物聯網串起生活 智慧家庭 商店都靠它
來源：物联之家网 作者：陈昱廷
廣泛的物聯網應用當中，門坎最低且相關應用，最多的當屬智慧家庭(Smart Home)，因家庭最貼近人們的生活，將日常生活與物聯網結合，從最初的物聯網裝置，到系統整合演變為平台及服務的延伸，此過程為的就是不斷滿足消費者的需求。
近年來，由於網際網路及智慧行動裝置的普及，物聯網(Internet of Things, IoT)在各領域的應用迅速拓展，並帶動相關市場的興起。根據市調機構 IDC 預測，物聯網於 2015~2020 的年複合成長率(Compound Annual Growth Rate, CAGR)為 15.6%，全球市場規模於 2020 年將達到 1.29 兆美元。
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而物聯網的裝置數量，也將超越智慧手機，於未來幾年，總數將累積達到 300 億個。由上述這些資料可看出，物聯網仍是未來科技的發展重點。
簡單來說，物聯網就是讓物體能夠實現互聯互通的網路，結合不同產業的資源，將現有的技術延伸。對於廣大的物聯網市場，各家廠商紛紛投入相關技術研發，為的是儘早開始佈局，以搶先取得商機。
為了因應物聯網對於網路低功耗、低成本、長距離及大量聯機等要求，低功耗廣域網(Low Power Wide Area Network, LPWAN)則是為此而發展之網路技術。
目前較為被關注之 LPWAN 技術分別為 LoRa、NB-IoT 及Sigfox，這三項技術各自具有優勢，根據不同的需求及特性，將決定LPWAN技術適用於哪種物聯網應用。以 LoRa 為例，臺北市政府去年布建了十二個 LoRa 無線通訊基地台，利用其低功耗、低成本及長距離等特性，打造一個通訊範圍覆蓋全臺北市的大型物聯網網路，將整個城市當做智慧城市的創新實驗平臺。
除了通訊技術之外，不論是軟體(Software)、硬體(Hardware)、半導體(Semiconductor)、製造(Manufacturer)或系統整合(System Integration)等廠商，皆陸續推出相關之產品與解決方案。隨著各項技術逐漸趨近成熟，使得物聯網裝置的效能持續提升，體積隨之越來越小，價格則變得更加便宜。
物聯網加速智慧家庭發展
在廣泛的物聯網應用當中，門坎最低且相關應用最多的當屬智慧家庭(Smart Home)，主要是家庭最貼近人們的生活，將日常生活與物聯網的概念相互結合，在家庭生活中體現人與物或是物與物之間相連的目標。
藉助整合家中的各種裝置，及系統以促成家庭自動化，進而提高人們的生活品質，如智慧家電、能源管理、家庭娛樂、安全監控及居家照護等，皆為智慧家庭考慮的重點。
智慧家電的相關產品，大多皆是透過無線網路(Wireless Network)與行動應用程式(Mobile Application, Mobile App)連線，主要可分為兩種型別。
一種是讓家電支援聯網的功能，來提供不同的服務，如智慧冷氣、智慧冰箱及智慧洗衣機等家電。以洗衣機為例，當洗衣機連上網路，即可在衣服洗完之後，利用推播訊息主動通知使用者，以減少衣服被遺忘而未晾乾的情形。另一種則是藉助其他的裝置，使既有之家電實現聯網及控制等功能，例如智慧插座、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)、紅外線發射器(Infrared Emitters)、無線網路模組(Wi-Fi Module)等現有技術結合，使用者可以在行動裝置上，針對家中紅外線遙控的電器裝置，進行遠端控制(如圖1)。由於紅外線遙控屬於標準的無線通訊技術，因此可以達到不同廠牌、不同產品之間的互操作性。
圖1 紅外線控制器應用 資料來源：資策會智通所繪製
當終端裝置及裝置聯網之後，透過不同功能的結合，能夠讓智慧家電提供更全面的應用及服務。舉例來說，溫溼感測器主要用來監控室內的溫度及溼度，跟冷氣及除溼機串聯之後，就可以從量測的結果，來判斷是否達到預先設定之條件，以遠端遙控冷氣及除溼機的狀態。
除了調節溫度之外，若是加上使用者的行為分析，像是將使用者調整溫度的習慣與室內的溫度、溼度、光線，及其他因素進行分析並學習，即可因應室內的環境因素，自動調整至最舒適的環境，藉此還可以提升電器的使用效率，進一步達到節能的效果。
在現今的社會當中，居家安全一直是民眾的重要考慮，對於家中沒有保全系統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，來達到智慧家居安全的訴求。
以安全監測來看，煙霧感測器、水滴感測器及門窗開闔感測器等皆是相關的應用產品，當偵測到家中的異常情形，可即時通知住戶進行相對應的處理。
而智慧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生，提供完善的居家防護。而網路攝影機也是智慧家居常見的一項產品，不論是關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，即使是出門在外也能隨時掌握家中動態。
全球人口老化已經是必然的趨勢，根據估計，臺灣在 2025 年高齡人口占比將超過 20%，因此，居家照護也是智慧家居未來不可或缺的一環。
面對市面上眾多的智慧家居產品，每個產品皆有專屬的應用程式，即便是再怎麼人性化的操作介面，也將顯得繁瑣及複雜。因此，如何整合不同廠商的產品將是一個重要的關鍵，而當前聲勢較為浩大的當屬 Amazon、Apple 及 Google 三大公司，皆提供第三方的開發工具，讓廠商得以將終端硬體和平台整合在一起，串聯並發展出許多自動化的智慧家居服務(表1)。
表1 Amazon、Apple、Google於智慧家居之發展 資料來源：資策會智通所整理
智慧語音助理進駐客廳
而近年來不斷推陳出新的語音裝置，可視為繼電腦及手機之後的下一個運算平台，且隨著人工智慧(Artificial Intelligence)的興起，於自然語言處理(Natural Language Processing, NLP)方面有相當的進展，可望以語音做為使用者與裝置間友善的互動方式，減化複雜繁瑣的操作過程，以提升更高的便利性。
無論是查詢當天的天氣、交通、新聞及個人行程，播放音樂或控制家中的電燈、窗簾、空調等電器裝置，都可透過語音來達成。
Amazon
由網路書店起家的 Amazon，於 2014 年推出智慧藍芽喇叭 Amazon Echo，內建自家開發的語音助理 Alexa，讓使用者可以輕鬆的透過語音使用 Amazon 及第三方服務商提供之服務，像是達美樂披薩(Domino's Pizza)、福特汽車(Ford)、美國智慧手錶品牌 Fitbit、智慧家庭品牌 SmartThings 及優步(Uber)等等。在 2017 年 2 月 23 日，Amazon 宣佈 Alexa 支援的服務指令已達到 10,000 個，代表 Alexa 可提供相當豐富的語音服務。
而今年又相繼推出 Amazon Look 及 Amazon Show 等產品，加上鏡頭和觸控螢幕之後，使語音助理進一步升級為個人穿搭助理並讓資訊視覺化，以提供使用者更多的互動方式。Amazon 深耕電子商務多年，從網路零售到無人商店一直專注於使用者的需求，將有助於 Amazon 在智慧家庭市場之擴充套件。
Apple
2014 年的全球開發者大會(Apple Worldwide Developers Conference, WWDC)，Apple 首次發表 HomeKit 智慧家庭平台，主要致力於智慧家電之整合，提供標準化的協議，以實現與配件之間的共通性，並透過統一的應用介面，針對不同的配件進行管理及控制。
至今已吸引許多廠商投入硬體的開發，如 Elgato、Honeywell、iDevices、Philips、Schlage 等廠商，皆陸續推出支援 HomeKit 的相關產品。
於 2016 年的 WWDC 也看到，Apple 開始跟建築公司合作，在房屋建設的過程，即加入與 HomeKit 相容的智慧家庭配件，讓部分的消費者可以搶先體驗，做為智慧家庭市場行銷的一部分。
而 Apple 產品多年以來的語音助理 Siri，同樣可以藉助簡單的指令進行相對應的裝置控制，曾在 WWDC 當中，Apple 也宣佈發表第一款智慧喇叭 HomePod，可望成為未來智慧家庭產品的中心。
Google
Google 在 2014 年先後收購智慧家庭裝置製造商 Nest，及監控技術服務供貨商 Dropcam，Nest 主要以智慧恆溫器及煙霧感測器聞名，而 Dropcam 則是主打雲端家庭監控攝影機，可見 Google 智慧家庭市場之佈局。之後在 2016 年 10 月 4 日的開發者大會(Google I/O)當中，Google 正式發表智慧喇叭 Google Home，結合語音助理 Google Assistant 期望成為家庭中之智慧管家。
雖與 Amazon Echo 初始的設計相當類似，但 Google 擁有 Android 系統及智慧行動裝置之開發經驗，使得廠商在開發相容於 Google Home 之智慧家電產品的進展非常迅速。
而Google強大的搜尋引擎及人工智慧技術，在與使用者的語音互動上有相當不錯的表現。若是成功整合自身的服務，如 Gmail、Google Calendar、Google Map 及 YouTube 等服務，對於未來的市場仍然具有相當大的競爭力。
根據市場研究機構 CIRP 的報告顯示，Amazon Echo 的系列產品自發售以來在美國的銷售量已經達到 1,700 萬台，可見搭載語音助理的智慧喇叭，相當有機會成為未來智慧家庭的控制中心。
從市場研究機構 eMarketer 的報導指出，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，先後推出智慧喇叭之後，或許又將影響市場的變化。
圖2 語音助理於美國使用者之分析 資料來源：eMarketer(4/2017)
智慧家居的概念早在多年前就已經被提出，隨著物聯網及相關應用與技術的發展，各家廠商也相繼投入這個龐大的消費性市場，從最初的物聯網裝置到系統整合，演變為平台及服務的延伸，此過程為的就是不斷滿足消費者的需求，如何運用自身的優勢，提供多元的服務、智慧的操作介面，及良好的使用體驗，皆是影響消費者購買意願的關鍵。
而隨著無線網路、人工智慧、深度學習及語音辨識等熱門技術的發展，將使智慧家庭在未來變得更加普及，進而實現智慧、安全、舒適、便利、節能及高效率等核心價值。167171129
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