基于無線傳感網的平安家居服務系統(tǒng)結題報告（物聯(lián)網技術與應用聯(lián)合項目）

1、研發(fā)項目結題報告（上報集團版）項目名稱及編號2010_lh_35 物聯(lián)網技術及應用聯(lián)合項目子課題：基于無線傳感網的平安家居服務系統(tǒng)主要研究單位及負責人（聯(lián)系方式）中國移動通信集團研究院肖青xiaoqing ） 中國移動通信集團上海有限公司李平liping3 ）其他研究單位及負責人（聯(lián)系方式）是否集團重點(是/否)是是否聯(lián)合項目（是/否）是項目經費（萬元）項目起止時間 2010 年 6 月 2010 年 12 月專業(yè)類別數(shù)據業(yè)務研究類別新產品開發(fā)關鍵詞索引（35個）平安家居、無線傳感網、物聯(lián)網該項目在研究單位內部的評審結果優(yōu)秀該項目在研究單位內

2、部的評審意見： 上海公司：該項目通過開展基于無線傳感網的平安家居服務系統(tǒng)產品及技術研究，開發(fā)出平安家居服務原型系統(tǒng)，包括煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器等檢測節(jié)點、網關、服務平臺等。并在產品開發(fā)的基礎上，結合中國移動現(xiàn)有m2m平臺，提出了事件報警及用戶主動發(fā)起查詢、控制等業(yè)務總體解決方案，進一步擴展了中國移動物聯(lián)網領域的技術優(yōu)勢，為集團公司各部門和各省公司在技術方案、解決方案等方面提供了有力的支持；項目研究過程嚴謹，成果突出，取得了1項國際專利和8項國內專利的申請，具有創(chuàng)新性和實用性，取得了預期的研究效果。評審組一致認為：項目研究內容全面詳實，項目組對項目的文檔、測試及進度

3、掌控等方面進行了有效的管理， 項目完成了預期研究內容，達到預期目標，評審予以通過，評審結論為優(yōu)秀。項目的簡介： 基于無線傳感網的平安家居信息服務系統(tǒng)研究項目是現(xiàn)有中國移動m2m研究的基礎上，側重在家居檢測設備，包括煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、紅外傳感器、溫濕度傳感器等檢測節(jié)點、網關、服務平臺等的關鍵技術研究及產品開發(fā)，并形成事件報警及用戶主動發(fā)起查詢、控制等業(yè)務應用解決方案，解決當前家庭面臨的竊賊入侵、燃氣泄漏、火災、水災等安全問題，并及時將家居突發(fā)事件（如火災）信息發(fā)送給用戶，滿足人民對家居安全的需求。項目通過一系列關鍵技術和原型產品的開發(fā)，進一步豐富和增強了中國移動在物聯(lián)網領域的核心競爭力

4、，同時能夠通過應用實施拉動產業(yè)鏈上下游產業(yè)的發(fā)展。對現(xiàn)有企業(yè)標準規(guī)范的符合度： 平安家居服務系統(tǒng)遵循中國移動無線機器通信協(xié)議m2m平臺與終端接口分冊、中國移動m2m終端規(guī)范wmmp協(xié)議分冊、中國移動無線機器通信協(xié)議m2m平臺與應用系統(tǒng)接口分冊規(guī)范要求。該項目的專利情況：1 告警信息傳輸方法、無線傳感器節(jié)點設備、網關節(jié)點設備，專利申請?zhí)枺?01010570420.5。2 一種分組域視頻終端的控制方法、系統(tǒng)及裝置，專利申請?zhí)枺?01010570937.4。3 告警信息發(fā)送系統(tǒng)、方法及設備，專利申請?zhí)枺?01010569405.9。4 一種無線傳感網建立通信的方法、系統(tǒng)及裝置，專利申請?zhí)枺?0101

5、0278663.1。5 信息發(fā)送系統(tǒng)、方法、信息采集與設備控制系統(tǒng)及設備，專利申請?zhí)枺?201010571162.2。6 資源提供方法、裝置及系統(tǒng)，專利申請?zhí)枺?201010570438.57 一種信息發(fā)送系統(tǒng)、方法及相關裝置，專利申請?zhí)枺?201010570425.8。8 一種下行控制信息發(fā)送方法、裝置及系統(tǒng)，專利申請?zhí)枺?01010571135.5。9 methods, devices and system for determining location information，application no.pct/cn2010/000804.該項目研發(fā)存在的主要問題及今后的設想：基于無

6、線傳感網的平安家居服務系統(tǒng)是物聯(lián)網技術與應用示范性項目，中國移動如果運營該業(yè)務，對于其標準化推動、維護技術及工程技術等方面還有許多需要突破的技術問題，還需要進一步研究。項目研究成果的主體內容（3000字以上，可附在表格后）：一、背景情況隨著我國國民經濟的發(fā)展、“小康社會”建設步伐的加快和人民生活水平的不斷提高，市民住宅小區(qū)的數(shù)量和品質均得到很大的提升。由于城市人口膨脹、外來人口的增加及煤氣和大量家用電器設備使用中的不安全因素，對小區(qū)居民的生命和財產造成了很大威脅。現(xiàn)階段，居民的日常生活中主要的安全威脅包括以下幾個方面。首先，隨著社會貧富差距拉大，人口的流動性的不斷增加，使得社會結構和社會治安都

7、日趨復雜，社會犯罪率也持上升趨勢，由此所導致的惡意侵害（如入室偷竊）所帶來的威脅；其次，伴隨著高科技產品的應用，相應地也帶來了一系列不安全因素，如煤氣管道、熱水器的使用以及其他許多大容量的家用電器的使用，都明顯地增加了發(fā)生火災的可能性、觸電的不安全性以及煤氣中毒、爆炸的危險。另外，在社會和生活中的各方面，諸如無人值守而特別需要加以警戒、保護之類的許多場所，單獨居住的老人、無人看護的病人、嬰幼兒童，都促使人們對安全保障的要求越來越強烈。因此，人們越來越迫切的需要有效的措施，以滿足日益增長的安全防范要求。為更有效地保證居民的生命和財產安全，可通過在住宅和住宅小區(qū)內引入平安家居系統(tǒng)進行安全防范管理。

8、平安家居系統(tǒng)是家庭、住宅小區(qū)等環(huán)境防范外來侵害、安全事故的一種最重要的、最有效的手段，它將提高居民自身的安全感，成為社會治安的一個重要組成部分。二、技術實現(xiàn)方案1、平安家居服務系統(tǒng)的總體架構本項目提出的平安家居服務系統(tǒng)主要包括前端傳感測控和視頻系統(tǒng)、網關、m2m管理平臺、平安家居信息服務平臺四個部分，如下圖所示。2、前端傳感測控和視頻系統(tǒng)前端傳感測控和視頻系統(tǒng)由兩個部分構成，第一部分是無線測控系統(tǒng)，第二部分是家居視頻系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)結合起來，完成傳感信息采集、信息匯聚、設備控制、視頻信息采集、攝像頭設備控制、本地視頻存儲等功能。前端傳感測控和視頻系統(tǒng)的結構如下圖所示。無線測控系統(tǒng)包含測控節(jié)點和

9、路由節(jié)點兩大類節(jié)點。測控節(jié)點包括傳感器、設備控制和通信三個模塊。測控節(jié)點的傳感器模塊的種類主要有煙霧、門磁、煤氣、水浸、紅外、溫濕度等，這些傳感器的信息有模擬量（傳感采集的數(shù)據為連續(xù)計量）和開關量（傳感采集的數(shù)據只有0和1）兩種類型。測控節(jié)點被放置在需要的場景，利用其傳感器模塊采集數(shù)據。測控節(jié)點的設備控制模塊根據用戶的命令完成如窗簾、煤氣閥門開關等設備的控制。測控節(jié)點的通信模塊為傳感器模塊和設備控制模塊傳輸信息，既可上行傳輸傳感器模塊采集的數(shù)據，又可下行向設備控制模塊傳輸用戶通過平安家居信息服務平臺和m2m平臺發(fā)送的控制命令。路由節(jié)點主要負責連接測控節(jié)點和m2m家居網關之間的通信，完成網關向測

10、控節(jié)點發(fā)送設備控制命令的傳輸和測控節(jié)點向網關發(fā)送感知信息的傳輸。家居視頻系統(tǒng)包含家居視頻節(jié)點和路由節(jié)點兩大類節(jié)點。家居視頻節(jié)點由視頻攝像頭、無線通信處理器、云臺等組成。家居視頻節(jié)點的視頻攝像頭完成家居視頻監(jiān)控信息的采集，無線通信處理器完成家居視頻系統(tǒng)與移動3g網絡間的通信，云臺完成攝像頭拍攝角度并可由m2m家居網關根據用戶命令遠程控制。路由節(jié)點主要負責連接家居視頻節(jié)點和m2m家居網關之間的通信，完成網關向家居視頻節(jié)點發(fā)送啟動視頻監(jiān)控命令的傳輸。3、家居通信網關家居通信網關負責信息傳輸和設備的管理。家居通信網關具有雙向通信傳輸?shù)墓δ?，負責將前端傳感測控系統(tǒng)采集的傳感信息通過移動網絡傳送到m2m管

11、理平臺以及平安家居信息服務平臺，同時接受來自m2m管理平臺以及平安家居信息服務平臺的控制信息。家居通信網關可對前端傳感測控和視頻系統(tǒng)中的設備工作狀態(tài)進行監(jiān)控，完成設備管理和升級等功能。網關的原理框圖如下圖所示。其中，mcu中心處理單元是網關的指揮調度中樞，各個相關單元對于總線內存電源等的資源使用均有它來進行分配；m2m模組負責通信傳送，通過無線網絡和移動通信網絡連接，可以使用的形式有gprs/edge/td等；家居無線模塊單元負責家居環(huán)境里面的通信，一方面將來自前端傳感網絡的信息進行解析和解碼，然后將信息打包封裝傳送到mcu，同時完成反向的信息解析工作；接口單元，支持rs485接口協(xié)議，可以和

12、支持相同協(xié)議的設備進行對接；電源單元，負責將220v市電轉換成各個單元需要的電源，穩(wěn)定向各個單元供電。網關預置網絡承載參數(shù)、wmmp協(xié)議參數(shù)、終端接入網關（http代理服務器）參數(shù)等。網關具有m2m通信模組，并能與m2m平臺進行連接，實現(xiàn)網關的注冊、登陸、上報業(yè)務數(shù)據、主動事件通告、參數(shù)管理、注銷等功能。網關具有家居傳感信息獲取、家居傳感信息主動上報、前端節(jié)點狀態(tài)上報、前端節(jié)點狀態(tài)獲取、協(xié)議轉換、網絡管理功能、前端設備（各種傳感器節(jié)點）管理控制等功能。4、m2m管理平臺m2m管理平臺是一個綜合管理平臺。主要完成對網關傳送家居傳感信息向平安家居信息服務平臺的傳送、對網關設備的控制和管理、對平安家

13、居信息服務平臺的管理等功能，并完成對用戶進行認證、鑒權、計費等功能。5、平安家居信息服務平臺平安家居信息服務平臺是提供平安家居信息服務的綜合管理平臺。主要完成對家居環(huán)境信息采集系統(tǒng)采集數(shù)據的存儲、管理，網關管理、用戶簽約信息管理、計費信息管理、接口功能、系統(tǒng)管理功能等，以及為用戶提供家居環(huán)境事件報警、家居環(huán)境信息查詢、家居設備控制等多種相關增值業(yè)務。服務平臺功能模塊可分為按照功能可分為應用服務模塊、系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據庫和各種接口模塊等四個主要部分。其系統(tǒng)架構如下圖所示。應用服務模塊主要負責平安家居信息服務業(yè)務處理和視頻服務業(yè)務處理，提供了系統(tǒng)最基本的業(yè)務功能。應用服務模塊包括家居傳感網業(yè)務模塊

14、、家居視頻業(yè)務模塊、多媒體管理模塊、家居狀態(tài)查詢模塊、設備故障管理模塊、設備控制管理模塊和信息發(fā)布模塊。系統(tǒng)管理模塊主要負責平安家居信息服務平臺中需要的基礎數(shù)據和管理信息的處理。系統(tǒng)管理模塊包括用戶基本信息管理模塊、計費信息管理模塊、用戶簽約信息管理模塊、家居設備管理模塊、家居關系管理模塊、權限管理、日志管理和統(tǒng)計分析。數(shù)據庫模塊負責對家居環(huán)境中檢測信息、用戶信息、計費信息、網關維護信息、攝像頭維護信息、前端傳感測控信息、家居關系信息等進行管理，完成數(shù)據信息的存儲、查詢、管理等功能。系統(tǒng)提供了各種對外部系統(tǒng)的接口，平安家居信息服務平臺通過各種接口模塊與其他系統(tǒng)互通，完成各種業(yè)務流程和信息交互。

15、服務平臺中的接口模塊包括sms網關接口、mms網關接口、web網關接口、wap網關接口、boss接口、m2m接口、視頻服務接口等。6、系統(tǒng)提供的各種業(yè)務基于以上總體架構和各組成部分的技術方案，平安家居信息服務系統(tǒng)提供了一系列相關業(yè)務。系統(tǒng)提供的業(yè)務主要分為面向個人用戶和管理用戶兩大類。面向個人用戶的業(yè)務主要分為系統(tǒng)通知用戶和用戶主動使用系統(tǒng)業(yè)務兩大類。其中，系統(tǒng)通知用戶的業(yè)務包括當家居環(huán)境中有突發(fā)事件系統(tǒng)立即向用戶發(fā)送報警信息，和家居環(huán)境中各種設備有故障出現(xiàn)時系統(tǒng)立即向用戶發(fā)送報警信息；用戶主動使用系統(tǒng)的業(yè)務包括用戶可通過視頻電話、短消息、wap、web等多種方式進行遠程查詢、設備控制和設置等

16、業(yè)務的操作。面向管理用戶的業(yè)務主要包括統(tǒng)一業(yè)務接入號、自動接入認證功能、密碼認證、黑白名單、web自服務管理、無線測控網信息采集、無線測控網控制、無線測控網故障管理、視頻ivr自服務管理、sms告警、視頻外呼告警、中心存儲功能、定時錄制功能、操控攝像頭、錄制實時視頻、歷史視頻瀏覽、與移動流媒體平臺互通、管理員管理、登陸鑒權認證、權限管理、日志管理、用戶管理功能、攝像頭管理功能、網關管理功能、前端測控節(jié)點管理功能、家居關系管理功能、業(yè)務統(tǒng)計功能、計費管理功能等?！把邪l(fā)項目結題報告”的填寫說明：1、“項目專業(yè)類別”指：核心網、無線、傳輸、ip、網管、業(yè)務支撐、管理信息系統(tǒng)、市場研究、通信電源、數(shù)據

17、業(yè)務、其他。2、“項目研究類別”指：超前研究、相關網絡解決方案、新產品開發(fā)、現(xiàn)有業(yè)務優(yōu)化、其他。3、“研究單位內部評審結果”指：優(yōu)秀、通過。4、“文章主體”：根據不同研發(fā)項目的研究類別實施不同的主體要求，具體如下：1）超前研究類項目主體包括： 背景情況 技術特點分析 標準化情況 其他運營商應用情況（可選） 技術發(fā)展趨勢 引入策略分析 其他補充說明2）相關網絡解決方案類項目主體包括： 背景情況 技術方案：概述、網絡解決方案（如果涉及到網絡方面的改造，信令改造，路由改造等，應有詳細的描述）、設備及系統(tǒng)改造/建設要求、碼號資源需求 效果（解決了哪些問題） 本省應用推廣情況 其他補充說明3）新產品開發(fā)類項目主體包括： 業(yè)務及功能簡介：業(yè)務概述、業(yè)務主要功能介紹 技術實現(xiàn)方案：包括業(yè)務實現(xiàn)組網結構圖、相關系統(tǒng)（平臺、終端）功能和要求、業(yè)務實現(xiàn)流程、碼號要求等 業(yè)務申請和開通：包括用戶范圍及業(yè)務使用范圍、業(yè)務申請與注銷等 業(yè)務商務