智能住宅中的信息家电.docx
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1、智能住宅中的信息家电信息家电指的是将微型电脑和通讯技术融入到传统的家用电器中,使之智能化并具有网络终端的功能。可以随时随地的获取与处理信息,信息家电的重要特征是可以通过互连网双向传递数字信息,因此它是网络上的家电,而不是PC的外设。IA具有一定的智能,并应支持某种统一的、标准的通常协议,能够互相识别。也有报告将信息家电定义为廉价易用且基于电脑技术的、上有少量简单互连功能的装置。它可分为Web家电、计算家电、通信家电、娱乐家电和其它类。信息家电将带来两方面的好处,一是使用者可通过手机或PC机上的Web浏览器对家电进行远程控制,二是家电制造商可通过Internet对售出的产品进行监控。1信息家电集
2、锦11可访问互联网的移动电话新型多频手机内带有符合WAP的微型浏览器。WAP是一种新的通信标准,通过使用它可使移动电话能够直接和Internet连接,把网页缩小到在移动电话的显示屏上进行显示,真正实现把互联网装进口袋里。另外,它可以通过Modem和红外线接口与电脑相互通信。此外还有带个人记事本功能、基于Java的双频手机,机内的数据可与PC同步。微软公司推出了一种采用Win CE操作系统的移动电话原型。这种手机带一个彩色显示屏,还有一个可移动光标的指点装置,可浏览任何用HTML语言编写的网页。它能以文字、电话、录制的语音文件或传真四种方式回复电子邮件。 12具有自学习与记忆功能的厨房家1999
3、年由英国推出的智能冰箱,通过条形码扫描仪来对储存和消耗食品进行登记,同时一个13的彩色显示屏可向主人显示食品的保质期,还会提醒主人储存的牛奶等食品是否已快吃完,能将需要重新购买的食品列成购物清单,以方便主人购买。还有在其门上嵌入触摸屏和计算机并连接到互联网的网络冰箱。网络微波炉可以从网上下载烹调信息自动烹调菜肴,还可在做饭过程中随时与朋友交流经验,记忆和改进烹调食谱。空调可以在主人回家前半小时自动启动。装有电脑标签的衣服在放入洗衣机清洗时,标签能够告诉洗衣机应当用那一档速度进行清洗。各种智能家电除可通过电话线与因特网相连,上网发送电子邮件,也能用来进行电子购物。网络家电可以方便地从网站下载新的
4、程序、菜谱和其它新的功能,或根据自己的爱好编制新的程序。厨房电脑正在逐步形成。13普及型电脑作为移动信息产品的掌上电脑(Palm size PC)或手持电脑(Handheld PCHPC),均是小巧型计算机产品,其特点是能够不受线缆的影响而能随时随地进行声音和数据通信。硬件方面最关键的技术在于RISC(精简指令集计算机)核心芯片,如日立公司的SH3或MIPS公司的R3000,目前多为32位,主频133MHz,软件方面则主要由操作系统和应用程序两部分组成。操作系统主要是微软公司的Windows CE和3Com公司的Palm OS。典型的掌上电脑除RISC处理器外,内置16MB SDRAM内存16
5、MB ROM(均可通过CF卡扩展),以及56kV90高速Modem卡,可以方便地接入Internet网络,可以播放电影中的MP3以及处理数字图像。该类电脑中还有个人上网接入设备WebPAD、瘦客户机、低端掌上电脑PDA等不同类型。14机顶盒机顶盒STB(Set Top Box)是一种简化的没有硬盘的计算机,利用用户的电视机作为显示设备,通过拨号连接互联网,进行网页浏览和电子邮件功能。同时配备有红外无线键盘和遥控器,形成交互式电视系统,向用户提供集互联网接入,交互式电视影像和声音、数字视频录像为一体的多媒体服务技术。因机顶盒使用EEPROM或FLASH这两种存储器来记忆数据,因此能实现电源关掉后
6、保存数据,而且可以反复擦写。机顶盒与PC在结构上没有很大的区别,二者都是以微处理机CPU为核心的应用系统。但机顶盒只需要完成上网、播放VCD、玩光碟游戏这些特定的功能。 机顶盒的数据及电视节目通常可通过电话线、有线电视电缆(CATV)、VCDDVD播放机、直播卫星DBS (Direct Broadcast Satellite)这4种通道来接收。 低价位型机顶盒可以奔腾266MHz处理器、声卡、56Kbps modem、USB接口、21GB硬盘配置构成,它没有显示器、软驱及光驱,可用于文字处理、上网、收发电子邮件,不带Windows。新一带电视顶置盒,则可是运行速度达175MHz MIPS的64
7、位处理器,联网速度为56kbps,支持最新的互联网技术标准。图1示出了STB的连接功能及其内部结构框图。同时,高档STB将会促使PC与TV相结合。 15交互式电视传统的电视观众只能被动地接收电视台播放的节目。之后的个性化电视,不仅能将观众感兴趣的电视节目送入电视机顶盘,而且还能根据客户的个人信息及条件发送特别的广告。交互式电视则在个性化电视的基础上又增加了交易功能,实现了电视购物(TCommerce),它能对不同客户推出不同的商品和广告,从而大大地方便了客户,使客户与商家的关系亲近了许多。发展交互式电视的目标是创建一对一的模式,实现与客户的动态对话,包括将信息传送给用户、交易和服务三个步骤。在
8、交互式电视方面,NDS公司的XTV技术能将大量的数码内存存储到机顶盒或数字电视中,使电视观众不受节目播放次序的限制,自由选择收看。 此外,宽带多媒体交互电视已由Marconi、Motorola、Oracle、SGI和ViaGate五家公司(以下简称MMOSV)联作合手开发成功。创造了一套完整的面向交互式电视(ITV)和数字视频流市场的端到端商务和技术解决方案,将先进的计算机硬软件融为一体,从而使用户方便地改变其电视界面和内容,并可从播放的列表中选择视频内容,或使用Web浏览器从Internet上查找信息、玩电子游戏等。151ITV的应用对象主要集中于家庭用户它由以下三部分组成(1)服务中心-包
9、括硬件平台(视频服务器)及视频服务软件,主要提供数据流。(2)网络传输系统-由ATM宽带网(主干网)和用户接入网(ADSL、VDSL、Cable等)两部分组成。(3)客户终端-机顶盒接入方式及PC接入方式。152MMOSV ITV解决方案及其特点(1)Marconi的ATM网络交换机将内容送入用户家里。它提供(可以传输声音、图像和数据)的宽带网访问交换机,其ForeThought Interlligent Infrastructure软件,可实现网络的预测性控制和管理。通过该软件作为一种解决方案可最大限度地利用分布宽带网。(2)用户终端采用Motorola Streamaster机顶盒,接收信
10、息流并将其送到用户的电视机上。在Streamaster上运行的一些特定应用程度,可以支持用户使用系统的个性化。Streamaster完全支持Web浏览器以及基于Web的应用程度,此外它还支持在线游戏,并且选装DVD影碟机和经过集成的硬盘驱动器。ITV配置的特点就是必须满足用户的需要。围绕交互式视频娱乐传输的各种服务是关键。(3)软件部分采用Oracle8i数据库和Oracle的视频服务器(OVS),将内容分配到网上。OVS具有一些与众不同的特点,包括具有可视化的快进和倒退、个性化的视频流、专有的实时RAID以及可以传输大量格式的能力。OVS还具有一种基于服务器的服务的功能,允许用户录制实况电视
11、,同时在进行实况视频传送时还可提供全VCR式控制键,以达到经济地管理和存储数据的目的,从而使ITV解决方案的配置能够吸引用户。(4)采用SGI origin硬件服务器平台来储存视频内容。并且有可扩展性,可做到无缝升级,最多可扩充到256个CPU,同时提供2000路并发视频流。由于此产品采用模块化设计,使扩容变得非常容易。只要添加网络接口模块,就可增加带宽;添加磁盘控制模块和磁盘,就可增加存储容量;软件服务器解决方案也同样容易扩展。无需进行重大修改。(5)ViaGate的Vajet A400调制解调器和Viaway A406住宅网关接收内容并将其送到用户的机顶盒。16带硬盘的电视机或家电 硬盘的
12、普及化将使每个家电都可成为家庭网络智能节点。特别是称为超媒体(Hypermedia)互动式电视的维纳斯电脑,是人类网络时代的信息家电,可作为来自PC、TV、DVD、Internet(宽带Cable、ADSL、DDN、LAN、PSTN)各种信息的综合平台,它无需键盘,以手写可使用电脑;可打IP电话或开可视会议;可作DVD播放器,也可移植上千种Windows游戏,可一遥控器上网,选择网站就象选择电视频道一样方便。在维纳斯(Venus)和Microsoft的TV平台策略中,Microsoft TV 和Microsoft TV 引人注目。Microsoft TV 采用WindowsCE操作系统,有TV
13、浏览器和广播服务功能,有路图(Roadmap)功能。Microsoft TV 的特点是家庭上网能力,有1394、HomePNA、PnP等方式,并可在家庭网络上分配视频,有宽带数据共享,兼容世界的各种数字电视(DTV)标准,如ATSC、DVB、ARIB等,有全部的IE浏览器功能。2信息家电平台体系信息家电平台的功能主要有(1)接收并播放数字视频节目; (2)支持多协议的Internet功能,具有良好的Web性能,使家中设备良好地实现Internet共享;(3)支持多家电网络协议的家庭网络控制中心功能,提供足够的宽带通信服务接口,同时还应当能够对家用电器实施各种有效的控制机制。(4)具有家庭信息服
14、务器的功能,为家庭事务管理提供必要的数据服务,最终完成家庭购物、办公、交互教学、视频点播等全方位应用。根据信息家电平台的功能,相应的结构框图分为控制子系统、数字处理子系统、接口子系统、用户扩展接口子系统。 IBM Redwood 数字信息家电平台的硬件结构是以ROMEO为处理器的单芯片方案。ROMEO芯片内有MPEG2传输流解复用器,DVB(Digital Vedio Broadcast)通用解扰器,MPEG2视频解码器,NTSCPAL编码器,PowerPC401D2RISC内核,用于DRAM、FLASH、SDRAM等的外部总线接口单元,以及GPIO(General Purpose I/O)、
15、16550串口、1824并口、IC卡、IRDA遥控器、Modem、时间控制器(Timer/PWM)、I2C接口等8种外设接口单元。3信息家电的硬件平台结构Internet技术的快速发展得力于PC机的硬件平台和软件操作系统高度标准化,因此人们用来上网的方式也大同小异。然而,对于各类家用电器或智能装置情况就不同了,它们的心脏是一颗被称之为微控制器的单片机芯片,世界上制造微控制器芯片的厂商众多又缺乏统一标准,从而使得这些微控制器的硬件结构和指令系统各不相同,造成各类家用电器或智能装置无法象PC机那样通过标准的硬件接口及接口软件直接接入Internet网络。必须采用其它的途径。31Webchip实现信
16、息家电的方法之一是在家用电器中内置一块Web接口芯片Webchip,将其作为智能装置连接到Internet网上的桥梁。Webchip是独立于各种微控制器MCU的专用网络芯片,通过标准的输入输出口,可与所有的微控制器相接。这样,微控制器可以通过Webchip接收并执行经由Internet远程传来的命令,或将一些数据交给Webchip发送出去,这样就将Internet技术延伸到了一个更广阔的应用领域。可以说,Internet使21世纪的地球披上了一层神经网络,Webchip则使这个网络中的神经末梢不再仅仅是清一色的PC机,而是增添了无数的智能终端。家用电器中的微控制器是微处理器CPU芯片并集成了若
17、干外围电路的单片机,它们的运算速度和系统资源根本无法运行复杂的Internet网络协议TCPIP。事实上,各类家用电器接入网络只需要传送简单的命令或数据,并不需要复杂的功能,但实现成本要低。Webchip既能满足这些功能又有最低的价格,因此是连接家用电器与Internet的理想桥梁。 家用电器采用Webchip接入Internet的网络结构如图2上半部分所示,Webchip通过标准的SPI串口与家用电器的单片机相连接,又通过一个称之为Gateway的网关与网络连通。这样,冰箱、空调、洗衣机、微波炉、电饭煲和电热器等各种家用电器只要在其中内置一块Webchip就能将它们连接到Internet网,
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