物聯(lián)網(wǎng)是如何推動智能家居的發(fā)展

廣泛的http://www.iothome.com/‘ target=’_blank‘》物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用當(dāng)中，門坎最低且相關(guān)應(yīng)用最多的當(dāng)屬智能家居（Smart Home），因家庭最貼近人們的生活，將日常生活與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，從最初的物聯(lián)網(wǎng)裝置到系統(tǒng)整合演變?yōu)槠脚_及服務(wù)的延伸，此過程為的就是不斷滿足消費者的需求。

近年來，由于互聯(lián)網(wǎng)及智能移動裝置的普及，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things， IoT）在各領(lǐng)域的應(yīng)用迅速拓展，并帶動相關(guān)市場的興起。根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)于2015~2020的年復(fù)合成長率（Compound Annual Growth Rate， CAGR）為15.6%，全球市場規(guī)模于2020年將達(dá)到1.29兆美元。而物聯(lián)網(wǎng)的裝置數(shù)量也將超越智能手機(jī)，于未來幾年，總數(shù)將累積達(dá)到300億個。由上述這些數(shù)據(jù)可看出，物聯(lián)網(wǎng)仍是未來科技的發(fā)展重點。

簡單來說，物聯(lián)網(wǎng)就是讓物體能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合不同產(chǎn)業(yè)的資源，將現(xiàn)有的技術(shù)延伸。對于廣大的物聯(lián)網(wǎng)市場，各家廠商紛紛投入相關(guān)技術(shù)研發(fā)，為的是盡早開始布局以搶先取得商機(jī)。為了因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)對于網(wǎng)絡(luò)低功耗、低成本、長距離及大量聯(lián)機(jī)等要求，低功耗廣域網(wǎng)（Low Power Wide Area Network， LPWAN）則是為此而發(fā)展之網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

目前較為被關(guān)注之LPWAN技術(shù)分別為LoRa、NB-IoT及Sigfox，這三項技術(shù)各自具有優(yōu)勢，根據(jù)不同的需求及特性，將決定LPWAN技術(shù)適用于哪種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。以LoRa為例，臺北市政府去年布建了十二個LoRa無線通信基地臺，利用其低功耗、低成本及長距離等特性，打造一個通訊范圍覆蓋全臺北市的大型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，將整個城市當(dāng)做智能城市的創(chuàng)新實驗平臺。

除了通訊技術(shù)之外，不論是軟件（Software）、硬件（Hardware）、半導(dǎo)體（Semiconductor）、制造（Manufacturer）或系統(tǒng)整合（System Integration）等廠商，皆陸續(xù)推出相關(guān)之產(chǎn)品與解決方案。隨著各項技術(shù)逐漸趨近成熟，使得物聯(lián)網(wǎng)裝置的效能持續(xù)提升，體積隨之越來越小，價格則變得更加便宜。

物聯(lián)網(wǎng)加速智能家居發(fā)展

在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用當(dāng)中，門坎最低且相關(guān)應(yīng)用最多的當(dāng)屬智能家居（Smart Home），主要是家庭最貼近人們的生活，將日常生活與物聯(lián)網(wǎng)的概念相互結(jié)合，在家庭生活中體現(xiàn)人與物或是物與物之間相連的目標(biāo)。借助整合家中的各種裝置及系統(tǒng)以促成家庭自動化，進(jìn)而提高人們的生活質(zhì)量，如智能家電、能源管理、家庭娛樂、安全監(jiān)控及居家照護(hù)等皆為智能家居考慮的重點。

智能家電的相關(guān)產(chǎn)品大多皆是透過無線網(wǎng)絡(luò)（Wireless Network）與移動應(yīng)用程序（Mobile ApplicaTIon， Mobile App）連接，主要可分為兩種類型。一種是讓家電支持聯(lián)網(wǎng)的功能來提供不同的服務(wù)，如智能冷氣、智慧冰箱及智慧洗衣機(jī)等家電。以洗衣機(jī)為例，當(dāng)洗衣機(jī)連上網(wǎng)絡(luò)，即可在衣服洗完之后，利用推播訊息主動通知用戶，以減少衣服被遺忘而未晾干的情形。另一種則是借助其他的裝置使既有之家電實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)及控制等功能，例如智能插座、窗簾控制器及紅外線控制器等裝置。

以目前市面上的紅外線控制器為例，即是將微控制器（MCU）、紅外線發(fā)射器（Infrared Emitters）、無線網(wǎng)絡(luò)模塊（Wi-Fi Module）等現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合，用戶可以在移動裝置上針對家中紅外線遙控的電器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（如圖1）。由于紅外線遙控屬于標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)，因此可以達(dá)到不同廠牌、不同產(chǎn)品之間的互操作性。

圖1 紅外線控制器應(yīng)用 數(shù)據(jù)源：資策會智通所繪制

當(dāng)終端設(shè)備及裝置聯(lián)網(wǎng)之后，透過不同功能的結(jié)合能夠讓智能家電提供更全面的應(yīng)用及服務(wù)。舉例來說，溫濕傳感器主要用來監(jiān)控室內(nèi)的溫度及濕度，跟冷氣及除濕機(jī)串聯(lián)之后，就可以從量測的結(jié)果來判斷是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定之條件，以遠(yuǎn)程遙控冷氣及除濕機(jī)的狀態(tài)。除了調(diào)節(jié)溫度之外，若是加上用戶的行為分析，像是將用戶調(diào)整溫度的習(xí)慣與室內(nèi)的溫度、濕度、光線及其他因素進(jìn)行分析并學(xué)習(xí)，即可因應(yīng)室內(nèi)的環(huán)境因素自動調(diào)整至最舒適的環(huán)境，借此還可以提升電器的使用效率，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能的效果。

在現(xiàn)今的社會當(dāng)中，居家安全一直是民眾的重要考慮，對于家中沒有保全系統(tǒng)的一般家庭或是租屋族，可以避免昂貴的費用及額外的施工來達(dá)到智能家居安全的訴求。以安全監(jiān)測來看，煙霧傳感器、水滴傳感器及門窗開闔傳感器等皆是相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品，當(dāng)偵測到家中的異常情形可實時通知住戶進(jìn)行相對應(yīng)的處理。

而智能門鎖較一般門鎖具有更高的安全性，可減少門鎖被破壞及竊盜的情形發(fā)生，提供完善的居家防護(hù)。而網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)也是智能家居常見的一項產(chǎn)品，不論是關(guān)心小朋友讀書的情形，或是觀看寵物在家中的舉動，甚至是長輩的居家照護(hù)，即使是出門在外也能隨時掌握家中動態(tài)。全球人口老化已經(jīng)是必然的趨勢，根據(jù)估計，臺灣在2025年高齡人口占比將超過20%，因此，居家照護(hù)也是智能家居未來不可或缺的一環(huán)。

面對市面上眾多的智能家居產(chǎn)品，每個產(chǎn)品皆有專屬的應(yīng)用程序，即便是再怎么人性化的操作接口，也將顯得繁瑣及復(fù)雜。因此，如何整合不同廠商的產(chǎn)品將是一個重要的關(guān)鍵，而當(dāng)前聲勢較為浩大的當(dāng)屬Amazon、Apple及Google三大公司，皆提供第三方的開發(fā)工具，讓廠商得以將終端硬件和平臺整合在一起，串聯(lián)并發(fā)展出許多自動化的智能家居服務(wù)。

智能語音助理進(jìn)駐客廳

而近年來不斷推陳出新的語音裝置，可視為繼計算機(jī)及手機(jī)之后的下一個運算平臺，且隨著人工智能（Artificial Intelligence）的興起，于自然語言處理（Natural Language Processing， NLP）方面有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，可望以語音做為用戶與裝置間友善的互動方式，減化復(fù)雜繁瑣的操作過程以提升更高的便利性。無論是查詢當(dāng)天的天氣、交通、新聞及個人行程，播放音樂或控制家中的電燈、窗簾、空調(diào)等電器設(shè)備，都可透過語音來達(dá)成。

Amazon

由網(wǎng)絡(luò)書店起家的Amazon，于2014年推出智能藍(lán)牙喇叭Amazon Echo，內(nèi)建自家開發(fā)的語音助理Alexa，讓用戶可以輕松的透過語音使用Amazon及第三方服務(wù)商提供之服務(wù)，像是達(dá)美樂披薩（Domino’s Pizza）、福特汽車（Ford）、美國智能手表品牌Fitbit、智能家居品牌SmartThings及優(yōu)步（Uber）等等。在2017年2月23日，Amazon宣布Alexa支持的服務(wù)指令已達(dá)到10，000個，代表Alexa可提供相當(dāng)豐富的語音服務(wù)。

而今年又相繼推出Amazon Look及Amazon Show等產(chǎn)品，加上鏡頭和觸控屏幕之后，使語音助理進(jìn)一步升級為個人穿搭助理并讓信息可視化，以提供用戶更多的互動方式。Amazon深耕電子商務(wù)多年，從網(wǎng)絡(luò)零售到無人商店一直專注于使用者的需求，將有助于Amazon在智能家居市場之?dāng)U展。

Apple

2014年的全球開發(fā)者大會（Apple Worldwide Developers Conference， WWDC），Apple首次發(fā)表HomeKit智能家居平臺，主要致力于智能家電之整合，提供標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議以實現(xiàn)與配件之間的共通性，并透過統(tǒng)一的應(yīng)用接口針對不同的配件進(jìn)行管理及控制。至今已吸引許多廠商投入硬件的開發(fā)，如Elgato、Honeywell、iDevices、Philips、Schlage等廠商，皆陸續(xù)推出支持HomeKit的相關(guān)產(chǎn)品。

于2016年的WWDC也看到Apple開始跟建筑公司合作，在房屋建設(shè)的過程即加入與HomeKit兼容的智能家居配件，讓部分的消費者可以搶先體驗做為智能家居市場營銷的一部分。而Apple產(chǎn)品多年以來的語音助理Siri，同樣可以借助簡單的指令進(jìn)行相對應(yīng)的設(shè)備控制，在今年的WWDC當(dāng)中，Apple也宣布發(fā)表第一款智能喇叭HomePod，可望成為未來智能家居產(chǎn)品的中心。

Google

Google在2014年先后收購智能家居設(shè)備制造商N(yùn)est及監(jiān)控技術(shù)服務(wù)供貨商Dropcam，Nest主要以智能恒溫器及煙霧傳感器聞名，而Dropcam則是主打云端家庭監(jiān)控攝影機(jī)，可見Google智能家居市場之布局。之后在2016年10月4日的開發(fā)者大會（Google I/O）當(dāng)中，Google正式發(fā)表智能喇叭Google Home，結(jié)合語音助理Google Assistant期望成為家庭中之智慧管家。

雖與Amazon Echo初始的設(shè)計相當(dāng)類似，但Google擁有Android系統(tǒng)及智能移動裝置之開發(fā)經(jīng)驗，使得廠商在開發(fā)兼容于Google Home之智能家電產(chǎn)品的進(jìn)展非常迅速。而Google強(qiáng)大的搜索引擎及人工智能技術(shù)，在與用戶的語音互動上有相當(dāng)不錯的表現(xiàn)。若是成功整合自身的服務(wù)，如Gmail、Google Calendar、Google Map及YouTube等服務(wù)，對于未來的市場仍然具有相當(dāng)大的競爭力。

根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)CIRP的報告顯示，Amazon Echo的系列產(chǎn)品自發(fā)售以來在美國的銷售量已經(jīng)達(dá)到1，700萬臺，可見搭載語音助理的智能喇叭相當(dāng)有機(jī)會成為未來智能家居的控制中心。從市場研究機(jī)構(gòu)eMarketer的報導(dǎo)指出，Amazon Echo擁有美國七成左右的使用者，其次為Google Home約有兩成左右，如圖2所示，在Apple及其他科技公司先后推出智能喇叭之后，或許又將影響市場的變化。

智能家居的概念早在多年前就已經(jīng)被提出，隨著物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)應(yīng)用與技術(shù)的發(fā)展，各家廠商也相繼投入這個龐大的消費性市場，從最初的物聯(lián)網(wǎng)裝置到系統(tǒng)整合演變?yōu)槠脚_及服務(wù)的延伸，此過程為的就是不斷滿足消費者的需求，如何運用自身的優(yōu)勢，提供多元的服務(wù)、智能的操作界面及良好的使用體驗皆是影響消費者購買意愿的關(guān)鍵。而隨著無線網(wǎng)絡(luò)、人工智能、深度學(xué)習(xí)及語音識別等熱門技術(shù)的發(fā)展，將使智能家居在未來變得更加普及，進(jìn)而實現(xiàn)智慧、安全、舒適、便利、節(jié)能及高效率等核心價值。