GB∕T 40439-2021 用于老年人生活辅助的智能家电系统 架构模型.pdf

书 书 书犐 犆犛 犆犆犛犢 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 用于老年人生活辅助的智能家电系统架构模型犛犿犪 狉 狋犺 狅 狌 狊 犲 犺 狅 犾 犱犪 狆 狆 犾 犻 犪 狀 犮 犲 狊狊 狔 狊 狋 犲犿犳 狅 狉狅 犾 犱 犲 狉狆 犲 狉 狊 狅 狀 狊犪 狊 狊 犻 狊 狋 犲 犱犾 犻 狏 犻 狀 犵犃狉 犮 犺 犻 狋 犲 犮 狋 狌 狉 犲犿狅 犱 犲 犾 发布 实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布书 书 书前言本文件按照 标准化工作导则第部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国轻工业联合会提出。本文件由全国家用电器标准化技术委员会（ ）归口。本文件起草单位：中国家用电器研究院、中国人民解放军总医院、万源众享联盟科技（北京）有限公司、青岛海尔科技有限公司、美的集团股份有限公司、珠海格力电器股份有限公司、厦门阿玛苏电子卫浴有限公司、海信家电集团股份有限公司、西安庆安制冷设备股份有限公司、宁波先锋电器制造有限公司、无锡小天鹅电器有限公司。本文件主要起草人：马德军、刘荣、郭丽珍、赵之明、孟元光、茹昭、陈挺、陈进、王淼、陈林、侯全舵、陈坚波、孙民、张建华、方庆朕、祖岩岩、孙铭超。犌犅犜 用于老年人生活辅助的智能家电系统架构模型范围本文件规定了用于辅助老年人生活的智能家电系统的架构模型及释义以及架构模型应用示例。本文件适用于辅助老年人生活的智能家电系统的策划、开发和设计，用于辅助残疾人等对于辅助生活有需求的人群的智能系统的策划、开发和设计也可参照使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 电工术语积极辅助生活 智能家用电器通用技术要求术语、定义和缩略语 术语和定义 、 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 智能家电系统狊犿犪 狉 狋犺 狅 狌 狊 犲 犺 狅 犾 犱犪 狆 狆 犾 犻 犪 狀 犮 犲 狊狊 狔 狊 狋 犲犿至少由一个智能家电和其他部件构成的家电系统。注：系统除包含智能家电产品与相关设备、网络通信系统以及相关服务平台等组成部分外，还包含上述产品、设备、系统和平台的制造商、用户、服务提供商等相关方。来源： ， ，有修改 用户狌 狊 犲 狉使用和或受益于设备、系统或服务的人。来源： ， ，有修改 架构模型犪 狉 犮 犺 犻 狋 犲 犮 狋 狌 狉 犲犿狅 犱 犲 犾由智能家电系统的系统部件、辅助水平及过程视图所组成的三维模型，用于将一个具体的使用案例映射到三维概念空间，辅助系统设计和开发。 辅助水平犪 狊 狊 犻 狊 狋 犪 狀 犮 犲犾 犲 狏 犲 犾按照用户独立生活的能力和所需的辅助程度，从最低程度的辅助到完全辅助及所对应的自动化程度而对用户所需辅助划分的等级。犌犅犜 日常生活活动犪 犮 狋 犻 狏 犻 狋 狔狅 犳犱 犪 犻 犾 狔犾 犻 狏 犻 狀 犵；犃犇犔日常生活中涉及身体自我维持能力的最基本的人类活动。示例：沐浴、穿衣、进食、上下床或起坐、上厕所和室内走动，上楼梯等。 工具性日常生活活动犻 狀 狊 狋 狉 狌犿犲 狀 狋 犪 犾犪 犮 狋 犻 狏 犻 狋 狔狅 犳犱 犪 犻 犾 狔犾 犻 狏 犻 狀 犵；犐 犃犇犔除外，与独立生活相关的身体社交认知技能的日常活动。示例：使用交通工具、打电话、购物，以及做饭、家务、清洁、药物管理、财务管理等。 使用案例狌 狊 犲犮 犪 狊 犲能够实现辅助老年人生活的一个典型情况或一系列事件的描述。注：使用案例的目的是描述问题场景，把解决问题时的时间、空间和技术等方面清晰地体现出来。来源： ， ，有修改 辅助技术犪 狊 狊 犻 狊 狋 犻 狏 犲狋 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔用于增进、维持或改进人的能力的设备、产品系统、硬件、软件或服务。注：辅助技术是一个比辅助器具更广义的术语。注：辅助技术可包括辅助服务和为评估、推荐和供给所需的专项服务。来源： ， ，有修改 服务狊 犲 狉 狏 犻 犮 犲为客户创造附加价值的智能家电系统的行为或功能。示例：系统的配置和维修。来源： ， ，有修改 缩略语下列缩略语适用于本文件。：应用软件（ ）：建筑局域网（ ）：家庭局域网（ ）：高级数据链路控制（ ） ：互联网协议（ ）：低功耗广域网（ ）：邻域网（ ）：个人网（ ）：点对点协议（ ）：传输控制协议（ ）：用户数据报协议（ ）：用户界面（ ）：通用串行总线（ ）犌犅犜 库七七 w w w .k q q w .c o m 标准下载 ：基于 的语音传输（ ）：广域网（ ）：第四代移动通信系统（ ）：第五代移动通信系统（ ）架构模型及释义 架构模型架构模型由犡轴（辅助水平） 、犢轴（系统部件构成） 、犣轴（模型和过程视图）三部分构成，如图所示。图系统架构模型犡轴：辅助水平，代表用户域，用于来描述用户的多样性、个性化及人的身体、精神随时间变化的状况。犢轴：系统部件构成，用来描述装置、系统与云端服务的交互。犣轴：模型和过程视图，以协调的视角来描述系统架构的不同方面。 释义 犡轴：辅助水平 第级：独立在该辅助水平上用户不依赖于辅助技术。注：辅助技术用于健康、娱乐、安全、舒适性等。犌犅犜 库七七 w w w .k q q w .c o m 标准下载 第级：一些辅助在该辅助水平上用户在某些或连续的时间点需要辅助技术的一些辅助。 第级：工具性日常生活活动（犐 犃犇犔）辅助在该辅助水平上用户需要的辅助。 第级：日常生活活动（犃犇犔）辅助在该辅助水平上用户需要的辅助。 犢轴：系统部件构成 装置系统中使用的用来执行某种要求的功能的具体要素或其集合。注：包括用于用户个人健康、舒适及安全等的装置及传感装置，及可以汇聚用户数据的装置。 网关连接具有不同的网络架构及协议的两个计算机网络的功能单元。注：网络可以是无线（有线）局域网、广域网，或其他类型的网络。注：网关可以是局域网网关、智能设备控制中心等。 后端系统（云平台）涵盖了若干功能性部件，用于通过网络连接从网关或装置上收集数据的系统。该系统也可实现网关、装置（如固件升级）的远程管理，及实现部件同智能家电信息系统或其他信息系统的交互。在客户端服务器模式下，平台通常承担服务器角色。 应用与服务 应用同用户交互的程序，或在网络基础设施内部传输信息的程序。 服务系统为客户创造附加值的行为或功能。示例：系统配置和维护。 智能家电信息系统收集技术及人的资源信息，用于提供某种智能家电系统服务所需的信息的存储、分析、分配及通信。注：一个智能家电信息系统可以包含各种类型的个人信息。 其他信息系统收集智能家电系统服务之外的技术及人的资源信息，提供所需的信息存储、分析、分配及通信，为老犌犅犜 库七七 w w w .k q q w .c o m 标准下载年人智能家电系统服务接入各种外部资源。注：健康信息系统（ ）可以是其他信息系统的一部分。 犣轴：模型和过程视图 参与者层参与者层（如图所示）描述所有按照使用案例信息，使用系统界面同智能家电系统交互、做出决策和交换信息的参与者和角色。执行不同任务的不同类别参与者（如可视化、数据收集、数据管理等）可按照辅助水平及其角色和访问系统的方式分组。通过系统界面（用户界面）发生交互。因此，使用案例文件中的参与者层可作为使用案例分析及对系统的其他层，如功能、信息和通信层等进行描述的出发点。该层仅代表能够从智能家电系统获益或使用系统的参与者。间接的参与者，如系统管理者，将在利益相关者层体现。图参与者层 通信层通信层主要负责数据从网络通信的物理层的装置端（来源）传输到物理层的接收端（终点） 。本层描述在现有的智能家电生态系统中不同的网络中，采用什么协议来传输数据（如、等，示意图如图所示） 。图犅犃犖、犠犃犖、犖犃犖、犎犃犖、犘犃犖示意图犌犅犜 信息层（数据模型层）信息层（如图所示）包含了智能家电系统或服务中使用的数据模型。数据模型根据数据及服务的定义及格式来表达业务。即，按系统或服务的目标，定义领域的结构，以及系统装置、应用及服务、智能家电信息系统怎样交换信息（或使用、分享信息等） 。本质上，数据模型可用来描述系统的三个主要方面：概念化的数据模型、逻辑上的数据模型及物理数据模型。该层也可以包含代表了政策、标准和访问控制的管理模型。该模型可用几种方式或工具来表示，如本体，类图，或概念图、实体关系模型等。数据可使用不同类型的、聚焦于传输对象的协议进行传输，用网络来交换信息的格式在通信层描述。图信息层 功能层该层通过规范功能数据流的方式，描述服务所执行的必要功能，使利益相关方及参与者对业务的需求具体化。按系统或服务目标，这些数据流用来描述智能家电系统从装置、网关上获取数据直至将其提供给平台、应用和服务及智能家电信息系统这一流程中智能家电系统的必要元素。内部控制流如图所示。犌犅犜 图内部控制流 利益相关者层该层代表涉及智能家电生态系统的所有角色或有利益关系的。按照在最终解决方案中的参与度，利益相关方可分为下列几种（如图所示） ：）内部（核心）的：直接同解决方案相互作用，与解决方案有直接利益的相关方。）关联（直接）的：生态系统中的其他相关方，可能不直接同解决方案相互作用，但通常主持或控制项目方案，与解决方案的成功直接相关。从经济关系来看，项目的失败也会对他们造成损失。）外部（间接）的：代表了更宽泛的解决方案运行环境。生态系统之外的，但对于项目仍是重要的和间接关联的利益相关方。图利益相关者层犌犅犜 业务层业务层（如图所示）提供了涉及参与者和利益相关方目标的信息交换。该层依据业务目标、参与者、利益相关方及使用案例来规划内容管理（业务案例用于提升业务目标） 。应用于特定智能家电生态系统的法规和经济约束可在本层描述。图业务层架构模型应用示例架构模型应用示例见附录。犌犅犜 附录犃（资料性）架构模型应用示例犃 具有药品存储和提醒功能的智能冰箱系统犃 使用案例描述药品购买的场景，冰箱定时上报药品存储情况，平台检查存储的药品不多了，推送到手机上的药品管理应用弹出消息提醒购买。用户确认后，平台对接医疗服务后台，通过健康设备采集上报的数据作出诊断，开出下一疗程的药方。药品管理应用根据药方采购药物，由物流系统配送到家里。犃 使用案例展开图本使用案例展开图如表 表 所示。表犃 参与者层执行层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助智能冰箱健康监测仪家庭网关（与健康监测仪对接）云平台药品存储管理用户健康指数测量养老服务系统远程医疗服务金融服务药房系统物流系统独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 通信层通信层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助 （冰箱）蓝牙（健康监测仪）蓝牙互联网（ ）互联网（ ）互联网（ ）互联网（ ）互联网（ ）独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。犌犅犜 表犃 信息层信息层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助上传药品存储信息上传用户健康信息转发用户健康信息提供平台服务接口设备信息用户信息健康信息药品库存信息个人银行账户信息老年人健康信息老年人个人基本信息护工信息健康记录药品信息银行账户信息独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 功能层功能和服务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助药品存储药品状态采集健康指标采集协议路由协议转换设备信息收集管理用户信息管理设备与用户绑定监护关系设置药品存储监控药品购买提醒在线购买健康护理文体娱乐根据健康记录推荐服药剂量药品筛选与配送独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 利益相关者层利益相关方层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助老年人冰箱制造商健康监测仪制造商网关制造商云平台服务商智能养老方案商信息平台运营商健康服务提供商医疗机构药品电商金融机构独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。 犌犅犜 表犃 业务层业务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助智能家电健康仪器个人信息保护网络通信个人信息保护云计算个人信息保护个人信息保护金融个人信息保护健康咨询药品推荐养老保险独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。犃 使用案例数据流本使用案例数据流如图 所示。图犃 具有药物存储和提醒功能的智能冰箱系统数据流犃 具有跌倒探测和告警功能的智能热水器系统犃 使用案例描述以具有跌倒探测及报警功能的智能热水器系统为例，该系统通过在家电上的跌倒探测传感部件，实现对需要一些辅助的老年人的跌倒行为的监测，并实时推送信息给家人、社区护工或社区等能够提供实时辅助的人。该信息也可被汇总到医疗信息系统，并生成老年人健康报告。 犌犅犜 犃 使用案例展开图本使用案例展开图如表 表 所示。表犃 参与者层执行层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助 智能热水器家庭网关云平台跌倒告警信息接收装置，如手机无医疗信息系统独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 通信层通信层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助 互联网（ ）互联网（ ）互联网（ ）无互联网（ ）独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 信息层信息层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助上报用户跌倒信息转发用户跌倒信息提供平台服务接口设备信息老年人个人基本信息护工信息用户信息无老年人健康信息老年人用药信息跌倒诊断结果独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。 犌犅犜 表犃 功能层功能和服务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助跌倒状态监测上报预警信息到云平台接收控制指令并执行协议转换跌倒应急响应推送消息通知社区护工通知紧急联系人无病史信息汇总健康报告跌倒诊断独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 利益相关者层利益相关方层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助老年人家电设备商网关制造商云平台运营方紧急联系人提供商社区护工无医疗机构独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 业务层业务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助一些辅助 个人信息保护网络通信个人信息保护云计算个人信息保护个人信息保护社区服务无个人信息保护独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。 犌犅犜 犃 使用案例数据流本使用案例数据流如图 所示。图犃 具有跌倒探测功能的智能热水器系统的数据流犃 基于智能电视的语音辅助系统犃 使用案例描述智能电视能够通过语音交互进行控制，解决老年人用手指操作遥控器的不便。通过接收老年人的语音指令，智能电视可以打开网络通话服务，实现老年人通过智能电视与另一方远程通话。智能电视还能够作为智能家居的中控，接收语音指令，控制家庭网络中其他的智能家电或家居设备（如智能空调） 。其中，家居设备通过蓝牙与智能电视建立连接。犃 使用案例展开图本使用案例展开图如表 表 所示。表犃 参与者层执行层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助智能电视智能空调温湿度传感器智能电视云平台远程通话家电和家居设备语音控制无 通话系统一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。 犌犅犜 表犃 通信层通信层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助蓝牙 互联网（ 、 ）蓝牙 互联网（ ）互联网（ ）互联网（ 、 ）无互联网（ 、 ）一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 信息层信息层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助语音指令智能空调与温湿度传感器设备信息设备与平台通信接口平台服务接口设备信息用户信息通话信息智能空调操作信息温湿度状态信息无远程通话数据包一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 功能层功能和服务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助语音采集语音播放界面显示接受控制指令并执行上报设备状态按照用户指令控制智能空调设备反馈温湿度信息至电视界面设备信息收集管理用户信息管理设备与用户绑定语音识别与合成在线通话管理空调控制指令下发温湿度状态推送无远程通话支撑服务一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。 犌犅犜 表犃 利益相关者层利益相关方层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助老年人智能电视制造商智能空调制造商温湿度传感器制造商智能电视制造商智能家电平台服务商智能家居服务提供商智慧地产无远程通话服务商一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表犃 业务层业务层装置网关后端系统（云平台）应用与服务智能家电信息系统其他信息系统辅助辅助智能家电个人信息保护互联网媒体法规网络通话个人信息保护语音控制云计算个人信息保护个人信息保护远程通话应用无远程通话一些辅助独立注：“ ”表示本层不涉及的辅助水平和部件。犃 使用案例数据流本使用案例数据流如图 所示。 犌犅犜 图犃 基于智能电视的语音辅助系统数据流 犌犅犜 参考文献 ： 犌犅犜