家用电器即插即用技术规范的研究

某个状态设备正常工作时，用缺省绑定的方法把信息广播到网络上，它并不关心那些设备收到了消息。其它设备中只要有一个对应的侦听对象就可以获得这个信息，这样就可以省略数据链路层的绑定过程。由于收发设备之间没有明确的地址联系，因而称为“松耦合”（ｌｏｏｓｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）。松耦合采用ＨｏｍｅＰｎＰ广播地址作为其报告地址。

松耦合是ＨｏｍｅＰｎＰ的一个特点。ＨｏｍｅＰｎＰ结构采用子系统松耦合等新思想，使设备的复杂性可按自然形态分层。在松耦合方式中，子系统可以向所有其它的ＨｏｍｅＰｎＰ子系统报告状态信息，使得厂家在设计产品时不必详细了解其它厂家的产品。例如，我们可以设计一安全系统：如果窗户打开时空调器被启动，安全系统便发出告警。采用松耦合方式，安全系统只需配备一个合适的收听对象，用于收听来自环境监视的信息，按照约定接收来自空调器的报告。安全系统可以根据自己的设计决定使用或者不使用这个信息。请求对象也可通过网络引起状态变化。

３．３ 系统内的互操性

ＨｏｍｅＰｎＰ中也支持以确定的目的地址作为状态对象的报告地址的报告机制，这种报告叫做“紧耦合”（ｔｉｇｈｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）。由于紧耦合有明确的目标地址，因此可以减少网络冲突，并可以采用立即响应的方式。

子系统内的互操一般采用紧耦合的方式，如温控器和空调的关系，开关和灯的关系等等。紧耦合和松耦合的方法不同，松耦合的对象之间用虚线相连，表示为ＨｏｍｅＰｎＰ广播消息，而紧耦合的对象之间用实线相连。

４ 具有互操作性的即插即用家电系统

通过家庭即插即用，我们可以建立一个完整的具有互操作性的家电系统。其结构如图４所示。状态对象和侦听对象主要用于子系统内互操，而请求对象一般用于系统间互操作。在子系统Ａ的控制器中实现一个状态对象，执行机构中实现对应的侦听对象。当用户操作控制器、或者控制器得到的传感器值变化时，就改变当前的状态并将更新的状态发送出去，然后执行机构根据这个状态调整自己的工作。请求对象存在于另外一个子系统Ｂ中，当它要改变Ａ中执行机构的运行时，就向这个子系统的状态对象发送命令，从而实现子系统间互操。

典型的应用是这样的：家庭的每一个子系统都有一个控制器，这个控制器通过绑定关系与一些的传感器关联，可自动控制执行机构。各种传感器、控制器、以及用户输入按钮显示器等分散在家庭的多个设备中，通过绑定关系建立关联，它们之间的信息交换属于子系统内互操；在电视机中有各系统的请求对象，用户通过遥控器与电视机“对话”，从而控制其它任意一个子系统。电视机（或者是计算机）起到了集中监视和控制的作用，可以让用户浏览并控制所有设备，属于系统间互操。如图４所示。

图４是一个粗略的示意图，实际上图中的每一个子系统都有复杂的组织结构。图５为基于ＣＥＢｕｓ的家庭智能住宅结构图。

说明：图５中，每个白框代表一个设备，它们的连接是对等的，因此，每个设备都具有嵌入式的网络接口，都连接在电力线或双绞线上。用户对设备的控制方式有：用设备自身的按钮控制；自定义控制面板上按钮的功能，实现对其他设备的控制；用语音控制模块实现语音控制；在电视机上可以查找到所有的设备并进行控制；用ＰＤＡ等手持设备控制设备；设备之间可以互相操作，简称互操；利用计算机实现对所有设备的操作和设定；可以在远程与嵌入式的家庭网关连接，从而实现远程操作。

遵循美国电子工业协会标准（ＥＩＡ６００，ＥＩＡ７２１），参照微软和ＣＩＣ共同提出的简单控制协议ＳＣＰ以及家电即插即用技术规范模型，开发了基于该技术规范的构建技术。应用研究成果所开发的原型系统２０００年６月在美国大西洋城、２０００年１１月在杭州西博会上展示，演示系统２００１年１１月在杭州西博会人居展演示，样机２００２年深圳高教会展示。获行内专家和有关领导的肯定。借鉴国外相对比较成熟和可靠的技术与国际标准兼容，是开发智能家居及其相关产品的一条比较稳妥的技术路线。