远程监控系统由目标机端和监控主机端构成，通过前面所说的不同通信接口进行连接．目标机端运行远程监控，负责接收来自监控主机的命令，进行解析，根据命令执行相应的动作．监控主机端运行控制台程序，通过监控界面发出相应的命令，同时接收目标机的状态信息．远程监控系统的物理实现示意图如图1所示.为了实现对多种通信总线的支持，本文分析了传统远程监控系统的体系结构，对其进行了扩展．通过在应用层和总线驱动层之间增加通信管理层，将具体应用和通信总线隔离开来，应用不必再关心所使用的通信总线类型，使用何种总线建立通信，对于应用程序来说是完全透明的［6－7］．通信管理层实现的是一种命令／应答式通信协议，监控主机和目标机之间采用这种命令／应答式通信协议进行通信，通信过程总是先由监控主机向目标机发送一个命令协议包，目标机根据协议进行命令包的解析，执行相应读写功能后，再通过发送状态协议包向监控主机回送通信状态和数据．对于通信端口来说，该协议可以自动解析使用哪种端口进行通信，同时可以屏蔽不同通信端口之间的差异性，从而在监控主机与目标机之间建立与具体通信总线无关的数据通信策略．目前已实现了RS232串口、1553B接口以及CAN总线接口的通信功能，通过对底层总线驱动模块的扩展，可以非常方便地实现对SPI、SPACEWIRE等其它总线的支持．图2中给出了本文研究的远程监控系统的体系结构模型．通信管理层根据协议执行通信命令分析与组织、数据缓冲管理、通信重试、总线访问控制等操作，实现底层总线驱动模块与顶层具体应用的隔离，使得远程监控系统从功能与通信接口两个方面都很容易进行扩展，并且互不影响．它相当于一个格式变换的缓冲区，对底层的通信端口进行管理，在扩展不同的总线协议时，只要遵从缓冲区的数据交互规范，数据直接存放到缓冲区即可，从而可以满足不同的总线通信要求，实际的缓冲区对于用户来说是透明的．为了完成不同的命令功能，在实现时设置了四个缓冲区，分别为命令执行缓冲区、命令接收缓冲区、数据执行缓冲区、数据接收缓冲区．底层的各种通信总线可以直接发送数据到通信管理层，通信管理层通过对数据重新组织成新的数据格式，直接提供给上层的模块使用，因此通信管理层起到承上启下的作用．本文着重针对嵌入式系统开发调试和升级换代过程中对远程程序加载、目标机数据回传等方面的应用需求，设计远程监控系统应用层功能，实现了程序或数据的上传加载和下载回传，并能控制目标机程序的启动运行，未来可以根据需要很方便的扩展功能．该系统包含了三部分内容：监控主机运行的控制台软件（V8＿Loader）、目标机上运行的软件（V8＿Agent）及命令／应答式通信协议（CP）．V8＿Loader通过控制界面提供给用户通信接口选择、数据／程序文件发送与接收、程序运行控制等功能，按照通信协议与软件通信，实现程序／数据的上下传；V8＿Agent运行在以SPARCV8处理器为CPU的目标机上，接收控制台命令，根据协议完成命令的解析、执行，实现程序／数据在存储器指定区域的加载或回传；命令／应答式通信协议规定了控制台软件和之间的通信格式及命令功能与格式［8］．
2命令／应答式通信协议
2．1协议框架
V8＿Loader（监控主机，PC）与V8＿Agent（目标机）之间采用命令／应答式通信协议进行命令、数据、状态等信息的传送．通信过程总是由监控主机首先向目标机发送一个命令包，目标机在收到命令包后，执行相应读写操作，再根据通信协议向监控主机回送相应的状态应答包．因为远程监控系统对于不同命令的反应实效性是不一样的，为了便于管理，将协议命令分为三种类型，包括立即命令、缓冲命令和数据命令．立即命令信息量短，用于需要马上执行的命令；缓冲命令用于对可延时命令进行延时管理，主要是对数据包进行管理；数据命令主要是用来对大量数据信息进行数据包装．三种命令的具体定义如下：（1）立即命令：目标机接收到立即命令后进行校验，如果正确则立即执行，完成相应控制和状态查询等功能，并回送状态应答包．若校验不正确，则不进行处理和响应．（2）缓冲命令：目标机接收到缓冲命令后，首先存储在缓冲区中，并不立即执行，当监控主机发送执行命令后才执行缓冲区中的命令；执行完成后，也不立即向监控主机回送状态应答包，而是将执行结果存储在缓冲区中，当接收到监控主机发来的查询命令时，才将缓冲区中的状态应答信息作为查询命令的应答包回送给监控主机．（3）数据命令：目标机接收到数据命令后，将数据放在缓冲区中，同时进行校验，根据校验结果设置数据缓冲区的状态，数据包接收后不回送状态应答包给监控主机．
2．2协议包格式
协议包从传输方向上分为两类：上行协议包，由监控主机发送，目标机接收；下行协议包，由目标机发送，监控主机接收．其中上行协议包又包括立即命令包、缓冲命令包和数据命令包三种类型；下行协议包又包括状态应答包和数据应答包两种类型．各种协议包的格式如下：（1）立即命令包：监控主机发送的立即命令，包括前导字符、命令长度、命令内容和校验字节等部分．立即命令的类型包括很多种，具体使用中可以根据需要添加和扩展．（2）缓冲命令包：监控主机发送的缓冲命令，也是实际的功能命令，包括前导字符、命令长度、命令内容和校验字节等部分．缓冲命令包从功能上分为擦除命令、上传命令、下载命令、转移命令等，根据需要可以添加不同的功能命令．（3）数据命令包：监控主机发送的数据命令，用来向目标机的接收数据缓冲区注入一个数据块，包括前导字符、数据块长度、数据块内容和校验字节等部分．（4）状态应答包：目标机发送的状态应答信息，对来自监控主机的立即命令进行响应，包括长度、状态数据和校验字节等部分，长度表示状态数据的字节数，状态数据根据立即命令的不同而不同，从而给宿主机发送不同的状态响应．（5）数据应答包：目标机发送的数据信息，数据应答包是功能命令的数据块，包括长度、数据块和校验字节等部分，长度表示数据块的字节数，数据块是从宿主机接收到的具体数据信息．
3软件实现方法
远程监控系统软件具体实现分为两部分，分别为目标机上运行的V8＿Agent，监控主机上运行的V8＿Loader程序．本文按照图2所示的系统体系结构模型，采用模块化的设计方法进行了实现．软件整体设计框图如图3所示［9］．下面分别从目标机和监控主机两个方面对该系统的软件实现进行说明．
3．1V8＿Agent的实现
V8＿Agent主要完成各种通信协议命令的解析、执行，在V8＿Loader的控制下，将数据传送到目标机的指定区域，或将目标机指定区域的数据传给V8＿Loader．图4给出了目标机解析命令的运行过程，主要分为以下几个步骤执行：（1）初始化所有通信端口和缓冲区，转步骤（2），进入通信端口选择过程；（2）采用自动识别方法对通信端口进行识别，按照预先设定的通道顺序查询各端口，首先查到数据的端口将被选择为临时端口；如果从临时端口接收到一个正确的命令，则认为收到该命令的通信通道就是当前选择的通信通道，将当前通道选择标志送给通信通道选择标志，完成通信通道的选择；（3）识别到可用通信端口后，执行命令解析过程；由所接收信息包的第一个字符确定监控主机送来的包类型；如果是缓冲命令包则执行步骤（4），数据命令包执行步骤（5），立即命令包执行步骤（6），其他转步骤（7）；（4）接收到缓冲命令包后，将接收到的数据暂存到命令接收缓冲区，当监控主机确认目标机正确接收了缓冲命令后，再将其切换到命令执行缓冲区，并设置命令执行缓冲区状态为命令就绪状态后转步骤（7）；（5）接收到数据命令包后，将接收到的数据暂存到数据接收缓冲区，当监控主机确认目标机正确接收了该包数据后，设置数据接收缓冲区状态为数据就绪状态后转步骤（7）；（6）接收到立即命令包后，根据命令包类型执行不同的功能命令，同时给监控主机回送一个应答包，并转步骤（7）；如果接收的是执行缓冲区中命令的命令，则执行命令缓冲区中存储的缓冲命令，执行完毕后转步骤（7）；（7）结束本次通信命令解析过程，转步骤（2）
3．2V8＿Loader的实现
V8＿Loader软件在监控主机上运行，采用Vis－ualC＋＋6．0进行开发．V8＿Loader完成通信接口选择、文件管理、数据打包等功能，并按照通信协议与V8＿Agent进行通信，完成数据上下传．考虑到未来扩展应用功能方面的需求，远程监控系统在实现时不仅需要提供如前面应用说明中的完整功能，还需要为未来的嵌入式应用提供其它方面的支持．因此V8＿Loader在实现时，采用了如图5所示的多层次结构进一步细化了软件的层次结构，增强软件的可扩展性，提高软件的广泛适应性．界面管理层直接向用户提供文件上传、数据下载等用户界面管理，完成对文件的管理操作．文件上传是要将指定数据文件或程序文件的内容上传到目标机指定区域，而数据下载则是从目标机指定区域下载的指定长度二进制数据保存到主机的文件中．此外界面管理层还向用户提供了转移执行、FLASH擦除等功能．线程处理层完成基于文件和控制界面的监控功能处理．它将上传文件、下载数据区分成若干个包，通过调用功能处理层的上、下传支持函数来完成文件数据的上传和数据下载功能．线程处理层同时完成对界面上的进度条的实时处理与更新，完成与用户之间的信息交换，完成文件数据的读取与存储功能．功能处理层是真正的上传、下载、转移等功能的处理模块，按照协议规定通过通信管理层与V8＿A－gent之间进行协议命令及上下传数据的交互，完成规定大小数据的上传与下载．通信管理层提供各种通信功能到不同总线接口的映射．在总线驱动程序的基础上，完成通信字符到协议包的简单转换工作．总线驱动层可以根据实际的通信端口添加相应的驱动程序，可以很方便的扩展其他通信总线，从而完成对通信端口的底层管理．
4结束语
【关键词】即时通信 物联网 移动互联网
1 引言
即时通信业务可以实现用户状态的订阅、获取、更改和即时消息的发送、转寄/拒绝等。自1998年面世以来,特别是近年来的迅速发展,截至2009年底,国内即时通讯用户规模已突破2.77亿,其中手机即时通讯用户约占总体用户的1/3,规模达9141万。即时通讯用户中,20~29岁的青年人群所占比例高达40.2%,人数达1.11亿。这一人群同样也是移动即时通讯的最大用户群体,占到了整体比例的53.7%。
在目前国内的即时通信市场上,主要有腾讯QQ、微软MSN、阿里旺旺等产品;但除了腾讯和微软外,其他公司推出产品的时间都很短,手机用户也极少,市场有待开发。由于运营商拥有其他产品开发商所无法比拟的网络优势和用户规模,能够同时连通众多手机、PC、掌上电脑,已具备改变市场格局和即时通信使用习惯的条件,目前各个运营商都在积极发展典型的移动互联网业务――即时通信(IMPS),中国移动推出飞信,中国联通推出超信,而中国电信通过和微软的合作推出了天翼LIVE,当然现在无论在功能上还是在客户群体的大小上,它们都还无法与QQ相提并论。
值得注意的是,现在即时通信不只是一个单纯的聊天工具,其功能日益丰富,逐渐集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。它已经发展成集交流、资讯、娱乐、搜索、电子商务、办公协作和企业客户服务等为一体的综合化信息平台。但还仅限于人和人之间的通信。
另外,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体,如轮胎、房屋都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,物体或者机器通过传感器把温度、湿度、健康数据等准确地获取,转换成电子信息传递到信息中心进行处理,从而实现人与机器、机器与机器之间的信息交流。
现在的物联网基于Web 3.0,这需要一些新的技术,比如说传感技术使得互联网更多地融入物理世界;网络传输技术比如3G、4G实现了移动互联、无线传感器网络(WSN)技术等。我们认为物联网的本质还是扩大互联网应用,尤其是行业应用。按照这一思路,我们需要寻找传感器技术与移动互联网技术的结合,本文考虑将移动互联网的重要手段――即时通信应用于带有传感器的机器,从而将即时通信的用户从人群扩大到机器,通信从人与人之间扩大到人与机器、机器和机器之间。
2 实现方案
IMPS业务是由Instant Message(IM)业务和Presence Service(PS)业务组成的。IM业务,可在一系列的参与者间实时地交换各种媒体内容信息,并且可以实时知道参与者的信息,从而选择适当的方式进行交流,它具有便利、快捷、直接的特点,非常适合朋友之间、组织内部以及企业和客户之间的交流。 PS业务,就是使得参与实体(人或者应用)通过网络实时和修改自己的个性化信息,比如:位置、心情、连通性(外出就餐、开会)等,同时参与实体可以通过订阅、授权等方式控制存在信息的范围。PS业务可以通过E-mail、SMS、IM等方式通知用户状态信息。
按照IM和PS的不同实现机制,我们考虑两个实现方案:
(1)IM方案
该方案类似于点到平台的短信方案,如图1所示,服务器是控制机器的,包括对它的新建、删除,以及知识管理等;所有传感器从现场获取的数据会传给信息处理中心节点,然后再发送给机器引擎;用户信息数据库用来存储拥有该业务功能的用户信息,因为所有即时通讯的用户都可以添加该物联网机器为好友(如图2所示),但并不是所有人都能从它那里获取到物联网的信息,必须是购买该业务功能的企业或行业用户才行。
首先,服务器端(机器引擎)需要新建一个机器,机器的本质就是一个联系人,只不过它是和机器的信息相关联,它是由机器引擎来控制,而不是由用户控制;用户添加该机器后,向其发送问题请求;机器引擎通过知识分析,将问题号及用户的相关信息通过调用http/webservice接口发送到物联网的网关控制节点。网关控制节点通过查询用户数据库,判断用户是否合法;若合法,便会从传感器网络中获取用户需求的数据,并通过http/webservice接口返回给机器引擎。机器引擎获取到数据后,会把数据呈现在用户添加的机器聊天界面。
(2)PS方案
呈现功能指当用户状态发生变化时,其状态信息(脱机、联机、离开、马上回来等)也随之进行相应的变化,便于他人随时查看所要联系的用户的在线状态。需要带有传感器的手机能获取手机周围的状态信息,然后在手机主人的后面进行呈现,如图3所示,如果Steven的手机上自带有温度传感器或者可通过Zigbee/Bluetooth等近距离技术从外部温度传感器上获取温度信息,那么Steven周围的温度即可呈现在状态信息中。
3 前景分析
目前移动互联网和物联网正处于发展上升期,寻找其结合点对于中国电信运营企业意义重大,为了和QQ等互联网企业差异化竞争,需要挖掘自己的特色,比如结合现有的家庭客户和行业客户开展人与人、人与机器、机器与机器之间的通信。
IMPS已经成为电话、短信之外不可缺少的通信工具,目前其用户只包含人群,如果让IMPS将机器用户也包含在内,将会使得用户数大增,并给人们工作和生活带来极大便利。因此,IMPS的目标客户将包括关心各种手机传感信息的公众客户和通过手机传感收集器获取有关信息的行业客户。
4 结束语
本文提出了两种实现人机用户即时通信的技术方案,IM方案通过业务平台侧修改就可以实现,PS方案则需要带有传感器的终端配合。我们相信如果能让物联网的触角――传感器与手机结合,将使得人群的状态更加丰富,成为人们交往的另一通道。值得特别注意的是物联网是跟物理世界打交道的,在互联网上呈现时,隐私和安全更为重要,因此对用户的认证环节需要特别关注。
参考文献
[1]易观国际. 2010年第1季度中国市场移动IM数据监测报告[R]. 2010.
1.1统一通信的发展动力统一通信迅速的发展动力来源于各大设备提供商与软件提供商的重视，在统一通信的概念被提出以后，为了巩固各自在其专业领域的主导地位，开拓新的企业应用市场，他们纷纷根据自身的优势大力开发统一通信产品。首先，微软、IBM、SAP和甲骨文等企业软件提供商希望通过统一通信的市场进军统一通信协作会话领域，并在他们的协作解决方案中加入了语音和视频应用。其次，思科、西门子、阿朗、Avaya等IP电话提供商，他们希望通过将IP语音系统进行扩充，平滑地扩展为统一通信协作应用，保持住他们的企业语音通信客户。第三，腾讯、MSN、雅虎、Facebook等互联网通用Web消息与社区供应商，企图在其所拥有的庞大桌面客户群的基础上，通过统一通信技术所整合的语音和视频应用，增长其业务。第四，通信运营商希望通过WiFi接入、3G视频会议、即时视频消息等技术组成的移动协作方案来增长其业务点。
1.2统一通信的概念由于各大厂商都是根据自身优势开发统一通信产品，从自身利益的角度提出解析统一通信，统一通信至今没有一个大家都认可的统一的概念。思科提出，“统一通信进一步发展了IP通信的概念，通过使用SIP协议和移动解决方案，真正地实现了各类通信的统一和简化，不受位置、时间或设备的影响。”北电指出，统一通信是利用先进的技术打破当前通信手段(如电子邮件、实时短信、电话和多媒体会议)中以设备和网络为中心的限制，使人们只要通过最常使用的通信工具和应用，就能便捷高效地与同事、客户及合作伙伴沟通。在《统一通信技术和标准化需求研究》报告的基础上，CCSA于2010年公布了《统一通信业务需求》标准，给出了统一通信的概念，指出，“统一通信是融合CT应用和IT应用的综合解决方案，通过对用户多种通信方式的融合，使用户可以利用一个集成环境进行通信，并访问其所需的应用，以方便用户使用并丰富其体验”。
2统一通信技术研究
2.1统一通信解决方案简介目前，包括思科、微软、甲骨文、亚美亚、中兴和华为在内的各大软件提供商和设备提供商都提出了自己的统一通信解决方案，并不断在其解决方案中增加新的内容或采用新的技术。其中，思科的统一通信解决方案以呼叫管理器CallManager为核心，集成了会议系统MeetingPlace、统一消息系统unityMessaging、客户服务中心系统(CiscoIPCC)和个人通信系统PersonalCommunicator等。该方案集成了语音、视频、Web协同、传真和Email等通信方式，并通过PC界面集中管理和使用多种通信手段。通过与多家硬件厂商合作，微软建立了以MicrosoftOfficeCommunicationsServer(OCS)为核心的统一沟通解决方案，其中，OCS服务器融合集成了基于状态的实时即时通信、语音、视频和数据协作应用，能够为微软应用环境的用户扩展应用体验。在该方案中，他们通过ActiveDirectory实现统一通讯录功能，通过Exchange完成语音邮件、传真、电子邮件管理及UC相关特色功能，通过用户端、中间层、服务器端三个层面的API实现与第三方应用的集成和提供二次开发功能。在已有产品线的基础上，Avaya整合了北电企业通信解决方案功能，形成了Avaya新的统一通信解决方案AvayaAura。该方案基于SIP协议和开放标准，通过会话管理功能集成了通信控制与应用功能，实现了应用与网络的分离，能够为用户提供消息、话音、视频、在线状态、Web应用等通信功能。华为的统一通信解决方案eSpaceUC通过协作软件和客户端集成了即时消息、IP语音、社交网络、呼叫中心、音/视频/数据会议等多种业务功能。其中，协作软件能够提供即时消息、状态呈现、企业通讯录和一号通等业务功能，通过PC客户端和移动客户端将业务提供给用户，并通过企业服务网关将业务开放给第三方应用。
2.2统一通信相关技术简介从厂商所提出的统一通信解决方案可以看出，统一通信技术并不是指一门技术，而是多种通信技术的综合。在统一通信所涉及的技术中，最重要的是融合多种应用、多种业务和多种通信手段的架构，是一种集成众多通信方式的平台。统一通信所能采取的典型网络架构有思科的SONA架构、IPNGN架构和ITU的NGN等。从体系架构方面来说，目前的统一通信一般被分为应用层、网络层和终端层3个层面。应用层即统一通信服务平台层，集成了基础语音、即时通信、多媒体会议和协同办公等多种应用系统。网络层主要完成统一通信用户的接入，统一通信信令和用户数据的接入、路由、交换和传输功能。终端层是各种终端设备的集合，包括普通电话、SIP话机、PC/PAD客户端和移动客户端等。全网IP化技术统一通信基础中的基础，正是由于该技术的成熟，使得IT技术和CT技术的融合成为可能，为通信功能的软件化提供了技术支撑。呼叫会话控制技术是统一通信的核心，基于SIP协议的呼叫会话控制功能为统一通信中的会话类业务提供了统一控制的机制，如思科统一通信中的CallMa-nager、IP多媒体子系统(IMS)中的呼叫会话控制功能(CSCF)和亚美亚的AvayaAura等。此外，还有统一通信所集成的众多通信方式所涉及的多媒体通信技术、业务开放与通信功能服务化所涉及的SOA技术和WebService技术等。
2.3统一通信的基本业务功能统一通信是业务与应用整合和融合的平台，是解决企业业务系统集成，简化运行和提高效率的重要方式，因而必须具备一些最基本的应用和业务功能。从统一通信的概念及各厂商的统一通信解决方案可以看出，统一通信最重要的特征就是协同，其所包含的最基本应用有即时通信、IP语音、多媒体会议等，每一种应用整合和融合多种业务功能，如鉴权认证、即时通信、通信录、状态呈现、语音通信、即时消息、电子邮件等。鉴权认证是任何通信系统都需要具备的功能。统一通信系统一般采用统一的身份管理机制，以便消除企业中多种应用系统、多种终端号码和编址方案对业务整合所带来的困难。统一通信用户只有在通过鉴权认证之后，才能使用统一通信所提供的各种业务和应用。即时通信系统能够提供即时消息、通讯录和状态呈现功能，是用户体验协同通信的基础。其中，即时消息是当前网络上非常流行的实时通信方式，它通过互联网建立的网络虚拟环境，实现实时互动信息交换，极大地改变了人们的生活方式。除了能够实现一对一消息发送、消息群发、群组聊天等常用功能外，即时消息还具有定时消息发送、文件传输、用户状态通知等功能。状态呈现是协同通信的基础，它提供了用户状态的实时查询与订阅功能，通过状态呈现功能，用户可以自身的状态，可以查询其他用户的状态，从而根据状态选择合适的通信方式进行沟通，在用户被订阅后，当用户状态发生改变时，其变化能够被及时通知给订阅者。IP语音是统一通信的基本业务功能，与传统的语音通信系统不同，IP语音不再以程控交换技术为技术平台，而是通过IP技术为基础，通过软件实现语音、传真、数据和视频等多种通信功能，它除了提高最基本音/视频呼叫之外，还提供呼叫保持、呼叫转移、呼叫等待等众多补充业务，能够与现有局域网无缝集成，能够在应用层集成电子邮件与语音信箱等应用。
2.4统一通信技术的基本特征统一通信技术的基本特征是融合、动态、开放和统一管理。融合特性主要体现在两个方面，分别是网络侧融合和终端侧融合。网络侧融合一方面指的是统一通信系统将多种通信方式进行整合，形成一个统一的通信平台，通过该平台，用户可以很方便地使用各种通信方式;另一方面指的是固定和无线的融合，无论用户使用的是固定网络上的终端还是移动终端，都可以访问到统一通信平台所提供的服务。终端侧融合指的是在统一通信的客户端软件上集成了各种通信方式的快捷方式，用户通过一个任意终端上的软件就能发起呼叫，如通过电子邮件发起语音、视频和即时通信等。动态性体现在通过统一通信平台实时呈现终端的在线状态，用户可以灵活选择不同的沟通方式，在选择了沟通方式后，各种通信方式也可以随时进行切换。例如，当用户的状态变化时，用户可以切换接入方式后，继续进行应用层面的内容交互，用户在进行即时通信的同时，可以随时发起语音、视频等呼叫，不影响当前通信方式。开放性体现在统一通信采用开放的软件平台，该平台上融合了当前的各种通信方式，并通过开放的业务接口将通信能力以服务的方式开放给第三方应用，实现与企业内部现有的业务系统集成。统一管理也是统一通信的基本特征。在统一通信中，必须实现用户号码、用户接入方式和实时状态信息等数据的统一管理。而统一通信系统也需要通过统一管理功能完成用户身份的鉴权和认证，用户状态的感知和识别。
3统一通信的发展方向
从统一通信的概念、解决方案及其基本业务功能可以看出，与其他通信技术不同，统一通信技术是指一系列通信产品、服务和技术的集合。在统一通信的演进过程中，其概念和内涵在不断被丰富，其实现方式也在不断进步，应用场景在被不断拓展。从目前统一通信的发展情况来看，统一通信至少可以被分为三个阶段。第一阶段是面向企业用户的统一通信，其基本特征是设备提供商通过一个统一的软件平台集成多种通信方式，企业用户在该平台上通过简易的操作就可以发起各种通信会话，联系到想要联系人员，从而提升沟通的效率，提高企业的ROI。在该阶段，各个厂家的系统都按照各自的优势开发自己的产品，各个统一通信系统间难以互通，难以融合。第二阶段是面向业务流程的统一通信，其基本特征是将统一通信服务平台与企业内部的各种办公流程联系起来，通过通信驱动企业工作流程，提高办公的效率，取得较大的ROI。在该阶段，通过与业务流程的融合，使得统一通信能够在教育、医疗、金融和制造等行业发挥更大的作用，也使得统一通信逐渐“渗透”至各行各业。第三阶段是面向业务流程分析的统一通信。本阶段是在协作应用的基础上，通过统一通信的分析模型，分析业务流程中各个阶段的关键要素，提高协作效率、决策速度和响应能力，进一步增强企业生产力、员工效率和ROI。目前，统一通信正处在其发展的第一阶段，强调的是在系统内对各种通信方式融合的加强以及功能的完善。随着统一通信应用渗透到企业内部日常办公、会议、培训、客户服务等各个环节，系统之间也将进入融合，统一通信将逐渐进入第二个阶段，在本阶段，统一通信将走向更深层次的融合，而由于基于SOA组件模型的体系架构具有松耦合性和良好的互操作性，使之可以在本阶段的统一通信中大行其道，用于实现统一通信与企业原有应用系统的集成，实现业务流程的编排和优化。移动性拓展解决方案也是统一通信的一个重要方向，主要目标是PC桌面的用户体验向iOS、Android等平台转移。云计算是当前业内的热点，统一通信服务也开始呈现出成规模地朝云架构上转移的趋势，如华为提出了基于“云－管－端”的统一通信架构。
4结束语
在线状态信息不可或缺
近日，Avaya推出了一套完整的统一通信解决方案，该方案包括其智能在线状态服务器（Avaya Intelligent Presence Server）、支持多协议的新的统一通信客户端（Avaya one-X Communicato）以及专门针对移动人员、外出员工、银行分支等六种不同角色的解决方案。
Avaya智能在线状态服务器能够汇总来自网络、桌面、企业即时消息、公众即时消息、企业语音客户端以及通信设备等多种来源的在线状态信息，包括微软、IBM等厂商系统的信息，并连通了包括SIP/SIMPLE和XMPP在内的行业标准协议。据悉，Avaya智能在线状态服务器将于今年第二季度与Office Communicator集成，并于今年底与IBM Lotus Sametime以及Microsoft Exchange集成。
其实，其他统一通信厂商包括微软、IBM、思科等也都推出了类似的在线状态服务，当然策略重心与整合程度会有不同。究竟在线状态服务在统一通信技术中居于什么位置呢？Avaya公司高级副总裁兼全球通信解决方案部总裁Stuart Wells说：“在实现基于在线状态识别的通信和应用时，Avaya智能在线状态服务器发挥了核心作用，这样的通信和应用将使员工协作和企业竞争优势达到一个新的水平。”“在线状态信息是统一通信不可或缺的。”Current Analysis公司研究总监Brian Riggs表示，“要进一步发挥在线状态信息的作用，需要能够利用新旧信息源，并开发面向不同协议和厂商的在线状态识别通信和应用。”
在线状态服务不仅仅能够查看某人是否在线，同时它与语音、日程安排、定位功能和发现/追踪功能集成起来，就能确定某人在什么地方、对方是在用即时通信还是在打电话。用户还能够制订相当详细的“规则”，规定哪些人有权限联系自己，使用哪些方式进行联系等。
桌面通信成必争之地
随着统一通信技术发展的深入，桌面通信成了众厂商的必争之地。微软、IBM这两家桌面系统巨头自不必多说，思科、Avaya、北电这些传统的通信与网络厂商也均从各自不同的角度向桌面通信入侵。
Avaya优势在IP电话、音频会议、呼叫中心等语音通信方面，在日历、E-mail、协作等桌面领域相对较弱。“Avaya与微软、IBM优势互补，产品很少有重合，是很自然的合作关系。” Avaya公司亚太区战略与统一通信副总裁何杰明向记者强调。
手机、固定电话、电子邮件、即时通信(IM)……各种各样的通信方式充斥着我们的生活。即便如此,我们的通信效率仍然不高:为了将一个信息传递给别人,你可能会先发邮件,但是你不能肯定他是否接到了邮件,于是你寄希望于IM,但随即发现,你想联络的人并不在线上,此后,你开始尝试固定电话,但无人接听,最后只能打手机……
在通信方式泛滥的时代,如何更好地提高企业的交流效率?早在2000年,业界就提出了一个解决方式――统一通信。这一方式旨在将各种通信工具融合到一个系统中,实现无缝、智能化的通信。
从2007年左右开始,美国的各大厂商就相继推出将网络会议、即时信息、在线状态通知、群件等办公室通信工具和IP电话相结合的统一通信解决方案。但在目前的多数企业中,这些通信工具依然被作为单一的产品来提供。可以说,统一通信――这一年轻的方案目前才刚刚踏入实用阶段。
在统一通信方案中,在线状态通知技术是一项关键的技术。它可以帮助使用者获知信息接收者当前的哪几种工具处于可接收信息状态。例如,在接到顾客电话并需要立即做出正确解答的情况下,接电话的员工可以查询具有在线状态通知功能的地址簿,获知最适合的营业负责人或专家的在线状态。如果他在座位上,则转接到固定电话;如果显示结果为外出,则转接到他的手机上。这样可以很明显地提高服务效率和服务质量。
除了在线状态通知技术,智能路由技术是统一通信方案中另一项重要的技术。在运用此技术之前的通信中,发送者需要自己决定通信对象和通信工具。但是,通过使用智能路由技术,系统可以即时分析各种数据库信息,然后选择最适合的人在最适合的时间连接到最适合的通信工具。
伴随着竞争激烈化、经营高速化、业务复杂化的商业环境变革,统一通信将在企业的应用中起到越来越重要的作用。而在统一通信所带来的通信方式改变的大背景下,企业内部架构也会由原来根深蒂固的金字塔式组织结构变为可以对外部环境做出快速反应的小规模项目组结构。
2009年以前:统一通信开始被业界认可。但由于通信工具融合不彻底,只有小部分企业尝试这一应用,而大部分企业还是通过单一、分散的通信工具进行沟通。
新商机
统一通信解决方案既然涉及到硬件终端、网络,以及软件系统,那么必然带动相关产业的发展。除了提供整体的统一通信解决方案外,作为方案重要组成部分的在线状态通知技术、智能路由技术的开发,以及相关软件的完善等方面都是充满机遇的新市场。例如,在线状态通知技术最初只能提供信息接收者的在线状态,但如今,如何让该技术实现“自动选择通信工具进行连接”这一功能已在研究中。
不过,统一通信的最初阶段仍然是围绕计算机展开的。这不仅需要员工在有计算机的地点进行通信,而且需要配备耳机等周边设备,便利性有限,同时,这种通信缺乏有现场感觉的对话。
但这些问题必将随着统一通信的发展迎刃而解。“手机的电脑化”趋势正在使手机逐步被纳入统一通信的范畴,在打破了目前计算机“垄断”地位的同时,也使得统一通信实现不受时间和地点限制的无缝、平滑通信。当然,基于手机的统一通信软硬件产品也必然随着需求的出现而呈现出增长趋势。
关键词：继电保护 状态评价 状态预警 保信系统
中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0072-03
状态检修工作作为电力系统检修工作发展的必然趋势，越来越受到广泛的重视。国家电网公司于2005年率先发起了一次设备的状态检修工作。经过多年的发展，电力一次设备的状态检修工作已经逐步完善起来。电力系统作为一个整体，需要一、二次设备的协同运转才能有整个电力系统的稳定运行。因此，各地对二次保护设备的状态检修研究也越来越重视[1]。
本文从应用角度出发，以继电保护故障信息系统为基础，构造一套用于在线监测和评价继电保护在线运行状态的系统。系统形成的保护状态评分为继电保护状态检修提供数据基础，有助于继电保护状态检修工作的顺利开展。
1 背景
状态检修是以设备当前的实际工作状况为依据，通过高科技状态监测手段，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障严重程度及发展趋势做出判断，从而确定各部件的最佳维修时机[2]。状态检修的基本流程为数据收集、数据分析、状态评价、指定检修策略，数据收集是后续一系列操作的基础。本系统从数据完备度、建设经济性及实施难度多方面进行考量后，决定以继电保护故障信息系统为数据的主要来源，原因如下：
（1）继电保护故障信息系统经过十几年的发展，在全国范围内220kV及以上变电站中继电保护故障信息系统的使用率达到了90%，站间通信规约及保护通信规约日趋规范统一，是一套已经趋于完善的系统，以其为平台所进行的应用研究具备稳定性和实用性，也避免了重复建设。
（2）继电保护故障信息系统不但采集电网故障时的二次设备信息，同时还能够采集到继电保护装置、故障录波器等二次装置的自检告警信息，这些信息为实现继电保护的状态评价提供了数据源。而且继电保护故障信息系统中隐含了二次设备的台帐管理功能，对台帐管理功能进行适当加强后的故障信息系统将能提供继电保护状态监测和评价所需的大部分数据。
2 数据收集与分析
状态检修的一切分析和决策都是以数据为基础的，数据越完备分析结果越准确，在数据的深度和广度上都有很高要求。深度即传统意义上的数据采集完全、传输时不丢失，广度则是指数据涵盖范围广，能从各种不同角度反映设备状态。
借助继电保护故障信息系统，我们可以取得保护自检告警、保护动作正确性、保护信息召唤情况、保护通讯情况。
进一步借助继电保护故障信息系统强化后的台帐管理功能，我们还能取得保护出厂和验收数据、保护试验数据、保护缺陷数据。
2.1 保护自检告警
微机型继电保护装置可以在线对其自身的主要元件、部件工况以及软件功能进行自动检测，如果发现问题则发出告警通知，此类告警称为自检告警。保护自检告警可分为通道异常告警、回路异常告警、自检异常告警，分别从保护通道、回路和自身功能三个方面检测保护问题[3]。由此可知，保护自检告警是对保护装置自身问题的汇报，应该在保护装置的状态评价中有所体现。对保护自检告警信息的采集是故障信息系统的基础功能之一，已经非常成熟，本系统可直接使用它们的告警数据。
2.2 保护动作正确性
保护装置正确动作是对保护装置最基本的要求，也是对保护装置进行投入、维护、检修希望出现的效果，故把保护装置是否正确动作纳入保护装置状态的评价标准中也是必须的。故障信息系统可根据故障时的保护动作、保护录波、录波器录波以及对端保护的各种数据来判断某保护的动作是误动、拒动还是正确动作，本系统则直接使用结论数据来对保护状态进行评价。
2.3 保护信息召唤情况
保护信息召唤包括定值、定值区号、开关量、模拟量、软压板、录波等数据的召唤，也是故障信息系统的基础功能之一。在信息召唤的基础之上实现的自动周期召唤可定期对所有保护设备进行信息召唤，对召唤结果进行记录。对于无法响唤的保护或者召唤返回的数据与基准值不匹配的保护，可判断为在运行过程中存在隐患。本系统依据周期召唤的结果的正确性进行状态评价。
2.4 保护通讯情况
保护通讯情况是指保护设备与故障信息系统子站的通讯连接，如果通讯不正常，保护相对故障信息子站就成了一个“孤岛”，保护的运行情况将无法被实时掌握，发生故障时保护也无法将信息远传。所以保护通讯情况也是进行状态分析的重要指标。
2.5 出厂、验收、试验数据
出产、验收、试验数据是指在出厂、验收、试验过程中对保护设备进行指标测试时收集到的可能影响保护功能的数据，该数据由台帐功能模块进行记录。这些对保护功能不确定的影响也应该在分析状态时引起注意。
2.6 缺陷数据
3 状态评价
在对保护进行监测后，即可根据能反映保护状态的数据对保护进行状态分析评价。进行状态评价的首要条件是必须有评价规则，之后才能针对每条信息进行评分，进而计算出保护总体运行状态。
参考国家电网公司继电保护状态检修导则[6]、广东电网公司设备状态评价与风险评估技术导则[7]等资料，结合本系统特点，将状态评价规则分为三类：
3.1 监测信息类
监测信息类评价规则用于评价保护自动实时监测的信息，包括保护告警、动作正确性、信息召唤情况、通讯情况等，使用定量评价。检测信息类总分值占全体分值的权重为60%。
保护告警信息直接反应保护设备当前自动检测到的软件系统或装置硬件的缺陷问题，对于不同保护不同类型的告警信息应分别制定不同的规则，规则越全面对保护状态评价的准确度就越高。
保护动作正确与否可分为三种情况：一为拒动，即保护在应该动作的时候没有做出动作；二为误动，即保护在不应该动作时做出了动作或者在应该动作时做出了不对的动作；三为保护正确动作。对于曾经出现过误动和拒动的保护应当在评价状态时有所反应。
保护信息召唤对于每类信息的召唤结果可分为成功和失败两种，召唤失败意味着保护在某一方面功能失灵。
保护通讯情况可分为正常和断开两种情况，通讯断开会影响保护健康状态，通断越频繁对保护状态影响越大。
3.2 物理信息类
物理信息类评价规则用于评价保护投运前的出厂、验收、试验，投运后的缺陷数据，采用定性评价。对于保护物理信息的评价方法及推荐评分标准可参见《广东电网公司设备状态评价与风险评估技术导则》中继电保护相关部分[7]。物理信息类总分值占全体分值的权重为20%。
3.3 专家规则类
整个流程包括4个子流程：
（1）保护与子站通信情况监测评价。系统定期检测继电保护装置与子站的通信情况，如果通信异常则使用相应评价规则对此次行为进行评价。如果继电保护装置在一段时间内通信频繁通断将很快达到阀值产生预警引起运行维护人员的注意。
（2）保护动作正确行监测评价。继电保护动作正确性在电网发生故障时对相应保护装置进行评价，保护动作正确与否可分为四种情况：一为拒动，即保护装置在应该动作时没有做出任何动作；二为误动，即保护装置在不应该动作时做出了动作或在应该动作时做出了不符合要求的动作；三为保护动作不齐全，即保护装置在应该动作时只做出了一部分正确动作，还缺少一部分动作行为；四为保护正确动作。对保护装置拒动、误动和动作不齐全的情况，系统将使用相应规则进行评价。
（3）自动巡检评价。系统定期对每个保护装置进行定值、开关量、软压板、模拟量、录波等信息的召唤操作，对于响应信息召唤失败的保护装置使用对应规则进行评价。
（4）保护自检告警监测评价。微机型继电保护装置可以在线对其自身的主要元件、部件工况以及软件功能进行自动检测，如果发现问题则发出告警通知，此类告警称为自检告警。保护自检告警可分为通道异常告警、回路异常告警、自检异常告警，分别从保护通道、回路和自身功能三个方面检测保护问题。系统实时收集保护装置发出的告警通知，根据不同的告警类型使用不同的规则进行评价。
系统采用扣分值，以上的每次评分都表示要扣除的分数，每类规则的分数乘以权重之和即为总扣分。根据分值不同将保护分为正常状态、注意状态、异常状态、严重状态四个状态，如表1所示。
4 预警机制
保护状态检修的关键作用在于有效地发现保护系统的异常，及时消除保护装置或回路的缺陷，确保保护装置在电网发生故障时能准确响应，构建可靠的电网安全运行屏障[8]。
传统变电站继电保护装置的二次交流回路，出现问题时不能及时发现，例如TV两点接地等，而往往在电网发生故障时会引起事故扩大的后果。为解决此类问题，本系统实现保护状态预警机制，以实时监测的保护状态评价为基础实现对保护状态的预测警告，指导对保护的检修工作。
本系统将预警分为分值超阀预警和趋势预警两类：
（1）分值超阀预警。判断各分类扣分和健康状态总评分是否在定义的阀值范围内，对超过阀值的保护进行预警报告。
（2）趋势预警。以两个时间段内保护状态变化数量对比结果为参考，判断保护产生影响健康度的行为是否呈上升趋势，如果是，则发送预警。
5 结语
本系统在某供电局投入使用以后，系统对状态信息量的收集非常齐全，在经过了试用期的规则库扩充后对保护状态的判断准确率也达到了很高的水准，给继电保护装置的检修工作带来了很大的便利，减少了检修的盲目性。
参考文献
[1]叶远波，孙月琴，黄大贵.继电保护状态检修在现代电网中的应用研究[J]，华东电力，2011，39（8）：1275-1278.
[2]高翔，继电保护状态检修应用技术[M]，中国电力出版社，2008.
[3]周诚，胡斌，一种继电保护在线状态检修辅助决策信息系统的PIM模型[J]，计算机与现代化，2012，（4）：40-44.
[4]黄巍，吴晨阳，周琳，王俐，吴小妹，林承华，省地一体继电保护状态检修数字化应用系统的开发与应用[J]，电力与电工，2010，30（4）：16-18.
[5]赵志新，杨漪俊，王桂龙，继电保护二次系统状态在线监测[J]，中国新技术新产品，2011，（16）：139-140
[6]国家电网公司继电保护状态检修导则，2010.
集中监控的需求
由于管理效率低下，人工管理模式已无法胜任对众多服务器的管理。小张的要求是对服务器进行集中且有效的管理，包括：监控服务器运行状态，甚至监控到每个服务的运行状态；为网络管理员提供发生问题的原因和历史出现问题记录；预测可能发生的问题，同时支持非微软公司的软件产品。实际上，微软公司已经提供了一套能够完成该功能的企业级管理产品Microsoft Operations Manager 2005（以下简称MOM）。
MOM可以提供被动式监控和主动式监控两种模式。被动式监控可以监查企业中所有受管理服务器，但只有在事件触发时才会执行监控功能。主动式监控指通过定义好的Script脚本主动检查企业未来环境中的服务器或者管理的服务器系统中重要服务的状态。例如，Active Directory数据库日志是否正常，在指定时间是否执行了备份，服务是否可用，磁盘空间是否足够使用等等。
作为管理员的小张尤其想监控安装了Microsoft SQL Server 2000的数据库服务器的状态，通过监控数据库的状态，即可得知当前业务系统运行状况。
安装MOM
MOM服务器端运行的操作系统平台必须是Windows Server 2003或2000，并且已经被加入到Active Directory中，安装了SQL Server 2000数据库和Reporting Services服务或者安装SQL Server 2005数据库。MOM提供的Web控制台服务基于IIS服务，因此MOM管理服务器中必须安装IIS服务。之后，MOM的安装十分简单，根据安装向导提示即可完成。
完成MOM服务器部署后，要为需要监控的目标计算机安装程序。程序安装在目标计算机中，MOM服务器通过程序和服务器之间交互。启动“管理员控制台”，选择“管理员控制台”选项，单击“安装”超链接，启动“安装/卸载向导”，根据向导提示即可完成目标计算机的安装。
小张需要监控SQLServer服务器的系统状态，从微软的MOM网站上下载最新的Microsoft SQL Server管理包并安装到MOM管理服务器。SQL Server 监控组件是MOM核心组件之一，它可以实时地监控SQL Server的运行状态、磁盘空间、死锁、堵塞、DBCC异常、备份与恢复状态等SQLServer异常信息，可以将监控到的行为及时地反馈给网络管理员，确保在事故没有发生之前即可有效地监控和防止数据库可能发生的异常行为，保证SQLServer数据库的正常运行。
小张部署完成SQLServer监控组件后，兴奋地打开MOM操作员控制台。他在控制台左侧的列表中，选择“图示”视图，打开“全部：图示视图”下的“图示”选项，惊奇地发现安装MOM的SQLServer服务器出现“严重错误（红色‘X’）”警报信息，安装Active Directory服务的服务器出现“警告（黄色的‘！’）”信息，Microsoft SQL Server 2000数据库和MicrosoftWindows Server同样出现“严重错误（红色‘X’）”警报信息。
由于Microsoft SQL Server 2000运行在Windows Server 2003服务器之上，因此小张首先选择数据库服务器（book\sql），右击该服务器，在弹出的快捷菜单中选择“视图”选项，在弹出的级联菜单中选择“警告”命令，启动“警报”窗口，竟然发现在数据库服务器上存在2条“严重错误”和4条“警告”信息。
小张单击第一条“严重错误”消息，在“警报详细信息”窗口中显示MSSQLSERVER服务没有运行。规则（已启用）区域显示该信息是由“Microsoft SQL Server\SQL Server 2000\状态监视和服务发现\SQL Server 服务可用性”时间规则触发。可以这样理解，由于SQL Server 服务可用性规则监测到了SQL数据库服务器上的MSSQLSERVER服务异常停止，而发出严重警告信息。
小张单击第二条“严重错误”消息，显示SQLSERVER服务没有运行。
小张再次查看其他的错误信息和警告信息，显示“由于服务控制管理器发出了‘停止’请求，SQL Server 将终止运行”以及“SQL-DMO没有连接该服务器对象，请参阅与此警报相关联的事件，查看出现此问题的计算机”，说明错误和警告信息的出现是因为数据库服务和数据库服务引起的，只要启动该服务即可解决遇到的问题。
小张打开“任务”面板，展开“Microsoft SQL Server 2000”下的“SQL Server 2000”，选择“启动SQL服务”任务，启动“欢迎使用启动任务向导”，根据提示完成SQL服务器中SQLServer服务的启动，并按照同样的方法完成SQLServer服务的启动。
SQL服务器中的SQLServer服务和SQLServer服务启动后，小张查看服务器的状态还是显示和原来一样的错误信息。小张突然想起来，应该将处理错误的过程记录到MOM中，以后其他同事如果遇到类似的问题，直接调用历史记录就可以看到该服务器以前出现的所有故障情况。在“警报”列表中，右击其中的一条错误信息，在弹出的快捷菜单中选择“设置警报解决状态”选项，在弹出的级联菜单中选择“已解决”命令，打开“解决警报”对话框。在“文本框”中输入解决问题的方法以及处理过程即可。按照同样的方法，可处理其他的错误信息。
当MOM监测到的所有错误和警告信息解决之后，在“图示”视图中数据库服务器和Microsoft SQL Server 2000数据库状态将更新为正常状态。小张看到这张图后，长长地舒了口气，这表示运行SQLServer的服务器正常，数据库服务也运行正常，更关键的是他不需要每天到每台服务器上查看大量的日志，从MOM提供图示中即可发现哪些服务器出现问题，同时MOM给出可以参考的技术资料以及解决方案，让管理员更好地维护管理服务器。
实现远程管理
小张突然想到一个问题，从MOM监测状况来看，MOM确实达到了自动监测的目的，但是有一个基本的问题，那就是作为管理员的他不可能始终呆在计算机旁边。当MOM监控到预定义的事件或者警报后，能否通过邮件或者短信的方式，在第一时间通知他，提高网络故障的响应时间。其实在MOM中，已经提供电子邮件、发送HTTP页面以及与第三方工具（例如短信）等通知模式。
首先需要创建一个操作员，然后将创建的操作员绑定到通知组中。打开“管理员控制台”。打开“管理员/通知/操作员”选项，创建一个新的操作员，指定该操作员使用的电子邮件地址。
智能家居要求家用电器经网络（总线）实现互联、互操和即插即用。目前，国内市场的相关产品大多基于自定义的某种技术规范，尚无得到广泛认同的统一家电接口标准。从技术角度而言，更多意义上还是一种概念性产品。国家经贸委和信息产业部第七标准化小组将在2003年推出有关智能家居网络系统的标准，其中一个重要的标准就是家电的接口规范。智能家居产业的健康发展有赖于这一标准和规范的指导。
国际上主流的家庭网络标准有：美国的X10、消费总线（CEBus）、日本的家庭总线（HomeBus）、欧洲的安装总线（EIB）。技术上并不先进的X10，只支持开关量，用于面板开关和继电器类的简单电器，但凭借价格低廉、性能可靠，尤其是它的易用性，一般用户均能自行安装，商业上取得了巨大的成功：450万户美国家庭采用X10，累计销售了1．2亿个模块。1984年，美国电子工业协会（Electronics Industry Association? EIA）认为X10协议已经不能满足现代生活的需要，并在1992年了CEBus（Consumer Electronic Bus）协议，其目标是建立一个针对消费类电子产品的开放性协议。1994年，CEBus工业委员会（CIC）成立，其成员为国际知名厂商。2002年6月，微软和CIC共同宣布支持基于CEBus的简单控制协议SCP，SCP是微软UPnP协议的子集。如果说X10是在低技术层次上，通过简单的操作来达到产品易用性，则CEBus是在高技术层次上，通过家电的互联、互操和即插即用来实现产品的易用性。HomePnP（HPnP）是CIC制定的基于公共应用语言（Common Application Language，简称CAL）的家电系统相互协同进行互操的规范。HPnP不是一种语言，它为支持CAL的家电提供统一的应用规则来实现家电的即插即用功能。
1 HPnP中传输协议的独立性
传输协议的独立性是HomePnP规范的最主要目标之一。 HomePnP规范使生产厂家可以使用一个应用协议，并选择合适的独立的传输网络（RF，PL，IR）。由于HomePnP计划运行于已有的消费电子产品协议如CEBus和IEEE 1394（Fire Wire）之上，所以它对下面的传输层只提出最少的要求，保持其独立性。
家庭产品即插即用（HomePnP）采用分层结构，通过三个主要的功能模块来处理应用层和更高层的问题。如图1所示。
最下层代表应用层及其相关的公共应用语言（CAL），它包含在EIA－600（CEBus）、EIA－721和EIA－766标准中，从而免去在不同产品之间设置昂贵的语言翻译网关。
上下文数据结构层代表各种各样用CAL句法开发而成的产品模型。通过定义安防、照明、环境、能源管理、家电设备、计算机和娱乐等的上下文，构成业界认同的家电产品模型。
最上层是系统指南，它指出即插即用安装的产品必须具有哪些行为特征。这些指导性的原则涉及到EIA－600中尚未解决的一些难题。
2 HPnP的结构
HomePnp通过5个不同层次的架构来实现家电的互操性。如表1所示。
HomePnP的架构组成要素
CAL提供的构造模块设备，上下文，上下文号，对象，实例变量，CAL报告，HomPnP广播和直接消息传输HomePnP采用的构造模块子系统，状态对象，侦听对象，请求对象，传感器信息共享，报警和故障诊断报告，家居模式子系统间的互操性模块松耦合，动态上下文序号，状态信息广播，状态向量，自动绑定和手动绑定子系统内的互操作模块紧耦合，安装工具其他的互操需求设备启用，设置，资源管理，消息处理，认证和加密的传输需求下面，仅对HomePnP构造模块和子系统互操模块进行介绍。
2．1 子系统?subsystem?
子系统是家庭控制网络中功能相似和相关的设备和设备集。例如：安防系统、照明系统、环境控制系统、家庭娱乐系统。一个子系统包含了一系列的CAL上下文，这些CAL上下文分别负责一部分的控制功能。HomePnP的子系统可以只存在一个设备当中，也可以分布在多个设备当中。
2．2 状态对象，侦听对象和请求对象
在CAL中按照设备的功能预定义了多种对象，在HomPnP中按照对信息的收发方式将这些对象分为3类，分别采用一种特定的符号来表示。
状态对象（status object）：也称为“信息提供者”，它具有报告功能，对象的报告头?report＿header?报告地址?report＿address?绑定到CAL的报告功能向后面的“侦听对象”发送状态或数据；其中状态对象又细分为接收和不接收“请求对象”命令两类。
侦听对象?listener object?：它接收“状态对象”的报告，并能够根据接收的内容调整自己的工作。侦听对象没有报告功能。
请求对象?reqeust object?：能够发送“请求”改变状态对象的状态，它也是采用报告的机制实现的，请求对象的目的上下文就是状态对象所属的上下文。
在一个家庭自动化网络中，请求对象引起设备改变状态，接着状态对象公布设备状态的变化，所有的工作着的侦听对象都能收听到这个状态信息。这三种对象构成各子系统并通过松耦合实现互操作的基础。
2．3 家居模式上下文（Home Mode Context）
家居模式上下文是用来表示当前家庭状况的一个上下文，这是HomePnP一个重要的特性。这个上下文为所有的HomePnP子系统提供了表示当前家庭状况（如在家，离开，休息）的通用方法。通过接收关于这个上下文的HomePnP广播，所有子系统可以根据它们自己的设计来调整相应的行为。这种方法为家庭控制系统提供了一个完整和协调的解决方案。
3 互操性及其相关概念
互操性是指子系统可以和其系统内部的设备或者和其它的子系统进行协同工作，也就是说CAL的上下文模型支持子系统内或者子系统间的上下文协同工作。图2是互操性的模型示意。
3．1 绑定（bind）
对象之间的连接称为“绑定”(bind)。图3是一个带状态反馈的控制面板、指示面板与电风扇绑定，用户操作控制面板发出控制信号到电风扇的侦听对象，电风扇的工作状态改变之后，又发出一个报告，这个报告反馈到控制面板，指示用户命令执行状态，同时另一个指示面板也收到电扇的状态报告，从而可以在远端更新指示。每个符号的箭头表示信息的流向。
在HomePnP中定义了缺省报告地址、目的对象以及用CAL描述的报告内容的数据格式。当报告地址采用广播地址的时候，所有的设备都可以听到这个消息，但是不是所有的设备都会处理这个消息，因为有些设备没有报告中指定的目的对象。因此，一个传感器设备可以按照规定将测量得到的信号根据HomePnP的要求以CAL报告的形式发送到网络上；在其它设备中构造一个目的对象，也就是侦听对象，就可以获取这个信息。
3．2 子系统间的互操性
子系统间的互操性主要表现为松耦合(loose coupling)和缺省绑定（default binding）。
在HomePnP的规格说明书中，对每一种状态对象都规定了相应的侦听对象，它们有特定的对象序号，存在于特定的上下文中。状态对象在缺省情况下向一个正确的侦听对象发送消息。当然，侦听对象可以选择接收哪一个设备发出的状态消息，这就是“缺省绑定”。
某个状态设备正常工作时，用缺省绑定的方法把信息广播到网络上，它并不关心那些设备收到了消息。其它设备中只要有一个对应的侦听对象就可以获得这个信息，这样就可以省略数据链路层的绑定过程。由于收发设备之间没有明确的地址联系，因而称为“松耦合”（loose coupling）。松耦合采用HomePnP广播地址作为其报告地址。
松耦合是HomePnP的一个特点。HomePnP结构采用子系统松耦合等新思想，使设备的复杂性可按自然形态分层。在松耦合方式中，子系统可以向所有其它的HomePnP子系统报告状态信息，使得厂家在设计产品时不必详细了解其它厂家的产品。例如，我们可以设计一安全系统：如果窗户打开时空调器被启动，安全系统便发出告警。采用松耦合方式，安全系统只需配备一个合适的收听对象，用于收听来自环境监视的信息，按照约定接收来自空调器的报告。安全系统可以根据自己的设计决定使用或者不使用这个信息。请求对象也可通过网络引起状态变化。
3．3 系统内的互操性
HomePnP中也支持以确定的目的地址作为状态对象的报告地址的报告机制，这种报告叫做“紧耦合”（tight coupling）。由于紧耦合有明确的目标地址，因此可以减少网络冲突，并可以采用立即响应的方式。
子系统内的互操一般采用紧耦合的方式，如温控器和空调的关系，开关和灯的关系等等。紧耦合和松耦合的方法不同，松耦合的对象之间用虚线相连，表示为HomePnP广播消息，而紧耦合的对象之间用实线相连。
4 具有互操作性的即插即用家电系统
通过家庭即插即用，我们可以建立一个完整的具有互操作性的家电系统。其结构如图4所示。状态对象和侦听对象主要用于子系统内互操，而请求对象一般用于系统间互操作。在子系统A的控制器中实现一个状态对象，执行机构中实现对应的侦听对象。当用户操作控制器、或者控制器得到的传感器值变化时，就改变当前的状态并将更新的状态发送出去，然后执行机构根据这个状态调整自己的工作。请求对象存在于另外一个子系统B中，当它要改变A中执行机构的运行时，就向这个子系统的状态对象发送命令，从而实现子系统间互操。
典型的应用是这样的：家庭的每一个子系统都有一个控制器，这个控制器通过绑定关系与一些的传感器关联，可自动控制执行机构。各种传感器、控制器、以及用户输入按钮显示器等分散在家庭的多个设备中，通过绑定关系建立关联，它们之间的信息交换属于子系统内互操；在电视机中有各系统的请求对象，用户通过遥控器与电视机“对话”，从而控制其它任意一个子系统。电视机（或者是计算机）起到了集中监视和控制的作用，可以让用户浏览并控制所有设备，属于系统间互操。如图4所示。
图4是一个粗略的示意图，实际上图中的每一个子系统都有复杂的组织结构。图5为基于CEBus的家庭智能住宅结构图。
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