物聯網時代來臨 全面連網啟動！

無論在人們的幻想中或是電影裡面，我們總是期盼著家裡面所有器物都可以根據口令甚至是一個意念就自動開始運作。在十數年之前，這或許還只是一個幻想，但隨著網際網路的發展及延伸，個人網路的普及化，以及科技的不斷演變，現在透過手機甚至是穿戴式設備控制身旁的電子設備已經不再是夢想。

以今(2015)年在CES的會場中，我們可以發現越來越多電子設備都可以連接網路，不管是洗衣機、吸塵器、電視或手錶跟汽車，技術的發展讓我們能夠透過網路發送控制指令，讓這些電子設備聽命於身在遠端的我們。甚至三星電子也在今年會場中大幅投資在物聯網上，到了2020年時，三星的所有產品都將是物聯網設備。

從科技大廠的表態中可以發現，物聯網已然是不可抗拒的趨勢，而不管是硬體、軟體或應用服務，都不斷地從網際網路移往物聯網，而要能達到理想中的目標，不但是無線連網的技術要不斷提升，連網設備的適用性，軟體、內容與應用服務等環節也都必須要符合物聯網的趨勢。

目前根據物聯網的特性，在無線連網部分主要發展的是短距離無線網路連線。目前常用的是藍牙與ANT協定，我們可以看到許多裝置都是透過這兩者互相連線。接下來就簡單介紹不同的短距離無線連網的發展狀態。

ANT無線傳輸技術

ANT無線傳輸技術是由Dynastream Innovations所開發主導。此協定主打的是個人區域網路(PAN)使用，傳輸速度並不快，僅有20Kbps；採用自適應同步網路架構，因此各裝置在傳輸時不會受到其他訊號干擾。

ANT在開發之時即以超低耗電為主要特性，使用一般鈕釦電池就能夠維持一年以上的使用壽命，目前普遍應用在運動健身、醫療保健及穿戴式裝置之上，能夠減少裝置因顧及電池續航力所可能造成的體積與重量問題。在運動與醫療領域中，已經成為主流的實質標準了。目前在ANT+ Alliance網站上列出可支援ANT+標準的產品已經超過500項，數量還在不斷增加中。

低功耗藍牙通訊協定

早在2001年，Nokia便已著手進行低功耗藍牙的研發，但一直到2007年才達成協議，併入藍牙的標準之中並正式定名為低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy；BLE)。不過一直到2013年Andriod 4.3版正式支援藍牙4.0的Smart Ready技術之後，才全面打開了BLE進入市場的大門。

BLE中大幅度精簡了連接層(Link Layer)的設計，讓連結建立時間縮短，同時讓晶片盡量保持在閒置狀態，只有在需要收送資料的數毫秒內才會喚醒並啟動，相較於傳統藍牙的機制，整個循環得以縮短到十多倍。

相較於以運動、醫療為主的ANT，BLE更傾向是以ICT產品為出發點，試圖掌握資訊產品的通訊網路。由於藍牙本身具備主從式架構的特性，我們可以很輕鬆地利用智慧型設備(如手機、平板甚至是筆電)掌控周邊裝置，而這點則是ANT較難做到的事情。

Zigbee通訊協定

在家電廠商方面則傾向推動Zigbee協定，因為其安全性較高、功耗較低並且組成網路的能力強大，因此許多廠商都願意加入此聯盟。在Zigbee中包含了遠端控制、燈光連結、家庭自動化、智慧能源、健康照護、建築自動化甚至是綠能等不同項目，分別定義了智慧家庭中不同範圍與用途的傳輸規範。

Zigbee聯盟預定於今年(2015)推出3.0版本，主要是改變Zigbee PRO標準的日後發展，但不會影響其他Zigbee標準。不可否認的，此項標準改變，可能是為了因應由Google為首所推出的Thread傳輸標準，但此項整合與變革，還是會替未來同陣營的廠商帶來一定的效益。

Zigbee之所以能夠受到眾多廠商的青睞，主要是技術上有多項優勢，包含高安全性、低功耗及組網能力強大，因此包含家電業者、IT廠商、照明廠商等，都願意一同投入此陣營中，進而在智慧家庭環境中可以發揮出最大優勢。但相對的缺點也極為明顯，諸如產品開發難度大、週期較長而生產成本也較高，因此雖然技術與優勢頗有吸引人之處，但在市場上的動力卻顯著不足。

Thread協定

Thread協定則是Google在併購了Nest Labs之後，便持續開發可讓物聯網裝置可以互相溝通的協定，不但是為了替自己在物聯網中爭取一席之地，也為了各項採用Andriod作業系統的設備連接做準備。此協定是採取網狀架構，並區分成設備本體、中間層及核心層等三大區域。它的優勢是簡單、安全及延展性高。

Thread所採用的架構方式為網狀(mesh)，並將整個網路區分成設備本體(Host)、中間層(Router)及核心層(Border Router)三大區域。Thread作為Zigbee最大的競爭對手，最主要的特色就是簡單、安全及延展性高。

Thread的架構中採用IPv6建立核心區域，藉此能夠提高安全性及可支援的設備數量。由於IPv6原生即納入AES加密演算法，因此提供相當強固的安全性。而在連接設備本體的部分則採用IEEE 802.15.4標準，透過此一方式能夠直接導入適合智慧家庭用的網狀連線，傳輸距離遠且支援數量都較點對點網路來的多，更重要的是透過IEEE 802.15.4標準，Thread架構可以直接相容Zigbee的產品，因而增加了Thread的競爭力。

話雖如此，Thread並沒有辦法全面取代Zigbee，最主要的原因就是Zigbee中包含了多種不同標準，而Thread目前最能取代的部分，當屬同樣負責智慧家庭通訊規範的Zigbee Home Automation。

依情境選用適切的連線協定

以目前的發展架構來說，與穿戴式設備有關係的連網技術還是以低功耗藍牙及ANT/ANT+為主，而智慧家庭或是車聯網部分，則傾向於使用藍牙、Thread或Zigbee協定。就使用用途上來看，這些協定並沒有辦法就此一統江湖，反而會根據所採用的設備與應用方式的不同，選擇最適切的連線協定。

比方說，在騎單車運動時，我們可以使用支援ANT/ANT+的運動手環偵測我們運動中的生理狀態，並且與手機連線，隨時記錄重要的生理資訊；在此同時，我們也可以利用低功耗藍牙播放我們想要聽的音樂，讓運動過程不會變得枯燥。回到家中則可以透過Thread協定直接在手機上遙控客廳內的影音設備，播放我們所喜歡的電視節目或音樂，讓日常生活更加的便利。