1、网络家电概述

　　随着因特网日趋普及，家用电器也开始革新并被赋予信息功能。目前，人们熟知的电视、电话、电冰箱、收音机等“老”家电，在国外已被“改头换面”为“网络家电”，成为二十一世纪的新宠。

　　网络冲浪电视机能使用户边看电视节目，边在互联网上巡游，并可以把与电视节目有关的网址下载，还可通过E－mail传送视频、音频及静态图像，也可连接打印机，将所需网络的资料打印出来；网络可视电话与家用电脑的网络连接装有因特网软件声卡、麦克风扬声器和视像屏幕，不仅可以在网上面对面聊天，还能通过因特网拨号到美国、日本、法国、德国等世界各地直通长途电话，收费便宜；网络信息冰箱则以游戏机上网为先导，冷冻室门是38厘米液晶显示屏，可接收有线电视或网络服务的信息，并可通过主页传递家庭电子邮件或本地区各类信息；网络全球收音机通过通讯卫星接收全球1000多家广播电台的信号，调频清晰，音质尤佳，并可以进入因特网收听各种综合服务的数据信息.

2、推动网络家电发展的力量：

2.1互连网的发展：

　　互连网作为一种新的通讯和信息交流方式，在最近几年得到了广泛的应用，使得网络的覆盖广度和深度得到了空前的发展，已渗透到人们日常生活的各个方面，对工作、生活和学习的方式产生了积极的影响。

　　在这样一个网络无处不在的环境里，一方面，对新一代家用电器提出了新的要求。另一方面，为家电厂商的增值服务提供了所需的物理条件，并使之成为可能。

2.2电力系统改革的必然结果：

　　随着居民生活水平的提高，居民生活用电量已接近甚至超过工业用电。但是，居民生活用电和工业用电的周期性，导致在用电高峰期，需要的电量可能超过电网的最大供给，如果按照最大用电量来配置发电和输配电系统和设备，则必然在用电低谷时，造成多余的电量损失和设备闲置。因此，电力部门通过不同时段不同费用的方式，来达到“削峰平谷”平衡用电量的目的。这就需要家用电器能够根据当前的用电区段，有选择地执行某些功能，而推迟另一些功能的执行，对家用电器的智能化水平提出了更高的要求。

3、应用场景：

　　网络家电在应用现场的物理实施和逻辑应用场景如下图所示：

图表 1　物理应用场景

图表 2　网络家电的服务链

4、网络家电体系结构的选择：

4.1遵循的原则：

1.遵循开放的标准：这是不言而喻的，没有一个厂家能够开发生产整个行业所需要的所有软件和硬件产品。因此，只有遵循开放的标准，才能够专注于自己的业务领域，将产品作精作强，从而保证产品的市场竞争力和广泛的适应性。

2.选择专注于全行业的解决方案：放在一个更大的背景下，网络家电的应用牵涉到家电的开发生产厂商、软件提供商和服务提供商之间的有效协作。因此我们不仅要关注家用电器的网络化和智能化，同时，还应该更加关注整个服务链。所以该解决方案需要建立在一个统一的、并得到参与各方的广泛认可和支持的平台，只有这样才能保证网络家电的成功应用和发展。

3.作为网关技术，它必须是平台无关的。这样它才能够在各种计算、通讯、消费电子和家用电器上实现。

4.作为网关技术，当多个服务供应商和网络运营商在管理不同对象时，它必须具备先进的安全性能和一致性。

　　基于上述考虑，我们建议采用OSGi规范作为整体结构框架，采用LonWorks技术作为家电的控制网络技术。下面分别介绍这两种技术。

5、OSGi简介：

　　OSGi是Open Service Gateway Initiative的简称，该组织建立于1999年，是一个非赢利机构，旨在建立一个开放的服务规范，为通过网络向设备提供服务建立开放的标准。

　　共有成员80多名，包括电信服务商：Deutsche Telekom、France Telecom、Sprint Communications，电信设备供应商：Lucent、Motorola、Nokia、Nortel Networks、Ericsson、Alcatel，电脑设备厂商：HP、IBM、Sun Microsystems、Novell、Oracle，控制系统供应商：Invensys Controls、TAC AB、Schneider Electric，家电生产厂商：Panasonic、Philips、Samsung Electronics、 Sharp、Sony、Toshiba、Tridium, Whirlpool。
　　目前，OSGi已经成为向家庭、汽车、小型办公室和其他环境提供下一代互链网服务的领先的标准。OSGi服务平台规范为服务提供商、软件开发商、设备供应商、网关运营商提供了开发、实施和管理服务的一个统一平台。

5.1 OSGi规范：

　　OSGi规范1.0版本发布于2000年5月，它提供了一个服务框架的规范，该框架为电子方式可下载的服务提供了一个执行环境。下载的服务在该环境下执行，该环境提供了运行所需要的特性：

1.可靠性：没有高可靠性，大规模的应用将以失败而告终。

2.可移植性：吸引第三方厂商创建新颖的服务。

3.动态特性：允许根据用户和操作员的需要而进行配置。

4.安全性：保护服务供应商的服务，保证服务质量。

5.伸缩性：可以根据服务的需求配置不同的OSGi框架平台。

OSGi规范和其他标准之间的关系如下图所示：
图表 3 OSGi与其他标准的关系

    从上图可以看出，OSGi规范将各种宽带网络技术和局域网络控制标准结合在一起，从而将厂商从负责服务的开发、实施到运营的全部工作中解放出来，构筑一个开放的服务运行平台，使得用户能够各取所需，厂商能够各尽所能。

5.2 OSGi的软件层次结构：

　　OSGi规范所提供的运行环境包括一个Java运行环境和生命周期管理、数据存储一致性管理、版本管理和服务注册管理。

图表 4 OSGi的软件层次结构
图中的Bundle是该环境中唯一发布的基于Java的应用。它包含Java类和向最终用户提供功能的其他资源，以及向其他Bundle提供服务的部件，称为Service服务。
Service是实现了特定接口的Java对象。

　　OSGi框架的注册功能用于在Bundle之间交换Service服务，它提供了所需的安全性和受控性。通过这种注册机制，Bundle可以向其他Bundle提供服务，同时，也可以使用其他Bundle的服务。注册机制是有安全性保护的。
Java环境提供了所需要的平台无关性、可靠性、和安全特性。

6、LonWorks技术介绍：

　　LonWorks技术是由美国Echelon公司于1990年12月开发成功的全分布式智能控制网络技术，经过十多年的市场应用，目前该技术已得到广泛的应用和认可，全球共有1600万个LonWorks控制单元在运行。

6.1应用

　　在今天的智能楼宇、工业自动化、交通运输和家庭的网络化市场中，Echelon公司拥有数千家OEM和系统集成商，其中有不少是处于各自领域中领先地位的公司－如ABB、BOC Edwards、Bombardier(庞巴迪)、General Electric（通用电气）、Honeywell（霍尼韦尔）、Hyundai（韩国现代）、Invensys、Raytheon（雷神）和Yokogawa（日本横河）公司。

　　现在，LonWorks网络是日常电器和设备网络化的、既成事实的跨行业标准。许多行业已经吸收LonWorks网络作为其正式的行业标准，这标志着LonWorks网络能够在该行业普遍使用。以下是这些标准组织的名称：

1.AAR－美国铁路协会（American Association of Railroads）（领域：运货列车制动）
LonWorks被批准为货运机车电控气动刹车系统的数据传输标准。

2.ANSI－美国国家标准协会（American National Standards Institute）
LonWorks接收为ANSI/EIA 709.1-1999，另外，Echelon公司的电力线收发器PLT-22所使用的信号模式也被ANS批准成为控制网络电力线传输通道的标准--ANSI/EIA 709.2-A-2000

3.ASHRAE－美国暖通空调工程师协会（American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers）
LonWorks被批准为BACnet的标准之一。

4.IEEE－电子电气工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）（领域：轻轨系统）

5.IFSF－国际加油站标准论坛（International Forecourt Standards Forum）（领域：加油站）
LonWorks被批准为加油站前院控制和数据采集系统的数据传输标准。

6.SEMI－半导体设备与材料学会（Semiconductor Equipment and Materials Incorporated）（领域：半导体生产设备）

6.2 技术特点

　　LonWorks技术之所以得到如此广泛的应用，是基于其诸多优良特性：

1.开放性和互操作性
　　LonWorks节点中固化在Neuron芯片内部的LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务，支持多种通信媒质。LonTalk协议使各厂商的产品之间相互兼容，具有很好的互联性和互操作性，便于采用不同厂商的产品对系统进行扩容。协议安全可靠，提高了系统的安全性、准确性和可靠性。

2.分布式无主站控制
　　LonWorks网络采用无主站点对点的对等结构，每个节点都能完成控制和通讯功能，部分节点的故障不会造成系统瘫痪，提高了系统的稳定性，降低了维护难度。

3.系统结构灵活
　　LonWorks网络拓扑结构灵活多变，可根据建筑物的结构特点采用不同的网络连接方式，可以最大限度的降低布线系统的复杂性和工作量，提高系统可靠性。
4.面向对象的设计方法
　　LonWorks网络通信采用面向对象的设计方法，引进“网络变量”的概念，使网络通信的设计简化为参数设置，节省了大量的设计工作量，使开发周期大大缩短。

5.完善的开发系统和工具的支持。

6.3 LonWorks技术在家电控制方面的应用

　　LonWorks技术在家电的控制方面也得到了广泛的应用，下面列举出的是一些典型的应用案例：
　　1999年5月，意大利家电巨头Merloni宣布了采用LonWorks技术的Ariston Digital系列家电产品，包括电冰箱、洗碗机、洗衣机和其他电器，以及一个触摸屏的Home Smart Monitor来管理和监控所有电器。具有电源管理和自我诊断功能。
　　2000年8月，韩国LG与Echelon公司共同签署协议，共同开发基于LonWorks技术的家电产品。
　　2000年，chelon公司与意大利Enel电力集团签署价值15亿美圆的合同，将意大利2700万电力用户连接在以LonWorks技术为基础的网络上。并以该网络为平台，向用户提供增值服务。
　　2001年1月，在美国2001年消费电子展览上，韩国Samsung发布采用LonWorks电力线传输技术的家电产品。
2001年3月，在全球最大的家电展览上-Domotechnica 2001，台湾Sampo电器公司发布了基于LonWorks技术的智能厨房设备。使用了LonWorks技术平台，并使用Echlon公司的PLT-22电力线传输技术。设备包括：空调器、空气纯净器、除湿器、火灾探头和电冰箱。
　　2001年5月，法国的Ma M@isonnet项目选用LonWorks技术为家庭控制平台。Ma M@isonnet是一个能够与互连网能够进行交互的智能房屋，由法国Kaufman & Board与Cisco、法国电信共同建造。
　　2001年8月，采用LonWorks电力线传输和网络管理技术的Samsung智能家电首次批量安装在韩国的100户家庭中。

7、网络家电应用开发建议方案

　　综上所述，我们建议采用OSGi框架，在控制网络层面采用LonWorks技术的方式来实施网络家电的开发工作。

8、结束语

　　随着信息时代的来临，互联网的知识在普及，IP技术应用到各个领域，充分实现家电的网络化、智能化，相信网络家电的离我们已经不远了！

　　世界经济全球化要求社会分工越来越细，任何厂商都不能实现独立生产所需的一切产品。我们只有选择最适合自己的合作伙伴，才能推动着企业不断向前发展。我们以其先进的技术水平，卓越的研发能力，值得信赖的品质，愿意成为您最佳合作伙伴。

　　让我们携手，共创美好明天！


附录：LonWorks网络产品介绍
　　Echelon提供的产品主要分为下列几类：
1）开发工具：包括整套硬件和软件开发环境，用于研制开发LonWorks智能设备、控制节点和网络系统，其中有：
LonBuilder开发工具套件，用于网络开发、智能设备、控制节点和通信收发器开发
NodeBuilder开发工具套件，用于智能设备和控制节点开发
LNS网络服务软件开发包，用于网络服务和应用软件开发
2）网络连接产品：包括路由器、网络接口和网关产品、Internet 服务器
3）控制模块和收发器：包括各种双绞线、电力线控制模块和通信收发器
4）网络配置、安装调试、诊断工具，其中有：
LonMaker for Windows 用于网络组态、安装、调试
LNS DDE Server 用于应用程序和LonWorks网络连接数据交换
LonManager Protocol Analyzer 网络协议分析仪, 用于网络诊断分析
5）LonPoint系统：包括一系列智能控制模块和网络软件
6）培训与技术支持：为LonWorks网络开发和系统集成提供技术培训和支持
OEM产品
由Echelon的OEM公司采用LonWorks技术，采用Neuron神经元芯片、通信收发器和LonTalk协议开发的智能设备、通用或专用智能节点及收发器产品。目前已经有500多种OEM产品进入市场，为楼宇自控、工业控制、交通、公用事业及家庭自动化等应用领域的控制系统集成商和用户提供广泛的选择。
根据开发目标，选择所需的开发工具
　　　　　　　　　开发网络系统　　　开发节点、智能设备　　开发LNS应用软件　　　　　开发收发器
LonBuilder开发系统　　★　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　★
NodeBuilder开发系统　　☆　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆
LNS开发环境　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　☆
网络连接产品　　　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　☆
控制模块、收发器　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　★
网络安装调试工具　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　★
培训、技术支持　　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　★　　　　　　　　　　★
注：★必选；☆可选择；
3）根据资金和人员投入计划，选择配置开发环境
根据海信集团的实际情况，下面是我们推荐配置：
适合于2—3名开发人员使用的以开发双绞线通信媒体网络为主的开发环境。
如何选购LonWorks开发和应用产品
对开发和应用LonWorks技术有兴趣的用户单位可参照下列步骤，选择购买LonWorks产品。
1) 向Echelon授权代理商索取产品介绍资料，或直接与代理商约谈。
请联系：Echelon授权中国代理：
赛恩蒂网络技术有限责任公司
哈尔滨市道里区友谊路399号报业大厦22层 (150018)
电话：0451-4890998 传真：0451-4890997
Email: data-db@datasystem.com
联系人：孙赫雄、徐惠敏
北京联系方式：010-68686028-268 刘文柱
Email: lwz@datasystem.com
2) 与代理商销售技术主管讨论开发要求和开发系统配置，这里所列的配置方案是建议性的，用户完全可以根据自己的应用要求，灵活选择。
3) 需要进一步了解技术细节的用户，可选择参加技术讲座或技术培训班。
4) 向代理商销售主管询价。
5) 与代理商指定负责人洽谈有关合同条款。
6) 了解LonWorks产品的用户亦可直接向代理商下订单购买。