智慧照明标准体系框架研究报告（下）

 

智能家居研发和生产的企业众多，行业中不乏海尔、美的、松下、三星等知名品牌的参与。但由于市场认可度低，产品技术不成熟，产品质量不稳定，尤其是没有形成统一的技术框架和标准，各个品牌的设备自成一派，各种产品难以互联互通。且消费者的智能家居系统出现问题，需要更换配件时，只能选择之前使用的同一品牌的产品，不能更换其他厂家的产品，这给消费者带来诸多不便，从而使得智能家居产品和系统仅仅停留在体验阶段，无法实现产业化、规模化。本节将对智慧家居主要的几个子系统进行标准梳理。

 

6．1 照明子系统

 

用于家居智能照明的产品有很多，如LED球泡灯、双端LED灯、LED反射灯、筒灯、面板灯和吸顶灯等，由于适用标准略有不同，表3以自镇流LED灯为例，整理了智能家居照明子系统的相关标准。

 

 

6．2安防子系统

 

安防子系统包括门锁、摄像头和灾害监测（漏水、漏电、漏气）等，相关的标准有以下6个：

 

1）YD／T 1666－2007远程视频监控系统的安全技术要求；

 

2）YD／T 1806－2008基于IP的远程视频监控设备技术要求；

 

3）GA／T 645－2006视频安防监控系统变速球型摄像机；

 

4）GB 4715－2005点型感烟火灾探测器；

 

5）GB 4716－2005点型感温火灾探测器；

 

6）GB 4717－2005火灾报警控制器；

 

6．3 黑色家电子系统

 

黑色家电，大多指彩电、音响、照相机这类可以为人们提供娱乐生活的产品。黑色家电交互数据量大，需要高速的通信协议，一般采用WiFi。由于产品种类不同，适用标准略有不同，本小节以电视机为例，梳理了黑色家电的相关标准，见表4：

 

 

6．5传感器子系统

 

与4．5节一样，智能家居传感器主要有以下7个标准：

 

1）GB／T 7665－2005传感器通用术语；

 

2）GB／T 30269．2－2013信息技术传感器网络第2部分术语；

 

3）GB 10408．5－2000入侵探测器第五部分－室内用被动红外线探测器；

 

4）GB 10408．6－2009微波和被动红外复合入侵探测器；

 

5）GB／T 30269．701－2014信息技术传感器网络第701部分：传感器接口：信号接口；6）GB／T 15478

 

－2015压力传感器性能试验方法；

 

7）GB／T 15768－1995电容式湿敏元件与湿度传感器总规范。

 

6．6通信子系统

 

智能家居通信，从通信接入方式上，也可以分为有线通信方式和无线通信方式。

 

有线通信主要方式为：PLC，DALI，DMX512，KNX／EIB，BACNeT，RS－485和Ethernet。

 

无线通信主要方式为：ZigBee，WiFi，Bluetooth，thread，Enocean、Z－Wave和NB－IoT。

 

本节主要对以下常用的13个通信协议的标准（或者称之为通信规范）和3个自定义的通信协议进行梳理：

 

1）PLC（电力线载波）：GB／Z 20177．1－2006控制网络LONWORKS技术规范第1部分：协议规范；GB／Z 20177．2－2006控制网络LONWORKS技术规范第2部分：电力线信道规范；GB／Z 20177．3－2006 控制网络LONWORKS技术规范第3部分：自由拓扑双绞线信道规范；GB／Z 20177．4－2006控制网络LONWORKS技术规范第4部分：基于隧道技术在IP信道上传输控制网络协议的规范；

 

2）DALI（数字可寻址照明接口）：

 

3）DALI 1：GB／T 30104系列（共12个），等同采用IEC62386 1．0版本；DALI 2：IEC 62386 2．0版本，目前已发布IEC 62386－101，102，103，201，207，208，209，216，217，218，222，224，301，302，303，304，332，333等18个标准，相应的国标正在制修订中。DMX512（美国舞台灯光协会发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准）：WH／T 32－2008DMX 512－A灯光控制数据传输协议；

 

4）KNX：GB／T 20965－2013控制网络HBES技术规范住宅和楼宇控制系统；

 

5）BACNet（楼宇自动控制网络数据通信协议）：GB／T 28847．1－2012建筑自动化和控制系统第1部分：概述；GB／T 28847．2－2012建筑自动化和控制系统第2部分：硬件；GB／T 28847．3－2012建筑自动化和控制系统第3部分功能；

 

6）RS－485：TIA／EIA－485－A，485 总线标准；

 

7）Ethernet：IEEE 802．3，IEEE 802．11以太网系列标准，无线局域网系列标准；

 

8）ZigBee：IEEE 802．15．4通信协议，GB／T 15629．15－2010信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN）媒体访问控制和物理层规范（修改采用IEEE 802．15．4：2006）；

 

9）WiFi：IEEE 802．11a／b／g／n通信协议；无应用层协议；Allseen联盟成立智能照明工作组，正在定义应用层协议；

 

10）Bluetooth：IEEE 802．15．1：物理层和MAC层规范；无应用层协议。

 

11）thread：IEEE 802．15．4：物理层和MAC层规范；采用IETF定义的6lowpan适配协议；没有定义应用层协议，应用层协议可以采用其他标准组织定义的协议比如Zigbee，Alljoyn，IPSO等；

 

12）Enocean：唯一使用能量采集技术的无线通信标准；规范了协议栈中最底3层：物理层、数据链路层和网络层的通讯协议；ISO／IEC14543－3－10：2012Information technology－Home electronic system （HEs）architecture－Part 3－10：Wireless short－packet（WsP） protocol optimised for energy harvesting－Architecture and lower layer protocols；ISO／IEC 14543－3－11：2016 Information technology－Home electronic system （HEs）architecture－Part 3－11：Frequency modulated wireless short－packet （FMWsP） protocol optimized for energy harvesting － Architecture and lower layer protocols；

 

13）Z－Wave：工作频段为908．42 MHZ（美国），868．42MHZ（欧洲），数据传输速率为9．6 kbps；始终专注于家庭应用，协议结构相对简单；相对封闭；

 

3个自定义通信协议：

 

1）国家能源局发布的DL／T 1398．41－2014智能家居系统第4－1部分：通信协议－服务中心主站与家庭能源网关通信；

 

2）国家能源局发布的DL／T 1398．42－2014智能家居系统第4－2部分：通信协议－家庭能源网关下行通信；

 

3）中国智能家居产业联盟发布的CSHIA－FCGW－01智能家居产品互联互通中间件技术标准。

 

6．7软件子系统

 

软件子系统大体可分为嵌入式软件和管理服务平台。关于嵌入式软件，相关标准主要有如下4个：

 

1）GB／T 28169－2011嵌入式软件C语言编码规范；

 

2）GB／T 28171－2011嵌入式软件可靠性测试方法；

 

3）GB／T 28172－2011嵌入式软件质量保证要求；

 

4）GB／T 30961－2014嵌入式软件质量度量；

 

关于网络安全，相关标准主要有如下11个：

 

1）GB 17859－1999计算机信息系统安全保护等级划分准则

 

2）GB／T 25068．1－2012信息技术安全技术IT网络安全第1部分：网络安全管理；

 

3）GB／T 25068．2－2012信息技术安全技术IT网络安全第2部分：网络安全体系结构；

 

4）GB／T 25068．3－2010信息技术安全技术IT网络安全第3部分：使用安全网关的网间通信安全保护；

 

5）GB／T 25068．4－2010信息技术安全技术IT网络安全第4部分：远程接入的安全保护；

 

6）GB／T 25068．5－2010信息技术安全技术IT网络安全第5部分：使用虚拟专用网的跨网通信安全保护；

 

7）GB／T 20270－2006信息安全技术网络基础安全技术要求；

 

8）GB／T 25069－2010信息安全技术术语；

 

9）GB／T 2887－2000电子计算机场地通用规范；

 

10）GB／T 29234－2012基于公用电信网的宽带客户网络安全技术要求；

 

11）SQL／LSA 004．4－2012 LED路灯智能照明技术规范第4部分：信息安全。