基于无线传感网的平安家居服务系统结题报告.doc

研发项目结题报告（上报集团版）项目名称及编号2010_lh_35 物联网技术及应用联合项目子课题：基于无线传感网的平安家居服务系统主要研究单位及负责人（联系方式）其他研究单位及负责人（联系方式）是否集团重点(是/否)是是否联合项目（是/否）是项目经费（万元）项目起止时间 2010 年 6 月 2010 年 12 月专业类别数据业务研究类别新产品开发关键词索引（35个）平安家居、无线传感网、物联网该项目在研究单位内部的评审结果优秀该项目在研究单位内部的评审意见： 上海公司：该项目通过开展基于无线传感网的平安家居服务系统产品及技术研究，开发出平安家居服务原型系统，包括烟雾传感器、可燃气体传感器、红外传感器、温湿度传感器等检测节点、网关、服务平台等。并在产品开发的基础上，结合中国移动现有m2m平台，提出了事件报警及用户主动发起查询、控制等业务总体解决方案，进一步扩展了中国移动物联网领域的技术优势，为集团公司各部门和各省公司在技术方案、解决方案等方面提供了有力的支持；项目研究过程严谨，成果突出，取得了1项国际专利和8项国内专利的申请，具有创新性和实用性，取得了预期的研究效果。评审组一致认为：项目研究内容全面详实，项目组对项目的文档、测试及进度掌控等方面进行了有效的管理， 项目完成了预期研究内容，达到预期目标，评审予以通过，评审结论为优秀。项目的简介： 基于无线传感网的平安家居信息服务系统研究项目是现有中国移动m2m研究的基础上，侧重在家居检测设备，包括烟雾传感器、可燃气体传感器、红外传感器、温湿度传感器等检测节点、网关、服务平台等的关键技术研究及产品开发，并形成事件报警及用户主动发起查询、控制等业务应用解决方案，解决当前家庭面临的窃贼入侵、燃气泄漏、火灾、水灾等安全问题，并及时将家居突发事件（如火灾）信息发送给用户，满足人民对家居安全的需求。项目通过一系列关键技术和原型产品的开发，进一步丰富和增强了中国移动在物联网领域的核心竞争力，同时能够通过应用实施拉动产业链上下游产业的发展。对现有企业标准规范的符合度： 平安家居服务系统遵循中国移动无线机器通信协议m2m平台与终端接口分册、中国移动m2m终端规范wmmp协议分册、中国移动无线机器通信协议m2m平台与应用系统接口分册规范要求。该项目的专利情况：1 告警信息传输方法、无线传感器节点设备、网关节点设备，专利申请号：201010570420.5。2 一种分组域视频终端的控制方法、系统及装置，专利申请号：201010570937.4。3 告警信息发送系统、方法及设备，专利申请号：201010569405.9。4 一种无线传感网建立通信的方法、系统及装置，专利申请号：201010278663.1。5 信息发送系统、方法、信息采集与设备控制系统及设备，专利申请号： 201010571162.2。6 资源提供方法、装置及系统，专利申请号： 201010570438.57 一种信息发送系统、方法及相关装置，专利申请号： 201010570425.8。8 一种下行控制信息发送方法、装置及系统，专利申请号：201010571135.5。9 methods, devices and system for determining location information，application no.pct/cn2010/000804.该项目研发存在的主要问题及今后的设想：基于无线传感网的平安家居服务系统是物联网技术与应用示范性项目，中国移动如果运营该业务，对于其标准化推动、维护技术及工程技术等方面还有许多需要突破的技术问题，还需要进一步研究。项目研究成果的主体内容（3000字以上，可附在表格后）：一、背景情况随着我国国民经济的发展、“小康社会”建设步伐的加快和人民生活水平的不断提高，市民住宅小区的数量和品质均得到很大的提升。由于城市人口膨胀、外来人口的增加及煤气和大量家用电器设备使用中的不安全因素，对小区居民的生命和财产造成了很大威胁。现阶段，居民的日常生活中主要的安全威胁包括以下几个方面。首先，随着社会贫富差距拉大，人口的流动性的不断增加，使得社会结构和社会治安都日趋复杂，社会犯罪率也持上升趋势，由此所导致的恶意侵害（如入室偷窃）所带来的威胁；其次，伴随着高科技产品的应用，相应地也带来了一系列不安全因素，如煤气管道、热水器的使用以及其他许多大容量的家用电器的使用，都明显地增加了发生火灾的可能性、触电的不安全性以及煤气中毒、爆炸的危险。另外，在社会和生活中的各方面，诸如无人值守而特别需要加以警戒、保护之类的许多场所，单独居住的老人、无人看护的病人、婴幼儿童，都促使人们对安全保障的要求越来越强烈。因此，人们越来越迫切的需要有效的措施，以满足日益增长的安全防范要求。为更有效地保证居民的生命和财产安全，可通过在住宅和住宅小区内引入平安家居系统进行安全防范管理。平安家居系统是家庭、住宅小区等环境防范外来侵害、安全事故的一种最重要的、最有效的手段，它将提高居民自身的安全感，成为社会治安的一个重要组成部分。二、技术实现方案1、平安家居服务系统的总体架构本项目提出的平安家居服务系统主要包括前端传感测控和视频系统、网关、m2m管理平台、平安家居信息服务平台四个部分，如下图所示。2、前端传感测控和视频系统前端传感测控和视频系统由两个部分构成，第一部分是无线测控系统，第二部分是家居视频系统。这两个系统结合起来，完成传感信息采集、信息汇聚、设备控制、视频信息采集、摄像头设备控制、本地视频存储等功能。前端传感测控和视频系统的结构如下图所示。无线测控系统包含测控节点和路由节点两大类节点。测控节点包括传感器、设备控制和通信三个模块。测控节点的传感器模块的种类主要有烟雾、门磁、煤气、水浸、红外、温湿度等，这些传感器的信息有模拟量（传感采集的数据为连续计量）和开关量（传感采集的数据只有0和1）两种类型。测控节点被放置在需要的场景，利用其传感器模块采集数据。测控节点的设备控制模块根据用户的命令完成如窗帘、煤气阀门开关等设备的控制。测控节点的通信模块为传感器模块和设备控制模块传输信息，既可上行传输传感器模块采集的数据，又可下行向设备控制模块传输用户通过平安家居信息服务平台和m2m平台发送的控制命令。路由节点主要负责连接测控节点和m2m家居网关之间的通信，完成网关向测控节点发送设备控制命令的传输和测控节点向网关发送感知信息的传输。家居视频系统包含家居视频节点和路由节点两大类节点。家居视频节点由视频摄像头、无线通信处理器、云台等组成。家居视频节点的视频摄像头完成家居视频监控信息的采集，无线通信处理器完成家居视频系统与移动3g网络间的通信，云台完成摄像头拍摄角度并可由m2m家居网关根据用户命令远程控制。路由节点主要负责连接家居视频节点和m2m家居网关之间的通信，完成网关向家居视频节点发送启动视频监控命令的传输。3、家居通信网关家居通信网关负责信息传输和设备的管理。家居通信网关具有双向通信传输的功能，负责将前端传感测控系统采集的传感信息通过移动网络传送到m2m管理平台以及平安家居信息服务平台，同时接受来自m2m管理平台以及平安家居信息服务平台的控制信息。家居通信网关可对前端传感测控和视频系统中的设备工作状态进行监控，完成设备管理和升级等功能。网关的原理框图如下图所示。其中，mcu中心处理单元是网关的指挥调度中枢，各个相关单元对于总线内存电源等的资源使用均有它来进行分配；m2m模组负责通信传送，通过无线网络和移动通信网络连接，可以使用的形式有gprs/edge/td等；家居无线模块单元负责家居环境里面的通信，一方面将来自前端传感网络的信息进行解析和解码，然后将信息打包封装传送到mcu，同时完成反向的信息解析工作；接口单元，支持rs485接口协议，可以和支持相同协议的设备进行对接；电源单元，负责将220v市电转换成各个单元需要的电源，稳定向各个单元供电。网关预置网络承载参数、wmmp协议参数、终端接入网关（http代理服务器）参数等。网关具有m2m通信模组，并能与m2m平台进行连接，实现网关的注册、登陆、上报业务数据、主动事件通告、参数管理、注销等功能。网关具有家居传感信息获取、家居传感信息主动上报、前端节点状态上报、前端节点状态获取、协议转换、网络管理功能、前端设备（各种传感器节点）管理控制等功能。4、m2m管理平台m2m管理平台是一个综合管理平台。主要完成对网关传送家居传感信息向平安家居信息服务平台的传送、对网关设备的控制和管理、对平安家居信息服务平台的管理等功能，并完成对用户进行认证、鉴权、计费等功能。5、平安家居信息服务平台平安家居信息服务平台是提供平安家居信息服务的综合管理平台。主要完成对家居环境信息采集系统采集数据的存储、管理，网关管理、用户签约信息管理、计费信息管理、接口功能、系统管理功能等，以及为用户提供家居环境事件报警、家居环境信息查询、家居设备控制等多种相关增值业务。服务平台功能模块可分为按照功能可分为应用服务模块、系统管理模块、数据库和各种接口模块等四个主要部分。其系统架构如下图所示。应用服务模块主要负责平安家居信息服务业务处理和视频服务业务处理，提供了系统最基本的业务功能。应用服务模块包括家居传感网业务模块、家居视频业务模块、多媒体管理模块、家居状态查询模块、设备故障管理模块、设备控制管理模块和信息发布模块。系统管理模块主要负责平安家居信息服务平台中需要的基础数据和管理信息的处理。系统管理模块包括用户基本信息管理模块、计费信息管理模块、用户签约信息管理模块、家居设备管理模块、家居关系管理模块、权限管理、日志管理和统计分析。数据库模块负责对家居环境中检测信息、用户信息、计费信息、网关维护信息、摄像头维护信息、前端传感测控信息、家居关系信息等进行管理，完成数据信息的存储、查询、管理等功能。系统提供了各种对外部系统的接口，平安家居信息服务平台通过各种接口模块与其他系统互通，完成各种业务流程和信息交互。服务平台中的接口模块包括sms网关接口、mms网关接口、web网关接口、wap网关接口、boss接口、m2m接口、视频服务接口等。6、系统提供的各种业务基于以上总体架构和各组成部分的技术方案，平安家居信息服务系统提供了一系列相关业务。系统提供的业务主要分为面向个人用户和管理用户两大类。面向个人用户的业务主要分为系统通知用户和用户主动使用系统业务两大类。其中，系统通知用户的业务包括当家居环境中有突发事件系统立即向用户发送报警信息，和家居环境中各种设备有故障出现时系统立即向用户发送报警信息；用户主动使用系统的业务包括用户可通过视频电话、短消息、wap、web等多种方式进行远程查询、设备控制和设置等业务的操作。面向管理用户的业务主要包括统一业务接入号、自动接入认证功能、密码认证、黑白名单、web自服务管理、无线测控网信息采集、无线测控网控制、无线测控网故障管理、视频ivr自服务管理、sms告警、视频外呼告警、中心存储功能、定时录制功能、操控摄像头、录制实时视频、历史视频浏览、与移动流媒体平台互通、管理员管理、登陆鉴权认证、权限管理、日志管理、用户管理功能、摄像头管理功能、网关管理功能、前端测控节点管理功能、家居关系管理功能、业务统计功能、计费管理功能等。“研发项目结题报告”的填写说明：1、“项目专业类别”指：核心网、无线、传输、ip、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、通信电源、数据业务、其他。2、“项目研究类别”指：超前研究、相关网络解决方案、新产品开发、现有业务优化、其他。3、“研究单位内部评审结果”指：优秀、通过。4、“文章主体”：根据不同研发项目的研究类别实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类项目主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况（可选） 技术发展趋势 引入策略分析 其他补充说明2）相关网络解决方案类项目主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况 其他补充说明3）新产品开发类项目主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资