淺析智慧居家發展與架構

淺析智慧居家發展與架構



  智慧居家是很早就被提出的概念,但叫好不叫座。而在Google大動作收購後,所形成的智慧居家藍圖,將推動智慧居家大步向前,智慧居家的發展與架構已然成形。

  智慧居家是很早就被提出的概念,但這裡面有太多問題需要解決,例如:智慧居家的安裝設定,不可能每個家庭都找工班來安裝,而網路通訊傳輸的標準也複雜不明,雖然目前以採用無線Wi-Fi居多,但對電池裝置來說太耗電,其他無線標準又一直不夠普及。

  此外,家中還必須配置一台媒體中心來儲存影片、音樂等高容量檔案,否則網路下載速度太慢。過去雖有廠商提出運用個人電腦來做家庭媒體中心,但每次聽音樂、看影片時,都要等到電腦開完機才能播放,完全無法滿足用戶即播即放的需求。若要一直保持開機狀態,無論從環保角度或製造噪音來看,都不可能被一般家庭所接受。

  再者,雖然早期的智慧居家就已出現智慧冰箱、智慧電源控制等應用,但實際上是叫好不叫座。因為要讓智慧冰箱自動補齊裡面食物,不是買個冰箱就做得到,還必須整合購物網站及物流才行,因此,最終的應用,只落得在冰箱上網查食譜(但現在只要一台平板或手機就可以在廚房查食譜了)。

  而智慧電源控制的應用也太過理想,試問,真正想在回家前把冷氣打開的家庭有幾個呢?(除非是住在頂樓加蓋的鐵皮屋,就另當別論)。所以,智慧居家在應用面,一直無法有殺手級的應用(Killer App)。

  就在智慧居家幾乎成為行銷口號的時候,2014年1月Google花了32億美元收購Nest Labs,大家還以為它只是iPod之父建立外型美觀可連網的溫度偵測器而已,但緊接著在2014年6月Google透過Nest收購Dropcam(雲端居家攝影機廠商),以及2014年10月Nest又再度出手收購Revolv(智慧家庭整合控制中心)後,大家才慢慢從這些收購中,大致看清楚Google對於智慧居家所建立的藍圖。筆者整理如下:
(1) Nest的Zigbee+Wi-Fi控制技術,進一步簡化智慧感測器的安裝,只要透過手機App及Wi-Fi便可設定感測器,再加上Zigbee讓不同感測器及控制中心整合通訊,能避免Wi-Fi的高耗電性,需要時常更換電池。
(2) Dropcam的雲端儲存及運算技術,讓智慧家庭無需放置一個高耗電的媒體伺服器,即可全部透過雲端儲存及運算,而這也是Google的強項。
(3) Revolv的智慧家庭整合控制中心,素以用手機即可方便設定各式設備著稱,未來所有的智慧居家設備,皆利用手機App設定,解決了安裝設定的問題,用戶可自行DIY安裝,而且許多家用的設備都能透過它連接設定,因此,智慧家庭控制中心透過Wi-Fi通訊,由手機App來控制會成為主軸。

新技術推波助瀾

筆者認為,在Google的智慧居家藍圖推波助瀾之下,將會有一股新浪潮來臨。筆者曾在本刊的「專家觀點」專欄中,提出「物聯網的浴火重生」,以及「高速無線智慧居家降臨」兩篇觀點文章,大致重點整理如下:

超簡易遙控器誕生

過去幾年,人類生活最巨大的改變,應該就是iPhone了。自從iPhone等智慧手機普及後,無論在捷運或是餐廳及會議室裡,隨處可見人手一支,不停地滑動手機,上網購物/Line聊天/看新聞/看影片/聽音樂等。它完全改變了人類生活方式,我們可以一天不看電視,但卻無法一天不滑手機,相信是每個人共同的心聲。

所以,用手機來做家中所有設定及傳輸的媒介,是無需再教育消費者的,每個人拿了手機,就會設定及操控所有的設備。再加上現在任何新家電也一定會宣稱可支援手機App連接及設定,這就是可以大幅降低智慧居家設備自安裝難度的殺手級應用。

寬頻高速網路普及

根據統計,現在美國平均一個家庭會有超過15個設備連上網路,其中包括筆電/個人電腦/平板/手機/電子書閱讀器Kindle/機上盒(小米盒子、Apple TV)/遊戲機(X-box、PS4)/DVD播放器/Smart TV等,所以家家戶戶安裝高速寬頻網路已成為擋不住的趨勢。而這一波高速寬頻網路,更帶動了高速無線網路802.11ac(無線傳輸可達到1G bps)的迅速普及,從筆者所銷售的無線路由器,802.11ac每月銷售數量己超過802.11n的路由器來看,足見消費者對高速無線網路加上寬頻的渴望。

而這樣的渴望,來自於許多年輕人已將收看電視的習慣改成上網看PPTV/Apple TV/Youtube,而女性族群則是透過手機及平板觀看韓劇,成為每天不可或缺的精神糧食,更不用提到無時無刻都要用Line通話及傳輸照片。所以當家裡的每個角落都可以有良好的Wi-Fi收訊時,智慧居家所需要的基礎建設己經具備。而從近來推出的智慧家電都具備Wi-FI通訊能力來看,更可確認Wi-FI已成為智慧居家的通訊標準。

雲端運算日趨成熟

現在已有許多人利用iPhone手機的iCloud進行雲端備份,雲端運算慢慢地獲得消費者信任,這正是智慧居家走向雲端連線的一大契機。如同筆者一開始所提的,大部份消費者不會同意在家中裝一台24小時不關機的媒體中心,那麼,大量資料要放在哪裡呢?「雲端」會是唯一解答。

而且雲端加上大數據(Big Data),也解決了傳統智慧居家應用無法符合消費需求的問題,如:智慧電源控制。如果連上雲端,可以讓你分析家中電力消耗是否跟其他家庭平均值一樣,若超過平均值,還可知道是哪幾個家電設備耗電量超過平均值,應該要汰舊換新還是維修,相信會有很多家庭願意安裝。

另外,最近小米推出智慧血壓計,乍看之下,不知道為何需要一個連線的血壓計,但如果將它連上雲端,那就非常有意思了。它可以告訴你,在你的年齡族群,你有超標嗎?早晚的血壓值變化,是在平均值之下嗎?所以,雲端運算將會與智慧居家聯手產生許多不同的應用及新公司,且讓我們拭目以待。

智慧居家新架構成形

智慧居家在新技術的推波助瀾之下,其整個雲端智慧居家架構,可用圖一來表示。如圖一所示,高速無線路由器將成為智慧居家網路的主幹,並連接大部份智慧家電,再向外連接到Intenert的雲端伺服器,而其他感測器及穿戴裝置則透過Zigbee或藍牙連接到控制閘道器,再由它連接到高速無線路由器。

只是智慧居家全部雲端化之後,還會出現另外一個風險,即是個人隱私權及資料安全,這部份是許多人目前尚未看到的很大漏洞,以後會有許多資安事件發生及爆料,這是一個很大的課題及商機,以後有機會再詳述。

雲端智慧居家   藍牙4.0 BLE居要角

雲端智慧居家的架構還缺一個通訊標準,就是可移動低耗電的通訊標準,那就非藍牙4.0 BLE莫屬了。最近新推出的穿戴裝置,都一律使用藍牙4.0 BLE,它是藍牙聯盟為物聯網而特別開發的標準,具有超低耗電的待機模式,可多裝置同時連接手機,及裝置與裝置之間連接傳輸。筆者認為此標準,將會取代Zigbee,理由是設定的簡易性,及手機、平板都具備了藍牙的介面。所以除了行動穿戴裝置外,感測器等要求低耗電的裝置,也可能採用它來做通訊之用。

(作者為瀚錸科技股份有限公司總經理)

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