環境感測技術成熟 WSN仍缺殺手級應用

WSN主要應用於環境控制，不過環境控制系統的設置，目前仍多為政府主導，民間企業的涉入並不深，在此態勢下，WSN的發展有限，就長期來看，WSN雖仍不會消失於市場，不過仍需儘快找到殺手級應用，由需求刺激技術提升，接下來的發展方能順遂。

隨著環保議題的加溫，環境感測技術逐漸受到重視，從架構面來看，環境感測可分為底層的感測、中層的通訊傳輸、上層的資料彙整與分析，這類型架構與近來引起熱潮的物聯網相同，而實際上感測網路就是物聯網的前身，在技術面，環境感測網路所應用的技術如感測、通訊、資料儲存與分析等，都已然成熟，不過由於環境監控概念過往多用於國土安全偵測，例如天災的預防與水質、空氣的監測，這類應用主要由政府主導，民間的參與有限，因此整體產業提升不易，未來環境感測產業要大幅提升，仍需找到殺手級應用。

要看環境感測技術，可先從無線感測網路(Wireless sensor Network)談起，WSN最大用途在於透過感測器主動偵測環境變化、對物體作定位或觀察特定事件，進而蒐集與傳送所感測到的資料，或是做出相對應的處理與運算，其發展源起於美國加州柏克萊大學(UC Berkeley)，當時柏克萊正在研發一種名為「智慧灰塵(Smart Dust)」的感測器，它的特色是體積小，大概只有一顆鈕扣或一片阿斯匹靈那麼大，主要功能在於蒐集軍事情資。

在柏克萊的研究規劃中，無人駕駛飛機載著數百萬計偽裝過的智慧灰塵感測器，灑在欲監控的敵軍區域內蒐集資料，待一段時間之後，再派遣無人駕駛飛機回到監控區域，經由無線網路匯總感測器所蒐集到的資料，並帶回基地加以分析，如此一來，美軍就可大幅降低蒐集敵軍情報的風險。

這個計劃到最後並沒真正應用在戰場上，因為智慧灰塵的成本太高，很難像「灰塵」一樣任意揮灑，但由此概念衍生出的WSN卻開始受到市場注意，並發展出各種不同層面的應用模式，除了軍事應用外，還包括家庭自動化、遠距健康照護、工業控制、商業應用、及環境監控五大類。

WSN應用四大場域

如果從應用場域來看，上述五類應用模式分別可以對應到家庭、工業、商業、及自然環境等四種場域，其中，遠距健康照護的對象通常是指家中慢性病患與年長者，故將其應用場域歸類於居家環境中。

1. 居家環境：

WSN應用於家庭自動化主要是為了追求舒適、節能與安全，包括智慧電表、家電設備自動控制、情境控制等，都是常見家庭WSN應用模式；只要將感測器設置於冰箱、微波爐、調光器、控制面板、溫度計等家用設備，讓使用者透過網路進行遠端遙控，例如：定時啟動？關閉燈光裝置，或是依據感應器感應結果，自動調整空調設備，就能兼顧居家舒適與安全性。

遠距健康照護應用WSN則可以確保家中慢性病患與年長者的安全，由於感測器具備感應及資料處理的功能，藉由各種生理感測器，可以檢測與記錄病患的血氧濃度、心跳、血壓等生理資訊，作為醫師日後看診用藥的參考，也或者應用環境感測器，提早察覺家中年長者是否遭遇危險(如：昏倒、走失)，以便及早處理、降低後續處理成本。

2. 工業環境：

工業現場應用WSN目的在於監控機台設備或生產線的運作狀態，即時回報特殊狀況，提升作業效率及良率，也或者監控作業現場，例如：空氣品質、電力箱溫度等，確保工作人員的生命安全。

3. 商業環境：

商業環境應用WSN的目的與居家環境頗為類似，都是為了追求舒適、節能與安全，另外在傳統農漁牧產業上，無線感測網路也能帶來很大的幫助，它可以替業者監控環境變化，並整合自動控制設備進行微調，讓作物或動物能夠在最佳環境中成長，例如：當感測器偵測到魚塭的水溫過低，便透過控制器啟動加熱裝置，避免魚兒凍死。

4. 自然環境：

自然環境監測可說是無線感測網路最普及的應用，WSN可以追蹤動物的移動與遷徙軌跡，或是監控海洋、森林等環境的污染狀況，另外，應用感測器偵測橋樑安全，避免斷橋風險是目前相當熱門的應用模式，若進一步針對台灣地理環境來看，最適合的WSN應用就是土石流警戒，愈早偵測出土石有滑動崩落的風險，愈能做好災害防治的準備，也才能災害損失降到最低，避免再度發生滅村慘劇。

WSN應用多元  博物館都可通

其實，WSN的應用相當多元廣泛，很難有一個完整的分類方式可以涵括所有WSN應用，除了上述所提之外，還有一些比較特殊的應用模式，像是例如電力公司應用WSN進行電壓監測，在電線桿裝上電力監測感應器，即時監控電力的傳輸的狀況、及電壓變化等，另外，故宮博物院則將WSN應用在文物保存管理上。

博物館內展示或存放的文物，最擔心的就是竊盜及損毀風險，而文物保存管理除了防竊外，更重要的是如何妥善保存。因此，故宮在文物展示櫃內架設感測器，隨時監測櫃內的溫度、濕度、及光線，省去人工量測的成本，一旦偵測到異常環境數值，系統會立即通報管理者，以確保監控環境的穩定狀態，讓國寶文物或典藏品能有更完整的防護。

面對如此千變萬化的應用模式，有哪一種可以成為WSN的殺手級應用，確立WSN的市場地位？藍牙技術在1988年問世時，始終處於叫好不叫座的狀況，市場上甚至出現藍牙必死的說法，直到手機這個殺手級應用(Killer Application)出現後，藍牙才由黑轉紅。

對應到WSN來看，WSN無論技術、標準、軟硬體設備都還在發展中，雖然業界一致看好WSN的發展，但市場接受度似乎並未與之成正比，倘若WSN能夠像藍牙一樣找到殺手級應用，未來發展或許就能如業界所預期般美好。

高成本瓶頸 WSN市場突圍關鍵

對此，業界看法莫衷一是，家庭自動化、樓宇自動化、遠端控制、節能相關應用等，都是可能的殺手級應用，其中，家庭自動化的發展最被看好，但從使用端來看，家庭自動化要成為殺手級應用的可能性反而最低。

家庭自動化的使用者為普羅大眾，這意味著與家庭自動化相關的WSN產品必須定位在消費性商品，消費性商品成功的關鍵在於價格夠低、商品標準化，這兩項恰恰都是目前WSN極待突破的瓶頸。不過，智慧生活是未來必然的發展趨勢，只要能突破這些瓶頸，WSN在家庭自動化的市場上定然大有可為。

至於工商業環境的使用者而言，降低成本是最大吸引力，對一般感測網路來說，系統維護與佈線往往佔成本的最大比例，就此來看，這也會是WSN應用拓展的兩大關鍵，倘若監測環境的範圍廣、距離遠、監測點又多的話，就很適合導入WSN，因為有線傳輸容易損毀，每年都得派人更新或修復設備，維護人力與設備採購兩者加總後的成本，對企業來說是一筆不小負擔。

「智慧化」是現今科技產業最夯的議題，就連政府政策也朝相同方向前進，馬英九提出的愛台12項建設，其中一項就是打造智慧台灣，將科技融入食、醫、住、行、育、樂中，創造E化智慧生活，要落實這個目標，WSN是重要推手。資訊傳遞方式逐漸從有線走向無線，在追求便利生活、企業追求降低成本的前提下，未來，WSN市場將令人期待。