未来家庭信息化发展中闪联标准作用的研究与应用

闪联信息技术工程中心有限公司 北京 100089

引言

“家庭信息化”是指在信息技术背景下人们利用家庭拥有的信息资源或信息工具通过一定方式来实现家庭生活现代化的过程或状态[1]。信息化与家庭以及家庭成员的关系密不可分，是现代社会发展的必然过程[2]。但是，目前的信息家庭领域的技术和标准不统一，产品众多又无法互联互通，造成极大的市场混乱和资源浪费，在信息家庭领域的标准化工作越来越重要，因为统一的设备互联标准将可以有效地提升家庭互联的便易性并降低成本，也将是未来家庭信息化的必然发展方向。

2003年，由我国几大信息设备和家电厂商联合制定并推动发布的信息技术资源共享协同互联(Intelligent Group & Resource Sharing-IGRS，中文简称“闪联”)标准旨在实现信息设备之间的智能组网、资源共享和协同服务等功能，已经由ISO/IEC发布为完整的国际标准体系。目前，正在制定的闪联远程访问(IGRS-RA)系列标准将局域网设备关联扩展至广域网，可实现全网全设备智能互联，推动了家庭产品发展，使面向家庭产品的业务形态和使用范围更加广阔。

本文将对闪联标准在未来家庭信息化发展中的作用进行研究，并对闪联标准在家庭信息化领域的应用情况进行探讨。

1 家庭信息化发展的现状及需求分析

1.1 家庭信息化现状

近年来，三网融合业务迅猛发展。十二五期间围绕转变发展方式和推进信息化建设，智能电视和智能家庭产业，到2015年要实现相关视听产业销售产值比2010年翻番达到2万亿元、出口额1 000亿美元、工业增加值率25%的发展目标。其中，智能电视最大的特点就是用户使用的应用功能丰富以及电视、手机、电脑、掌上平板等设备之间的多屏互动。预计2015年，国内多屏互动业务的市场规模将达到40亿美元。家庭信息化伴随而来的白色家电的智能化应用与推广，构成家电产品智能化的三个组成部分为信息交换、信息获得和协调运行。智能家电主要突出产品的远程控制功能，用户可以通过PC及便携式数码终端对网络家电进行协同操作，使家电产品具备了信息交换能力。

1.2 家庭信息化需求分析

一般的家庭用户的信息化需求有以下两个特点。

1) 用户群普遍。家庭是社会中最普遍存在的群体，且很稳定，如果能够覆盖到每个家庭，也就覆盖到了这个家庭中的绝大部分个体，潜在用户群巨大。

2) 用户群需求多样。一方面,家庭需求能覆盖到多数主要通信需求，如通话、短信、咨询等；另一方面，家庭还有许多独特的需求，如成员间的沟通、对家庭财物的监控、管理等)，家庭市场无疑是一片蓝海[3]。

家庭用户对家庭产品主要有以下几类需求。①沟通类需求：(视频)通话、照片分享，亲情速递等；②资讯类需求:天气预报、家庭账单、打折信息、生活百科、社区信息等；③健康安全类需求：安防告警、视频监控、老人紧急呼叫、孩子定位、养生保健等；④娱乐类需求：家庭影院、家庭联机游戏等；⑤设备监控类需求：对家庭家电设备、家居设备进行本地和远程的状态获知和控制管理[4]。家庭用户产品与个人产品最主要的区别在于既要满足家庭成员中不同年龄段个体的定制化需求，又需要面向所有家庭成员，因此，典型便携式个人产品与家庭电子的跨界互联无疑成为了家庭信息化推广的关键壁垒。

2 闪联标准化情况及其应用现状

闪联标准工作组于2003年正式成立，工作的宗旨是提供家庭和办公室设备之间的智能互联、资源共享和协同服务的技术标准体系。

2.1 闪联标准技术体系

闪联标准是构建于网络和传输层之上的应用层标准，主要目的是在已建立的设备底层互联通道之上，定义应用层设备互联的基础会话流程和逻辑，从而为设备之间互联提供便捷的通路和智能化的资源宣告、协同应用服务。

IGRS标准基础架构由基础协议、智能应用框架和特色应用三部分组成。基础协议定义了设备间的资源发现和发布的机制，统一了设备间的配置管理和服务访问控制的机制，包括数据获取和分发机制。智能应用框架对各种应用模式定义了相应的客户、数据、服务及其相互交互规则，根据不同应用开发的需要依据特定的智能应用框架开发相应的客户、服务和数据对象，根据框架定义中的规则客户、服务和数据对象可进行动态组合而形成完整的应用。如图1所示[1]。

图1 IGRS层次结构

闪联远程访问(IGRS-RA)技术体系是基础闪联标准体系的扩展和延伸，它提出一些新的技术架构，解决了闪联设备互联范围从家庭局域网络向广域网络扩展的技术问题，并以标准化的原语对这一新技术架构进行了定义。IGRS RA的技术系统架构如图2所示。

图2 IGRS-RA系统组成架构

IGRS-RA在家庭内部，仍然兼容现有的IGRS协议体系，当IGRS-RA设备进入家庭网络时，完全使用现有的IGRS协议与家庭网络中的其它IGRS设备连接。当IGRS-RA用户/设备处于家庭或者办公场所以外的位置，无法直接接入家庭网络访问家庭网络中的IGRS设备时，可以通过网络接入IGRS-RA服务平台，借助平台中维护的用户/设备关联关系对家庭网络中的设备进行访问和互动。

2.2 闪联国际/国家/行业标准工作成果

闪联在ISO/IEC JTC1 SC25(信息设备互联分委会)中开展了长期的标准化工作，主要内容是制定ISO/IEC 14543-5 (信息设备资源共享协同服务)系列标准。至今为止，已经有7项国际标准正式发布，形成家庭设备互联的国际标准体系，并及时进行了闪联远程访问(IGRS RA)系列标准的国际标准化工作。2013年10月，IGRS RA 7项提案通过投票在ISO/IEC正式立项，成为闪联新的标准工作内容。目前，13项国家标准进入专家审查和报批阶段，2项电子行业标准正式发布，4项进入报批阶段，同时闪联联盟还发布了4项闪联联盟标准，获得了联盟成员的一致支持和采用。除此以外，闪联还积极参与了电子行业《数字电视交互应用接口》标准的制定，并且与国家电网合作制定了电力行业的《智能家居》系列标准，将闪联技术引入到智能家居和智能设备互联的电力行业标准中，为在电力系统中建设智慧家居和电力信息服务平台提供了标准化技术参考。

3 闪联标准在家庭信息化中的应用

近年来，闪联标准的应用领域在不断扩展，已在智能电视、智能白电、PC和移动终端设备上得到广泛的应用，是智能家居的重要技术组成，并延伸到智慧教育、智慧医疗、智能音频等新兴领域，逐步在智慧城市的整体技术框架中占据了一席之地。闪联标准能够在家庭信息化领域获得应用，得益于下面的技术特点。

3.1 闪联标准是跨平台的设备互联标准

闪联联盟及其核心企业开发了基于闪联标准的不同平台的协议栈，可以方便地选择最适合的操作系统平台进行安装。App厂商可根据需要选择安卓或IOS平台的应用协议栈，便捷开发基于闪联标准协议的应用供用户使用；闪联协议栈提供了Linux和安卓的基础协议，供电视机和白电厂商便捷集成到自己的产品上去；闪联还可以提供windows平台上的闪联协议栈，从而基本覆盖了所有的家庭终端和设备，可以实现家居设备的全面互联。

3.2 闪联标准可以实现对用户与设备的平台化管理

闪联远程访问标准的核心是通过闪联远程访问服务平台的构建，实现多种网络的融合与集成，将不同的服务网络通过一个集成服务平台联通，从而实现多种服务器用户与设备的综合平台化管理。这种平台管理的模式非常适合电信运营商的理念，有助于依托电信运营商的现有网络和存储计算资源，开拓更多的基于闪联用户和设备的运营管理服务。

3.3 闪联标准可以实现多种家庭信息化应用与服务的融合

闪联提供了开放的服务平台和设备接入接口和消息格式，允许和鼓励各个应用开发者和服务提供商通过自定义的消息格式来实现与闪联其他接入服务的联通与融合，从而实现不同的应用和服务的有机融合。这种机制可以极大地鼓励不同的第三方设备、应用和服务提供商接入闪联服务平台，提出更多的创新性的设备、应用和服务类型。

3.4 闪联是不断自我升级和革新的设备互联标准

闪联在不断地进行技术革新和升级。一方面，闪联一直鼓励不同的设备、应用和服务提供商提供新的应用接口，通过闪联专家的认可纳入闪联标准体系，从而实现对新的应用、设备和服务的支持；另一方面，闪联在远程访问协议的制定中，充分考虑了物联网、大数据、云计算等多种新兴领域的技术标准的发展情况，积极采纳和吸收新的技术内容，从而在保障闪联标准技术质量的同时引入可靠的新技术内容，引导和推动闪联标准在家庭信息设备交互产业的应用。

3.5 闪联标准发展的市场化应用推广

闪联作为中国最大的3C协同互联产业联盟，目前已经汇集了国内外的领军企业218家，闪联跨界互联产业解决方案，已经广泛应用于智慧社区、智能家居、智慧教育、智能用电、智慧医疗等多个领域。

基于闪联标准的“享屏”创新应用已经在联想、海信、TCL、康佳、京东方、清华同方等各厂商智能化战略的实施提供了关键技术支撑，产品累计贴标达100万台；智慧教学领域，闪联推出带有无线传屏功能的大屏幕智慧教育触控一体机产品，实现了各个多媒体教学设备之间互联互通，为教师们提供了更为聪明智慧的教学新体验； 闪联通用控制国家标准(GB/T 29265.201-2012)于2013年7月1日开始实施，已经成为白色家电厂商竞相追捧的新技术；闪联联合国内智能音频领域的领先企业，共同制定了《闪联智能音频互连协议》联盟标准，形成全新的智能音频产业集群，将在未来一段时间确立中国智能音频互联技术的相关标准、推动智能音频互联的技术创新与产品创新、实现智能音频互联产品在中国市场的普及和全球的推广；闪联还在国内推出了基于闪联标准的智能用电解决方案。用户只要将PLC适配器插到电源插头之上，即可利用电线充当网线进行传输，成为智能家居的重要网络解决方案。

4 闪联标准在家庭信息化中面临的问题和挑战

4.1 国内外类似技术标准的冲击和挑战

闪联标准是源于中国的国际技术标准，已经被ISO/IEC发布为国际标准。很多关于UPnP、闪联和DLNA关系分析的文章认为闪联和DLNA是竞争的关系，但从三者的宗旨和已发布的正式文件看来，闪联标准大部分相当于DLNA结构中UPnP所处的位置，主要是和UPnP存在竞争关系，和DLNA的竞争关系反而要弱一些。闪联标准在制定的时候参考了UPnP等国际设备互联技术协议，采用了与UPnP类似的设备/服务发现技术，但在设备描述模板、服务描述模板、服务调用机制等方面提出了自己的内容。闪联的另一个重要特点是定义了应用框架，从事便利于软硬件的开发和使用。

数字生活网络联盟(Digital Living Network Alliance，DLNA) 是由索尼、英特尔、微软等发起设备互联标准化组织，并不专门为家庭网络开发具体的通信技术和协议。DLNA目前的领域主要集中于设备互操作性的支持，而在家庭控制、家庭管理、服务质量、安全、版权保护、网络通信等很多家庭网络的领域都没有考虑。相对DLNA/UPnP，IGRS在安全方面增加了会话机制和管道机制，消息的交互经过了管道的加密处理，通过用户身份鉴别来保障服务调用的安全性。闪联和DLNA的应用领域并非完全重合，尤其是近年来闪联在通用控制、远程访问领域的技术发展，开辟了新的应用领域，扩展了原有的技术范畴，让我们看到了闪联发展的新局面。

4.2 安全性上的问题

随着闪联远程访问技术的成熟，用户远程通过信息终端对家庭设备进行访问、信息获取和管控成为基本的应用，安全性的问题凸显出来。闪联集成了现有的一些成熟的安全性机制，并可以由应用开发者和设备生产商提供附加的安全机制。现有的安全性方面包含：1)采用TLS作为传输层的安全机制，以保证数据传输中的安全性和完整性；2)使用用户和设备ID来对用户和设备进行管理，使用SASL协议来进行登陆的安全保证；3)定义消息可传输型机制来管理用户和设备间的消息传输，保证只有授权的用户或者设备可向其他的用户/设备传输信息；4)在不同的服务器之间进行数据传输的时候使用认证的机制保证服务器的安全性。

4.3 市场纷争带来的标准整合问题

目前，除了闪联、e家佳和DLNA以外，许多厂商为了设计和产品化的便利，使用私有协议完成家庭内的各种设备的互联互通，并通过私有的云服务平台实现远程对家居设备的访问，严重影响了不同品牌的家居设备之间的联通，从而影响了家庭信息化的发展进程。由于IGRS远程访问协议的消息内容无关性，应用开发者也可以将其他标准化组织所定义的应用层互联互通协议架构在IGRS远程访问的基础协议栈之上，实现对原有应用层互联互通协议的扩展。基于这一原则，闪联远程访问协议可以兼容市场上大多数的私有协议和UPnP等通用协议，从而解决了市场纷争中的标准整合问题。

5 总结及展望

家庭信息化将给家庭带来融合的、自由沟通的新生活模式，是三网融合发展的源动力，将推动和带动物联网等相关产业的快速发展，必将催生出新型的多媒体终端，同时为各大运营商带来前所未有的发展机遇。闪联也必将与时俱进、不断发展，在三网融合的国内标准领域给予有力的支撑。家庭信息化亦将成为我国IT企业的一个重大机遇，为产业发展和国民经济提供了新的增长点，是国家转变经济增长方式，扩大内需，加快经济社会转型的一个重要契机。

参考文献

[1]唐魁玉.家庭信息化与生活质量[J].武汉理工大学学报(社会科学版)2003,17(6):740-741

[2]杨隆平.试论现代家庭的信息化应用[N].科技创新导报,2009,(32):233

[3]黄跃升,李炜.面向家庭的社区信息化应用系统[J].计算机系统应用,2011,20(2):1-5

[4]ISO/IEC 14543-5-1信息设备资源共享协同服务[S].第一部分:基础协议