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Home.Net模型/架構(gòu)研究
摘要：通過分析信息家電、家用電腦、家居網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨向，提出Home.Net模型/架構(gòu)體系，并從硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)方面詳細(xì)地論述該模型/架構(gòu)體系。主要希望能夠在信息化時(shí)代，就如何構(gòu)造家居網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，更有效地管理家居信息電器，實(shí)現(xiàn)家居信息資源共享方面提出新的思路、新的觀點(diǎn)。關(guān)鍵詞：
一、問題提出
1.信息家電與嵌入式系統(tǒng)
技術(shù)是應(yīng)用科學(xué)之母。過去，人們的視野局限于PC、服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等；近來，在硬件設(shè)備功能日益增強(qiáng)、價(jià)格越來越便宜的情況下，人們開始注意到技術(shù)如何與家居生活更貼近的問題。1999年底，所謂的信息家電吸引了人們的目光，特別是那些國(guó)內(nèi)家電企業(yè)，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)成熟的家電市場(chǎng)沒有太大發(fā)展空間的情況下，找到了增強(qiáng)企業(yè)繼續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。信息家電的概念最早為國(guó)人所知是由微軟的“維納斯”計(jì)劃開始的�！熬S納斯信息家電”實(shí)際上是將家用電腦、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、娛樂教育三大應(yīng)用集中在一體。由于微軟擺脫不了電腦的概念，最后沒能成功。但微軟推出的嵌入式操作系統(tǒng)WinCE經(jīng)過幾年的改進(jìn)，已成為現(xiàn)在許多信息家電的軟件平臺(tái)。當(dāng)時(shí)，國(guó)人擔(dān)心微軟會(huì)統(tǒng)治國(guó)內(nèi)的嵌入式操作系統(tǒng)市場(chǎng)；但不久，中科院下的凱思公司適時(shí)推出了嵌入式操作系統(tǒng)“女媧”，獲得國(guó)人的喝彩。
從概念來看，信息家電IA（Information Appliance ）可準(zhǔn)確譯為信息電器，是計(jì)算機(jī)通信技術(shù)與傳統(tǒng)家用電器相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品；是為數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛深入家庭生活而設(shè)計(jì)的新型家用電器。信息家電應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)功能、數(shù)字化、信息化、智能化、低成本、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。但各個(gè)公司廠商對(duì)信息家電模型的理解各不相同，出現(xiàn)了不同概念的信息家電�？梢孕蜗蟮卣f，現(xiàn)在是信息家電的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。現(xiàn)在出現(xiàn)的有WebTV、IPTV、機(jī)頂盒、PDA、VOD、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)冰箱，還有網(wǎng)絡(luò)VCD、DVD等，大多是概念，市場(chǎng)還未成熟，也未被廣大消費(fèi)者接受，但PDA卻比較火爆。其實(shí)，信息電器的提法最好。因?yàn)樵谄髽I(yè)中也有信息產(chǎn)品，如1999年底SUN公司推出的一項(xiàng)具有重大革新意義的軟件技術(shù)“Hot Desk”，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)門戶的計(jì)算思想，其產(chǎn)品是SUN公司的SUN Ray I信息電器。它打破了以往的瘦客戶機(jī)架構(gòu)，成為真正的企業(yè)信息電器。該產(chǎn)品不運(yùn)行任何應(yīng)用程序或系統(tǒng)源代碼，不須配置或管理桌面，復(fù)雜的事務(wù)放置在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部（后臺(tái)）解決，使一種類似于電話設(shè)施的計(jì)算模型成為可能。SUN的信息電器雖然與微軟的“維納斯”計(jì)劃將近同時(shí)推出，但沒能給人們留下深刻的影響。所以，人們習(xí)慣用信息家電的概念統(tǒng)稱信息電器。據(jù)權(quán)威部門預(yù)測(cè)，未來10年后，信息家電的銷量將是PC的10倍。信息家電具有廣闊的市場(chǎng)，所以許多IT廠商和家電企業(yè)投入相當(dāng)多的人力與資金研究與開發(fā)信息家電。
由于快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，使得信息家電的市場(chǎng)比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)市場(chǎng)大得多；使嵌入式軟件將成為21世紀(jì)信息產(chǎn)業(yè)的支柱之一。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它主要由嵌入式處理器、相關(guān)支持硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件組成，是集軟、硬件于一體的可獨(dú)立工作的“器件”。嵌入式操作系統(tǒng)通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器Browser等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅應(yīng)用于信息電器的嵌入式操作系統(tǒng)就有40種左右，如Windows CE、Palm OS、Real-Time Linux、VxWorks、pSOS、OS-9等。Windows CE、Palm OS當(dāng)前應(yīng)用較廣；VxWorks、pSOS、OS-9是傳統(tǒng)的系統(tǒng)代表，但應(yīng)用并不廣泛，需要在網(wǎng)絡(luò)化等方面擴(kuò)展；Linux系統(tǒng)，是現(xiàn)在嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)，它具有開放源代碼，系統(tǒng)內(nèi)核小、效益高、內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整，裁減后的系統(tǒng)符合信息家電的開發(fā)。嵌入式微處理器主要有X86、PA-RISC、Power PC、ARM、Strong ARM、MIPS、68XXX等。嵌入式操作系統(tǒng)一般與嵌入式微處理器硬件平臺(tái)相配合。
2.家用電腦的發(fā)展趨向
回顧PC的發(fā)展歷程，家用電腦的歷史在某種意義上并不長(zhǎng)。聯(lián)想于1992年首倡家用電腦的概念；1997年推出功能電腦；1999年底又推出因特網(wǎng)電腦。到了2000年下半年，各種家用因特網(wǎng)電腦紛紛出現(xiàn)，包括體現(xiàn)“應(yīng)用網(wǎng)電腦”理念的方正電腦；詮釋“家庭服務(wù)器”設(shè)計(jì)理念的海信電腦；強(qiáng)調(diào)增值服務(wù)與整體應(yīng)用解決方案的TCL新概念電腦；體現(xiàn)“因特網(wǎng)生命”價(jià)值與“互聯(lián)的個(gè)性電腦”的聯(lián)想電腦等等。聯(lián)想是國(guó)內(nèi)典型代表，注重發(fā)展因特網(wǎng)電腦和個(gè)性化電腦；方正與海信重在家庭智能控制，使家用電腦以“家庭服務(wù)器”的身份出現(xiàn)，以無線與有線的方式與家庭內(nèi)各種家用電器、通信設(shè)備以及其他數(shù)字化產(chǎn)品連接，完成對(duì)它們的操控。與國(guó)內(nèi)大多數(shù)PC廠商不同，國(guó)外如IBM新推出的NetVista電腦，其含義是用戶通過IBM新的個(gè)人計(jì)算設(shè)備可對(duì)網(wǎng)絡(luò)（net）風(fēng)景（vista）一覽無余，倡導(dǎo)將家用電腦與商用電腦相結(jié)合的理念，提出網(wǎng)絡(luò)邊際的概念，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行細(xì)分。
從總體上來看，各主要家用電腦廠商在家用電腦的發(fā)展策略與設(shè)計(jì)思想上幾乎都體現(xiàn)了：網(wǎng)絡(luò)化、智能化、個(gè)性化。網(wǎng)絡(luò)化將不再是簡(jiǎn)單的一鍵上網(wǎng)和瀏覽，而是重在更全面的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用整體解決方案，包括無縫整合的深層次網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如寬帶接入、網(wǎng)絡(luò)安全等。智能化重在智能家居控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與近程智能控制家居中的各種信息家電。但計(jì)算機(jī)與各種信息家電之間的接口尚無通行的標(biāo)準(zhǔn)，這方面一旦有需求推動(dòng)就會(huì)有發(fā)展。個(gè)性化體現(xiàn)在現(xiàn)代社會(huì)對(duì)個(gè)性的需求，對(duì)不同的用戶提供不同的產(chǎn)品。未來，家用電腦會(huì)各種各樣，但發(fā)展趨向?qū)⑹蔷W(wǎng)絡(luò)化、智能化、個(gè)性化的綜合。須要提出一點(diǎn)的是，家用電腦在某種意義上也是信息家電。
3.家居網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與未來
家居網(wǎng)絡(luò)是指在集成協(xié)同環(huán)境中把計(jì)算機(jī)、音頻、視頻設(shè)備以及其他各種家用電器和自動(dòng)子系統(tǒng)，包括能量管理、保險(xiǎn)、加熱、通信、安全等連在一起，以實(shí)現(xiàn)家居資源的共享與管理，組成一個(gè)家電網(wǎng)絡(luò)。也就是把具有各種能力的產(chǎn)品混合在一起，確保不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)透明地?zé)o縫集成。
目前家居自動(dòng)化有幾種方式，如歐洲家居系統(tǒng)、歐洲設(shè)備總線等，提供的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，從而使家用電器組成網(wǎng)絡(luò)。近年來，有些采用標(biāo)準(zhǔn)總線，如IEEE1394和IP協(xié)議組建家居網(wǎng)絡(luò)，或基于ATM的家居網(wǎng)絡(luò)，目的在于提供方便可靠的訪問網(wǎng)絡(luò)的集成方式�；ヂ�(lián)網(wǎng)界也在研究擴(kuò)展IP協(xié)議，適合基于IP的家居網(wǎng)絡(luò)。目前最成功的是美國(guó)的ECHELON公司，提出采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)——LON Works，組建家居網(wǎng)絡(luò)，再通過網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)相連，使家電組成局部網(wǎng)，但要求家電控制器采用帶有專用協(xié)議的芯片。總的來看，家居網(wǎng)絡(luò)
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