基于無線傳感網(wǎng)的平安家居服務(wù)系統(tǒng)結(jié)題報(bào)告（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用聯(lián)合項(xiàng)目）

中國移動集團(tuán)重點(diǎn) /聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目結(jié)題匯報(bào)報(bào)告 2010年 1月 5日 中國移動通信集團(tuán)上海有限公司 項(xiàng)目名稱：基于無線傳感網(wǎng)的平案家居服務(wù)系統(tǒng) （物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用聯(lián)合項(xiàng)目） 項(xiàng)目編號： 2010_第 2頁 項(xiàng)目總體方案 2 項(xiàng)目計(jì)劃完成情況 3 技術(shù)解決方案 4 項(xiàng)目合作及分工 5 項(xiàng)目總結(jié) 6 項(xiàng)目背景與目標(biāo) 1 目錄 第 3頁 包括 獨(dú)居老人、嬰幼兒童 、無法自理 的病人 等特需人群，以及眾多 需要加以警戒、保護(hù)的場所 。 “特大火災(zāi) 膠州路一棟高層住宅整體性燒毀，至少造成 58人死亡， 40余人失蹤，百余人受傷。 2010年 2月 1日，浦東新區(qū)祝橋鎮(zhèn)祝西小區(qū)發(fā)生一起蒙面上門搶劫并劫持女嬰事件。 項(xiàng)目背景 平安家居意義何在？ 預(yù)防意外隱患 保護(hù)特需 群體 警戒犯罪侵害 現(xiàn)狀及問題： 當(dāng)前有線型產(chǎn)品存在布線難度大，工程造價昂貴等問題，難以進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。 目前的無線傳感視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)上還不成熟，也沒有形成完整的系統(tǒng)解決方案 。 第 4頁 項(xiàng)目目標(biāo) 需求分析、方案設(shè)計(jì) 進(jìn)行平安家居服務(wù)系統(tǒng)需求分析。 結(jié)合家居環(huán)境特點(diǎn)、無線傳感網(wǎng)通信特點(diǎn)及用戶需求，進(jìn)行應(yīng)用于家居環(huán)境的傳感網(wǎng)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)，指導(dǎo)試點(diǎn)建設(shè)。 系統(tǒng)開發(fā)、測試驗(yàn)證 根據(jù)應(yīng)用環(huán)境，研究各種用于檢測的傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的所需接口、功能及性能，并進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品定制和開發(fā)。 研究用戶應(yīng)用需求，進(jìn)行業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)。 在試點(diǎn)應(yīng)用環(huán)境下對系統(tǒng)進(jìn)行測試和優(yōu)化。 業(yè)務(wù)研究、試點(diǎn)建設(shè) 進(jìn)行視頻報(bào)警、視頻查詢、遠(yuǎn)程設(shè)備控制與設(shè)置等業(yè)務(wù)解決方案研究。 在試點(diǎn)應(yīng)用環(huán)境下對相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行測試、驗(yàn)證。 最終實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、 安家居服務(wù)的結(jié)合，建設(shè)從傳感器網(wǎng)絡(luò)、 第 5頁 項(xiàng)目計(jì)劃完成情況 項(xiàng)目按計(jì)劃如期按時完成。 分別在項(xiàng)目要求時間節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成了技術(shù)方案、技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品開發(fā)、演示系統(tǒng)搭建及測試。 申請了相關(guān)專利并發(fā)表相關(guān)論文。 項(xiàng)目執(zhí)行情況： 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 課題準(zhǔn)備、預(yù)研階段 項(xiàng)目報(bào)告撰寫、結(jié)題 技術(shù)方案編制、系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)備開發(fā)、測試系統(tǒng)搭建 系統(tǒng)測試 2010年 4月 1日 月 30日 2010年 5月 1日 月 15日 2010年 6月 16日 0月 15日 2010年 10月 16日 1月 15日 2010年 11月 16日 2月 31日 第 6頁 技術(shù)解決方案 方案比較及優(yōu)勢 現(xiàn)階段平安家居的方案大都是采用單一以短信形式向用戶報(bào)警的方式。本方案將利用 3且用戶不止可以被動地得到報(bào)警，更可以通過該系統(tǒng)主動控制一些傳感，增加可操作性。 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn) 1）平安家居服務(wù)系統(tǒng)的傳感網(wǎng)組網(wǎng)方案； 2）平安家居無線傳感檢測節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與開發(fā)方案； 3）事件報(bào)警及用戶主動發(fā)起查詢、控制等業(yè)務(wù)總體解決方案 ； 項(xiàng)目難點(diǎn) 1）目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)尚未完成國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化，各廠商在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上存在差異。 2）結(jié)合無線傳網(wǎng)的移動業(yè)務(wù)應(yīng)用研究還處于起步階段，其功能、性能、業(yè)務(wù)模式需要進(jìn)行基礎(chǔ)研究、驗(yàn)證。 第 7頁 平安家居服務(wù)系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 網(wǎng) 關(guān)平 安 家 居信 息 服 務(wù) 平 臺匯 聚節(jié) 點(diǎn)M 2 M 通信 模 組前 端 傳 感 測 控 和視 頻 系 統(tǒng)監(jiān) 控 攝 像 頭用 戶 終 端M 2 M 管 理 平 臺紅 外 傳 感 器M 2 M 業(yè) 務(wù)管 理 與 應(yīng) 用業(yè) 務(wù) 數(shù) 據(jù) 流處 理 器視 頻 業(yè) 務(wù) 流I N T E R N E 度 傳 感 器煙 霧 傳 感 器浸 水 傳 感 器路 由 節(jié) 點(diǎn)移 動 通 信 網(wǎng) 絡(luò)第 8頁 平安家居服務(wù)系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 主要完成傳感信息采集、信息匯聚、設(shè)備控制等功能和視頻信息采集、攝像頭設(shè)備控制、本地視頻存儲等功能。 前端傳感測控和視頻系統(tǒng) 完成對前端傳感測控和視頻系統(tǒng)的管理和控制、信息的處理與傳輸、非移動通用協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、本地管理信息設(shè)置及現(xiàn)場設(shè)備故障管理。 平安家居服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān) 主要完成網(wǎng)關(guān)與平安家居信息服務(wù)平臺之間信息傳送、對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的控制和管理、對平安家居信息服務(wù)平臺的管理等功能，并完成對平安家居網(wǎng)關(guān)進(jìn)行認(rèn)證、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)等功能。 主要完成平安家居傳感信息處理、視頻監(jiān)控、綜合信息查詢、事件告警通知、設(shè)備故障告警通知、用戶遠(yuǎn)程控制、用戶設(shè)置遠(yuǎn)程管理和用戶權(quán)限認(rèn)證等多種相關(guān)功能。 平安家居服務(wù)平臺 第 9頁 前端傳感測控和視頻系統(tǒng) 各測控節(jié)點(diǎn)檢測家居環(huán)境中的各種信息，如溫度、煤氣等。 通過路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行家居信息匯聚，并把匯聚的信息發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。 家居視頻節(jié)點(diǎn)通過路由節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)通信，接收網(wǎng)關(guān)的控制信息。 家居視頻節(jié)點(diǎn)通過 3 前端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式 第 10頁 前端傳感測控和視頻系統(tǒng) 通信協(xié)議設(shè)計(jì) 無線測控系統(tǒng)的通信協(xié)議 應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層物理層傳感數(shù)據(jù)電氣信號調(diào)制物理層電氣信號解調(diào)應(yīng)用層傳感數(shù)據(jù) 485無線測控系統(tǒng)傳感器 無線通信模塊 路由節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層匯聚節(jié)點(diǎn)M 2 M 家居網(wǎng)關(guān)R F 2 . 4 G ( M E S H - Z i g b e e )W M M P 模塊應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層3 G T D I M 平臺M 2 M 平臺應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層物理層電氣信號調(diào)制物理層應(yīng)用層無線測控系統(tǒng)傳感器 無線通信模塊 路由節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層匯聚節(jié)點(diǎn)家居網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層平臺平臺第 11頁 前端傳感測控和視頻系統(tǒng) 通信協(xié)議設(shè)計(jì) 家居視頻系統(tǒng)的通信協(xié)議 應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層物理層電氣信號解調(diào)應(yīng)用層傳感數(shù)據(jù) 485家居視頻系統(tǒng)路由節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層匯聚節(jié)點(diǎn)居網(wǎng)關(guān) (M )W 模塊應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層3 G H 3 2 4 2頁 測試、驗(yàn)證 測控節(jié)點(diǎn)測試項(xiàng) 測試結(jié)果 發(fā)射功率 24.9 5 2) 接收靈敏度 高低溫、高濕度環(huán)境測試 可分別在 55 、 5%的濕度的環(huán)境下正常工作 抗振動性能 在 202000 76數(shù)據(jù)檢測時延 測試最大值 2s 抗干擾能力 可與 路由節(jié)點(diǎn)測試項(xiàng) 測試結(jié)果 發(fā)射功率 25.7 5 2) 接收靈敏度 高低溫、高濕度環(huán)境測試 可分別在 55 、 5%的濕度的環(huán)境下正常工作 抗振動性能 在 202000 76數(shù)據(jù)檢測時延 測試最大值 2s 抗干擾能力 可與 攝像頭測試項(xiàng) 測試結(jié)果 高低溫、高濕度環(huán)境測試 可分別在 55 、 95%的濕度的環(huán)境下正常工作 抗振動性能 在 202000 76操作控制 可通過 第 13頁 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng) R S/ R S/ M 卡單元S I M 卡單元家居無線模塊家居無線模塊接口單元接口單元存儲單元存儲單元模塊模塊狀態(tài)顯示單元狀態(tài)顯示單元電源單元電源單元卡單元卡單元家居無線模塊家居無線模塊接口單元接口單元存儲單元存儲單元網(wǎng)關(guān)完成對前端傳感測控和視頻系統(tǒng)的管理和控制、信息的處理與傳輸、非移動通用協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、本地管理信息設(shè)置及現(xiàn)場設(shè)備故障管理。 作為 網(wǎng)關(guān)的指揮調(diào)度中樞，各個相關(guān)單元對于總線內(nèi)存電源等的資源使用均有它來進(jìn)行分配。 電源 負(fù)責(zé)將 220定向各個單元供電。 家居無線模塊單元 負(fù)責(zé)家居環(huán)境里面的通信，一方面將來自前端傳感網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行解析和解碼，然后將信息打包封裝傳送到時，完成反向的信息解析工作。 負(fù)責(zé)通信傳送，通過無線網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)連接，可以使用的形式有 接口單元 支持 以和支持相同協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行對接。 第 14頁 匯聚節(jié)點(diǎn)性能測試 測試結(jié)果 發(fā)射功率 25.3 5 2) 接收靈敏度 無線傳輸特性 視距（ 信距離在 20時信號的接收功率均大于 2關(guān)）測試 測試結(jié)果 錄、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)等功能，并且能夠正確查詢 議狀態(tài)、參數(shù)狀態(tài)和獨(dú)立業(yè)務(wù)流連接狀態(tài) 網(wǎng)關(guān)與 關(guān)會顯示工作異常 測試、驗(yàn)證 第 15頁 平安家居服務(wù)平臺 平安家居服務(wù)平臺主要完成平安家居傳感信息處理、視頻監(jiān)控、綜合信息查詢、事件告警通知、設(shè)備故障告警通知、用戶遠(yuǎn)程控制、用戶設(shè)置遠(yuǎn)程管理和用戶權(quán)限認(rèn)證等多種相關(guān)功能。 數(shù) 據(jù) 庫平 安 家 居 信 息 服 務(wù) 平 臺應(yīng) 用 服 務(wù) 模 塊系 統(tǒng) 管 理 模 塊S M S 網(wǎng) 關(guān) 接 口M M S 網(wǎng) 關(guān) 接 口W E B 網(wǎng) 關(guān) 接 口W A P 網(wǎng) 關(guān) 接 口B O S S 接 口M 2 視 頻 服 務(wù)接 口家 居 傳 感 網(wǎng)業(yè) 務(wù) 模 塊應(yīng) 用 服 務(wù) 模 塊多 媒 體管 理 模 塊家 居 視 頻業(yè) 務(wù) 模 塊前 端 家 居 測 控信 息 查 詢 模 塊設(shè) 備 故 障 管 理模 塊信 息 發(fā) 布模 塊前 端 家 居 測 控設(shè) 備 控 制 模 塊應(yīng) 用 流 程 處 理 模 塊系 統(tǒng) 管 理 模 塊計(jì) 費(fèi) 信 息管 理 模 塊用 戶 業(yè) 務(wù) 簽 約信 息 管 理 模 塊權(quán) 限 管 理日 志 管 理統(tǒng) 計(jì) 分 析用 戶 基 本信 息 管 理家 居 關(guān) 系管 理 模 塊家 居 設(shè) 備管 理 模 塊數(shù)據(jù)庫模塊負(fù)責(zé)對家居環(huán)境中檢測信息、用戶信息、計(jì)費(fèi)信息、網(wǎng)關(guān)維護(hù)信息、攝像頭維護(hù)信息、前端傳感測控信息、家居關(guān)系信息等進(jìn)行管理，完成數(shù)據(jù)信息的存儲、查詢、管理等功能。 平安家居信息服務(wù)平臺通過各種接口模塊與其他系統(tǒng)互通，完成各種業(yè)務(wù)流程和信息交互。如圖 務(wù)平臺中的接口模塊包括 2頻服務(wù)接口等。 第 16頁 平安家居服務(wù)平臺 平安家居服務(wù)平臺主要提供統(tǒng)一業(yè)務(wù)接入號、自動接入認(rèn)證功能、密碼認(rèn)證、黑白名單、 線測控網(wǎng)信息采集、無線測控網(wǎng)控制、無線測控網(wǎng)故障管理、視頻 頻外呼告警、中心存儲功能、定時錄制功能、操控?cái)z像頭、錄制實(shí)時視頻、歷史視頻瀏覽、與移動流媒體平臺互通、管理員管理、登陸鑒權(quán)認(rèn)證、權(quán)限管理、日志管理、用戶管理功能、攝像頭管理功能、網(wǎng)關(guān)管理功能、前端測控節(jié)點(diǎn)管理功能、家居關(guān)系管理功能、業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)功能、計(jì)費(fèi)管理功能等。 第 17頁 平安家居服務(wù)平臺與其他網(wǎng)元交互工作的測試項(xiàng) 測試結(jié)果 和 平安家居服務(wù)平臺向 平安家居服務(wù)平臺向 向 向 向 向 關(guān)）向平安家居服務(wù)平臺發(fā)送注冊通知 關(guān)）向平安家居服務(wù)平臺發(fā)送登錄通知 關(guān)）向平安家居服務(wù)平臺發(fā)送退出通知 關(guān)）響應(yīng)平安家居服務(wù)平臺數(shù)據(jù) 關(guān)）向平安家居服務(wù)平臺發(fā)送應(yīng)用數(shù)據(jù) 關(guān)）故障通知 鏈路檢測消息測試 平安家居服務(wù)平臺自身操作功能的測試項(xiàng) 測試結(jié)果 系統(tǒng)管理 用戶管理 錄像管理 統(tǒng)計(jì)管理 日志管理 傳感器管理 簽約管理 測試、驗(yàn)證 第 18頁 基本業(yè)務(wù)功能 業(yè)務(wù)發(fā)起方 業(yè)務(wù)功能 功能詳細(xì)說明突發(fā)事件實(shí)時報(bào)警當(dāng)家居環(huán)境中有突發(fā)事件發(fā)生后，平安家居信息服務(wù)平臺將給用戶發(fā)送報(bào)警信息，該報(bào)警信息能夠以消息形式和建立視頻通話形式發(fā)送至用戶。用戶可根據(jù)自己的習(xí)慣選擇通知方式。設(shè)備故障實(shí)時報(bào)警當(dāng)無線傳感網(wǎng)、監(jiān)控?cái)z像頭或網(wǎng)關(guān)等設(shè)備出現(xiàn)故障后，M 2 由服務(wù)平臺提供信息查詢和向用戶發(fā)送故障報(bào)警信息的功能。用戶遠(yuǎn)程查詢用戶可通過視頻電話、短消息、W A P 、W E B 等多種方式查詢多種信息，其中包括監(jiān)控環(huán)境中的視頻圖像、無線傳感網(wǎng)實(shí)時檢測狀態(tài)、無線傳感網(wǎng)設(shè)備故障狀態(tài)、設(shè)備歷史記錄等信息。用戶遠(yuǎn)程控制用戶可通過視頻電話、短消息、W A P 、W E B 等多種方式控制多種設(shè)備，其中包括監(jiān)控?cái)z像頭的拍攝角度、無線傳感網(wǎng)控制的設(shè)備開關(guān)、網(wǎng)關(guān)設(shè)防開關(guān)等。用戶遠(yuǎn)程設(shè)置用戶可通過視頻電話、W E B 等多種方式進(jìn)行多種用戶信息設(shè)置，其中包括用戶簽約信息和用戶權(quán)限等信息的設(shè)置。系統(tǒng)通知用戶用戶主動使用系統(tǒng)業(yè)務(wù)第 19頁 平安家居服務(wù)系統(tǒng)功能的測試項(xiàng) 測試結(jié)果 家居實(shí)時視頻體驗(yàn)功能 家居實(shí)時視頻報(bào)警功能 家居視頻監(jiān)控的功能 家居實(shí)時數(shù)據(jù)查詢功能 家居節(jié)點(diǎn)實(shí)時工作狀態(tài)查詢功能 家居傳感節(jié)點(diǎn)控制功能 家居視頻錄像功能 家居歷史視頻查看功能 修改管理員密碼功能 平安家居網(wǎng)關(guān)設(shè)備故障報(bào)警及記錄功能 平安家居傳感節(jié)點(diǎn)故障報(bào)警及記錄功能 平安家居網(wǎng)關(guān)故障信息統(tǒng)計(jì)功能 平安家居傳感器節(jié)點(diǎn)故障信息統(tǒng)計(jì)功能 平安家居信息實(shí)時更新的功能 平安家居網(wǎng)關(guān)狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控功能 平安家居服務(wù)系統(tǒng)性能的測試項(xiàng) 測試結(jié)果 視頻電話接通率 100% 視頻電話呼入和呼出的時延 呼入 出 動終端界面切換時延 居環(huán)境實(shí)時視頻報(bào)警時延 安家居網(wǎng)關(guān)設(shè)備故障報(bào)警時延 安家居傳感器節(jié)點(diǎn)故障報(bào)警時延 試、驗(yàn)證 第 20頁 項(xiàng)目合作及分工 集團(tuán) 無錫乾煜 信息技術(shù) 有限公司 1）負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)； 2）負(fù)責(zé)平安家居傳感網(wǎng)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)； 3）負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)及服務(wù)平臺技術(shù)方案設(shè)計(jì)； 4）負(fù)責(zé)平安家居業(yè)務(wù)總體解決方案的設(shè)計(jì)； 5）主導(dǎo)進(jìn)行系統(tǒng)測試； 6）負(fù)責(zé)撰寫技術(shù)方案、測試用例、測試報(bào)告。 1）負(fù)責(zé)平安家居前端傳感測控與視頻系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的開發(fā)和定制； 2）負(fù)責(zé)平安家居服務(wù)平臺的開發(fā)； 3）負(fù)責(zé)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備集成調(diào)試和試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)； 4）負(fù)責(zé)進(jìn)行系統(tǒng)測試； 無錫乾煜信息技術(shù)有限公司 合作方 中國移動 上海公司 合作分工 按照項(xiàng)目計(jì)劃時間完成了各自工作。 完成情況 合作方按時非常好地完成了所分配的工作。 完成評價 第 21頁 項(xiàng)目總結(jié) 完成了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、開發(fā)，并搭建試驗(yàn)系統(tǒng)對系統(tǒng)功能、性能、業(yè)務(wù)進(jìn)行了測試驗(yàn)證。 提交了技術(shù)方案、測試用例、測試報(bào)告。 提出了專利 9項(xiàng)，