带你了解家居智能的心脏：物联网关

Posted 2022-01-26 华为云开发者社区

摘要：本文将介绍家庭物联网关的相关内容，将明白物联网关在家庭这个场景当中的应用。

本文分享自华为云社区《家居智能化的心脏——家庭物联网关》，作者：Super.雯。

本文将介绍家庭物联网关的相关内容，将明白物联网关在家庭这个场景当中的应用。现在市面上各种各样的智能家居的家电或者其他设备非常多，那么这就需要一个智能的设备去对所有的家电进行管控。这样一个设备就是家庭智能网关，家庭物联网关是家居智能化的心脏，也是所有智能设备的统一的出口，所以在家庭当中放置一个智能网关就显得越来越重要了。

家庭物联网关概述

家庭网络发展

在过去，家里能上网的设备应该就只有一台台式电脑。那个时候用的还是调制解调器拨号的方式来进行上网，所以它的网络结构就是非常单一的点对点的这样一个结构。到了现在，光纤到户普及了，家里用的都是光猫，家里用的都是Wi-Fi上网。同时家里上网的设备也变多了，比如电脑、手机、pad、机顶盒等等，现在的网络结构正如上一章节描述过的星型结构一样。

基础宽带服务和家庭多业务服务

到了未来，下图中的家庭终端就是上文描述的家庭智能网关ONT。家里的几乎所有设备都可以通过智能ONT连接上网，提供一个非常完整的智能化家庭的系统。那么到了之后家里的网络结构会是网状的。它没有控制中心，所有的设备都可以智能地和其他的设备进行连接，进行数据的互通。所以未来的网络里，不仅仅只有家庭领域的物联网，还有其他领域比方说园区等等都会往这个方向去走。

智慧家庭业务

从2006年智能手机革命开始，它不仅仅促进了无线通信技术的发展，同时也促进了家庭网络的发展。因为在家里会使用的手机、Pad等等设备需要有一个家庭终端来联接这些设备。同时，家里的固定宽带也慢慢过渡到了以光纤为主的时代。所以智能ONT的出现除了能为用户提供高速上网的能力之外，还为之后家庭网络发展其他业务奠定了基础。

智能家庭网关定位

所以在未来，在家庭外面接入的都是运营商提供的宽带网络，这个和当下的情况一样。但是当网络进入到家庭里面之后，就会和现在的网络产生很大的不同。现在家里所有的网络设备都是通过和Wi-Fi进行连接才能上网。但是，到了以后，物联网设备是多种多样的，像视频娱乐类的这些设备可能还是以Wi-Fi的方式和互联网进行连接，但是像安防监控、家居自动化这些类别可能就是通过ZigBee或者是Z-wave的方式来进行连接了。

所以，当连接的方式变的多种多样的时候，不能只单单使用一个Wi-Fi路由将这么多设备联系起来。这个时候就要使用一个统一的智能网关，它可以将这些不同标准的设备都联系起来，进行统一的管控。

智能家庭网关关键业务

在了解了家庭物联网关的定位之后，本小节将介绍家庭物联网关能够为用户提供的服务。首先是智能提速，对于普通用户来说，在家中日常使用最多的业务也就是看视频、打游戏还有下载一些软件。所以智能ONT能够将平时使用比较多的这些业务进行优化，它可以根据用户的需求来灵活安装提速的智能插件，来对视频和下载类的APP进行加速，并且能够对游戏类的APP降低时延，以此让用户获得更好的体验。

另一个比较重要的业务就是家庭Wi-Fi的无缝覆盖，虽然说在未来家里除了Wi-Fi之外还会有其他物联网家用终端会使用其他的标准和网络进行连接，但是，就目前的情况来讲，家里面80%的设备还是以Wi-Fi的方式来和网络进行连接的，所以在家里做到Wi-Fi的全面覆盖是比较重要的。

三种Wi-Fi扩展的方式

在家里可能会遇到这样的情况，当用户在家里使用Wi-Fi时，只有在有路由器的几个房间才能收得到Wi-Fi信号，如果隔得比较远的话或者没有提前装网口的房间的话就经常会收不到Wi-Fi信号。所以就有上图所示的三种方式帮助用户解决Wi-Fi全面覆盖的问题。

比方说用户可以把主路由器安装在客厅，保证像客厅这样的大空间能有信号覆盖，那么在房间内就可以使用电力猫，就是以电力线载波的方式将Wi-Fi信号通过电线扩展到每个房间内。在楼梯间这些地方，就可以使用无线中继的方式进行扩展来保证Wi-Fi的全面覆盖。

之后还有智能互联，智能家居最重要的一点就是要让家里面的所有家电或者其他的物都智能化，让它们都能和人产生交互，以此来改变人们的生活，让生活更加方便快捷。所以智能ONT就要和这些设备进行连接，除了Wi-Fi之外，家里面的物联网终端设备会使用ZigBee或者Z-wave这些技术来进行连接，那么ONT就要对所有设备进行控制，同时需要有一个智能家居的云平台，在手机端对所有设备进行控制。在家中用户可以和ONT连接之后直接对设备进行控制，当用户不在家的时候可以使用运营商提供的网络直接登录平台后也可以对家里面的设备进行管控。

最后一项业务就是智能运维，用户可以使用平台对家里面的终端设备进行控制、运行、维护。以这样的方式可以大大节约时间也让生活变得更加方便。

同时对于家庭网络，智能ONT具备两方面的开放能力来满足运营商对于智慧家庭的全部构想。这就是智能ONT的一个核心，两个开放的架构。一个核心指的是以智能ONT为核心，两个开放一个指的是面向家庭能力开放，提供Wi-Fi全面覆盖和ZigBee、Z-wave扩展连接的能力，真正做到无所不在，无所不联。那么另一个指的是面向管道能力开放，指的是运营商提供的接入网络这一块，把这个弹性管道从运营商的机房延伸到用户的家里。

华为智慧家庭解决方案

智慧家庭解决方案

首先本文将描述华为针对智慧家庭这一场景所做出的解决方案，其实这个解决方案当中的全部内容可以用两个字来进行概括。这两个字就是开放，解决方案当中的各个方面都为合作伙伴提供了很好的平台，华为将联合各个产业领域的合作伙伴一起共同建设新的产业环境。

在硬件方面，华为将联合智能设备厂商、芯片模块厂商一起来合作研究家庭硬件，之后再和智能网关进行连接。在物联网平台中也将能力开放，和云服务提供商一起来合作共建一个智能的云平台。在业务应用方面，华为将联合应用开发者和服务提供商，为他们搭建一个APP的框架，所有人一起共同建设智慧家庭这个新的领域。同时，华为还为全球的运营商来提供一个智慧家庭的解决方案，从云、管、端三个方面做网络的保障。

上图中即为智慧家庭解决方案的结构，通过智能网关的开放模式如何做？读者们都知道，PC机一般都会有标准的PCI接口，买到一个新硬件会首先插到接口槽里，第二件事情你会做什么呢？给这个PC装一个驱动程序，控制这个硬件设备，同时还可以再装一些APPs。

PC-Windows这个解决方案，关键是能够实现软件-硬件-应用之间的互联互通。华为在把未来家庭当作一个分布式大系统的时候，就是参照PC的这种架构来做同样的事情，只不过物理PCI插槽换成了一些无线协议，不管是Zigbee也好,Wi-Fi也好，这些协议就是类似于标准插槽。

简单的说，在网关上有三类插件，分别是：

• 驱动程序－驱动本地的硬件，华为用的OSGI是电信联盟定义的开源规范，本质就是一个java虚拟机。在这个OSGI环境上，就类似于Windows操作系统。第三方想要做集成的时候，只需要在这个OSGI上利用Java程序写一个对自己设备的驱动程序，本质上就可以驱动自己的硬件。
• Agent－驱动云端的能力，可能是运营商自己的能力，也可能是第三方的能力。比如说人脸识别，比方说有一些合作伙伴有自己的私有云，都可以通过Agent形式把它们的能力释放到网关上，在此基础上再做应用，形成开发的集成环境。
• 应用插件。运营商会建立一个网关的APPsStore消费者要订购什么样的业务，只需要在对应的网关上下载驱动、Agent或者APPs，驱动可以跟某些设备进行联动，Agent可以调动某些云的能力，下载APPs就能形成家里面的一些服务化的场景。

总而言之，华为OpenLife解决方案的核心就是导入各种各样的硬件厂商，同时导入各种各样的服务和应用内容，把这些硬件、服务和应用一次集成，导入给运营商。

HiLink平台介绍

华为HiLink技术方案

HiLink开发平台可以为开发者提供一整套的开发方案，从最底层这些智能硬件所使用的协议到智能家居APP的设备控制页面，再到平台对设备的控制，以及之后云端对于硬件收集的数据的共享等一整套的开发，都可以在HiLink平台上进行统一的开发，为开发者提供一站式的服务。

所以，HiLink平台就有四个优势：开放共建、简单易用、安全可靠和低成本。华为智慧家庭解决方案的核心目标就是建立一个开放的平台，所有的开发者都可以在开放的平台上进行开发。所有人一起合作，就可以快速构建智能硬件，缩短产品上市周期，快速形成一个开放的智能家居生态。

开发者可以使用HiLinkAccess对不同的设备进行接入。华为的HiLinkAccess生态接入的含义就在于它可以将其他合作伙伴的产品接入到华为的平台当中来进行控制。比方说在家电领域，国内有非常多的大公司，例如格力、美的等等。这些公司的智能家居产品肯定都可以连入他们各自的平台当中去，但是当消费者购买了不同的产品之后，就很难使用一个同样的app或者平台对不同品牌的设备进行控制。但是使用华为生态接入之后就可以达到这样的效果。

华为HiLinkAccess生态接入

开发者可以使用三种不同的方式来进行生态接入，针对一些没有通讯能力的电器，可以直接使用HiLink的模组来接入平台。同样，对于那些拥有自己平台的厂商，他们也许拥有自己的模组，但如果他们也想接入华为的生态，就可以烧录HiLinkSDK来接入平台。对于消费者来说，如果他购买了不同公司的产品，但是想接入华为的生态当中去，就可以使用HiLink路由器对智能设备进行控制，并接入HiLink平台。

同时，华为HiLink平台还提供两种接入的方式，一种是硬件直连接入，用户可以通过HiLinkSDK或者基于华为LiteOS的硬件模组直接接入。另外一种方式叫做云接入，用户可以通过账号密码登录的方式，将设备和华为HiLink云建立对接。云接入的这种方式主要针对的就是那些除华为自己的产品之外与其他公司合作的设备。

如果设备要和HiLink平台进行连接的话，它的设备必须要集成有华为HiLinkDeviceSDK。HiLinkDeviceSDK既适合于那些代操作系统的设备，也适合于那些没有微处理器，直接在模组中开发功能的设备。

所以，HiLink平台是一个非常开放的平台，华为为开发者和消费者提供了多种不同的接入方式，开发者可以使用多种不同的方式进行开发，并且消费者也可以使用多种方式来接入平台。通过这种方式，消费者可以选择多个品牌不同的产品，但是他们可以使用同样一个平台对所有的设备进行控制。

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