3S Market 傳遞 智慧應用與價值的商業資訊
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2017年9月6日 星期三
‧ 2017\09\06\3S Market Daily 智慧產業新聞
3S Market deliver Smart and Valuable information for Business
．【 AIoT 智慧生活體驗館 】10月11-14日敬邀 3S Market 所有朋友來踢館
人工智慧+物聯網 2017產業焦點
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如果您是 3S Market 這幾年來，平均每個月15萬點閱次數中的朋友之一， 3S Market 相信您對我們所提供的資訊，有一定的重視程度。 3S Market 在此誠摯地邀請您，10月11-14日 TAITRONICS 秋季電子展期間，共同來參與今年的主題館 —— 『AIoT 智慧生活體驗館』的展出，以及參與相關的論壇活動。
3S Market 很榮幸與主辦單位，配合此次 『AIoT 智慧生活體驗館』主題館的相關規劃，包括智慧農業、智慧製造、智慧運輸、智慧健康、智慧家庭，並擴及智慧零售、智慧建築等相關應用領域，而這些正也是 3S Market 所報導的相關主題。
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感謝超過五萬名朋友對 3S Market 內容的鞭策、支持與喜愛，這些年我們所提供相關到物聯網、人工智慧、雲端運算與大數據應用的資訊中，涵蓋了技術元素、產品系統、市場應用、產業結構與專家觀點此五大面向，此次將在『AIoT 智慧生活體驗館』主題館中展出，及相關的論壇活動中，精細規劃呈現。
3S Market 也於即日起，將為大家逐一介紹今年的相關展出產品，以及我們所規劃的相關論壇活動內容。
如果您曾參加筆者過去所籌辦的展覽、論壇、市場與產品研討發表會，甚至是台灣相關的巡展會，你一定可以期待，這次『AIoT 智慧生活體驗館』及相關活動，其中的精彩程度。
除了電子展既有的資源， 3S Market 這個資訊平台的核心價值，就是各位讀者朋友們，包括各類電子資通訊的製造商，各級供應通路商與服務業者，還有網通、機電、弱電相關的系統整合與安裝工程業者，甚至是這些設備的特定需求業者，我們都提供了相對應的資訊內容，相信這是所有3S Market 所有讀者群們有目共睹的事實。
而在這個事實基礎上，3S Market 誠摯邀請所有讀者，一起來參與『AIoT 智慧生活體驗館』的相關展出與活動，我們與主辦單位共同的目的，就是舉辦一場智慧應用產業的產業鏈結合與聯合的起點，結合產業鏈聯合的力量，創造台灣在物聯網應用上的商機。
今年秋季電子展『AIoT 智慧生活體驗館』的展出與論壇活動，將有什麼看頭？從技術與產品面看，物聯網的三大系統技術核心，就在網路連網設備、數據儲存與分析，以及可視化顯示系統。
各種智慧應用領域，包括此次主辦單位規劃市場應用面所展出的智慧農業、智慧製造、智慧運輸、智慧健康、智慧家庭，並擴及智慧零售、智慧建築等，都是在這三大核心系統的聯合與整合，並延伸到相關的周邊與組配件的連結應用，這些延伸涵蓋了感測技術的數據收集、資訊安全防護、網路傳輸定位、人工智慧的語音\影像\體徵\行為的辨識分析，與雲端運算的大數據整合應用，以及 APP與可視化顯示介面呈現，在這次的主題展示中，您都可以一一看得到。
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事實上，筆者已將智慧物聯網應用，用最簡要的邏輯描述出來。但其中的多元性與豐富性，還有所蓄積的龐大商機，相信非常值得3S Market所有的朋友，包括相關行業的使用端、工程與系統整合端、各級通路與服務端，還有製造供應端，在10月11-14日期間共聚一堂，一起交流，並形成產業鏈的合作，共同開創商機！
3S Market 家族
平均每個月15萬點閱次數，是大家造就 3S Market 這個平台，而 3S Market 配合此次秋季電子展『AIoT 智慧生活體驗館』的展出與論壇活動，也等於就是3S Market 所有朋友的活動，敬邀大家共同參與此次的盛會！
作者：3S Market 施正偉
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．從領先者們的佈局看智慧音箱產業的發展趨勢(一) - 亞馬遜為什麼要投注更多的資源在Alexa之上？
你的家庭小精靈: Amazon Echo (中文字幕cc)
2017.09.06, by 智慧家庭實驗室 林祐祺
Amazon vs Google - 目前在智慧音箱上，還是由 Amazon Echo Series 一支獨秀，佔據了接近七成以上的市佔率，以下是兩個市場研究機構所公布的數字，eMarketer公布的比較早，那時候 Apple 尚未發表 HomePod，Amazon Prime Day 的降價大促銷也還沒到，所以估計 Google Home 的數字比較樂觀，但也相差不遠。
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| Source: eMarketer |
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| Source: Strategy Analytics |
然而，Amazon 既然看似領先這麼多，Skill 的部分更是大幅度的領先，為什麼還要持續地推出系列產品，以及各種針對開發者的獎勵計劃，原因估計有四：
1. 平台操作策略：盡快的大生態圈的廣度與強度，這個很合理，不需要額外的說明。
2. 情境佔有率：智慧音箱可以從手機那邊掠奪多少的情境佔有率，以及相關的經濟產值？
3. Google 的後來居上：看似遠遠落後的 Google Home 卻是 Alexa 不敢喘息的推手？
4. 智慧音箱的應用只會在家庭嗎？很顯然的並不是。
讓我們先探討情境佔有率的部分。
4. 智慧音箱的應用只會在家庭嗎？很顯然的並不是。
讓我們先探討情境佔有率的部分。
智慧音箱可以從手機那邊掠奪多少的情境佔有率，以及相關的經濟產值？
為何亞馬遜必須投入盡量多的資源維持 Alexa 的領先優勢？
原因是以遠場+近場語音所混合為基礎的人機溝通方式，將會逐步地蠶食以近場語音+手指操控的以行動裝置為主的溝通方式，不會完全取代但是會部分取代，這代表了一件事，與人類接觸越久的人機介面就能帶來越大的經濟能量。
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| Source: Microsoft |
過去幾十年來幾個由科技產品所帶來的經濟時代，從互聯網經濟(PC/NB)、行動互聯網經濟(Mobile)，接著看起來就是以語音互動為基礎(Voice-based)所帶動的物聯網經濟。為什麼？
過去的商業策略著重在市佔率，後來的網路經濟著重在用戶黏著度與轉換率，現在開始的物聯網時代，重點在於 "物" & "物" 或 "物" & "人" 的互動情境，服務佔有人類一天中的情境時間越長，越有可能產生更多的關聯式營收與大數據收益 (Big Data Premium)。
未來人類的採買模式將逐漸地轉變，不全是由人類自己去做產品搜尋、爬文比較、發動採購，而是由機器人，不管是實體機器人或者虛擬機器人，在瞭解人類的喜好之下，代替人類做資料搜集並提供建議，或者透過跨服務的關聯式推薦，來行銷與販售產品，因此，盡快的擴大 Alexa 生態圈，讓無數的實體與虛擬機器人成為亞馬遜的最佳銷售員與通路，這是亞馬遜這個零售霸王必須要不計成本持續投入的發展方向。
而語音互動經濟在 2C 的部分，最內圈最能具體體現物聯網價值的就是智慧家庭相關服務，從家庭安全、智慧家電、HEMS 家庭能源管理、居家照護、食衣住行的生活、娛樂與數位內容等等，這也就是亞馬遜目前開放 APIs (Skills) 並且以獎金鼓勵被用戶大量使用的開發者、尚且不急著跟 2B 收取服務分潤與上架費用、開放各種硬體 SDK Kit 擴展 Alexa-Inside 的原因。
或許，絕大多數的人們還覺得，目前的語音助手並不這麼的必須，也不是很智慧，但是它會透過各種實體與虛擬的形式走入人類的生活中，逐漸地改變人類的生活與購買方式。
至於日前亞馬遜 Alexa 與微軟 Cortana 的合作，有部分文章解釋成這兩家廠商目前在手機語音助手的弱勢才結夥搶市，但最後還是會不敵蘋果 Siri 與 Google Assistant 在手機系統上的優勢，這種的看法或有對錯，對的部分是近場語音確實也是語音助手的一部分，但對於亞馬遜來說，讓遠場語音為基礎的軟硬體快速地擴大影響力與生態圈，逐步地打破手機壟斷人類與外界服務的時間佔比，這才是佔據智慧音箱七成市佔率的亞馬遜該投注大量資源的地方。把餅做大，而非與其他智慧音箱產品競爭！
至於日前亞馬遜 Alexa 與微軟 Cortana 的合作，有部分文章解釋成這兩家廠商目前在手機語音助手的弱勢才結夥搶市，但最後還是會不敵蘋果 Siri 與 Google Assistant 在手機系統上的優勢，這種的看法或有對錯，對的部分是近場語音確實也是語音助手的一部分，但對於亞馬遜來說，讓遠場語音為基礎的軟硬體快速地擴大影響力與生態圈，逐步地打破手機壟斷人類與外界服務的時間佔比，這才是佔據智慧音箱七成市佔率的亞馬遜該投注大量資源的地方。把餅做大，而非與其他智慧音箱產品競爭！
目前一路飛奔的亞馬遜的確很恐怖，比起過去歷史上任何一個托拉斯都不遑多讓，但 Google 也不是吃素的，從去年 2016 年底讓 Google Home 上市，手術刀似地切入亞馬遜軍團的弱點，一步一步地削弱亞馬遜的領先優勢，他們是怎麼做到的？
．居家老人物聯網關懷系統規劃設計
Consumer IoT: Elderly Care
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來源：物联之家网
高齡化社會的來臨，對居家老人的關懷與關心是一個不容可緩的課題，因此如何運用自動化科技，建立一套可關心居家或獨居老人的系統，讓身為子女們不管是在家中或外出時，都可得知或瞭解，長輩獨自在家的飲食與起居作息等狀況，以做出相對應的處理與關懷，為本作品設計的主要理念。
本「居家老人物聯網關懷系統」具有語音功能、溫度感測、手機提示與警示、定時提醒喝水、壓力感測、自動開/關燈與光源感測等功能，除了可讓居家長輩的生活過得更舒適外，還可提高其身體抵抗疾病的能力，減少某些疾病的發生，從而有效地延緩衰老進程。
前言
目前市面上的居家老人關懷系統，大多是透過無線傳輸、穿戴式傳感器的服務，對於不同居家照護環境中的整合，常常是照護系統設計所面臨到的難題。
本文利用微控制器與電子相關領域的知識，以及所參考的相關文獻設計一套系統--當長輩早上醒來時，壓力傳感器一接收到訊號，將會點亮室內電燈，再來啓動音樂播放裝置，開始播放 用戶喜歡的音樂，同時家人們的手機收到一封長輩醒來的訊息，當光敏傳感器偵測到陽光，窗簾將自動關閉，避免過多的陽光熱氣進入室內，反之，沒有陽光時便拉開窗簾，保持室內通風。
若室內溫度高於30度，電風扇開始轉動，幫助室內散熱，讓空氣對流，若低於15度，電暖器開始動作，維持舒適的溫度，重量傳感器會偵測水杯重量，當喝水量未達每日標準時，會提醒用戶喝水，並記錄用戶每日的喝水量。本作品的功能性、創新性與實用性如下所示：
功能性
具點亮室內電燈功能
當長輩起床且雙腳踩著壓力傳感器時，系統會點亮室內電燈，以避免老人摸黑進入盥洗室，造成不可預期的傷害。
具音樂播放功能
當長輩起床後踩下床邊的壓力傳感器時，系統會自動啓動音樂播放裝置，撥出長輩喜歡的音樂，讓長輩的心情順暢。
具手機提示功能
當長輩起床後，子女們的手機會收到長輩起床的訊息，供其做出相對應的處理，例如，孩子們可對爸爸、媽媽、奶奶或爺爺說早安等。
具語音提示功能
當長輩喝水量未達標準值，裝置會發出相對應的語音提醒長輩。
具時間顯示功能
老人起床，睡覺與喝水等時間，會顯示於液晶顯示器上。
具室內溫度感測功能
室內溫度高於 30 度，啓動風扇；室內溫度低於 15 度，啓動電暖器。
具偵測窗外強光功能
當系統偵測到強光時，窗簾將完全關起， 反之則窗簾將完全拉開。
具偵測有無喝水功能
當長輩拿起水杯喝水後，放置杯墊上，就可知道究竟喝了多少水。
創新性
除了上述的創新性外，本作品居家老人關懷系統，同時兼具功能性，增加一些傳感器，有溫度傳感器及光敏傳感器，而溫度傳感器用來偵測室內的溫度，若室內溫度高於30度，系統將會自動啓動風扇，來降低室內的溫度，當溫度低於15度時，則自動開啓電暖器，讓室內溫度達到平衡。
光敏傳感器用來偵測陽光強度，若陽光強則系統會自動關起窗簾來降低室內的亮度，當陽光減弱則系統會自動開啓窗簾，讓長輩的眼睛不受陽光影響。
實用性
本系統的實用性，不只在使用者早上起床會動作，還有夜間臥床前的時間。當使用者想睡覺時，踩下壓力傳感器，與之相對應的裝置將開始動作，首先啓動音樂播放器，聆聽喜歡的音樂，幫助用戶睡眠，且會自動關閉，接著透過藍牙，發送一封訊息，讓家人們從手機確認長輩在休息了，若使用者半夜醒來上廁所，下床踩下壓力傳感器時，室內的燈泡會點亮，提供使用者在房間內有清楚的視線，而用戶回床上時，燈泡將自動熄滅。
本系統 控制這些裝置，可以省下用戶手動去開啟，或關閉任何裝置的時間。相信只要使用本系統，一定可讓長輩在家受到細心照顧，且在舒適的環境下過著快樂的日子。
工作原理
居家老人關懷系統完整電路
圖1所示為本作品「居家老人物聯網關懷系統」的完整電路圖 ， 整個系統以微控制器為主要控制核心，來控制其它周邊組件，例如語音模組、溫度感測模組、藍牙、重力傳感器、壓力感測模組、光源感測模組、蜂鳴器、微動開關、步進馬達、風扇等，以便讓本系統的整體運作，更加的流暢與完善，以下所示為相關組件之控制電路與工作原理。
圖1 : 居家老人關懷系統完整電路圖
溫度傳感器之控制電路與工作原理
圖2為本系統溫度傳感器之控制電路圖，HT66F70A 與 DS1820 之間僅需一條線即可， 當溫度傳感器偵測到內部的溫度時，透過 PF.6 接腳 將訊號傳 HT66F70A 去處理，由於沒有 CLOCK 線 可以控制數據讀取傳輸時間，溫度傳感器卻是十分 注重傳送數據，跟讀取數據的時間，用戶程序上延遲時間寫的十分準確不可有太大誤差，才能讀取正確之值。
圖2 : 溫度傳感器之控制電路圖
電燈之控制電路與工作原理
本系統電燈之控制電路。當HT66F70A控制線PE.4送出高電位時，晶體管截止繼電器不導通 OFF，反之當控制線PE.4送出低電位時，晶體管導通→繼電器導通→電燈點亮。
風扇之控制電路與工作原理
本系統風扇之控制電路。風扇是適用+5V 的風扇，用戶一般能透過溫度傳感器，測量室內溫度來自動開關控制風扇轉動。當室內溫度升高時，風扇會啓動，讓室內散熱，反之，室內溫度較低時，風扇將會關閉。HT66F70A 透過 PB.4 送出低電位至晶體管的基極以啓動風扇，反之則關閉。
光敏感測模塊之控制電路與工作原理
光敏感測電阻的兩端電阻大小值，是隨著入射光的強度成反比。當光強度超過某一臨界值時，其接腳會導通。當光敏感測模組沒有接收到光源時，會透過 PC.2 腳位回傳一高電位給 HT66F70A，反之收到光源時，透過 PC.2 腳位回傳低電位。本系統中的光敏感測模組，主要是用來感測是否有無光源，以控制窗簾的開/關之用。
圖3 : 光敏感測模組之控制電路圖
語音模組控制電路之控制與工作原理
圖4為本系統語音模組之控制電路圖，用 於 發 出 提 示 語 音 之 用 。 圖 中 語音模組(MP380)控制方法有很多種，本系統採用普通直放接口。其中語音模組的 P7，與微控制器PD.4接腳連接，當給予其低電位時，SD卡內儲存的檔案，將透過喇叭播放。
圖4 : 語音模組之控制電路圖
音訊放大器模組之控制電路與工作原理
圖5為音訊放大器模組之控制電路圖，語音模組之音頻訊號輸出，採用 TDA7266 音訊功率放大模組，來進行聲音放大功能，將喇叭的正極與負極，與音訊功率放大器模組的 OUT1+及 OUT1-接在一起，以便將語音模組的聲音放大後，然後經由喇叭播出。
圖5 : 音訊放大器模組之控制電路圖
藍牙之控制電路與工作原理
圖6為本系統藍牙模組(HC05)之控制電路圖，二者之間的通訊是採用 UART的方式，所以只需將模組上TxD、RxD與HT66F70A微控制器 PA.3(RxD)與 PA.1(TxD)連接，就可以進行串行數據的傳輸，串行數據的傳輸速度為9600bps 。HT66F70A可透過藍牙模組將相關數據傳給手機上，以及讀取手機傳過來的數據。
圖6 : 藍牙模組之控制電路圖
重量感測模組之控制電路與工作原理
圖7為重量感測模組之控制電路圖，HT66F70A只需使用兩只I/O ，腳就能對重量傳感器進行控制，判斷物體重量之方法，是透過 HX711 轉換晶片，對重量傳感器的曲線變化，來進行轉換，本作品利用 PG.3、PG.2 ，分別連至重量感測模組的 SCK、DOUT 接腳已進行控制，重量傳感器的溝通接口為 I2C 控制模式。
圖7 : 重量感測模組之控制電路圖
RTC 時間模組之控制電路與工作原理
圖8為 RTC 時間模組之控制電路圖。DS1302 使用串行通訊，因DS1302 寫入與讀取數據的I/O端口只有一隻腳。所以在寫入時需將1Byte的數據，拆解成1bit 的方式寫入，並且和SCLK接腳的電位相互對應，才可完成數據的寫入與讀出。
HT66F70A微控制器的 PE.0、PE.1 與 PE.2 分別連接至 DS1302 的 RST、DAT與CLK腳位，透過相關指令與數據傳輸方式，就可正確讀取到 RTC 模組上的時間。
圖8 : RTC 時間模組之控制電路圖
壓力感測模組之控制電路與工作原理
圖9為壓力感測模組之控制電路圖。施加壓力後，電阻會變小。壓力感測模組接法與可變電阻類似，壓力傳感器有兩支接腳，其中接腳1接+ 5V，接腳2除了連接2.2k奧姆電阻外，也接至HT66F70A的PH.4。
當壓力傳感器偵測到有壓力時，經由接腳2送出一個訊號至HT66F70A的PE.7，當微控制器偵測到 PH.4=0就會啓動系 統中相關的模組。
圖9 : 壓力感測模組之控制電路圖
電暖器之控制電路與工作原理
圖10為電暖器之控制電路圖。當HT66F70A接腳PD.5送出高電位時，晶體管截止繼電器不導通，此時電暖器不會啓動，反之當微控制器透過PD.5 送出一低電位的訊號時，因電晶 體導通，繼電器原本腳位C連接至NC腳位的導線，會因為電磁感應的關係，而改接至NO腳位而形成一迴路，結果電暖器就會被啓動，令室內的溫度上升。
圖10 : 電暖器之控制電路圖
動開關之控制電路與工作原理
圖11為微動開關之控制電路圖，左右微動開關，都是可驅動窗簾的步進馬達停止轉動之用。HT66F70A 微控制器的 PF.4 或 PF.3 接腳，分別接至左/右微動開關的接腳C，用來控制馬達停止轉動之用。
當用來控制窗簾關閉的微動開關被壓下時，此時HT66F70A偵測到PF.4或PF.3為低電位時，會立即令馬達停止轉動，以避免馬達繼續轉動而損壞。
圖11 : 微動開關之控制電路圖
音樂播放裝置之控制電路與工作原理
圖12為音樂播放裝置之控制電路圖。當HT66F70A接腳PE.5送出高電位時，晶體管截止，繼電器不導通OFF，反之當接腳 PE.5 送出低電位時，晶體管導通→繼電器導通→音樂播放裝置啓動。
圖12 : 音樂播放裝置之控制電路圖
整合型 LCD 之控制電路與工作原理
圖13 為本系統 LCD之控制電路圖， 主要功能為顯示 RTC 時間模組的時間，以及溫度傳感器測得的室內溫度，整合型 LCD傳輸接口多達四種，有4 bit、8 bit、SPI 與 I2C 等可供選擇，本系統選用腳位使用最少，且目前市面上或業界普遍都在使用的I2C模式進行傳輸，只需將HT66F70A微控制器的 PD.6、PB.7接腳與整合型LCD在I2C模式下的第13、14腳連接，就能撰寫程序令 LCD 顯示數據。
圖13 : 整合型 LCD 之控制電路圖
系統結構
硬體部分
圖14為「居家老人關懷物聯網系統」的系統方塊圖，以HT66F70A微控制器為主要的系統核心，來控制周圍的一些方塊圖，例如 RTC 時間模組、光敏感測模組、重量測壓模組、溫度感測模組、壓力感測模組、液晶顯示器、步進馬達、風扇、電暖器、電燈泡、音樂播放裝置、語音模組、藍牙等組件。本系統的控制描述如下所示。
圖14 : 居家老人關懷系統之系統架構方塊圖
當使用者早上醒來，壓力傳感器將接收到訊號，傳送至HT66F70A微控制器，微控制器透過 RTC時間模組，抓取現在時間，判斷目前是使用者平常醒來的時段，並開始以下動作：經由 PE.4 送一個高電位的訊號，令電燈泡的繼電器動作以點亮燈泡。
接著令PF.5送一個高電位的訊號，令音樂播放裝置的繼電器動作，以啓動音樂播放裝置，讓老人可聽到喜歡的音樂。
再來會透過與微控制器的PA.3(RxD) 和PA.1(TxD) 連接的的藍牙，傳送一封訊息到家人的手機上，以提示家人們，老爺爺或奶奶起床了，可去噓寒問暖並向長輩請安了。
以上裝置啓動時，微控制器經由 RTC時間模組，設定一段時間將已啓動的裝置，如電燈泡與音樂播放裝置的繼電器關閉。同時，系統會自動判斷室溫的高低，若溫度較高，風扇開始轉動，令空氣流通，反之則啓動電暖器，讓室內保暖，以產生舒適的溫度。
還有，當系統的光敏感測模組偵測到窗外的光源時，會驅動馬達帶動窗廉完全拉開或關閉，若偵測到光源，則完全關閉，反之則完全拉開。
另外，本系統的重量感測模組，可測量用戶水杯的重量，透過 RTC 時間模組，定時提醒用戶喝 水，與記錄用戶每日的喝水量，若使用者每日的喝水量不足，微控制器會透過語音模組，提醒用戶喝水量不足，趕緊多喝些水。
軟體部分
圖15為「居家老人物聯網關懷系統」的控制流程圖。
圖15 : 居家老人關懷系統之系統控制流程圖
方法
本「居家老人物聯網關懷系統」的相關組件，有RTC時間模組、光敏感測模組、重量測壓模組、溫度感測模組、壓力感測模組、液晶顯示器、步進馬達、風扇、電暖器、電燈泡、音樂播放裝置、語音模組、藍牙等等組件，這些組件的測試方法如下所示。
**點亮室內電燈測試方法
1.當 RTC 時間模組的時間是早上時段時
2.按下壓力感測模組
3.電燈泡會點亮
**音樂播放測試方法
1.當 RTC 時間模組的時間是早上時段時
2.按下壓力感測模組
3.音樂播放器會撥放音樂
**手機提示測試方法
1.當 RTC 時間模組的時間是早上時段時
2.按下壓力感測模組
3.微控制器會發送一封訊息到手機
**溫度控制風扇測試方法
1.利用打火機令溫度感測模組升溫
2.若溫度大於 30 度
3.則啓動風扇
**溫度控制電暖器測試方法
1.利用冷卻水令溫度感測模組降溫
2.若溫度小於 15 度
3.則啓動電暖器
**自動關窗簾測試方法
1.使用手電筒照射光敏感測模組
2.模擬窗外有光線進入
3.步進馬達開始轉動，將窗簾完全關閉
**自動開窗簾測試方法
1.用遮蔽物擋住光敏感測模組
2.模擬窗外無光線進入
3.步進馬達開始轉動，將窗簾完全關閉
**具偵測喝水量是否足夠測試方法
1.在重量感測模組上放置水杯
2.將重量值，以克為單位顯示在 LCD 上
3.使用者未達喝水建議量，微控制器將會透 過語音提醒用戶
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