環境監控讓智慧家庭願景成真

家用環境監控系統的使用者介面必須要有彈性，同時提供行動監控應用。DIGITIMES攝

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。

傳輸技術各擅勝場

家庭環境監控技術使用的傳輸技術包括Wi-Fi、Zigbee、Bluetooth等。Wi-Fi是建立於IEEE 802.11標準的無線區域網路設備，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，一般傳輸距離約為數十公尺，但最高可擴充至100公尺以上，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。

雖然家用環境監控設備多半是以室內使用為主，但結合戶外偵測點，可以讓環境監控更加即時及準確，但裝置的材質不僅要符合家用市場的美觀要求，更要注意耐用性，才能準確完成環境監控的任務要求。

但隨著愈來愈多的家用裝置如門窗、空調、燈光等，可能都要連結環境監控系統，未來的家庭環境監控產品也需要Smart Gateway，以統合管理個裝置，以便用戶在遠端控制與監看，甚至需要一個整合管理各監控設備之裝置與整合服務提供者，以簡化購買決策與方便管理，也成為家用環境監控市場未來的競爭關鍵。