數(shù)字家園系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

摘　要：分析了國(guó)內(nèi)外主要信息家電產(chǎn)品以及家庭組網(wǎng)解決方案、模型的缺點(diǎn)與不足,有針對(duì)性地提出了一套低成本的數(shù)字家園系統(tǒng)(DHNS)解決方案,描述了本系統(tǒng)的總體構(gòu)架、社會(huì)服務(wù)體系和QoS需求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的核心技術(shù)平臺(tái)——家居服務(wù)器,并對(duì)其原理、構(gòu)架、軟硬件模塊組成以及通訊協(xié)議作了比較詳盡的闡述。本系統(tǒng)可靈活地進(jìn)行高、中、低各種不同的配置,最高配置可覆蓋整個(gè)家庭和社會(huì)服務(wù)體系,最低可配置成一個(gè)單臺(tái)的DVD播放機(jī),具有較大的市場(chǎng)前景。指出了本系統(tǒng)存在的問(wèn)題和進(jìn)一步的研究目標(biāo)。
 
關(guān)鍵詞：數(shù)字家園系統(tǒng) 家居服務(wù)器 信息家電

數(shù)字家園是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,涉及到計(jì)算機(jī)、通訊、控制、消費(fèi)電子、住宅建設(shè)、金融業(yè)等及人類(lèi)社會(huì)生活的方方面面。為了實(shí)現(xiàn)各種家用電氣設(shè)備以及對(duì)社會(huì)生活的互通互聯(lián),一個(gè)統(tǒng)一、放開(kāi)、透明、可靠的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和低成本的實(shí)現(xiàn)是推動(dòng)數(shù)字家園系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。

自信息家電技術(shù)問(wèn)世以來(lái),其組網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議按主導(dǎo)企業(yè)技術(shù)背景差異劃分,基本上有兩大類(lèi),一是以計(jì)算機(jī)通信企業(yè)為主導(dǎo)的,二是以家用電器企業(yè)為主導(dǎo)的。

第一類(lèi)的代表是開(kāi)放業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)OSG(Open Service Gateway),其基本目標(biāo)是以PC為基礎(chǔ),建立包括其它非PC(后PC)類(lèi)黑色家電、白色家電在內(nèi)的通信,甚至于水、電、氣表等的全家庭網(wǎng)絡(luò)體制,基本思想是以業(yè)務(wù)為主線建立體系。第二類(lèi)很多,由主要的數(shù)字視音頻產(chǎn)品制造商和部分通信計(jì)算機(jī)制造商組成,基本目標(biāo)是建立非PC的家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)體系。工作的主線是設(shè)備間的互聯(lián)性。其比較著名的有Havi、Jini、HomePNA、HomePnP、HomeRF、HomeAPI等。各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)不同,目前誰(shuí)是主流體制尚不明朗。

從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看,信息家電將是日后家電發(fā)展的一大方向,可以說(shuō)是主方向[1]。但是,迄今過(guò)去多年了,信息家電依然難以投入實(shí)用,究其原因,除了紛繁的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)讓人無(wú)以適從外,在具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線上也存在不足,其主要表現(xiàn)在如下五個(gè)方面:(1)在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架方面,目前的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還只側(cè)重于家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),缺乏對(duì)社會(huì)服務(wù)體系的研究、規(guī)劃與建立;(2)在技術(shù)上采用胖客戶機(jī)、瘦服務(wù)器方案,導(dǎo)致技術(shù)過(guò)于復(fù)雜、成本過(guò)高,例如,按照目前的技術(shù)路線,即網(wǎng)絡(luò)冰箱=電腦(PC)+冰箱,其代價(jià)相當(dāng)高昂;(3)設(shè)備上網(wǎng)協(xié)調(diào)性差,部分信息產(chǎn)品自成體系,缺乏完整的系統(tǒng)支持及統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,協(xié)調(diào)性、互連性、共存性很差,家用電腦、冰箱、微波爐、洗衣機(jī)等設(shè)備的上網(wǎng)缺乏交換設(shè)備(Switcher),需要很多外網(wǎng)接口或者出口,無(wú)法同時(shí)使用;(4)人機(jī)協(xié)調(diào)性差,對(duì)目前的信息家電來(lái)說(shuō),要么只解決了人員上網(wǎng)的問(wèn)題,要么只解決設(shè)備上網(wǎng)的問(wèn)題,人機(jī)無(wú)法同時(shí)上網(wǎng);(5)功能比較簡(jiǎn)單,難以適應(yīng)各種不同的需求。例如,目前的機(jī)頂盒只有一些簡(jiǎn)單的上網(wǎng)功能,難以滿足人們對(duì)高品質(zhì)數(shù)字生活的追求。

鑒于上述原因,本項(xiàng)目提出了一套以家居服務(wù)器為核心的新型數(shù)字化家園體系結(jié)構(gòu)DHNS(Digital Home Network System),用以建立相對(duì)合理、完善的家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及社會(huì)服務(wù)體系,以解決家庭人員和各種設(shè)備的本地和遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、協(xié)調(diào)上網(wǎng),尤其是大幅度降低整體信息家電成本以及技術(shù)難度等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)家居生活的數(shù)字化。

1 DHNS數(shù)字家園系統(tǒng)總體構(gòu)架 DHNS數(shù)字家園系統(tǒng)總體構(gòu)架如圖1所示。

圖1 DHNS數(shù)字家園系統(tǒng)總體構(gòu)

(1)采用基于智能代理技術(shù)的胖服務(wù)器、瘦客戶機(jī)設(shè)計(jì)方案,以大幅度降低信息家電整體成本。

現(xiàn)有白色(功能性)信息家電(如網(wǎng)絡(luò)冰箱、微波爐、洗衣機(jī)等)的設(shè)計(jì)方案基本上是:電腦(PC)+家電,即在白色家電中嵌入一臺(tái)PC,它們都擁有各自獨(dú)立的高檔CPU(如X86、PowerPC)、顯示器、復(fù)雜的操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)制器、硬盤(pán)等組件,因此技術(shù)復(fù)雜、成本不菲。采用本方案,可將這些信息家電的大部分功能遷移至家居服務(wù)器,形成胖服務(wù)器、瘦客戶機(jī)體系。采用移動(dòng)Agent技術(shù),各種信息家電通過(guò)家居服務(wù)器的集中管理,對(duì)外統(tǒng)一連網(wǎng)、對(duì)內(nèi)協(xié)調(diào)工作,所有信息(包括程序代碼、數(shù)據(jù)等)均存放在服務(wù)器中,瀏覽也可在家居服務(wù)器上完成。而這部分信息家電只需用簡(jiǎn)單、廉價(jià)的單片機(jī)進(jìn)行自身管理以及與家居服務(wù)器通訊即可完成上網(wǎng)任務(wù)。因此,可完全卸除其復(fù)雜、昂貴的高檔組件,從而達(dá)到大幅度降低成本的目的。

(2)采用多功能、模塊化設(shè)計(jì)方案,以適應(yīng)不同用戶的需求,解決人員、設(shè)備的上網(wǎng)以及機(jī)頂盒功能簡(jiǎn)單等問(wèn)題。

多功能設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在家居服務(wù)器的設(shè)計(jì)上,它主要由三大類(lèi)服務(wù)模塊組成,即娛樂(lè)服務(wù)模塊、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器模塊、通訊與監(jiān)控服務(wù)模塊等。各個(gè)模塊由不同的軟硬件組件組成,即插即用、靈活配置,可滿足不同層次消費(fèi)需求。

①娛樂(lè)服務(wù)模塊
該模塊由在線服務(wù)模塊和獨(dú)立服務(wù)模塊組成。在線服務(wù)模塊可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電影、電視、廣播等音視頻流媒體的實(shí)時(shí)播放和錄制以及定時(shí)錄制;獨(dú)立服務(wù)模塊指在缺乏社會(huì)服務(wù)體系服務(wù)(即無(wú)外網(wǎng)聯(lián)通)的狀態(tài)下可獨(dú)立播放DVD、VCD碟片、播放下載的DVD、VCD、DVB、DAB、MP3、流媒體以及其它文件。

②網(wǎng)關(guān)服務(wù)器模塊
該模塊是數(shù)字家園的基本服務(wù)模塊,對(duì)內(nèi)可駁接家庭網(wǎng)絡(luò),對(duì)外作為網(wǎng)關(guān)使用,連接社會(huì)服務(wù)體系,支持如下服務(wù):網(wǎng)絡(luò)連接、防火墻、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、家用電器的智能主體代理、文件管理、Internet等,解決設(shè)備及人員上網(wǎng)問(wèn)題。

③通訊與監(jiān)控服務(wù)模塊
該模塊主要支持以下服務(wù):電話監(jiān)控、來(lái)電顯示、錄音、IP電話、傳真;家庭監(jiān)控:防盜、火災(zāi)、煤氣等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和報(bào)警,水、電、氣數(shù)據(jù)的檢測(cè),燈光、窗簾、電飯鍋、門(mén)窗等家庭低端設(shè)備的本地和遠(yuǎn)程控制等。

(3)采用簡(jiǎn)單的人性化操作界面設(shè)計(jì)方案,以實(shí)現(xiàn)“一開(kāi)就用、一學(xué)就會(huì)”的目標(biāo),解決大眾使用難題。

用可編程藍(lán)牙掌上電腦為技術(shù)平臺(tái)取代服務(wù)器鍵盤(pán),將其界面定制成簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用的形式,它通過(guò)與服務(wù)器的無(wú)線通訊,即可實(shí)現(xiàn)遙控服務(wù)器的目的,界面可由用戶獨(dú)立定制,也可從遠(yuǎn)程服務(wù)中心下載定制的PDA遙控新菜單。

(4)建立完善的社會(huì)服務(wù)體系(如圖1所示)。

DHNS構(gòu)架的數(shù)字家園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抽象特征是:以基于智能代理技術(shù)的胖(fat)服務(wù)器為核心技術(shù)平臺(tái),支持如下服務(wù):(1)完善的社會(huì)服務(wù)體系;(2)高質(zhì)量、多功能語(yǔ)音通訊;(3)Internet沖浪;(4)音視頻娛樂(lè);

(5)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò);(6)網(wǎng)絡(luò)游戲;(7)安全監(jiān)控與報(bào)警、各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)等;(8)各種家庭電氣設(shè)備的本地、遠(yuǎn)程控制以及自動(dòng)控制。它與普通PC網(wǎng)絡(luò)最根本的區(qū)別就是:一開(kāi)就用、一學(xué)就會(huì),而PC難學(xué)難用。
 
支持上述業(yè)務(wù)或者部分業(yè)務(wù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均可定義為DHNS構(gòu)架信息家居系統(tǒng)。

2 家居服務(wù)器的設(shè)計(jì)與研制

家居服務(wù)器作為數(shù)字家園系統(tǒng)的核心技術(shù)平臺(tái),對(duì)于該構(gòu)架的實(shí)現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。家居服務(wù)器主要由軟件和硬件部分組成。

2.1 硬件研制
 
(1) 硬件模塊組成

家居服務(wù)器硬件總體結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要由5大功能模塊共12個(gè)子模塊組成,即廣域網(wǎng)接口模塊(電話Modem、ADSL Modem、Cable Modem、以太網(wǎng)適配器)、中央處理系統(tǒng)、內(nèi)網(wǎng)數(shù)字總線接口模塊(高、中、低速通訊總線)、模擬音視頻模塊、外部設(shè)備模塊(包括DVD驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)、內(nèi)存、RS232、RGB接口等)、遙控模塊(專(zhuān)用藍(lán)牙遙控收發(fā)器模塊、藍(lán)牙掌上遙控器)等組成。
 
(2) 硬件模塊基本描述

圖2 家居服務(wù)器硬件結(jié)構(gòu)

中央處理系統(tǒng):該單元是服務(wù)器的關(guān)鍵模塊,它以X86 CPU為核心,完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理、監(jiān)控、計(jì)算與調(diào)度等功能。

廣域網(wǎng)接口組件:該模塊由電話Modem、ADSL Modem、Cable Modem、以太網(wǎng)適配器等組成,其中電話Modem是必備模塊,其余三種適配器是可選安裝模塊。系統(tǒng)通過(guò)廣域網(wǎng)組件可實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭外部網(wǎng)絡(luò)的駁接,連接社區(qū)、Internet、電話網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)服務(wù)體系,并組成電話監(jiān)控子系統(tǒng)。

內(nèi)網(wǎng)數(shù)字總線接口組件:它由高、中、低速三個(gè)總線接口模塊組成。高速模塊由IEEE1394模塊和以太網(wǎng)適配器組成,IEEE1394最大傳輸速率可達(dá)400Mbps,傳輸距離為4.5m,可駁接未來(lái)的HDTV、SDTV、DVD、數(shù)字音響、可視電話、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等;中速模塊采用藍(lán)牙模塊和USB,藍(lán)牙異步通訊速率最大可達(dá)為723kbps,同步語(yǔ)音速率為64kbps,USB最大速率為12Mbps,可駁接網(wǎng)絡(luò)冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、家用機(jī)器人、電腦、IP電話及其外設(shè)等設(shè)備;低速總線系統(tǒng)模塊采用無(wú)線FSK編碼技術(shù),最大數(shù)據(jù)傳輸速率為4.096kbps,可駁接煤氣、防盜、火災(zāi)等各種傳感器以及對(duì)燈光、門(mén)窗等設(shè)備的控制,組成家庭低端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

模擬音視頻接口組件:分別為一路由雙聲道和5.1聲道解碼器、AV視頻接口組件、S-Video視頻接口組件等組成,可駁接現(xiàn)有主要的音視頻終端。

外部設(shè)備模塊組件:主要有硬盤(pán)、內(nèi)存、DVD驅(qū)動(dòng)器、RGB適配器、RS232、I/O等。

遙控組件:由藍(lán)牙掌上遙控器和藍(lán)牙收發(fā)器組成:藍(lán)牙掌上遙控器是在一個(gè)具有藍(lán)牙無(wú)線傳輸功能的可編程掌上電腦開(kāi)發(fā)的,操作系統(tǒng)為WinCE。它可輕松完成對(duì)各種復(fù)雜功能的家居系統(tǒng)的控制,其程序可由用戶自行編制,也可在廠商服務(wù)網(wǎng)站里下載定制,具有“一開(kāi)即用、一學(xué)就會(huì)”的特點(diǎn)。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.2.1 軟件體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及其組件如圖3所示,共由五層組成,即應(yīng)用層、管理決策層、中間件/環(huán)境運(yùn)行層、信息資源層、操作系統(tǒng)層和驅(qū)動(dòng)程序?qū)咏M成。

圖3 家居服務(wù)器軟件結(jié)構(gòu)

2.2.2 軟件結(jié)構(gòu)基本描述

(1) 應(yīng)用層
應(yīng)用層以Java的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)為主,它包括DVD、VCD、流媒體(實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)廣播、電視、電影、音樂(lè))的播放與錄制、定時(shí)錄制、IP電話和電話、可視電話、監(jiān)控監(jiān)測(cè)、小區(qū)熱線聯(lián)系、移動(dòng)Agent、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、設(shè)備注冊(cè)、文件管理等各種應(yīng)用。

(2) 中間件/運(yùn)行環(huán)境層
介于應(yīng)用與操作系統(tǒng)平臺(tái)之間,為應(yīng)用程序提供一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境,插入Java解釋器、HTML解釋器、防火墻、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

中間件技術(shù)是軟件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了Jini技術(shù)中間件。實(shí)施各種設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互連和管理,集成了音視頻設(shè)備、Modem、網(wǎng)關(guān)防火墻、報(bào)警監(jiān)控檢測(cè)、家用電腦、白色家電、各種軟件服務(wù)等應(yīng)用的控制檢測(cè)機(jī)制,將這些設(shè)備連接到控制決策系統(tǒng),提供各種服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、租借、查找和控制等事務(wù)。

(3) 邏輯資源層
處于這一層的軟件均為可選擇安裝的模塊,可以根據(jù)特定的環(huán)境選用,這一層中主要的模塊有中文環(huán)境、界面系統(tǒng)、TCP/IP模塊。
 
(4) 操作系統(tǒng)層
基本操作系統(tǒng)層。目前的嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、PSOS、OSopen、WinCE、QAX等,嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)完成普通OS的大部分功能如進(jìn)程管理、線程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)等,本系統(tǒng)選用了Linux操作系統(tǒng)。

(5) 通訊API層
通訊API層是對(duì)家居服務(wù)器平臺(tái)根據(jù)不同系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)規(guī)則,為應(yīng)用程序提供透明的、規(guī)范的控制機(jī)制所采用的軟件接口,其實(shí)現(xiàn)方式由操作系統(tǒng)的核心完成,一方面完成相應(yīng)設(shè)備控制寄存器、中斷的設(shè)置,另一方面完成設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)空間管理。系統(tǒng)提供了大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng),包括RS232、USB、IEEE1394、ADSL、Cable Modem、電話Modem、Bluetooth、以太網(wǎng)、磁盤(pán)、光驅(qū)、顯示器等設(shè)備驅(qū)動(dòng),并且具有可擴(kuò)展性。

3 內(nèi)網(wǎng)通訊協(xié)議

3.1 低速總線系統(tǒng)通訊協(xié)議

3.1.1 接口規(guī)范

低速無(wú)線通訊機(jī)工作在40.68MHz,采用二進(jìn)制調(diào)頻(FM)、單向單工傳輸模式以降低收發(fā)信機(jī)的復(fù)雜性,帶寬為1MHz。數(shù)據(jù)以速率4.096kbps傳輸,使用高斯二進(jìn)制FSK模式,二進(jìn)制1代表正頻偏,0代表負(fù)頻偏,最大頻偏20kHz?？罩薪涌谝?guī)范建立在天線電平0dbm基礎(chǔ)上,理想連接范圍為0.1～10m,所發(fā)射的電場(chǎng)強(qiáng)度在距設(shè)備3m處不超過(guò)1000μV/m(采用平均值檢波)。信號(hào)發(fā)射間隔:防盜熱線信號(hào)每1.5min隨機(jī)發(fā)射一次,其它熱線信號(hào)發(fā)射間隔為每10min隨機(jī)發(fā)射一次,數(shù)據(jù)信號(hào)每24h隨機(jī)發(fā)射一次,持續(xù)時(shí)間不大于1s。

3.1.2 分組數(shù)據(jù)格式

在低端總線系統(tǒng)中的分組和消息全部遵循Little Endian格式,其規(guī)則為:b0代表最低標(biāo)識(shí)位(LSB),LSB是第一個(gè)發(fā)送位,MSB是最后發(fā)送位。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中以分組形式傳輸,其標(biāo)準(zhǔn)格式如圖4所示。

圖4 低端設(shè)備數(shù)據(jù)分組標(biāo)準(zhǔn)格式

(1) 功能識(shí)別碼
最低3位分別表示:000-注冊(cè),001-數(shù)據(jù)發(fā)送,010-熱線信號(hào),011-設(shè)備撤除,100-報(bào)警,其余保留。該信息用1/3的前向糾錯(cuò)碼編碼形成9位編碼格式。

(2) 頭
分組頭包含鏈路控制信息,由5個(gè)字段組成,如圖5所示。

圖5 頭字段分組數(shù)據(jù)格式

設(shè)備地址碼:48位,形成全球唯一地址碼,通過(guò)對(duì)地址碼的識(shí)別,系統(tǒng)可有效地抵御來(lái)自左鄰右舍無(wú)線同頻信號(hào)的干擾;設(shè)備類(lèi)型碼:4位,定義設(shè)備種類(lèi);優(yōu)先權(quán)碼:4位,定義信息的優(yōu)先權(quán);數(shù)據(jù)類(lèi)型碼:1位,0表示開(kāi)關(guān)量,1表示模擬量,對(duì)于開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù),用000表示邏輯0,111表示邏輯1;HEC:7位,頭錯(cuò)誤校驗(yàn)。分組頭用1/3的前向糾錯(cuò)碼編碼形成192位編碼格式。頭信息中的前4個(gè)字段在系統(tǒng)初始化時(shí)產(chǎn)生。

(3) 有效載荷
有效載荷長(zhǎng)度為0～240位,當(dāng)功能識(shí)別碼為:00、10、11時(shí),無(wú)有效載荷;當(dāng)功能識(shí)別碼為01時(shí),有效載荷由2個(gè)字段組成,即頭和凈荷。頭:長(zhǎng)度8位;凈荷:長(zhǎng)度0～24位。有效載荷用1/3的前向糾錯(cuò)碼編碼形成最大96位的編碼格式。

3.2 高中速總線系統(tǒng)通訊協(xié)議

3.2.1 接口規(guī)范

內(nèi)網(wǎng)高、中速總線接口規(guī)范分別遵循IEEE1394、CSMA/CD、USB、Bluetooth、IPv4等標(biāo)準(zhǔn)及接口規(guī)范。高、中速通訊是雙向雙工通訊模式。

3.2.2 信源編碼格式

在高、中速總線系統(tǒng)里的分組和消息全部遵循Little Endian格式。數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中以分組形式傳輸,其標(biāo)準(zhǔn)格式如圖6所示。由于這部分通訊模塊中,數(shù)據(jù)的傳輸?shù)玫搅薎EEE1394、CSMA/CD、USB、Bluetooth等標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量保障,因此,分組不加額外保護(hù)。

圖6 高、中速總線系統(tǒng)分組標(biāo)準(zhǔn)格式

(1)功能識(shí)別碼
長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)(8位),高4位保留,最低4位分別表示:000-注冊(cè);0001-數(shù)據(jù)發(fā)送;0010-熱線信號(hào);0011-設(shè)備撤除;0100-報(bào)警,報(bào)警內(nèi)容在有效載荷中指出;0101-網(wǎng)上維修請(qǐng)求,故障內(nèi)容在有效載荷中指出;網(wǎng)上定購(gòu)請(qǐng)求,定購(gòu)內(nèi)容在有效載荷中指出;0110-設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),運(yùn)行狀態(tài)在有效載荷中指出;0111-設(shè)備控制狀態(tài)報(bào)告,設(shè)備控制狀態(tài)在有效載荷中指出,有效載荷中000為設(shè)備開(kāi)、001為設(shè)備停機(jī)、010為設(shè)備休眠;其余全部保留。

(2)頭
頭字段包含設(shè)備本身信息,由優(yōu)先權(quán)碼(4位)、設(shè)備編碼(28位)、設(shè)備型號(hào)(8位)、出廠日期(8位)組成。

(3)有效載荷
該字段由長(zhǎng)度字段(16位)、凈荷(0～65519位)組成。

4 問(wèn)題與不足

本系統(tǒng)作為第一代基本產(chǎn)品和巨大的社會(huì)系統(tǒng)工程,依然存在著為數(shù)不少的不足和亟待改進(jìn)的問(wèn)題,主要體現(xiàn)在如下幾方面:其一,在微觀上,Linux盡管是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),但它本身卻是基于優(yōu)先權(quán)的分時(shí)操作系統(tǒng),內(nèi)核本身不涉及到線程,而是以進(jìn)程為處理調(diào)度單位,其同步、互斥、通訊機(jī)制還比較粗糙,難以滿足該系統(tǒng)滿負(fù)荷實(shí)時(shí)任務(wù)的執(zhí)行;Linux的Ext2文件系統(tǒng)主要是為小文件處理而設(shè)計(jì)的,在處理小文件時(shí)有很高的效率,但是當(dāng)處理如視頻文件這樣的巨型文件時(shí),效率相當(dāng)?shù)?另外,可支持Linux的語(yǔ)言和控件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如Windows豐富;隨著IPv6技術(shù)的發(fā)展,使用IPv6地址作為嵌入式設(shè)備全球惟一地址的技術(shù)也亟待開(kāi)發(fā);系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)尚有不足,如中間件(Jini)中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議與藍(lán)牙中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議有功能上的重疊。這些都需要進(jìn)一步完善。其二,在宏觀上,中間件技術(shù)、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議只是初步雛形,尚未形成全國(guó)公認(rèn)的、統(tǒng)一的規(guī)范,這需要進(jìn)一步的努力及加大全國(guó)內(nèi)范圍的協(xié)作。其三,社會(huì)服務(wù)體系尚待社會(huì)各界的認(rèn)同、支持、建立和完善。

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