环境监控让智能家庭愿景成真

家用环境监控系统的使用者界面必须要有弹性，同时提供移动监控应用。DIGITIMES摄

随着人们对生活品质与环境的要求越来越高，家庭环境监控系统已经成为热门议题，更是智能家庭应用不可或缺的项目。家庭环境监控系统主要是以生活空间内外环境的传感，如温度、湿度、照度等，以及空间内居住者的活动行为侦测，如移动或静止位置、看电视、听音乐等，以此推论提供适切的服务，增加人机互动的多样性。

传输技术各擅胜场

家庭环境监控技术使用的传输技术包括Wi-Fi、Zigbee、Bluetooth等。Wi-Fi是建立于IEEE 802.11标准的无线区域网络设备，也是属于短距离无线通讯技术。Wi-Fi速率最高可达54Mbps，其传输距离最高可达半径100米，不管是速率或是距离，都较Zigbee来得强。

此外，Wi-Fi的标准已相当成熟，早在1997年，IEEE就已陆续对Wi-Fi的使用带宽、速率、物理层补充等相关技术做了明确的规范，至今日为止，相关规定及整合早已成熟，且还在不断的进化中；且Wi-Fi 使用的频率是在2.4GHz，不会受到蓝牙、手机、微波炉等器具的干扰。许多应用也已相当成熟，如视讯会议、公共无在线网等，更凸显Wi-Fi传输技术未来在家用环境监控系统的潜力。

但Wi-Fi最大的优势，还是市面上许多家用的3C产品，如个人电脑、游戏机、MP3播放器、智能手机、打印机以及笔记本电脑等，都早已支持Wi-Fi，许多装置如iPhone和Android等手机还可成为小型路由器，让周围的装置可以更方便的上网，有利于监控各类设备。

Zigbee则是属于低速、短距离的无线网络协定，一般传输距离约为数十米，但最高可扩充至100米以上，传输速率为10K至250Kbps，是由Honeywell 等数十家公司组成的ZigBee Alliance联盟所制定。从1998年开始发展，并于 2001年向电机电子工程师学会(IEEE)提案纳入IEEE 802.15.4 标准规范之中，已渐渐成为各业界共同通用的低速短距无线通讯技术之一。

Zigbee具有的特性包括低成本、低耗电、可靠度高及高扩充性。在省电方面，透过电池即可支持Zigbee设备长达6？24个月左右的使用时间；在可靠度方面，当有数据传送需求时，可立即传送并进行双向确认，此方式将可大幅提高系统信息传输之可靠度；在扩充性方面，Zigbee的网络最多包括有64,000个网络节点。

就家庭自动化的应用技术来说，ZigBee应用层面较广。除了采用于智能家庭之外，也同时应用在智能电网跟智能大楼上。ZigBee联盟为进一步扩充在智能家庭市场的势力版图，已公布最新1.2版的家庭自动化标准，创造一个开放且互通的无线家庭控制平台。

在Bluetooth方面，目前许多3C产品如智能手机、平板或笔记本电脑都已提供支持，且相当稳定可靠、耗电量少、成本低，加上已获得全球认可，在全球各地只要能支持Bluetooth的设备互相接近便能连接，因此Bluetooth技术也是家庭环境监控系统应用的优先选项之一。而在Bluetooth 4.1标准发表后，Bluetooth装置亦可成为其他Bluetooth smart装置的hub，更使得Bluetooth在家庭的应用更为广泛。

不同的通讯技术在智能家庭上各有胜场，各种有线与无线技术规格持续更新及融合，厂商如何在市场上取得胜利，须先掌握智能家庭热门的应用为何，选择专业及有经验的验证单位，将能有助于降低研发成本及赢得市场商机。

须注意消费者导向

家庭环境监控的应用，包括安全、提升生活舒适度与节能等，监控的领域包含温度、湿度和气体等，相关产品非常多样，如水位？漏水传感器、烟雾传感器、瓦斯传感器、门窗传感器、温湿度调节器、照明调节器等。

在实际应用方面，如温度传感器读值超过门槛值时，会启动风扇，湿度传感器读值超过门槛值时，则会开启除湿机。另外，当检测气体(烟雾、一氧化碳、瓦斯)分别超过门槛值时，会自动发送手机简讯以警告使用者，甚至可以与门窗自动开关技术结合，不仅只是传感环境变化发出警告，还可进一步提升居家安全的程度。

家用环境传感产品的主要市场，多半是以新建案或新装潢案为主，主要是由SI业者或是服务业者如保全业者来主导并统筹布线安装，消费者的主导权相当有限。但近年来，许多相关产品由于在外型与功能上已迅速进化，还可结合智能手机与云端服务，让安装及操控变得更加方便，已开始直接诉求消费市场，

如法国公司Netatmo推出的智能环境监测及气象系统，利用分别放在室内外的铝合金制圆柱型无线测量器，可实时量测并记录温度、湿度、噪音、气压和二氧化碳浓度等数据，并透过Wi-Fi连线到区域网络，再将数据送到Netatmo的后端数据库。

Netatmo无论是设计、使用者界面、装置品质，都已考虑到家庭用户的需求，如产品在初始化的过程中，特别提供安装向导程序，减少使用者在安装过程中可能遭遇的问题。

此外，Netatmo支持iOS及Android系统，同时也可透过Web界面，让使用者无论在何时何地，都能实时监控装置所在地的各项数据，包括气候信息、空气品质、当地气温预测以及数据异常提醒。如室内二氧化碳浓度过高时，系统就会发出警告，建议用户打开窗户。

而Google才以32亿美元购并的Nest，更是家庭环境监控系统市场的闪亮明星。Nest智能温度控制器具有时尚流行的外型设计，内建程序可自动学习家庭生活习惯，用户只需要手动设定温度7天左右，该产品即可根据设定累积的数据自动调整温度，不但可以配合家庭成员生活习惯，更可节省电力。

Nest智能温度控制器还可透过网络连结实时天气信息，进行自动节能控制。除温度控制器外，Nest也已推出具学习能力的烟雾侦测器，如侦测器侦测到泡面蒸汽发出警告，用户可设定为谎报，日后遭遇相同情况，即不会发出警示。

Nest在被Google购并后，未来可望利用Google本身所具备的丰富资源，以及现有的市场布局，迅速的在家用环境监控市场扩大发展，是有意进军家用环境监控市场的业者，非常重要的参考指标。

整合服务业者可望成主导力量

参考前述几家在家用环境监控市场已有成果的业者经验，可以观察到未来家用环境监控产品的应用发展趋势，首先就是要在使用界面的亲和度多下功夫，如透过Web应用，让操作界面具备高度弹性，可以根据用户的不同需求，显示特定的信息图表，以适应不同家庭成员的要求。

至于平板及智能手机的App界面设计，除了要求美观外，更要注意操作的流畅性，考虑到操作画面的大小，图示不但要明确，功能也不可过度复杂，主要用途应该是以提供警示为主，如在数据异常时可以显示警告。

虽然家用环境监控设备多半是以室内使用为主，但结合户外侦测点，可以让环境监控更加实时及准确，但装置的材质不仅要符合家用市场的美观要求，更要注意耐用性，才能准确完成环境监控的任务要求。

但随着愈来愈多的家用装置如门窗、空调、灯光等，可能都要连结环境监控系统，未来的家庭环境监控产品也需要Smart Gateway，以统合管理个装置，以便用户在线上控制与监看，甚至需要一个整合管理各监控设备之装置与整合服务提供者，以简化购买决策与方便管理，也成为家用环境监控市场未来的竞争关键。