雲端、IoT與M2M帶動 智慧家庭躍為火紅題材

伴隨雲端運算、物聯網及M2M等技術推演，智慧家庭逐漸不再是豪宅的專屬配備，可望大舉拓展至一般家庭。Xsys Solutions

研究機構Machina Research預估，2016年全球將出貨15億台具「機器對機器(M2M)」連網功能的消費性電子產品，2020年更可望進一步推升至43億個，足見經由物聯網(IoT)、M2M等技術所鋪陳的智慧家庭應用情境，即將躍然成形。

在1996年，微軟創辦人比爾蓋茲藉由「擁抱未來」一書，對當時刻正興建的智慧豪宅進行描繪。他指出，該棟房子充斥大量矽晶片及軟體建造，隨著矽晶微處理器及記憶晶片的裝置，外加軟體帶動，使房子具備互動網路之特質，展望未來，超過百萬棟房子皆將有此特徵。

十餘年後的今天，回過頭檢視上述預言，確實逐漸付諸實踐，愈來愈多豪宅建案都已配置數位自動化架構，初期仍環繞金字塔頂端，惟後續伴隨雲端運算、IoT、M2M等技術演進，使得智慧家庭控制系統、顯示面板、對講機等有關智慧家庭的產品，接續應運而生，據以涵蓋環境控制、情境控制、節能減碳、居家保全、社區分機等應用需求，遂使得智慧家庭開始朝向一般建案縱深。

在此情況下，過去聽來異想天開的應用情境，譬如拍拍手即開啟照明，或透過行動電話開關家中電器，如今已非夢想。

隨著智慧家庭、家庭自動化等應用趨勢成形，也為資通訊(ICT)業者帶來極大想像空間，舉凡智慧家電、智慧電表、智慧空調、智慧插座、智慧電視、環境監控、燈光控制、影音控制、網路攝影機(IP Camera)、NVR/DVR、警報系統、門禁控制，乃至網路儲存裝置(NAS)、機上盒(Set-top-Box)，甚至是最基礎的無線連網裝置，都可望在這股潮流中，建立絕佳出海口。

韓商動作頻頻  台廠不宜落人於後

研究機構IDC預估，2013至2020年期間，智慧家庭市場將呈現17.7%年複合成長率，待至2020年市場規模可達517.7億美元，商機著實不小。影響所及，2014年美國消費性電子大展(CES)上，不少科技大廠紛紛針對智慧家庭主題多所展示，例如南韓三星發表Smart Home智慧家庭平台概念，強調使用者僅需透過單一應用程式，便可集中管控空調、照明、冰箱及電視等家電裝置，甚至藉由冰箱接聽電話亦無不可，且即便使用者身在海外，亦可憑智慧型手機遙控家中照明或空調。

無獨有偶，另一韓系大廠LG也利用2014年CES場合，展示植基於webOS的智慧電視，並與LINE合作推出HomeChat，訴求使用者能利用LINE操控智慧家電。

南韓廠商對於智慧家庭著力日深，而該國政府甚至亟思憑藉穩定的超廣域有？無線網路、具實感？可感知變化的平台系統、節能型智慧家電，再加上以人為中心的智慧家庭服務，在2018年打造出智慧家庭產業領導國家。這意謂著，台灣廠商亦需及早因應，以避免在未來智慧家庭盛宴中黯然缺席。

至於台廠發展智慧家庭相關產品之際，最需優先培養的技術能量為何？無庸置疑，既然智慧家庭係以IoT、M2M為根基，因此不論談到智慧監控、智慧照明或家庭娛樂等應用，都離不開無線連網技術，所以除了常見的藍牙、Wi-Fi，包括Z-Wave、ZigBee等同以Wireless Sensor Networks(WSN)為前提的無線射頻技術，似乎都是入門基本功課。

ZigBee奠基IEEE 802.15.4協定，相對於缺乏國際標準支撐的Z-Wave而言，不管在傳輸距離、傳輸速率、胃納節點數，甚至是應用範圍大小等方面，顯然都略勝一籌；但有別於ZigBee同時涉獵智慧家庭、智慧建築、智慧電網、醫療或安全應用等多元發展路線，Z-Wave對於智慧家庭相對聚焦，因而獲致諸多廠商力挺，支援此技術的產品亦不在少數。

有業者在研發智慧家庭閘道器的過程中，便思考如何在Z-Wave、ZigBee選邊站，最終採納Z-Wave；最大關鍵在於Zigbee較偏向半開放式架構，易衍生相容性疑慮，至於Z-Wave相對無此變數，因此包括燈控、安防感應器、消防感知器、節能裝置等所有相關產品，皆可相容使用，可快速與閘道器進行配對連結或解除。此外，使用者亦可針對其所想要的感覺或氛圍，將現場設備群組設定為同一組情境Profile，而該閘道器也具備學習上百萬組IR遙控器碼的能力，因此面對最複雜的空調系統，亦能不分廠牌納入控制。

相關技術百家爭鳴  亟需探索利弊得失

另值得一提的，有感於IoT涉及的裝置種類愈來愈多、萬物相連的應用情境愈趨複雜，而業界要求制定統一通訊標準的呼聲，也愈來愈大，因此在2013年下半，包括Linux基金會、高通、LG、夏普、松下、海爾、宏達電、Silicon Image、TP-Link、思科等一干廠商或組織集結成立AllSeen聯盟，希冀建立一套一體適用的物聯網互連架構，相關發展趨勢，值得台灣廠商密切關注。

持平而論，植基於開放原始碼平台AllJoyn的AllSeen技術，一般被認定為單純的協定規範，並不像Z-Wave或ZigBee涉及入較多硬體設計層次，其主要的意涵，乃在於透過TCP/IP網路協定制定一個近似UPnP或DLNA的概念，讓各式裝置能夠藉由AllSeen技術，經過Wi-Fi、電線或乙太網路連結而獲得控制。但若干業者認為，倘若AllSeen趨於普及，將導致智慧家庭裝置直接採用Wi-Fi或藍牙等既有技術，從而跳脫Z-Wave或ZigBee選邊站的現狀，因此視AllSeen為取代Z-Wave、ZigBee的另類選項。

不可諱言，不論是Wi-Fi或藍牙，其基礎功耗條件都不若Z-Wave或ZigBee來得優異，所以後兩者對於智慧家庭應用，仍具備一定程度的優勢；至於箇中利弊得失，有待台灣業者詳加權衡思考。

當然，除了無線傳輸外，舉凡HomePlug、HomePNA、G.hn甚或MOCA等有線傳輸技術，亦是業者不容忽視的另一重環節。例如在2013年下半，意法半導體(STMicroelectronics)發布一款堪稱獨特的ST2100STreamPlug系統單晶片，標榜適用於智慧家庭與智慧能源應用場域。而台灣知名大廠大同，便利用這套晶片孕育了名為Gateway One的智慧家庭閘道器，俾使用戶能透過單一裝置，即可整合乙太網路、WLAN、PLC及多媒體裝置之多承載(multi-bearer)家庭網路，甚至能滿足插電式電動汽車充電需求，繼而改善整體家庭的能效、安全、舒適性與便利性。

探究ST2100STreamPlug的技術內涵，即為同時涵蓋可承載HDTV及VoIP應用的200Mbps HomePlug AV，及旨在促進智慧電網應用最佳化的HomePlug Green PHY，堪稱是HomePlug智慧家庭系統的經典範例。

只不過，論及上述一干技術協定，多偏向區域網路(LAN)框架內的裝置互連，距離智慧家庭所訴諸的「雲端聯網」願景，似乎缺少了穿透外在多變網際網路環境的關鍵解決之道。如此一來，意欲確保使用者能突破空間與距離限制，運用隨身行動裝置精準操控家中設備，顯然仍存在不可測變數。

業者分析，目前亟待解決的難題有二：一是礙於路由連線複雜變數，欲確保分隔遠地的物件成功互連，依然有其困難性；二是使用者需於智慧裝置執行難度頗高的DDNS及Port Mapping設定，除非供應商願咬牙投資廣設服務團隊，否則可能對產品推廣形成阻礙。

有鑑於此，台灣業者物聯智慧(ThroughTek)悉心研發一套P2P專利技術，一方面藉由IOTC物聯雲連線平台，讓所有授權裝置互通無虞，二方面則透過QR Code掃描方式，便於使用者自動且快速完成繁複的網路設定。此一創新概念，已獲諸多海外大廠採納，將此技術套用在網路攝影機、路由器、機上盒或NAS等諸多智慧家庭裝置之上，此一作法亦頗值得台灣廠商詳加評估。