基于PON接入與中間件技術(shù)的智能社區(qū)系統(tǒng)設(shè)計

趙鐵軍，林 克，修德利，林瑋平

（1.河北省通信建設(shè)有限公司 石家莊 050021；2.中國電信股份有限公司廣州研究院 廣州 510180；3.中國移動通信集團公司黑龍江有限公司 哈爾濱 150046）

1 引言

智慧城市是未來城市發(fā)展的必然趨勢，是信息化發(fā)展的高級階段，其概念落到生活的實處，離不開面向居民生活的智能社區(qū)系統(tǒng)及應(yīng)用的研發(fā)與普及。從技術(shù)應(yīng)用層面的狹義理解：智慧城市是運用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、光纖通信、大數(shù)據(jù)分析等先進的信息和通信技術(shù)手段，更廣泛聯(lián)結(jié)、更透徹感知、更深度分析城市運行的關(guān)鍵系統(tǒng)信息，讓城市協(xié)調(diào)管理和運作，它體現(xiàn)了以智慧技術(shù)高度集成、智慧產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展、智慧服務(wù)高效便民為主要特征的城市發(fā)展新模式[1]；智慧社區(qū)是智慧城市的縮影，它以服務(wù)社區(qū)居民為核心，通過構(gòu)筑小區(qū)管理服務(wù)、家庭生活應(yīng)用、社區(qū)信息資源共享等各方面的信息技術(shù)系統(tǒng)平臺和應(yīng)用通道，讓居民感受到智慧生活帶來的生活質(zhì)量的提高，體現(xiàn)了社區(qū)管理的新理念。

智能社區(qū)系統(tǒng)提供服務(wù)的方式很多，可以利用各種操作終端通過家庭網(wǎng)絡(luò)在本地直接提供服務(wù)，或通過電信網(wǎng)絡(luò)提供遠程接入方式的服務(wù)應(yīng)用，或由智能社區(qū)應(yīng)用自動提供服務(wù)，或結(jié)合這幾種方式，協(xié)同提供各種服務(wù)。本文通過對智能社區(qū)系統(tǒng)及應(yīng)用的研究介紹，規(guī)劃合理的PON接入光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案，設(shè)計出一個應(yīng)用平臺模型，提出一套基于平臺、網(wǎng)絡(luò)、終端、業(yè)務(wù)等多方面的標準系列中間件，滿足智能社區(qū)多業(yè)務(wù)的快速低成本的需求。

2 智能社區(qū)系統(tǒng)及應(yīng)用設(shè)計目標

智能社區(qū)是指以一套先進、可靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)施，將住戶與住戶、住戶與服務(wù)方、住戶與公共設(shè)施建成網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)住戶、社區(qū)生活服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施的信息化呈現(xiàn)與管理的社區(qū)[2]。概括地說，智能社區(qū)是指由網(wǎng)絡(luò)連接的若干智能住宅及智能管理下的人與人、人與物、物與物的集合。其標準應(yīng)滿足以下要求[3]：

·滿足舒適、安全、高品位、方便的智能家居生活體驗；

·提供高速度、大容量、多媒體的家庭信息傳輸網(wǎng)絡(luò)；

·隨時隨地獲取豐富多彩的文化生活應(yīng)用、信息報道；

·提供智慧家居、智慧物業(yè)、智慧養(yǎng)老等多方面增值服務(wù)；

·完善社區(qū)管理，提升社區(qū)安全保障，使社區(qū)服務(wù)更及時、周到。

由此可見，智能社區(qū)涉及眾多軟硬件集成，包含如智能家居、安防監(jiān)控、社區(qū)管理、社區(qū)安全防范系統(tǒng)等眾多業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，如何實現(xiàn)這些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的集中管理及統(tǒng)一提供，如何將通用的功能或業(yè)務(wù)形成固定的模塊，將具體應(yīng)用標準化，如何快速地部署及開發(fā)智能社區(qū)相關(guān)新業(yè)務(wù)，是物聯(lián)網(wǎng)智能社區(qū)系統(tǒng)及其應(yīng)用中間件需要解決的問題。

本文在先進的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用物聯(lián)網(wǎng)智能社區(qū)應(yīng)用中間件系統(tǒng)，為各種智能社區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用接入及部署提供快捷便利的方法，逐步建立一個溝通社區(qū)內(nèi)部住戶與住戶、住戶與社區(qū)管理服務(wù)中心、住戶與外部社會的多媒體綜合信息交互中心，推動一個安全、舒適、便捷、節(jié)能高效的生活環(huán)境的實現(xiàn)，推動家居智能和社區(qū)管理智能為主的、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化智能社區(qū)的實現(xiàn)。

3 智能社區(qū)系統(tǒng)總體架構(gòu)構(gòu)建

智能社區(qū)系統(tǒng)可以分為4個層次：智能社區(qū)終端接入層、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)平臺層、智能社區(qū)應(yīng)用層，如圖1所示。智能社區(qū)架構(gòu)與經(jīng)典的泛在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)相對應(yīng)[4]：智能社區(qū)終端接入層對應(yīng)于泛在物聯(lián)網(wǎng)感知延伸層，智能社區(qū)終端對應(yīng)于泛在物聯(lián)網(wǎng)終端/末梢設(shè)備，智能家居網(wǎng)關(guān)對應(yīng)于泛在物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)，另外，針對一些計量、監(jiān)測類設(shè)備還可能匯聚于其他物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，智能社區(qū)業(yè)務(wù)平臺層對應(yīng)于泛在網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺層，智能社區(qū)應(yīng)用層對應(yīng)于泛在網(wǎng)應(yīng)用。

智能社區(qū)系統(tǒng)構(gòu)建的核心在于業(yè)務(wù)平臺層及其業(yè)務(wù)中間件的設(shè)計[5]。智能社區(qū)業(yè)務(wù)平臺介于終端接入層與智能社區(qū)應(yīng)用層之間，是社區(qū)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的應(yīng)用信息交互中心，它所完成的基本功能如下。

·社區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息的收集與分發(fā)。業(yè)務(wù)平臺與終端接入層的接口互通，使平臺層能對社區(qū)各終端的狀態(tài)、信息進行感知，能尋址并將信息推送至終端，也能為終端提供對外溝通的信息通道。對于小范圍內(nèi)的傳感網(wǎng)絡(luò)，考慮到傳感設(shè)備接入類型繁雜、接入?yún)f(xié)議多樣，更多的是在小范圍內(nèi)通過多協(xié)議、多接口的傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進行匯聚，如智能家居網(wǎng)關(guān)、電表信息收集網(wǎng)關(guān)等，網(wǎng)關(guān)使用標準接口接入平臺。

·基礎(chǔ)業(yè)務(wù)固化形成標準中間件模塊。物聯(lián)網(wǎng)智能社區(qū)中間件處于業(yè)務(wù)服務(wù)器端和感知層、傳輸層的終端設(shè)備之間，稱為物聯(lián)網(wǎng)智能社區(qū)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)中間件。使用中間件模塊的優(yōu)勢在于它固化了很多通用功能，為具體應(yīng)用提供二次開發(fā)的接口與工具來實現(xiàn)個性化的行業(yè)業(yè)務(wù)需求。

圖1 智能社區(qū)系統(tǒng)總體架構(gòu)

·為智能社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)提供標準接口，下層屏蔽傳感網(wǎng)絡(luò)接入終端的差異化，對外統(tǒng)一提供集成化的標準業(yè)務(wù)應(yīng)用接口，能迅速開發(fā)及擴展智能社區(qū)相關(guān)新業(yè)務(wù)，有利于業(yè)務(wù)個性化、規(guī)?；陌l(fā)展。

·統(tǒng)一管理社區(qū)接入終端，提供基于社區(qū)的數(shù)據(jù)存儲分析。為社區(qū)住戶提供全面精確的業(yè)務(wù)信息統(tǒng)計查詢，也為基于社區(qū)的業(yè)務(wù)開展提供輔助策略。

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化程度的逐步加深，多系統(tǒng)和多傳感源的整合，整個智能家居、智能社區(qū)行業(yè)利用應(yīng)用中間件技術(shù)，將現(xiàn)在相對獨立、分散的系統(tǒng)和硬件進行整合。中間件是指將繁雜的技術(shù)細節(jié)進行封裝，對外提供一種簡單的開發(fā)及應(yīng)用方式[5]。智能社區(qū)應(yīng)用中間件技術(shù)就是將整個智能社區(qū)相對孤立、分散的傳感源和系統(tǒng)，進行有機整合，形成融合、主動的信息系統(tǒng)。

智能社區(qū)中間件平臺對應(yīng)層級關(guān)系為：下層為多種傳感硬件設(shè)備的接入層，通過標準化的接口和協(xié)議，快速接入各種傳感設(shè)備；平臺的應(yīng)用中間件模塊層，涵蓋了智能社區(qū)的核心應(yīng)用功能組件及用于數(shù)據(jù)分析挖掘的分析組件；平臺上方為業(yè)務(wù)開發(fā)應(yīng)用層，提供了面向各種行業(yè)的應(yīng)用開發(fā)包，為開發(fā)者提供方便、快捷的行業(yè)開發(fā)環(huán)境。

下文將著重圍繞業(yè)務(wù)平臺規(guī)劃、應(yīng)用中間件套件設(shè)計和基于PON接入的組網(wǎng)方案3方面，對智能社區(qū)系統(tǒng)進行更深入全面的介紹。

4 智能社區(qū)業(yè)務(wù)平臺規(guī)劃

從業(yè)務(wù)邏輯形態(tài)上分析，智能社區(qū)業(yè)務(wù)平臺的邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4.1 終端適配接入

智能社區(qū)所涵蓋的業(yè)務(wù)范圍非常廣泛，可能涉及的終端設(shè)備數(shù)量和類型非常多。根據(jù)其與平臺的交互方式，終端適配接入主要完成對以下兩類終端的接入控制與管理。

（1）直接注冊至平臺的終端

主要包括溝通類終端與信息資訊類終端。溝通類終端包括多媒體通信終端和可視化對講終端，前者提供短信、彩信、語音、視頻等多種通信方式，后者提供樓宇單元之間、小區(qū)入口與樓宇單元之間的可視對講功能；信息資訊類終端包括家庭信息終端，提供實時在線的生活資訊、物業(yè)管理中心對家庭發(fā)布的資訊。

（2）需由網(wǎng)關(guān)節(jié)點匯聚在接入平臺的終端

如智能家居類的傳感控制終端，安防告警類、環(huán)境監(jiān)控類終端，這類終端最優(yōu)的接入途徑是通過智能家居網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一匯聚接入。智能家居網(wǎng)關(guān)將成為連接感知網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶，實現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及不同類型的感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。智能家居網(wǎng)關(guān)具備廣泛的近程通信技術(shù)標準接入能力、多終端接入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換能力、統(tǒng)一高效的平臺管理能力。

圖2 智能社區(qū)業(yè)務(wù)平臺邏輯結(jié)構(gòu)

終端接入控制包括終端注冊、終端登錄、連接保持、終端退出、終端注銷、流量控制；終端管理包括終端信息管理、終端狀態(tài)監(jiān)測、終端事件上報、終端故障管理、終端參數(shù)上報及配置。

4.2 應(yīng)用中間件

業(yè)務(wù)平臺采用開放的分布式架構(gòu)，充分借鑒成熟的增值業(yè)務(wù)提供技術(shù)，以業(yè)務(wù)為中心，采用模塊化、多級分層結(jié)構(gòu)，提供開發(fā)規(guī)范、開發(fā)工具、測試支持，有利于高效的智能社區(qū)業(yè)務(wù)開發(fā)，充分滿足新業(yè)務(wù)快速、靈活提供的要求；具有良好的開放性和擴展性，能夠滿足各類業(yè)務(wù)擴展和結(jié)合的需求，適應(yīng)智能社區(qū)市場開放的新趨勢和新環(huán)境，其功能主要包括以下幾個方面。

（1）向第三方開放業(yè)務(wù)接口能力

應(yīng)用中間接入件將業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)屬性、SIB（service integration bus）等不同的業(yè)務(wù)顆粒抽象出開放的對外接口，供第三方的業(yè)務(wù)開發(fā)商使用。社區(qū)及家庭大量的傳感器設(shè)備不用直接與第三方虛擬運營商增值業(yè)務(wù)打交道，只需要統(tǒng)一接入應(yīng)用中間件平臺，通過統(tǒng)一綜合的平臺向上提供業(yè)務(wù)能力。

（2）完善的新業(yè)務(wù)運營控制管理系統(tǒng)

針對業(yè)務(wù)運營環(huán)境的復雜化、業(yè)務(wù)運營角色的多樣化，面向融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出了開放的、可重用的業(yè)務(wù)管理體系架構(gòu)及完善的業(yè)務(wù)管理角色模型、業(yè)務(wù)管理信息模型和業(yè)務(wù)管理提供模型。

（3）方便快速的業(yè)務(wù)生成環(huán)境及中間件應(yīng)用的加載

業(yè)務(wù)應(yīng)用中間件平臺提供了可視化的業(yè)務(wù)生成環(huán)境，包括業(yè)務(wù)開發(fā)工具和業(yè)務(wù)驗證工具兩大類，開發(fā)者可以通過業(yè)務(wù)開發(fā)工具自己設(shè)計和生成一個業(yè)務(wù)，并通過業(yè)務(wù)驗證工具實現(xiàn)業(yè)務(wù)測試和仿真。圖形化的業(yè)務(wù)生成環(huán)境的特點是以圖形化的用戶界面支持業(yè)務(wù)整個開發(fā)過程，包括業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、用戶信息結(jié)構(gòu)的設(shè)計，業(yè)務(wù)的仿真調(diào)試與測試。開發(fā)人員使用圖形化業(yè)務(wù)生成環(huán)境，無需編碼，只需要將現(xiàn)有的功能模塊，通過簡單的拖放（drag and drop）技術(shù)、組件標識和預置業(yè)務(wù)規(guī)則等方式，即可快速生成一項新業(yè)務(wù)，顯著地優(yōu)化了新業(yè)務(wù)的設(shè)計開發(fā)過程。

4.3 平臺運營管理

運營管理平臺功能包括應(yīng)用接入和管理、終端管理、數(shù)據(jù)管理、計費管理等。

（1）應(yīng)用接入和管理

運營管理平臺支持同時接入多個應(yīng)用，主要功能包括智能社區(qū)應(yīng)用的接入鑒權(quán)和會話密鑰管理機制、接收和處理應(yīng)用的訪問請求、接收應(yīng)用的消息訂閱請求并處理消息策略響應(yīng)、接收和處理攜帶群組標識與操作信息的群組操作請求、密鑰管理功能等。

（2）終端查詢和管理

體現(xiàn)為對智能社區(qū)終端設(shè)備的管理和控制，提供各種終端的接入/鑒權(quán)/加解密、獲取和管理各個終端狀態(tài)、相關(guān)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能、終端設(shè)備群組操作支持、終端的策略管理、接收和處理終端消息請求與策略的功能。

（3）數(shù)據(jù)管理

各種應(yīng)用、用戶、終端的屬性數(shù)據(jù)及具體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)備份等。

（4）計費管理

支持多種計費模式，如包月、按流量、按業(yè)務(wù)、按訪問次數(shù)等。同時，支持對不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同費率，提供CDR話單用于營賬計費。

5 智能社區(qū)應(yīng)用中間件套件及業(yè)務(wù)應(yīng)用

智能社區(qū)中間件套件的設(shè)計，有以下3項關(guān)鍵技術(shù)點[4]：

·標準化，提供標準化的接口協(xié)議，支持第三方系統(tǒng)和終端的對接；

·組件化，對智能社區(qū)應(yīng)用的核心業(yè)務(wù)功能轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)模塊，即業(yè)務(wù)組件，實現(xiàn)對復雜的業(yè)務(wù)流程和技術(shù)細節(jié)的封裝；

·搭建式，需要采取零編程的設(shè)計架構(gòu)，開發(fā)者采用搭積木的方式，通過簡單的拖放式操作即可完成開發(fā)過程。

據(jù)此，本系統(tǒng)圍繞智能家居、社區(qū)安防、生活服務(wù)等實際需求，設(shè)計出家居控制類業(yè)務(wù)、安防告警類業(yè)務(wù)、多媒體溝通類業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控類業(yè)務(wù)、生活商旅類業(yè)務(wù)、計量類業(yè)務(wù)6個中間件套件。

5.1 家居控制類業(yè)務(wù)

家居控制類業(yè)務(wù)是智能社區(qū)服務(wù)的主要業(yè)務(wù)應(yīng)用，通過本地接入或者遠程訪問方式對智能家居的終端設(shè)備進行操作控制，也可協(xié)同其他業(yè)務(wù)，提供更安全、便捷的生活?？刂祁悩I(yè)務(wù)主要包括場景控制、組合控制、關(guān)聯(lián)控制、遠程控制等，下面分別進行說明。

（1）場景控制

預先設(shè)置多種場景，如起居、就寢、會客、就餐、晚會模式，不同場景對應(yīng)家庭內(nèi)的燈光、窗簾、背景、音樂等處于不同的工作狀態(tài)，通過操作終端選擇不同場景，智能家居系統(tǒng)通過控制，達到預設(shè)的場景狀況。

（2）組合控制

預先將多個設(shè)備的某些功能組合起來，作為一個組合功能，通過操作終端選擇，完成多個設(shè)備的控制。

（3）關(guān)聯(lián)控制

預先設(shè)定住宅條件來控制一種或幾種本地終端設(shè)備的運行，設(shè)置條件可為時間、居室溫度、濕度、光照度、火警等。

（4）遠程控制

通過家庭網(wǎng)絡(luò)外部終端設(shè)備和公共電信網(wǎng)絡(luò)提供的遠程接入方式，完成家庭設(shè)備的控制。

5.2 安防告警類業(yè)務(wù)

安防告警類業(yè)務(wù)是智能社區(qū)提供安全保障的基礎(chǔ)，智能社區(qū)中間件平臺聯(lián)結(jié)家庭內(nèi)的各種安全裝置和服務(wù)，結(jié)合社區(qū)的物管、公共服務(wù)機構(gòu)，共同完成各種監(jiān)控及報警，包括盜賊入侵、火災(zāi)、水/電/氣泄漏報警等。業(yè)務(wù)介紹具體如下。

（1）入侵報警

當發(fā)生非法撬門、破窗等非法入侵時，報警信號可通過智能家居系統(tǒng)將報警信息發(fā)送給家庭業(yè)主或小區(qū)物業(yè)管理中心。

（2）聯(lián)動監(jiān)控

智能家居系統(tǒng)和其他監(jiān)控設(shè)備進行聯(lián)動監(jiān)控，如當門禁報警發(fā)生時可觸發(fā)小區(qū)內(nèi)的其他攝像機進行跟蹤攝像及錄像。

（3）火災(zāi)監(jiān)控及報警

在樓梯間、電梯間及居室等處安裝煙感探測器，當火警發(fā)生時及時報警。

（4）水/電/氣等監(jiān)控及報警

在居室內(nèi)設(shè)置水/電/氣等泄漏傳感器，當發(fā)生水/電/氣泄漏時，將及時報警并觸發(fā)自動關(guān)閉管道閥門及其他聯(lián)動操作，例如煤氣泄漏時打開窗戶。

（5）緊急呼救服務(wù)

在客廳、臥室等處安裝緊急呼救按鈕，當家中發(fā)生緊急事情需要救助時，例如生病、有盜賊闖入，按下急呼救按鈕，緊急消息通過智能社區(qū)系統(tǒng)發(fā)送給家庭業(yè)主或小區(qū)物業(yè)管理中心或各種緊急處理中心。

5.3 多媒體溝通類業(yè)務(wù)

多媒體溝通類業(yè)務(wù)是指滿足家庭成員溝通與交流需求的業(yè)務(wù)，主要包括語音、視頻的會話、即時通信等，溝通類業(yè)務(wù)如下。

（1）多媒體通信

包括短信、彩信、語音、視頻等多種通信方式，智能家居系統(tǒng)可根據(jù)居家業(yè)主的狀態(tài)選擇合適的顯示終端。

（2）呈現(xiàn)服務(wù)

當有家人外出，居家的人可隨時獲取其家人的呈現(xiàn)信息，包括位置信息及狀態(tài)信息等，并可根據(jù)呈現(xiàn)信息主動選擇合適的通信方式。

（3）可視化對講

樓宇單元門口或別墅入口安裝有可視化對講系統(tǒng)，來訪客人通過對講系統(tǒng)實現(xiàn)與被訪住戶的可視對話，來訪者身份確認后，來訪者方可進入，智能家居系統(tǒng)可以讓家庭成員遠程進行可視對講或者監(jiān)視可視對講。

5.4 視頻監(jiān)控類業(yè)務(wù)

智能社區(qū)系統(tǒng)實現(xiàn)居家環(huán)境的視頻監(jiān)控、視頻存儲等，家庭業(yè)主通過電腦、手機等，可以進行遠程、實時視頻監(jiān)控，并可以控制攝像設(shè)備的云臺（云臺是安裝、固定攝像設(shè)備的支撐設(shè)備，分為固定云臺和電動云臺兩種）或者鏡頭的動作，進行拉近、拉遠、拍照、錄像操作，視頻監(jiān)控服務(wù)如下。

·云臺控制或鏡頭控制，用戶對視頻攝像機或云臺進行控制，如焦距、方向、視角、圖像參數(shù)等，實現(xiàn)視頻監(jiān)控圖像的放大、縮小、移動等。

·錄像服務(wù)，可以以觸發(fā)或者定時方式將視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)存儲在本地或通過網(wǎng)絡(luò)存儲到遠程服務(wù)器，存儲的適配格式可選擇。

·用戶通過多種終端，如手機、電腦等，通過多種接入網(wǎng)絡(luò)，以單畫面或者多畫面方式，訪問或者控制視頻監(jiān)控內(nèi)容，對監(jiān)控視頻可進行快進、快退、暫停等操作。

5.5 生活商旅類業(yè)務(wù)

生活應(yīng)用類是指滿足居民日常家庭生活服務(wù)，主要包括生活資訊、商圈電商、家政服務(wù)等社區(qū)與家居相關(guān)的垂直類O2O業(yè)務(wù)等。

·生活資訊，用戶可以訂閱生活資訊，獲取物業(yè)管理中心向業(yè)主發(fā)布的資訊，用戶可通過智能家居終端選擇服務(wù)提供商的各種服務(wù)，例如維修申請、預定各種社區(qū)服務(wù)等。

·商圈電商，支持社區(qū)周邊商戶的自主開店、自主線上經(jīng)營，為住戶提供及時、豐富的商品和優(yōu)惠活動信息，提供線上支付、送貨上門等高質(zhì)量“百米生活”電商服務(wù)（指針對社區(qū)生活“最后100 m”生活采購及配送的商業(yè)服務(wù)）。

·其他垂直服務(wù)類O2O業(yè)務(wù)，通過移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，將傳統(tǒng)的家政服務(wù)、維修服務(wù)、醫(yī)療保健服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下聯(lián)動的高體驗高質(zhì)量服務(wù)模式。

5.6 計量類業(yè)務(wù)

計量類業(yè)務(wù)實現(xiàn)水/電/氣等計量表的遠程抄表與計費，采集統(tǒng)計各終端設(shè)備的能源消費情況等，具體如下。

·遠程抄表，智能家居系統(tǒng)將家庭的水、電、煤氣的用量信息提供給相應(yīng)的運營公司，費用可以自動扣繳；也可以提供應(yīng)繳費用通知、拖欠費用催繳等。

·能耗提醒，智能家居系統(tǒng)能收集能源消耗信息，能源消耗異常時，提醒用戶。

6 基于PON接入光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)組網(wǎng)方案

智能社區(qū)業(yè)務(wù)實現(xiàn)離不開寬帶、高效、有嚴格質(zhì)量保證的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。近年來，我國電信運營商大力開展“光進銅退”工程，光纖到大樓、光纖到小區(qū)、光纖到戶實現(xiàn)了用戶側(cè)信息入口的寬帶化，進一步推進了三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)在家庭客戶與企業(yè)客戶中的擴展，也為智能社區(qū)應(yīng)用提供了良好的環(huán)境基礎(chǔ)。

基于泛在網(wǎng)絡(luò)的智能社區(qū)通過PON接入方式接入電信網(wǎng)絡(luò)，通過社區(qū)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)的有線/無線方式構(gòu)成家庭網(wǎng)絡(luò)，PON電信網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成智能社區(qū)服務(wù)泛在化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[6]。智能社區(qū)接入電信網(wǎng)絡(luò)的有線接入方式可支持FTTx、xDSL、xPON等；無線接入方式可支持2G/3G/4G、WLAN、藍牙等。

智能社區(qū)基于PON組網(wǎng)示意如圖3所示。

基于PON的智能社區(qū)，光纖入戶為用戶提供了高速化、寬帶化的信息通道，推動了智能社區(qū)業(yè)務(wù)向住戶側(cè)延伸。根據(jù)業(yè)務(wù)類型劃分的不同質(zhì)量保證等級，保障了社區(qū)接入終端與中間件平臺的順利溝通與業(yè)務(wù)實現(xiàn)的穩(wěn)定安全。PON的接入到戶消除了社區(qū)信息通道的帶寬壁壘，適宜智能社區(qū)業(yè)務(wù)組網(wǎng)的多樣，無論是平臺與終端在社區(qū)內(nèi)自行組網(wǎng)，還是在運營商側(cè)統(tǒng)一組網(wǎng)，都能保證智能社區(qū)業(yè)務(wù)的順利開展[7]。

基于PON的智能社區(qū)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)有如下優(yōu)勢。

·電信運營級的架構(gòu)，滿足對可靠性、安全性及運營管理等多方面的要求。

·支持數(shù)據(jù)、視頻、IP語音及傳統(tǒng)語音等全業(yè)務(wù)，一線部署，易于擴展。

·豐富的ONU種類滿足不同的用戶需求，能夠根據(jù)用戶需求設(shè)置不同的業(yè)務(wù)等級，保證業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。

7 結(jié)束語

基于智能社區(qū)應(yīng)用需求特點，采用開放的、分布式架構(gòu)，充分借鑒成熟的增值業(yè)務(wù)提供技術(shù)，以業(yè)務(wù)為中心，采用模塊化、多級分層結(jié)構(gòu)，提供開發(fā)規(guī)范、開發(fā)工具、測試支持，有利于高效的業(yè)務(wù)開發(fā)，充分滿足新業(yè)務(wù)開發(fā)快速靈活要求；具有良好的開放性和擴展性，有助于業(yè)務(wù)擴展和創(chuàng)新需求，適應(yīng)智能社區(qū)業(yè)務(wù)的新趨勢和新環(huán)境。

圖3 智能社區(qū)PON組網(wǎng)示意

本文提出的業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計突破了智能社區(qū)業(yè)務(wù)中間件標準化的重大關(guān)鍵技術(shù)，形成智能社區(qū)單位多種業(yè)務(wù)中間件標準解決方案，推動了智能社區(qū)業(yè)務(wù)的規(guī)模化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；通過構(gòu)建融合終端設(shè)備廠商、系統(tǒng)集成商、行業(yè)應(yīng)用開發(fā)商、安防軟件提供商的產(chǎn)業(yè)價值鏈條，形成一個圍繞智能社區(qū)，覆蓋社區(qū)應(yīng)用、智能終端、通信網(wǎng)絡(luò)的全面解決方案，以關(guān)注用戶切身利益和個性化需求來獲取新的利潤增長點。本文的成果將為智慧城市應(yīng)用提供一個可管理、可控制、易推廣的智能社區(qū)業(yè)務(wù)新系統(tǒng)和新模式。

1 賴茂生,樊振佳,張麗麗.中國社區(qū)信息化發(fā)展狀況及其影響分析.中國圖書館學報,2013,39(3):68～69 Lai M S,Fan Z J,Zhang L L.The development,status and effects of community information in mainland China.Journal of Library Science in China,2013,39(3):68～69

2 Li X,Lu R,Liang X,et al.Smart community:an internet of things application.IEEE Communications Magazine,2011,49(11):68～75

3 張才明.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧城管.工程研究——跨學科視野中的工程,2012(4):355～361 Zhang C M.Wisdom city management system based on internet-ofthings technology.Journal of Engineering Studies,2012(4):355～361

4 宮艷雪,武智霞,鄭樹泉等.面向智慧社區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究.計算機工程與設(shè)計,2014,35(1):344～349 Gong Y X,Wu Z X,Zheng S Q,et al.Research on IOT architecture for smart community.Computer Engineering and Design,2014,35(1):344～349

5 李永強.社區(qū)WebGIS原型系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)（碩士學位論文）.電子科技大學,2011 Li Y Q.Community WebGIS prototype system design and implementation(master dissertation).University of Electronic Science and Technology of China,2011

6 張陽.PON用戶與PSTN用戶語音業(yè)務(wù)互通的組網(wǎng)方式.通信技術(shù),2012,45(12):118～120 Zhang Y.Network modes for PON and PSTN users’voice business exchange.Communications Technology,2012,45(12):118～120

7 尚逢亮,張靜.基于PON承載的智慧校園業(yè)務(wù)解決方案探討.光通信技術(shù),2013,37(3):41～44 Shang F L,Zhang J.Solutions to intelligent campus based on PON technology.Optical Communication Technology,2013,37(3):41～44