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環境監控讓智慧家庭願景成真

 2014/10/13-楊迺仁  
 
隨著人們對生活品質與環境的要求越來越高,家庭環境監控系統已經成為熱門議題,更是智慧家庭應用不可或缺的項目。家庭環境監控系統主要是以生活空間內外環境的感測,如溫度、溼度、照度等,以及空間內居住者的活動行為偵測,如移動或靜止位置、看電視、聽音樂等,以此推論提供適切的服務,增加人機互動的多樣性。
_路設備,也是屬於短距離無線通訊技術。Wi-Fi速率最高可達54Mbps,其傳輸距離最高可達半徑100公尺,不管是速率或是距離,都較Zigbee來得強。

 
 此外,Wi-Fi的標準已相當成熟,早在1997年,IEEE就已陸續對Wi-Fi的使用頻寬、速率、物理層補充等相關技術做了明確的規範,至今日為止,相關規定及整合早已成熟,且還在不斷的進化中;且Wi-Fi 使用的頻率是在2.4GHz,不會受到藍牙、手機、微波爐等器具的干擾。許多應用也已相當成熟,如視訊會議、公共無線上網等,更凸顯Wi-Fi傳輸技術未來在家用環境監控系統的潛力。

但Wi-Fi最大的優勢,還是市面上許多家用的3C產品,如個人電腦、遊戲機、MP3播放器、智慧型手機、印表機以及筆記型電腦等,都早已支援Wi-Fi,許多裝置如iPhone和Android等手機還可成為小型路由器,讓周圍的裝置可以更方便的上網,有利於監控各類設備。

Zigbee則是屬於低速、短距離的無線網路協定,傳輸距離約為數十公尺,傳輸速率為10K至250Kbps,是由Honeywell 等數十家公司組成的ZigBee Alliance聯盟所制定。從1998年開始發展,並於 2001年向電機電子工程師學會(IEEE)提案納入IEEE 802.15.4 標準規範之中,已漸漸成為各業界共同通用的低速短距無線通訊技術之一。

Zigbee具有的特性包括低成本、低耗電、可靠度高及高擴充性。在省電方面,透過電池即可支援Zigbee設備長達6~24個月左右的使用時間;在可靠度方面,當有資料傳送需求時,可立即傳送並進行雙向確認,此方式將可大幅提高系統資訊傳輸之可靠度;在擴充性方面,Zigbee的網路最多包括有64,000個網路節點。

就家庭自動化的應用技術來說,ZigBee應用層面較廣。除了採用於智慧家庭之外,也同時應用在智慧電網跟智慧大樓上。ZigBee聯盟為進一步擴充在智慧家庭市場的勢力版圖,已公布最新1.2版的家庭自動化標準,創造一個開放且互通的無線家庭控制平台。

在Bluetooth方面,目前許多3C產品如智慧型手機、平板或筆記型電腦都已提供支援,且相當穩定可靠、耗電量少、成本低,加上已獲得全球認可,在全球各地只要能支援Bluetooth的設備互相接近便能連接,因此Bluetooth技術也是家庭環境監控系統應用的優先選項之一。而在Bluetooth 4.1標準發表後,Bluetooth裝置亦可成為其他Bluetooth smart裝置的hub,更使得Bluetooth在家庭的應用更為廣泛。

不同的通訊技術在智慧家庭上各有勝場,各種有線與無線技術規格持續更新及融合,廠商如何在市場上取得勝利,須先掌握智慧家庭熱門的應用為何,選擇專業及有經驗的驗證單位,將能有助於降低研發成本及贏得市場商機。


須注意消費者導向

家庭環境監控的應用,包括安全、提升生活舒適度與節能等,監控的領域包含溫度、濕度和氣體等,相關產品非常多樣,如水位/漏水感測器、煙霧感測器、瓦斯感測器、門窗感測器、溫溼度調節器、照明調節器等。

在實際應用方面,如溫度感測器讀值超過門檻值時,會啟動風扇,濕度感測器讀值超過門檻值時,則會開啟除濕機。另外,當檢測氣體(煙霧、一氧化碳、瓦斯)分別超過門檻值時,會自動發送手機簡訊以警告使用者,甚至可以與門窗自動開關技術結合,不僅只是感測環境變化發出警告,還可進一步提升居家安全的程度。

家用環境感測產品的主要市場,多半是以新建案或新裝潢案為主,主要是由SI業者或是服務業者如保全業者來主導並統籌佈線安裝,消費者的主導權相當有限。但近年來,許多相關產品由於在外型與功能上已迅速進化,還可結合智慧型手機與雲端服務,讓安裝及操控變得更加方便,已開始直接訴求消費市場,

如法國公司Netatmo推出的智慧型環境監測及氣象系統,利用分別放在室內外的鋁合金製圓柱型無線測量器,可即時量測並記錄溫度、濕度、噪音、氣壓和二氧化碳濃度等數據,並透過Wi-Fi連線到區域網路,再將資料送到Netatmo的後端資料庫。

Netatmo無論是設計、使用者介面、裝置品質,都已考慮到家庭用戶的需求,如產品在初始化的過程中,特別提供安裝嚮導程式,減少使用者在安裝過程中可能遭遇的問題。

此外,Netatmo支援iOS及Android系統,同時也可透過Web介面,讓使用者無論在何時何地,都能即時監控裝置所在地的各項數據,包括氣候資訊、空氣品質、當地氣溫預測以及數據異常提醒。如室內二氧化碳濃度過高時,系統就會發出警告,建議用戶打開窗戶。

而Google才以32億美元購併的Nest,更是家庭環境監控系統市場的閃亮明星。Nest智慧溫度控制器具有時尚流行的外型設計,內建程式可自動學習家庭生活習慣,用戶只需要手動設定溫度7天左右,該產品即可根據設定累積的數據自動調整溫度,不但可以配合家庭成員生活習慣,更可節省電力。

Nest智慧溫度控制器還可透過網路連結即時天氣資訊,進行自動節能控制。除溫度控制器外,Nest也已推出具學習能力的煙霧偵測器,如偵測器偵測到泡麵蒸汽發出警告,用戶可設定為謊報,日後遭遇相同情況,即不會發出警示。

Nest在被Google購併後,未來可望利用Google本身所具備的豐富資源,以及現有的市場布局,迅速的在家用環境監控市場擴大發展,是有意進軍家用環境監控市場的業者,非常重要的參考指標。


整合服務業者可望成主導力量

參考前述幾家在家用環境監控市場已有成果的業者經驗,可以觀察到未來家用環境監控產品的應用發展趨勢,首先就是要在使用介面的親和度多下功夫,如透過Web應用,讓操作介面具備高度彈性,可以根據用戶的不同需求,顯示特定的資訊圖表,以適應不同家庭成員的要求。

至於平板及智慧型手機的App介面設計,除了要求美觀外,更要注意操作的流暢性,考慮到操作畫面的大小,圖示不但要明確,功能也不可過度複雜,主要用途應該是以提供警示為主,如在數據異常時可以顯示警告。

維克多日記 摘自 IOT物聯網:
http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&packageid=8877&id=0000396780_WKA8IAMR7FXT87184RJQF&cat=25 

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