(高清版)GBT 40439-2021 用于老年人生活辅助的智能家电系统 架构模型

ICS97.030用于老年人生活辅助的智能家电系统国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T40439—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1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(SAC/TC46)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。1GB/T40439—2021用于老年人生活辅助的智能家电系统架构模型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。2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。GB/T2900.102—2020电工术语积极辅助生活GB/T28219—2018智能家用电器通用技术要求3.1术语和定义GB/T2900.102—2020、GB/T28219—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1智能家电系统smarthouseholdappliancessystem至少由一个智能家电和其他部件构成的家电系统。[来源：GB/T28219—2018,3.9,有修改]3.1.2使用和/或受益于设备、系统或服务的人。[来源：GB/T2900.102—2020,871-02-05,有修改]3.1.3架构模型architecturemodel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。3.1.4辅助水平assistancelevel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。2GB/T40439—20213.1.5日常生活活动activityofdailyliving;ADL日常生活中涉及身体自我维持能力的最基本的人类活动。3.1.63.1.7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。3.1.8注1:辅助技术是一个比辅助器具更广义的术语。注2: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。3.1.9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。下列缩略语适用于本文件。APP:应用软件(Applicationsoftware)BAN:建筑局域网(BuildingAreaNetwork)HAN:家庭局域网(HomeAreaNetwork)HDLC:高级数据链路控制(High-LevelDataLinkControl)IP:互联网协议(InternetProtocol)LPWAN:低功耗广域网(LowPowerWideAreaNetwork)NAN:邻域网(NeighborhoodAreaNetwork)PAN:个人网(PersonalAreaNetwork)PPP:点对点协议(PointtoPointProtocol)TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)UDP:用户数据报协议(UserDatagramProtocol)USB:通用串行总线(UniversalSerialBus)GB/T40439—2021VoIP:基于IP的语音传输(VoiceoverInternetProtocol)WAN:广域网(WideAreaNetwork)4G:第四代移动通信系统(TheFourthGenerationMobileCommunicationSystem)5G:第五代移动通信系统(TheFifthGenerationMobileCommunicationSystem)4架构模型及释义架构模型由X轴(辅助水平)、Y轴(系统部件构成)、Z轴(模型和过程视图)三部分构成，如图1所示。业务层业务层利益相关者层功能层模型和过程视图信息层通信层参与者层其他信息系统ADL辅助X轴：辅助水平智能家电信息系统应用与服务后端系统(云平台)系统部件构成些辅助独立X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。Y轴：系统部件构成，用来描述装置、系统与云端服务的交互。Z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。在该辅助水平上用户不依赖于辅助技术。34GB/T40439—2021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。在该辅助水平上用户需要IADL的辅助。在该辅助水平上用户需要ADL的辅助。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1:网络可以是无线(有线)局域网、广域网，或其他类型的网络。注2:网关可以是局域网网关、智能设备控制中心等。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。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。5GB/T40439—2021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(HIS)可以是其他信息系统的一部分。参与者层(如图2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。非正式照护人员装置应用与服务UI智能家电信息系统UI其他信息系统Ul智能家电服务提供者正式照护人员医疗服务专业医护人员研究机构照护对象图2参与者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BAN、WAN、NAN、HAN、PAN等，示意图如图3所示)。示例：Fiber,4G/SG.EthermeL,HDLC,PPP.Framc-Rclay建筑0NAN示例：Wi-Fi,LPWAN.4G5GZigTbc(802,15.4g)PAN示例：Bluetooth.ZigBe.Wi-hi,UISB7-WaveBANBluetoolh.Ethernet[LAN示例：Wi-FiBluetooth.Z-Wave,ZigBee.Ethemet住官图3BAN、WAN、NAN、HAN6GB/T40439—2021信息层(如图4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。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。概念的概念的结构化数据内容概念数据模型分类逻辑的物理的数据分析文档图像访问存储管理的政策/数据访问政策/数据所有权数据流模式标准原则图4信息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5所示。7UI辅助水通信法规计算后端系统(云平台)通信数据同步二智能家电数据存储管理网络连接数据同步木体信息系统数据存储安全分布计算路由设备事件流量控制服务质量分布通信其他信息系统存储业务模式装置网关经济F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6所示):a)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。b)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c)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。解决方案解决方案内部(核心)的管理人员支持人员关联(直接)的技术管理部门诊所社区外部(问接)的监管机构法神部门金融机构开发者政府图6利益相关者层业务层(如图7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。参与者层参与者层装置应用与服务智能家电信息系统共他信息系统业务层法规内容管理流程信息层业务案例管理工具包业务模式授权/批准角色与职责业务服务核心工具政策5架构模型应用示例架构模型应用示例见附录A。89GB/T40439—2021(资料性)A.1具有药品存储和提醒功能的智能冰箱系统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IADL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)云平台理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A.2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IADL辅助一些辅助●Wi-Fi(冰监测仪)●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。GB/T40439—2021表A.3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IADL辅助——一些辅助储信息康信息转发用户健康信息务接口●设备信息●用户信息健康信息药品库存信息户信息信息基本信息●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A.4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———一些辅助采集采集●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A.5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IADL辅助 一些辅助●冰箱制造商制造商网关制造商云平台服务商智能养老方案商营商供商●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。GB/T40439—2021表A.6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ADL辅助IADL辅助一些辅助●智能家电●健康仪器●个人信息保护●个人信息保护●个人信息保护保护个人信息保护●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。A.1.3使用案例数据流本使用案例数据流如图A.1所示。其他信息系统其他信息系统远程医疗服务上传健康数据蓝牙工联网家庭网关冰箱互联网TCF/TP互联网TCP/IP互联网TCF/[P药品购买提醒互联网药品存储管理养老服务系统药品购买金融服务药房系统图A.1具有药物存储和提醒功能的智能冰箱系统数据流A.2具有跌倒探测和告警功能的智能热水器系统A.2.1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。GB/T40439—2021本使用案例展开图如表A.7～表A.12所示。表A.7参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ADL辅助IADL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APP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。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ADL辅助IADL辅助一些辅助Wi-FiWi-Fi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A.9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ADL辅助IADL辅助—一些辅助上报用户跌倒信息转发用户跌倒信息服务接口●设备信息息●护工信息●用户信息无信息信息●跌倒诊断结果独立—注：“—”表示本层不涉及的辅助水平和部件。GB/T40439—2021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—一些辅助监测协议转换跌倒应急响应●推送消息护工通知紧急联系人无●病史信息汇总●跌倒诊断●上报预警信息到云平台●接收控制指令并执行独立注：“—”表示本层不涉及的辅助水平和部件。表A.11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IADL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●APP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A.12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IADL辅助一些辅助个人信息保护保护保护保护●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。GB/T40439—2021A.2.3使用案例数据流本使用案例数据流如图A.2所示。互联网互联网云平台TCP/IP互联网TCP/IP家庭网关TCP/IP智能热水器于机APP/社区医疗医疗信息系统跌倒提醒互联网图A.2具有跌倒探测功能的智能热水器系统的数据流A.3基于智能电视的语音辅助系统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。A.3.2使用案例展开图本使用案例展开图如表A.13～表A.18所示。表A.13参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IADL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IP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。GB/T40439—2021表A.14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IADL辅助●蓝牙/Wi-FiVoIP/UDP)●蓝牙/Wi-Fi互联网互联网UDP)无互联网UDP)一些辅助独