摘要：作为一个结构工程师需要掌握的知识很多，如力学知识、材料知识、先进的计算手段等。要成为一个合格的结构工程师，除了熟练掌握上述知识外，还应有几个必须重视的问题。本文以信息家电结构为例进行探析。
关键词：结构工程师；重视问题
引言
随着电子技术适用范围的推广，灯具的功能、体积、动转可靠性及对各种环境的适应性等诸多问题被纳入到结构设计的范畴，使灯具结构设计逐步成为一个多学科综合技术，未来的灯具在光学设计、热血设计、安全设计、机械设计与工艺设计的科学化程度将大大提高，特别是灯具系统化设计的理论与技术，这些技术的应用使纯机械技术与工艺失去意义，现有的结构设计方法也面临着新的变革。
一、信息家电技术支持
1.1嵌入式技术信息
嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。其主要由嵌入式微处理器、总线、存储器及输入/输出接口和设备组成。
嵌入式系统是形式多样的面向特定应用而设计，其结构紧凑、功能精简、成本低，适应多种处理器、可裁剪、实时可靠和可固化等特点，因此嵌入式系统是信息家电的核心。
目前国外较著名的嵌入式系统有：
WindowsCE，VxWorks，VRTX，pSOS，QNX，UC/OS-Ⅱ，OS-9，LynxOS，嵌入式Linux等；
国内的有EEOS，HOPENOS，DeltaOS等。
1.2硬件和接口技术
设备的小型化和功能的整合都是建立在超大规模集成电路技术和单芯片系统技术的出现，不仅可以降低产品成本，还能提高产品的质量。
要使信息家电之间能接收指令和交换数据，需要有标准的硬件接口规范。因此，接口技术是信息家电得以信息化的关键技术之一。目前，应用于信息家电的接口标准很多。
比方说USB，RJ-45，IEEE1394，RS-232等，IEEE1394串行接口已得到计算机行业和家电行业的广泛认可和应用，其是一种用户界面友好的多媒体连接方式，与其它总线如VBS，SSA相比，具有更高的传输速率，能满足多媒体数据传输的实时性和即插即用的要求。
1.3网络技术Internet
随着3C的融合和信息家电的发展，Internet正逐渐步入人们生活的方方面面及企业移动信息化。人们除了通过传统的计算机上网外，更多的将是通过手持设备、移动设备，甚至是家用电器上网，因此选择合适的网络技术对信息家电走向成熟有着重要意义。目前在用的和正在研究的信息家电的网络连接方式有有线和无线两种方式。
有线有电话线、电力线、Smart总线、以太网、IEEE1394、HomePNA、USB；无线主要有IEEE802.11、HomeRF、红外、Bluetooth、GPRS等。相关的较成熟的网络协议有：TCP/IP，X-10，LonTalk，CEBus，BACnet，EIB，HBS，HomeP-NA，Havi，Jini，IEEE802.11，SWAP，Zigbee，Bluetooh，UWB等。
1.4信息家电基础平台
信息家电互联网络将构成一个特殊的分布式计算环境，如何解决各种信息家电之间互操作性和即插即用将是信息家电基础平台研究的关键。当前较流行的平台主要有：Jini、通用即插即用技术UPnP、开放服务网关标准OSGI、HomeAPI、家庭音频/视频互操作技术HAVI、数字视频广播-多媒体家庭平台DVB-MHP、OpenCable、MinimumCORBA，国内的闪联IGRS和e家佳ITopHome。
二、信息家电体系结构
如图所示，此信息家电体系结构的主要创新是基于I-AIDL（信息家电接口定义语言）来研究信息家电的体系结构，由于IAIDL与具体信息家电的功能和厂家无关，解决不同厂家信息家电间的互操作性和即插即用问题。另外，在结构中加入信息家电Agent使家电变得更加智能和向个性化方向发展。
IAIDL：信息家电接口定义语言是一种用来定义家庭网络中信息家电的说明性语言，是对设备资源信息的描述。其规定能完整体现设备特点的一组信息：包括家庭设备功能对象的分类、对象属性、控制操作函数、操作的参数或数据类型、关联设备信息及这些规定要遵守的词法和语法规则，用以构造和定义设备描述文本的结构和编码，对家庭信息设备进行抽象和标识。本文采用类似于自然语言的语法规则，目的就是让普通用户和家电厂家能容易直观描述，由词法语法规则、编译器和解释器组成。IAIDL只是一种描述设备的语言，与具体编程语言无关，其使用简单灵活，可定义任何家电设备。
家庭网关是远程客户端通过Internet访问家庭内部网络的入口，其可将来自互联网络的各种信息通过协议转换的方式传递到家庭内部网络，同时提取家庭内部网络的各种信息转换成可在广域网和Inter-net上发布并向远程控制点传递，使远程控制点可对信息家电进行控制。其主要功能有：
①负责动态注册信息家电的信息接口，并采集信息家电设备的状态数据和控制管理信息家电；
②自动识别设备能力；
③解决家庭内部网络各种不同通信协议的转换和数据共享；
④与外部网络的数据交换功能；
⑤支持设备的移动和统一资源访问；
⑥Web服务功能；
⑦安全功能；
⑧家庭网关应具备可拓展性。
信息家电的智能通过Agent和规则库实现，具有记忆、学习、数据处理、用户偏好设置、优先权定义、多规则中冲突自动侦测和规则异常处理等功能。
规则的定义也采用类似于IAIDL的自然语言。
远程客户端：具有从家庭网关获取在线设备列表、设备状态管理和控制等功能。
远程智能维护：厂家对其信息家电产品全生命周期进行监控，通过智能诊断系统对从信息家电设备传送来的数据进行比较分析，如结果正常则将数据送中心数据库存档，否则将结果通知智能维护模块，由智能维护模块形成维护方案。
结束语：本文基于 IAIDL和智能 Agent 技术提出一种集信息家电功能定义、远程管理和智能维护于一体的信息家电体系结构，有效解决了各种信息家电之间互操作性和即插即用问题，使信息家电朝着标准化、智能化和个性化方向发展。因此，结构工程师应对家电结构有一定认识，要具有风险意识并重视概念设计，使结构尽量安全适用、经济美观。
参考文献
[1]潘家铮.水利建设中的哲学思考.中国水利水电科学研究院学报，2010.
[2]田国安.结构设计中的协同工作原则.淮海工学院学报，2010.
论文作者:梁伟锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/9
标签：家电论文; 信息论文; 设备论文; 家庭论文; 结构论文; 功能论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;