邵建+許興盛+萬軍志

【摘 要】為了研究“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的應(yīng)用如何滿足人們的智慧化需求，通過對“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實踐方案進(jìn)行分析，總結(jié)出“互聯(lián)網(wǎng)+”可提升城市生活的智慧化和數(shù)字化服務(wù)水平，相關(guān)方案可在全國推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字生活 智慧生活 智慧家庭 智慧城市

1 城市生活的智慧化需求

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，城市居民對生活服務(wù)不斷提出新的需求，主要包括如下幾個方面：

（1）安全需求：城市居民的安全需求主要包括對固定財產(chǎn)（如電動車等）和家庭成員的安全保障。近年來居民的電動車被盜案件頻發(fā)，嚴(yán)重影響了社會的和諧，同時國內(nèi)老人、兒童的安全問題已日益成為社會關(guān)注的焦點，需要采用相關(guān)技術(shù)提前預(yù)防走失。

（2）情感溝通：目前老年人口接近2億，大中城市的空巢老人占比高，老人與分開居住的子女之間有“面對面”情感交流的需求。另外在學(xué)齡兒童如上學(xué)、放學(xué)路上等非可信地點，家長與孩子之間存在親情溝通的需求。

（3）生活便利：隨著生活水平的提高，家用汽車的保有量逐年增多，城市交通擁堵已成為影響生活質(zhì)量的重要民生問題之一，在出行前私家車車主有提前了解道路擁堵情況的強烈需求，便于規(guī)劃最合適的路線以節(jié)約在途時間。出門在外，人們期望能隨時查看家里電器連接情況，隨時能遠(yuǎn)程操控家電，如提前打開空調(diào)、熱水器等，到家后即可享受到便捷化的生活服務(wù)。

“互聯(lián)網(wǎng)+”與城市生活服務(wù)的融合可以滿足如上的智慧化需求，本文通過對“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實踐方案進(jìn)行研究分析，希望為提升城市生活的數(shù)字化服務(wù)水平提供建議。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的體系架構(gòu)

目前4G、固定寬帶及WLAN網(wǎng)絡(luò)已很普及，其為智能化家居、安全保障、情感溝通、便捷出行等生活服務(wù)提供了通信基礎(chǔ)。如圖1所示，“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的體系架構(gòu)涵蓋了如上服務(wù)需求，通過互聯(lián)網(wǎng)終端（如安裝于電動車內(nèi)的防盜終端、可穿戴的老人/兒童手表、智能插座/門磁）采集并向數(shù)字化生活云服務(wù)平臺傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，云服務(wù)平臺通過標(biāo)準(zhǔn)化接口接入多樣化的互聯(lián)網(wǎng)終端，為用戶提供豐富的“互聯(lián)網(wǎng)+”

生活服務(wù)。

電視機作為每個家庭的常用電器，電視屏幕承載視頻通話服務(wù)可滿足所有家庭用戶的“面對面”的情感需求；智能可穿戴手表終端提供的位置服務(wù)功能，可有效保障家庭成員的安全，同時其語音通話功能可方便家庭成員之間的便捷溝通；電動車防盜產(chǎn)品提供的位置、軌跡等服務(wù)可保障電動車的安全；通過采集公交車（其內(nèi)安裝了衛(wèi)星定位終端）、私家車的當(dāng)前位置（車主手機連接的通信基站Cell ID）等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行清洗轉(zhuǎn)換和挖掘分析，可實現(xiàn)對大到一個城市、小到一個路段的擁堵時段的統(tǒng)計、分析及預(yù)測，為人們的出行提供參考。

3 數(shù)字化生活云服務(wù)平臺的系統(tǒng)架構(gòu)

智慧生活云服務(wù)平臺的硬件方面基于云計算服務(wù)器，為應(yīng)用服務(wù)提供CPU、存儲、內(nèi)存等硬件資源的實時動態(tài)分配。軟件方面基于能力化的部署，支持多類互聯(lián)網(wǎng)終端的并行接入和多種應(yīng)用服務(wù)的承載。如圖2所示，云服務(wù)平臺主要包括三層邏輯結(jié)構(gòu)：接入層、能力資源層和應(yīng)用服務(wù)層。在某省電信公司，已建設(shè)的云服務(wù)平臺上部署了如電動車防盜、智能可穿戴手表、智能家居、家庭視頻通話等多樣化的智慧生活服務(wù)。

（1）接入層

通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)通信接口，實現(xiàn)多類型的互聯(lián)網(wǎng)終端（如手表、互聯(lián)網(wǎng)電視機頂盒等等）的接入鑒權(quán)和管理，同時為家庭用戶提供手機APP或Web的接入，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能的瀏覽和操作。

（2）能力資源層

云服務(wù)平臺集成GPS/LBS融合定位、GIS地圖、數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)挖掘分析、視頻編解碼等標(biāo)準(zhǔn)化的能力，可為所有業(yè)務(wù)調(diào)用，業(yè)務(wù)應(yīng)用以業(yè)務(wù)插件的形式添加到服務(wù)平臺內(nèi)即可實現(xiàn)低成本、快速地上線，同時提供對互聯(lián)網(wǎng)終端、業(yè)務(wù)應(yīng)用的管理功能。

（3）應(yīng)用服務(wù)層

實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯功能，各應(yīng)用服務(wù)作為獨立的業(yè)務(wù)插件運行于平臺內(nèi)，與對應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)終端通信，與用戶的手機APP交互。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的典型應(yīng)用方案及關(guān)鍵技術(shù)

4.1 電動車防盜應(yīng)用

目前國內(nèi)家庭的電動車保有量已超過1.6億部，且年新增量有2000萬臺，電動車頻繁被盜已成為困擾人民群眾的社會民生問題。如圖3所示，通過在電動車內(nèi)安裝防盜終端，可實時采集電動車的地理位置，并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)字化生活云服務(wù)平臺，用戶可通過手機APP、Web頁面訪問云服務(wù)平臺以實時查看電動車當(dāng)前的地圖位置、歷史軌跡等信息。同時，當(dāng)電動車有異常震動時，防盜終端可通過內(nèi)置傳感器監(jiān)測到并立即向云服務(wù)平臺告警，觸發(fā)其向用戶發(fā)送告警通知短信。云服務(wù)平臺支持與公安局監(jiān)控平臺對接，若居民的電動車被盜，可協(xié)助公安部門高效便捷地破案。

基于電動車防盜服務(wù)，中國移動推出的“車衛(wèi)士”業(yè)務(wù)已在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，目前僅江蘇省已發(fā)展40多萬的用戶，以其在某地市的應(yīng)用情況為例，已協(xié)助當(dāng)?shù)鼐狡瓢敢话俣嗥?，有效地保障了居民財產(chǎn)的安全，當(dāng)?shù)仉妱幼孕熊嚤槐I案件明顯減少，社會效益巨大。

如圖4所示，在電動車內(nèi)安裝的防盜終端硬件主要集成了衛(wèi)星定位、移動網(wǎng)絡(luò)通信、傳感監(jiān)測等信息化技術(shù)，實現(xiàn)對電動車的位置監(jiān)控、電子圍欄、軌跡查詢、異常震動告警等功能服務(wù)，由此可見，電動車防盜服務(wù)是“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的典型應(yīng)用。

4.2 家庭成員的安全保障

如圖5所示，智能可穿戴手表終端可佩戴于兒童、老人的手上，其對接數(shù)字化生活云服務(wù)平臺，實現(xiàn)對佩戴人員的位置及蹤跡的查詢、異常情況監(jiān)測與告警、雙向?qū)崟r語音通話及語音對講等功能，有效地幫助家長實時了解家庭成員的位置安全信息，預(yù)防兒童、老人丟失，同時基于實時的通訊功能增強用戶與家人之間的親情溝通。

智能手表終端除了支持與用戶手機基于2G移動通信網(wǎng)絡(luò)的雙向?qū)崟r通話，還實現(xiàn)基于Internet與用戶手機APP的語音包對講、與微信軟件的語音對講等功能，VoIP（IP語音）包經(jīng)云服務(wù)平臺存儲轉(zhuǎn)發(fā)。云服務(wù)平臺可采集并智能分析出手表用戶的日常行為數(shù)據(jù)，如兒童上學(xué)及放學(xué)的日常路線、時間段、經(jīng)常活動的區(qū)域等信息，當(dāng)有可疑情況時（如監(jiān)測到非日?；顒勇肪€/區(qū)域）主動告警通知家長。

4.3 家庭視頻通話應(yīng)用

在家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)（如中國電信的IPTV）和4G移動網(wǎng)絡(luò)已普及的背景下，通過在互聯(lián)網(wǎng)電視機頂盒內(nèi)部署視頻通話APP，接入IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電視機與電視機、電視機與4G手機之間的可視通話業(yè)務(wù)，滿足家庭成員、親朋好友之間感情交流的需求。

如圖6所示，家庭環(huán)境下的網(wǎng)關(guān)設(shè)備為用戶提供了固定寬帶的撥號上網(wǎng)和WLAN信號的室內(nèi)覆蓋等功能服務(wù)，家庭室內(nèi)的所有終端（包括互聯(lián)網(wǎng)電視機頂盒）可通過WLAN網(wǎng)絡(luò)或有線連接網(wǎng)關(guān)設(shè)備并接入Internet?；ヂ?lián)網(wǎng)電視機頂盒的USB接口外接高清攝像頭（帶麥克風(fēng)），視頻通話客戶端可采集外接攝像頭的視頻圖像并編碼壓縮后經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至對端；機頂盒接收到對端的音視頻碼流后經(jīng)本地解碼再在電視屏幕上播放。

云服務(wù)平臺為家庭用戶提供視頻通話業(yè)務(wù)的自主開通與訂購、賬號的統(tǒng)一認(rèn)證、IMS網(wǎng)絡(luò)賬號的自動分配等功能服務(wù)，保障服務(wù)的可靠使用。

4.4 智能家居服務(wù)

在家庭環(huán)境下，通過部署安防監(jiān)控終端（如嵌入式攝像頭）、智能控制網(wǎng)關(guān)、傳感互聯(lián)終端等，可實現(xiàn)家庭場所的視頻監(jiān)控、家電的智能化控制（如插座的通電和斷電、門磁窗磁的開啟與關(guān)閉等）功能服務(wù)，用戶即使不在家里也可遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭客廳、遠(yuǎn)程控制家用電器。如圖7所示的控制網(wǎng)關(guān)，通過Zigbee（一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)）、WLAN等近距離通信技術(shù)，實現(xiàn)對傳感終端的自組網(wǎng)與控制服務(wù)。

各種場景下的互聯(lián)網(wǎng)終端通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化云服務(wù)平臺交互：視頻媒體流、家電智能控制命令等信息，用戶通過手機APP連接云服務(wù)平臺即可實時查看家庭場景內(nèi)的視頻內(nèi)容、控制家電的開與關(guān)等，實現(xiàn)便利的智慧家居服務(wù)。

4.5 智慧出行服務(wù)

目前國內(nèi)城市交通擁堵、公共交通用戶體驗差等問題較為突出，嚴(yán)重影響了城市居民的出行。如圖8所示，通過在公交車、貨車和出租車內(nèi)安裝定位終端，可采集其地理位置信息，并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至云服務(wù)平臺。私家車車主的手機連接2G/4G網(wǎng)絡(luò)，移動通信網(wǎng)絡(luò)中記錄了手機連接的通信基站（Cell ID）、信號強度等信息，并由信令服務(wù)器采集并傳輸至云服務(wù)平臺，其內(nèi)運行多基站定位算法，計算出私家車的當(dāng)前地理位置。

云服務(wù)平臺基于一個城市的交通道路建立大數(shù)據(jù)分析模型，以如50 m為單位，為每條道路的每個分段分配唯一標(biāo)識的標(biāo)簽ID，建立好城市道路的標(biāo)簽庫后，將采集的車輛位置坐標(biāo)映射到對應(yīng)的道路分段上，利用MapReduce框架（其中的Key為道路ID，Value為機動車）快速計算出每段道路上的車輛數(shù)目，從而準(zhǔn)確判斷和記錄每條道路的實時擁堵情況。基于之前的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶的駕駛行為可預(yù)測分析未來一段時間如半小時之后某條道路上的擁堵情況，并為用戶推薦擁堵系數(shù)最小的路線。

手機APP對接云服務(wù)平臺可獲取城市每條道路的實時路況、用戶的當(dāng)前位置、周邊的POI（興趣點）等數(shù)據(jù)，基于GIS地圖呈現(xiàn)城市道路的名稱、道路實時路況信息，如非常擁堵、一般擁堵、不擁堵的道路分別以不同顏色線條標(biāo)記。用戶選擇目的地后，云服務(wù)平臺基于大數(shù)據(jù)分析為用戶推薦最小擁堵概率的出行路線并下發(fā)至手機APP上，為用戶提供出行路線的預(yù)測和智能推薦服務(wù)。

5 結(jié)束語

本文通過對“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化生活”的體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實踐方案等進(jìn)行研究和分析，總結(jié)出“互聯(lián)網(wǎng)+”可提高人們生活的數(shù)字化水平，相關(guān)應(yīng)用方案可在全國范圍內(nèi)推廣。

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