、Web技术、JAVA技术、网络安全技术、语音分析与识别技术、嵌入式系统技术、红外技术、音视频信号采集、编码和转发技术等等。
2. 采用嵌入式系统,并逐步过渡到芯片的技术方案降低家电信息化成本。
家电的生产成本是家电生产厂家比较关心的话题,直接影响到是否能够量产。采用嵌入式技术,并最终设计自己的家庭网络处理器芯片是我们正在研究的另一项课题。目前,构建于嵌入式系统之上的家庭网关已经基本实现。
3. 研究适合于家庭网络的IPv6可裁剪方案。
家庭网毕竟不同于企业网,它的应用类型更简单,应用特点也更加鲜明。而作为对网络应用普遍支持的IP协议存在着运行负担过大的缺点。如果让每台家电都支持现在这样的网络功能,势必大大增加家电信息化的成本。针对家庭网络的应用特点,裁剪IPv6基本功能是我们正在研究的一个课题。
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