GB∕T 38321-2019 建筑及居住区数字化技术应用 家庭网络信息化平台.pdf

书 书 书犐 犆犛 犔 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 建筑及居住区数字化技术应用家庭网络信息化平台犇 犻 犵 犻 狋 犪 犾狋 犲 犮 犺 狀 犻 狇 狌 犲犪 狆 狆 犾 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犫 狌 犻 犾 犱 犻 狀 犵犪 狀 犱狉 犲 狊 犻 犱 犲 狀 犮 犲犮 狅犿犿狌 狀 犻 狋 狔犎狅犿犲狀 犲 狋 狑狅 狉 犽犻 狀 犳 狅 狉犿犪 狋 犻 狅 狀狆 犾 犪 狋 犳 狅 狉犿 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 书目次前言范围规范性引用文件术语和定义缩略语家庭网络信息化平台体系结构家庭主网家庭子网参考文献 犌犅犜 前言本标准按照 给出的规则起草。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这些专利的责任。本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。本标准由全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会（ ）归口。本标准起草单位：广州广联数字家庭产业技术研究院、中国电子科技集团公司第五十四研究所、华为技术有限公司、首都经济贸易大学、广东金大田家居股份有限公司、广东佛山瑞德电子集团、中外建设信息有限责任公司、中关村乐家智慧居住区产业技术联盟。本标准主要起草人：齐鹏飞、骆连合、张中伟、周秋珍、姚翠友、覃刚、谢跃文、薛连双、邓成湘、孙友林、冯秋朝、区健强、白明梅。犌犅犜 建筑及居住区数字化技术应用家庭网络信息化平台范围本标准规定了家庭网络信息化平台的体系结构、家庭主网和家庭子网。本标准适用于家庭网络信息化平台的建设。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。 信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第 部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范： 频段较高速物理层扩展规范 信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第 部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范： 频段更高数据速率扩展规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 家庭网络犺 狅犿犲狀 犲 狋 狑狅 狉 犽将家庭套内的音视频设备、家用电器、信息设备、水电气暖计量表、照明系统、安防报警求助系统等连接在一起组成的一种局域网络。 家庭网关犺 狅犿犲犵 犪 狋 犲 狑犪 狔家庭网络内部提供协议转换、设备管理和网络管理等功能的所有网关的统称。 物联网网关犐 狀 狋 犲 狉 狀 犲 狋狅 犳狋 犺 犻 狀 犵 狊犵 犪 狋 犲 狑犪 狔连接家庭子网和家庭主网的主要设备。注：主要功能是接口及协议转换，在某些应用场景下，可嵌入在家庭网关里，实现两个设备的融合。注：通过以太网接口与家庭网络连接，通过有线及无线方式与控制器、传感器等设备连接，并对家庭子网内的设备及业务进行统一协调控制。 家庭主网犺 狅犿犲狆 狉 犻 犿犪 狉 狔狀 犲 狋 狑狅 狉 犽支撑家庭视频监控、多媒体影音娱乐、 等数据业务的网络。 家庭子网犺 狅犿犲犾 狅狑 狊 狆 犲 犲 犱狊 狌 犫 狀 犲 狋 狑狅 狉 犽支撑家庭传感类、监测类及控制类等物联网业务的网络。犌犅犜 家庭网络信息化平台犺 狅犿犲狀 犲 狋 狑狅 狉 犽犻 狀 犳 狅 狉犿犪 狋 犻 狅 狀狆 犾 犪 狋 犳 狅 狉犿在家庭套内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动控制设备、照明设备、安全防范（监控）装置及计量表设备、家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据共享的系统。 控制器犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾 犾 犲 狉能够接收控制指令，并对家庭内电气设备或家居设施做出相应的操作。 受控设备犲 狇 狌 犻 狆犿犲 狀 狋狌 狀 犱 犲 狉犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾家庭套内能够接受自动或智能控制的电气设备或家居设施。注：如照明灯具、家用电器、电动窗帘等。 终端控制器狋 犲 狉犿 犻 狀 犪 犾犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾 犾 犲 狉为家庭自动化控制提供人机交互界面的一种设备。注：可以是专用控制设备，也可以是运行在移动终端设备或内嵌到其他设备（如门禁对讲用户机、机顶盒等）的软件模块，目前通常指运行在移动终端设备（智能手机、平板电脑等）的应用程序。 云服务器犮 犾 狅 狌 犱狊 犲 狉 狏 犲 狉部署在家庭网络之外的互联网上，对家庭网络网关、控制终端等设备及业务进行统一控制、管理、协调的服务器系统。缩略语下列缩略语适用于本文件。：访问节点（ ） ：应用程序编程接口（ ）：控制器局域网络（ ）：动态主机配置协议（ ） ：欧洲安装总线（ ）：通用分组无线服务技术（ ） ：身份证（ ） ：互联网协议（ ） ：网络协定电视（ ）：局域网（ ）：媒体访问控制（ ）：光网络终端（ ） ：开放服务网管协议（ ）：个人计算机（ ）：电力线通信（ ）：以太网上的点到点协议（ ）：预共享密钥（ ） ：服务质量（ ）：射频（ ）犌犅犜 ：会话初始协议（ ）：简单网络管理协议（ ） ：服务器集标识（ ）：数字视频变换盒（ ）：传输控制协议（ ）：广域网（ ）：有线等效加密（ ）： 保护接入（ ）家庭网络信息化平台体系架构家庭网络信息化平台应由家庭网关、个或多个物联网网关、终端控制器、云服务器等设备及系统，以及用于连接上述设备及系统的家庭网络构成。家庭网络可按照通信传输速率以及应用业务的不同，分为家庭主网和家庭子网。家庭网络应通过家庭网关统一接入公用电信网络。家庭网络信息化平台体系架构示意图如图所示。图家庭网络信息化平台体系架构示意图家庭主网 家庭主网组网方式及要求 总体说明家庭主网的组网方式宜采用对绞线缆与无线通信（ ）相结合。家庭网关作为家庭主网的核心业务接入及与公用电信网互通的网络路由设备，应设置在位于家庭犌犅犜 中心位置（家居配线箱内） 。 对绞线缆通信组网 组网架构家庭主网采用对绞线缆组网架构如图所示。家庭网关应支持路由交换功能，对外提供以太网接口，通过类对对绞线缆连接至室内各区域业务信息点。图对绞线缆组网架构 组网要求采用对绞线缆组网应符合下列要求：）采用星型组网方式，对绞线缆汇集于家居配线箱；）采用类布线系统；）在套内各功能区域设置信息点，信息点安装位置和数量满足家庭信息化和智能化各业务系统的需求。 无线通信组网 组网架构家庭主网采用无线组网架构如图所示。家庭网关应支持无线路由功能，提供无线信号，对于无线网络覆盖盲区或者信号弱的区域，可利用无线或无线中继器对网络进行延伸或增强。图无线组网架构 组网要求无线通信网的组网应符合下列要求：犌犅犜 ）家庭主 接入点同时支持 和两个频段接入，每个频段宜支持以上收发信号能力；）对于家庭中与主 接入点信号衰减超过 的区域，宜采用分布式部署 的方式扩展；）对于设有信息点的区域，可采用无线的方式进行区域的无线网络覆盖；对于无信息点或无 信号的区域，可采用 中继等方式进行扩展；）无线扩展和主 接入点配置相同的参数，包括 、网络用户名和密码等。 犘犔犆或同轴电缆组网 组网架构家庭主网采用或同轴电缆组网架构如图所示。图犘犔犆或同轴电缆组网架构 组网要求家庭网络采用或同轴电缆进行组网，应符合下列要求：）家庭布线采用三线制，电源地线连接到每个电源插座；）采用或同轴电缆组网，由个调制解调器（主端）和个或多个（不超过个）调制解调器（从端）构成；）调制解调器（主端）可采用模块的形式内置在家庭网关；）调制解调器（从端）可内置无线模块，实现通过或同轴电缆进行无线网络延伸；）调制解调器宜采用 通信协议；）调制解调器至少有个 以太网接口。 家庭网关 接口要求家庭网关接口应符合下列要求：）家庭网关对上，宜采用光纤、对绞电缆、同轴电缆接入互联网网络；）家庭网关对下，宜提供以下接口：）支持至少个 接口；）支持 接入接口；）宜支持至少个接口，并符合 及以上规范；）宜支持电话接口；犌犅犜 ）宜支持电视接口；）可提供其他有线及无线通信协议接口。 家庭网关功能要求家庭网关功能应符合下列要求：）家庭网关支持路由工作模式、桥接工作模式、桥接路由混合工作模式三种。）家庭网关支持端口绑定、绑定和路由转发三种转发方式。）家庭网关支持家庭网络内部各个有线和无线 终端之间相互访问，数据流无需通过连接。）家庭网关支持 、 协议栈，并支持同时运行 双协议栈。侧应支持静态配置 地址、三种方式获取连接的 地址，侧应支持 。）家庭网关支持 功能，包括业务流分类和标记功能；业务流统计、限速和优先级调度功能；下挂设备的统计和限速功能。）家庭网关通过内置语音网关方式采用 协议实现 电话业务。 扩展性要求家庭网关硬件及软件架构设计应支持第三方插件的安装和扩展。家庭网关软件架构设计应支持通过 接口提供对外能力开放， 宜以 服务的形式发布给第三方插件开发者使用。 家庭网络管理要求 一般规定家庭网络管理应符合下列要求：）家庭网络管理可由运行在上的、独立的网络管理系统软件实现，也可根据需要由嵌入到家庭网关里的某功能模块实现；）家庭网络管理软件或模块应基于 系列协议或协议对家庭网关进行远程管理。应包括以下管理功能：）对家庭网关上的数据、语音、视频、 等功能进行部署、管理和控制；）对家庭网关的远程状态查询、故障管理、设备配置和软件升级；）对家庭网关的智能应用进行加载、配置及生命周期管理。 设备信息管理设备信息管理应符合下列要求：）设备信息的管理对象包括通用及个性化信息；）通用信息包括设备类型信息和设备业务能力信息；）设备个性化信息包括固定信息（如设备地址、唯一 等）和设备动态信息（如 地址信息、最近连接信息等） 。 网元管理网元管理应包括故障诊断、网络应用服务、设备认证、状态监视、参数配置、软件升级、告警、设备信息、版本配置文件信息、业务代码的管理，设备分组管理等能力。犌犅犜 故障管理故障管理应符合下列要求：）故障管理通过管理平台对家庭网关、下挂设备进行故障定位；）故障管理给网络运维管理人员提供友好的故障诊断人机交互界面。 扩展功能管理扩展功能管理应符合下列要求：）家庭网络管理功能宜支持家庭网关软件和网关插件管理，包括远程安装、升级、卸载；）家庭网络管理功能宜支持软探针功能，并对家庭网络质量进行采集、存储、评估和调优化的能力；）家庭网络管理功能提供报表分析和管理能力，包括：家庭网关报表、 性能报表和 覆盖报表；）家庭网络管理功能提供对单个家庭的一键检测功能，并且能够诊断常见的家庭网络故障。 外部接口家庭网络管理功能应支持对外部系统及外部用户（非此系统用户）提供网络资源管理、业务开通、业务保障和综合报表等管理接口。 家庭网络安全要求 总体说明家庭网络安全功能可以是运行在上的单独安全系统，也可根据需要将该功能嵌入到家庭网关里面某功能模块来实现。 认证管理 一般要求家庭网络平台应对所接入的终端设备建立认证机制，以验证该设备是否具有合法使用业务及接入家庭网络平台的权限，还需要对用户身份进行认证，保障用户是合法的。家庭网络平台应支持等安全通信协议。 设备认证家庭网络平台应对接入设备的合法性进行认证。设备的认证信息应包括：）设备认证密钥；）设备认证证书；）设备唯一标识符。 用户身份认证家庭网络平台应对访问用户进行身份认证。只有用户提供合法的账号和密码才可以使用该业务，并在认证后始终在同一设备上使用该业务。认证过程需要提供的信息应包括：）账号和密码用户通过密码操作，才可以对网关或其他设备进行配置或管理。系统应至少支持普通用户和管理员用户的两级权限管理。犌犅犜 ）密钥用于在传输中加密账号和密码。 犠犔犃犖网络安全对于采用 的家庭网络，应支持以下一种或多种无线安全协议，以保障的安全：）启动或关闭 广播功能；）静态 位 位加密；） 、 加密；）地址过滤功能，实现接入用户的接入控制；）支持 、 中所规定的安全协议。家庭子网 有线组网方式及要求 组网架构采用有线方式进行家庭子网的组建，目前以 协议、 、 协议、 等各种现场总线传输技术为主。基于现场总线的家庭子网组网架构如图所示。图总线型家庭子网组网架构 组网要求家庭子网有线组网应符合下列要求：）家庭子网由至少个物联网网关和多个控制器节点组成，设备之间采用总线组网架构。）物联网网关支持协议转换，将总线协议转换为标准 传输协议，上行具备有线或无线以太网接口，接入家庭主网。）采用总线方式进行家庭子网的搭建，网络的实施符合以下要求：）应根据家庭智能化业务的需求进行家庭子网的总体网络设计，并在家庭基础装修时预埋管槽和线缆；）在家庭套内宜在适合的部位设置弱电控制箱或 底盒，将控制器设备分散安装在 底犌犅犜 盒或进行集中安装在控制箱内；）网络组网应具备一定的兼容性和扩展性，当网络发生故障时，不应影响住户对家庭受控设备的手动操作和控制。 无线组网方式及要求 组网架构采用无线方式进行家庭子网的组建，可采用 协议、蓝牙等无线组网技术。基于无线方式进行家庭子网组网的示意图如图所示。图无线家庭子网组网架构 组网要求基于无线方式进行家庭子网的组建，其网络应符合下列要求：）网络无线节点可以自动发现、自动组网并支持多种拓扑结构；）网络具备可靠性和稳定性，当某一中继或路由节点发生故障时，节点控制器应可以自动选择路由，实现与集中控制器的通信；）网络由至少一个物联网网关和多个节点控制器构成；）物联网网关支持协议转换，将无线协议转换为标准 传输协议，上行具备 有线或 无线以太网接口，接入家庭主网；）控制器支持电池或其他供电方式。若采用电池供电，当电量不足时，可以在设备本身指示灯或者后台管理系统上进行告警提示。 物联网网关 接口要求物联网网关接口应符合下列要求：）上联接口支持百兆以太网口、 等至少一种有线或无线通信方式，接入家庭主网；）上联可直接通过、等通信方式直接接入移动通信网络；）下联接口支持 、 接口等至少一种有线或无线低速传感通信协议；）下联接口提供 百兆以太网口、 等至少一种网络通信方式。犌犅犜 功能要求 系统维护功能物联网网关设备应支持配置管理、监控管理、日志管理、升级维护等功能，并符合下列要求：）物联网网关设备应支持运行相关信息的配置，主要包括运行参数、组网参数、终端设备参数等；）应可以对系统版本信息、模块运行状态、模块关键运行数据等进行管理；）应支持操作日志和系统日志的查询、备份和删除等功能；）应支持系统软件本地或远程升级功能。 设备管理功能物联网网关应对接入的终端节点设备进行管理，并符合下列要求：）用户终端设备上电启动后，物联网网关应能够自动发现终端设备的接入，并进行认证，记录相关信息；）物联网网关应能够通过分析终端设备上报的参数自动获取终端设备类型、软件版本、是否注册等信息；）物联网网关应支持终端设备信息管理，包括设备基本信息、业务信息、认证信息、设备配置文件等内容；）物联网网关应支持对在线的单个设备进行本地或远程操作。 应用管理物联网网关应支持用户管理、场景模式、联动管理和家居应用等家庭智能化应用功能，并符合下列要求：）应能够对操作用户进行权限管理、登录管理、认证管理等功能；）应支持场景模式、自动模式、联动模式等系统操作模式。 终端控制器 一般要求终端控制器符合下列要求：）终端控制器宜采用专用控制终端设备，或运行在智能手机、平板个人计算机、访客对讲室内机等终端设备上；）终端控制器控制软件宜是专用应用程序软件，应具有清晰直观的人机交互界面；）终端控制器应通过 或者移动通信网络，实现对受控设备的本地及远程控制；）终端控制器控制程序应具备扩展性、兼容性、可移植性。 功能要求终端控制器应符合下列要求：）终端控制器提供用户注册登录、设备管理、历史信息管理等功能界面。）终端控制器提供家居安全防范、家用电器控制、环境监测、家庭娱乐等智能家居应用服务人机交互操作界面。）终端控制器人机交互界面符合以下特性：）应可以对受控设备的状态进行直观地显示，当受控设备状态发生改变时，应可以实时地更新； 犌犅犜 ）当用户进行操作时，系统界面应对用户的操作提供清晰明确的信息反馈。 云服务器 一般要求云服务器应符合下列要求：）家庭网络信息化平台通过云服务器实现对家庭网关、物联网网关、控制器等设备及系统的统一协调管理。）云服务器可根据需求部署在互联网数据中心或社区、住宅区等物管中心机房。）云服务器提供后台管理系统，并通过后台管理系统对多个家庭网络信息化平台设备进行管理。）云服务器满足以下基本功能：）接收家庭网关或物联网网关所发送的设备状态信息，并进行处理和存储；）协调终端控制器和家庭网关或物联网网关之间控制命令的交互。）云服务器设备及其部署符合以下要求：）云服务器硬件性能应满足大规模设备的同时接入、并发访问等性能要求；）云服务器所部署物理环境应确保安全可靠；）云服务器应建立网络及信息安全防范措施，防止非法访问，确保数据安全。 后台管理功能云服务器应具备账户管理、设备管理、状态管理、消息发送、数据同步、日志管理、升级维护及其他等后台管理功能模块。各项模块应支持以下功能：）每个账户只能管理自己家庭的家庭网关、受控终端、终端控制器等设备；）支持自动发现管理智能设备，且支持设备信息的配置，设备的添加、删除等操作；）对所有家庭网络信息化平台设备的状态信息进行管理和查看；）支持根据自编程逻辑自动向终端控制器发送设备告警通告提醒等消息；）支持终端控制器、物联网网关与云服务器平台间的数据同步；）对云服务器的运行日志、操作日志、异常日志、安全日志进行管理；）通过云服务器对家庭物联网网关、终端控制器等设备软件系统进行远程升级；）在线电子地图，设备定位等其他扩展功能。 犌犅犜 参考文献 家庭网络第部分：系统体系结构及参考模型 家庭网络第部分：内部网关规范 家庭网络系统体系结构及参考模型 犌犅犜