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数字化家庭
20世纪人类最伟大的发明之一就是以计算机为代表的数字化技术的产生了。计算机的出现有力地推动了社会的进步与发展,并以其为核心导致信息时代的巨大进步。计算机技术的发展不仅可见于科学计算和军事应用等领域,在家庭生活中,计算机应用也日新月异,家庭影院、智能电器、家庭办公、子女教育、财务管理等,所有这些都让人们感受到明显的数字化特征。数字化和进一步的多媒体化的新技术,对我们的生活产生深远的影响。
不久的将来,随着计算机文字、动画、视频、图像、声音及网络等综合处理功能的提高,计算机将与电视、电话等其它设备有机地结合到一起,并呈现出明显的智能性,集成与交互将是家庭未来电器的重要特征。
交互式影视服务
电视与计算机技术的不断发展与融合,交互式电视将逐步应用于人们的生活之中,改变了用户是电视一个被动外部观察者的面貌,交互式电视允许用户决定什么时间使用哪种服务。节目的提供商不仅要能提供大量影视数据,而且还要建立一套接收用户信息的反馈系统,使用人员按照自身的意愿控制节目播放。如"视频点播"服务可以随意选择影视类别,用户选中的一部电影、戏剧或歌曲等,几秒钟就可以出现在屏幕上,并可以进行停止、快进等操作。"新闻点播"使用户不必按照电视广播公司的预告定时收看新闻节目,任意时间都能看到来自主要新闻网络(比如CCTV)的最新消息,同样也可以得到体育点播服务。这种系统对现有电视提出了极大挑战,其可适合于任何一类电视节目,可从理论上完全取消电视节目预告的概 念。由于交互式电视存在巨大的用户市场,世界各国都投入技术力量对其研究、试验。如美国Time Warner Cable公司的Full Service Network系统将视频点播、家中购物、交互式游戏集中于一体,日本Fujitsu公司的ICL PC/ TV也有效地将电视与多媒体计算机融合在一起。
与交互式电视相同,交互式电影、交互式音乐也将以超出人们想象的方向发展。交互式电影将满足人们导演一部电影并且充当一个角色的愿望,其可以让用户从几个层次上参与进 来,根据剧情的发展,控制各种事件的出现顺序并可决定影剧结局。交互式音乐也为用户提供自由作曲和音乐家共同分享成果的乐趣。使用者可以将其自己的作品送入虚拟录音棚中,在那里进行选配音乐、音效或与其它作品进行混合处理。
家庭办公
以Internet为代表的信息高速公路的飞速发展,将全球的计算机网络与电讯业务连在一起,人们可以通过联结着个人、政府部门、教育、研究以及商业机构的电缆、光纤等进行访问世界各地数万种或数亿种的信息,改变我们现有的信息获得与交流方式。未来的工作将以家庭办公、远程办公为主要特色,现在的办公场所将缩小或消失,人们可以通过可视电话、 PDA(Personal Digital Assistant)、多媒体计算机等进行面对面的通信。如"虚拟会议"用宽带计算机网络将物理上分隔的与会人员联结在虚拟场所中举行远距离会议,节省了大量旅行费用和时间。"虚拟会议"系统还可以用来远程教学和远程诊病等。
"电子报纸"将智能化与声像、通讯等多媒体技术集于一身,现有的纸介质报纸将被电子浏览器所代替,可以通过一个浏览器阅读在网络上的各种报刊、杂志信息等,并可在数百种甚至万种电子报纸中搜索"最有用"的信息。
联机消费
信息技术的发展给人们带来不仅是技术领域的革命,而且逐步改变着人们的生活方式。许多人都体验邮购或电视商场的购物形式,这些服务都仅能提供有限的商品种类。未来的联机服务远比现在购物形式灵活。顾客可以通过高速信息网进入 "虚拟商店",在三维空间中挑选商品、阅读说明,并可只须简单按下手中的按钮就可以购买商品,商品随后送至顾客家。"虚拟商店"的作用在节省顾客大量的采购时间,在短时间内可以遍历数家商店,在其中查询、检索也非常容易,对于商店可以 节省大量的货物陈列费用。
多媒体交互式教育
家庭多媒体教育是未来教育中的一个重要的组成部分。教育软件以虚拟的形式产生一个多媒体课堂,其将色彩艳丽的动画、声音、视频等有机地结合在一起,很难在其中区分教育与娱乐,可以将抽象的数学、文字信息转变成容易接受的卡通动画,这种教育方式特别适合于儿童与少年的教育,较小的儿童甚至根本不会意识到他们正在进行学习,对于年龄较大的少 年,也可按自己的进度在屏幕上控索新世界,开发创造力。如英国Knowledge Adventure公司出版的Jumpstart Kinder garten儿童教育软件,用优美的带有声音和动画的屏幕吸引孩子们的注意力,在不知不觉中完成学习、解决问题过程,深受儿童的喜 爱。在此受益的不光是儿童与少年,成人教育培训也将在多媒体教育中得到丰厚的回报,大多数职业培训将转移到多媒体交互教育领域,职员可不必前往培训中心,拥有一台多媒体计算机便可以在不受监督的情况下按照自己进度学习,还可以根据自己的需要选择、剪裁、重复学习。例如美国Xebec公司的 Leading Teams是一个用于培养管理人员的交互职业培训软件。受训人员通过模拟参与管理过程并且参加其中决策进行培训,最终由软件评价出受训人员的综合素质。
家庭图书馆
多媒体技术与通信网络的发展,让人们能以印刷图书无法提供的方式访问信息。存贮技术的发展,能将海量的信息存储于芯片或CD中,现在一张普通CDROM 能存贮两套完整的《大不列颠百科全书》。多媒体软件设计人员不仅能把动画、视频影像、声音和演讲结合在一起,而且能提供超文本和超媒体链接以帮助用户查找特定的信息或更深入研究某个专题。信息高速公路中网络的"虚拟图书馆"更是多媒体图书馆的发展方 向,读者可以进入"虚拟图书馆",在其中浏览,并可以进行查询、看图书馆中的书面信息和视频信息,还可以听到解说员或是专家的评论。如Dorling Kindersley公司的Virtual Reality Lib软件将8000本图书资料集中于一起,其软件界面如同一座大型图书馆,读者可以在一座像图书馆一样真实的三维模型建筑物中漫步,在虚拟图书馆中还有三维墙体和楼梯。
娱乐游戏
计算机游戏的发展几乎与计算机同步,在过去的岁月中,游戏已经从相对简单的二维单色进步到今天的场面绚丽多彩和引人入胜的游戏。如逼真的飞行模拟,快速且有时甚至是猛烈的动作游戏,以及历险、猜谜、谋略游戏等,计算机娱乐软件将在未来家庭中占据重要作用。
同时随着计算机虚拟技术的发展成熟,虚拟现实游戏将是家庭游戏的主流。其利用计算机生成的交互式三维环境,并由用户所控制,改变了以往游戏中以控制杆、鼠标、键盘等人-机交互方式,采用立体头罩、数据手套、跟踪传感器等最新人-机交互手段,使玩者产生身临其境的感觉,这是当前游戏领域中最活跃的一个分支。如美国Dactyl Nightmare虚拟战争游戏,借助于高速以太网,每个独立单元包含具有位置和声音传感器的HMD(Head Mounted Device),并具有控制行走和武器的操纵杆,用户可以愉快地进入虚拟环境之中,浸心于"战斗"。
聪明的电器
未来家庭中的电器将是"聪明的",大多数的设备都互连在一起,并且由一台或数台中央计算机集中进行控制,这是家庭中的电子中枢。这意味着空调可自动按照当日气温自动调节室内温度,吸尘器将按照地面的干净度打扫房间等,甚至远方的主人可以随时开关家中电器。这些尽管不是严格意义上的多媒体,但它仍是多媒体革命带来的直接技术成果。
未来多媒体计算机将逐步深入我们的生活,其将更加人性化,更加适应我们的生活,甚至将来改变我们现有的生活方 式,数字化生活可能成为未来生活的主要模式,人们离不开计算机,计算机也将更加丰富多彩。 家庭自动化与安防向高集成度和全面数字化发展
在数字家庭系统中,除了网络视频、新潮电子和视听享受之外,家庭自动化与安防设备也扮演着重要的角色。所谓家庭自动化,是指利用电子技术来集成或控制家中的电子电器产品或系统(例如照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等)。其功能实现主要通过一个中央管理平台接收来自传感器(能够感应外界环境的变化,如日升日落所造成的光线变化等)的信息,再以既定的程序控制其它电子电器产品。除了能够通过各种界面(键盘、触摸屏、按钮、电脑、电话、遥控器等)来控制家中的电器产品外,房屋主人还可发送控制信号给中央处理设备并同时接受来自中央处理设备的信息。
家庭安防设备已经搭上了数字化的列车。现代传感技术、数字信息处理技术、数字通信技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术是其中的推动因素。而最新的安防设备也已经演进为能够实现各种安防信息的采集、处理、传输以及显示的高集成系统。一个完整的安防系统主要包含门禁、报警和监控三大部分,网络监控是其中的主要设备。全球加大打击恐怖组织活动、煤矿瓦斯爆炸和其他突发公共安全事故的抬头都对网络监控设备提出了越来越高的要求。此外,客户服务现场、客户行为分析等应用也在推动网络监控设备的发展。在这些需求的推动下,网络监控设备也经历了全模拟、部分数字化两个发展阶段,正在大踏步迈入全面数字化的发展新阶段。
更高集成的家庭自动化系统
家庭自动化是数字家庭的一个重要系统,在数字家庭刚出现时,家庭自动化甚至就等同于数字家庭。直到今天,它仍是数字家庭的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用、网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少,其核心地位也将被子家庭网络/家庭信息系统所代替,作为家庭网络中的控制网络部份在智能家居中发挥作用。目前最有名的家庭自动化系统为美国的X-10。
家居监控是数字家庭的重要组成部分。
“家庭自动化技术的主要目标是,通过将家用电器和设备连入中央控制系统来提供丰富的生活方式,从而令家庭生活变得更加舒适、安全和高效。”意法半导体(ST)大中国区多系统业务部资深经理Leslie Leong表示。对于ST来说,家庭自动化无疑是一个较为崭新的市场。“目前,许多设备和协议还仍然被堆积在草案桌上留待讨论。”因此,在回答哪些家庭自动化产品将成为市场主流产品时,Leong指出,“在这种情况下讨论哪些产品最流行、哪些产品最有前途,都是徒劳的。”
很显然, Leong已经梳理出了一个较为清晰的脉络。他认为,目前并存着的运动控制系统和瓦斯警报系统,远程控制系统和如“温度控制系统”之类的舒适生活系统(Comfort living system)将在今后进一步融合。“这些系统有着不同的通讯总线和不同的控制接口。”他说,“但在未来,使用同一个控制平台以及同一个公共协议将把所有这些子系统集成在一起。”
尽管刚刚开始进入家庭自动化市场,ST还是提供了多种方案供OEM厂商选择。比如适于低比特率家庭自动化的电力线调制解调器(Power Line Modem)。另外,作为高比特率的无线技术,WiFi和蓝牙也同样被ST推荐使用在家庭自动化网络当中。“在接下来的数年,随着最新ZigBee标准的出台,ST将提供最受认可的ZigBee网络处理器来推动家庭自动化和楼宇自动化市场。”Leong表示。
通过一个采用ARM9内核搭建的平台来完成所有设备的集成(利用电力线、蓝牙、ZigBee以及互联网进行连接),ST为家庭自动化网络提供了一个完整的解决方案。“这类似一个控制多个媒体和协议的处理器,如果缺少将会导致彼此之间无法‘通话’。”Leong介绍,“它能帮助在不同设备间实现同步。最重要的是,它扩展了‘安全’的概念,比如机密性、真实性以及数据完整性。”
与半导体厂商ST的姗姗来迟相比,作为整机厂商的霍尼韦尔公司则一直都是家庭自动化市场的技术先锋。“与其他竞争对手相比,霍尼韦尔的产品优势可谓举不胜举。”霍尼韦尔公司安防集团总裁兼首席执行官Ben Cornett表示,“不过需要强调的两点是:首先,我们的产品拥有全球最多的模块和功能集成;其次,也许其他竞争对手很快也会推出类似综合集成的家庭自动化方案,但到那个时候或许我们已经推出了下一代产品,我们始终领先对手。”
霍尼韦尔的高度集成数字家庭系统将网络家电、紧急呼叫、门禁、灯光控制模块、火警探测器、红外探测器、电子门锁以及触摸屏操作终端连接起来,并且整合了安防系统、煤气阀控制、灯光控制、窗帘控制、场景联动控制甚至空调控制、信息家电控制、可视对讲以及远程通讯系统,并利用家庭网络系统和以太网作为传输平台,通过和小区的服务系统、小区各个子系统实现数据共享和联动控制,实现了真正意义的数字家庭。
“家庭自动化控制系统‘家庭网关’是实现数字家庭的核心:空调控制、信息家电控制、安防系统、煤气阀控制、灯光控制、窗帘控制、场景联动控制、可视对讲以及远程通讯等等,都依托家庭网络系统和以太网作为信息传输和数据共享平台。”家庭网关是霍尼韦尔为房产业主保护安全、舒适居家环境和通报家居状况而专门设计的一种个性化网络家庭解决方案系统。由于带有内置Linux操作系统,家庭网关系统保持高效节约,可为客户提供比其它家庭服务器更高的价值。家庭网关具有许多优于其它家庭服务器的竞争优势:首先,它可以与更多的终端设备相连,可以同时与最多8个终端联动;其次,它更易于控制和管理;第三,家庭网关的价格更加合理,且其安装尺寸更小;最后也是最重要的,它可以与灯光控制和窗帘控制等其它家庭设施相联实现联动控制。
安防设备:数字化、无线化
如前所述,一个完整的安防系统主要包含门禁、报警和监控三大部分。囊括了防盗(劫)报警、闭路电视监视报警、出入口控制报警、保安人员巡更报警、访客报警、车库综合管理、与110报警中心联网的报警信号传输系统等多个子系统。这些子系统可以单独设置、独立运行,也可以由中央控制室进行集中监控,还可以与其它综合系统进行集成和集中监控。
在门禁系统可视对讲方面,霍尼韦尔的家庭网关系统也有基于TCP/IP的数字可视对讲功能,包括主入口呼叫、警卫机呼叫、大堂管家呼叫、户户可视对讲等。物业管理人员可通过这套系统,向住户发布信息或通知,住户可自行查阅。智能化设计还充分考虑将来家居的各种网络电器的应用,采用先进的家居综合布线技术,把家居的数据、语音、控制等点位进行综合布置和管理。
在过去的一年当中,两个首次出现的、真正意义上的大型高档智能楼盘(深圳红树西岸和天津赛顿中心)都采用了霍尼韦尔的技术来实现智能化住宅。以后者为例,通过霍尼韦尔家庭网关系统,天津赛顿中心的住户可以设定在家、外出、睡眠三种安防模式(可由住户自己在每个模式中设置防区、灯光、窗帘、空调的状态),通过电子门锁布(撤)防,预留网络摄像头线路,为住户提供家居监控。例如,电子门锁打开时,系统自动撤防,同时灯光、窗帘、空调将开始接受控制,按照住户事先设定的模式打开。而住户出门时只需一键点击,这时所有灯光、窗帘都可关闭,家居立即进入布防状态。
利用霍尼韦尔的HS-5000家庭智能网关设备,住户还能够使用手机、电话和互联网对住宅的安防状态查询、访客记录查询、灯光、空调、网络家电控制等。事实上,除了LAN/WAN、Internet、E-mail之外,Wi-Fi、CDMA、PDA等在内的多种无线通信方式都在被迅速的应用在安防设备上。
全面数字化浪潮已经席卷了安防设备市场,特别在高端安防系统中更是如此。在这些系统中,通过各种网络类型(有线电话和网络、无线电话和网络、VoIP网络、NGN软交换网络),能够对包括传输数据包、搜集和分析语音、传真、短信、网络数据、邮件,聊天,互联网浏览等信息进行数据截获和分析。此外,还能够实现基于企业级网内保护规则的数据流量实时监控和记录,以及基于企业级网内保护规则,能够查询所有发送、拷贝、修改、删除等操作的记录;并实现对呼叫中心的记录进行分析和跟踪。
Sony公司不久前宣布推出了分别针对中国市场和全球市场的四款用于安防监控的新品。其中针对中国市场特别开发的SSC-ET180P一体化变焦摄像机是该公司的第一款品牌一体化变焦摄像机,内含18倍光学变焦和12倍数字变焦高品质变焦镜头,并能自动聚焦。借助VISCA协议的命令集,SSC-ET181P/ET180P的所有功能还可以通过RS-485接口实现远程控制。能够满足中高端用户对监控的高品质要求。
同时发布的还有针对全球市场推出的SNC-CS10/11经济型枪型网络摄像机。从闭路电视升级到IP监控的SNC-CS10/11摄像机,专门针对高质量和低价格的网络监控应用。利用Sony强大逐行扫描CCD和DSP技术,能够制作高分辨率图像。输出的视频图像,同时支持JPEG和MPEG-4两种压缩格式,允许用户灵活选择。据悉,虽然在目前的监控市场上,模拟监控设备仍然占据了主流,但随着数字技术的发展,数字监控网络也逐渐取得广泛应用。Sony新型监控混合IP解决方案可以帮助用户在原有系统上,建立IP网络环境。
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