新的無線技術結合低功耗、低成本的硬體，使家庭區域網路對一般的屋主來說，既可負擔又容易安裝。目前各家寬頻與無線電信服務供應商所提供的「居家感知」服務，可透過網際網路或手機來控制居家系統。這些無線網路技術正整合為真正的智慧電網解決方案，使能源管理更有效率，同時提升舒適、便利與安全性。 消費者是能源消耗的主要來源。以美國為例，居家所消耗的能源每年就占全國的五分之一，其中有六成是以電力的形態消耗。然而，公共事業對于管理能源需求高峰的困境并無能為力，現今所存在的發電量約有一成只會被使用不到百分之一。不過，假如可以讓能源需求以動態的方式來回應既有的能源供應，則不必另外興建電廠，只要在家里透過能源電網就能達到「節省高額成本、改善可靠度和能源效率」的目標。

北美、澳洲、歐洲和亞洲的政府正推動透過智慧電網，以設置智慧電表與點對點的需求回應系統，如許多公共事業項目已布建智慧電表。此外，強調將電網現代化的政府新興政策，亦為智慧電表帶來發展動能。

為達此目的，公共事業正在布建先進電表基礎建設(AMI)系統，以便把智慧家庭的家庭區域網路連結上公共事業的中樞。先進電表基礎建設是用雙向的智慧電表通訊技術，收發居家和公共事業之間資訊與指令。

在住家內，家庭區域網路則會把通訊型恒溫器、負載開關、照明系統、室內顯示器和自動化裝置，連結到智慧電表(或分開的閘道器)上。這個網路可以搜集資訊，并把它傳送給消費者和公共事業本身以外的其他地方。這些資訊可用于多種目的，包括按使用時段的定價收費、需求響應以及遠距服務中止。使用家庭區域網路的智慧型監控功能，消費者就能更加了解本身的能源使用模式，并能讓能源需求以動態的方式來回應既有的能源供應。如此一來，消費者毋須犧牲舒適即能得到成本、可靠度和能源效率的好處。

導入ZigBee技術家庭網路能源管理更有效 全球無線網路標準ZigBee是專為監控應用所設計。ZigBee是超低功耗的無線網狀網路技術，可實現把無線通訊嵌入到各種智慧能源或家庭區域網路裝置中，包括智慧電表、溫度控制、照明安定器、煙霧、保全警報等，皆不須增加高昂的開發成本，也毋須為了裝設實體線路而大興土木。

ZigBee能把裝置自行結合成強大的無線網狀網路，以自動配置和自我修復，并讓許多個別的裝置單靠電池的動能，即能長年運轉。此外，ZigBee不僅能為智慧能源、家庭自動化、照明、商業樓宇自動化和其他各式各樣的感測與監視應用提供無線控制技術，且已成為家庭區域網路應用偏好的標準。

在2008年初ZigBee Smart Energy(SE)Profile推出后，ZigBee標準便往家庭區域網路的能源管理邁出一大步。SE Profile為安全、易用的家庭區域網路裝置訂立新標準，如可編程恒溫器和室內顯示器。ZigBee Smart Energy為公共事業提供真正開放的標準，以落實家庭區域網路的通訊。它也加惠消費者，使他們能利用自動化和近乎即時的資訊，以智慧管理本身的能耗，并有能力從形形色色的制造商手中，選用互通的產品(圖1)。

圖1 無線連結家庭區域網路可為消費者帶來更高的便利性與成本。圖片來源：ZigBee聯盟

ZigBee所驅動的家庭區域網路還能讓屋主和公共事業即時通訊并共同管理能耗，尤其是在用電的高峰期。在這些時期，先進電表基礎建設系統和家庭區域網路可一起運作，好讓消費者、企業和公共事業之間通訊變得更順暢，甚至是自動管理家庭中的高承載裝置，如冷暖空調系統的恒溫器設定。不必興建新的電廠，既為公共事業省下大錢，也減少二氧化碳的排放。公共事業的費用降低和誘人的折扣，亦可為屋主減省費用，并有助于社區免受分區供電所苦。

許多廠商都推出ZigBee SE Profile的認證產品，包括Landis+Gyr、Computime Limited、Itron、樂金(LG)、三星(Samsung)、Sensus、Control4、Green Energy Options、Chameleon、華為、Secure Meters、Elster和Trilliant 。

例如Certicom這種加密技術廠商也為先進電表基礎建設/家庭區域網路的布建，提供了理想穩固的無線網路安全。公共事業若要確保只準許適當的家庭區域網路裝置能通過驗證并連上公共事業網，那么強大的安全性便相當重要。

舉例來說，完全整合的家庭自動化系統可以組構成會接收能源供應業者的公共定價資訊和訊息，然后根據現有的價位來采取事先編程的回應。而只有通過驗證的裝置，才會獲準直接參與由供應業者所推出的直接需求回應。

ZigBee技術運用相當簡單，且能輕易納入各式家庭區域網路裝置中。相較于較早期的家庭網路技術，ZigBee的可擴充性高、健全，且能在一個網路中支援數百、甚至數千個裝置。ZigBee抗干擾性強，可不受其他無線電裝置干擾，包括無線區域網路(Wi-Fi)和藍牙(Bluetooth)在內。事實上，有些最普及的家庭自動化產品出貨時皆是把Wi-Fi和ZigBee一起置入裝置中。

具高可靠/低功耗優勢ZigBee躍居HAN市場主流

家庭區域網路所驅動的智慧家庭在連結能源供應業者時，多半是透過智慧電表的鄰近區域網路(NAN)連到匯聚點，并靠回程網路把匯聚點連到公共事業的后端資訊科技系統上。一般在布建家庭區域網路時，智慧電表都是當做能源服務介面(ESI)，也就是基于ZigBee的家庭區域網路和能源供應業者鄰近區域網路之間的閘道器。

在某些情況下，尤其是在像英國這種解除管制的環境中，能源服務介面或許是分開的閘道器或通訊樞紐，并透過區域寬頻連線或區域蜂巢式網路來連結能源供應業者。電表或許還是有參與家庭區域網路，但不一定是當作能源服務介面。在這些和其他的例子中，能源服務介面可以輕而易舉和廣泛的ZigBee裝置通訊。

家庭區域網路的關鍵推手是無線網路，而不是有線技術。這不僅是因為無線網路安裝費用大幅降低，也是因為它能使用電池式裝置，而非直接連結住家電線。無線網路還可以整合瓦斯和/或水表系統。英國政府打算要安裝由ZigBee所驅動的家庭區域網路裝置，自2015年12月始，就會在二千七百萬個家庭里啟用室內顯示器。

聯盟為后盾ZigBee技術嶄露鋒芒

正如Wi-Fi的成長是因應無線資料網路的需求，ZigBee已成為能源監控與管理網路的主流標準。ZigBee主要為高可靠度、低功耗與低成本的監控應用所設計。類似于Wi-Fi規格采用IEEE 802.11標準的方式，ZigBee是建立在界定實體和媒體存取控制(MAC)層的IEEE 802.15.4無線電標準上，一般是在2.4GHz頻段的十六個可選擇頻道上，以250kbit/s擇一運作。在全球大部分的地區，2.4GHz是唯一不需執照的頻段。

ZigBee標準是由ZigBee聯盟所制定，該組織中有四百多家會員公司，包括頂尖的全球品牌在內(圖2)。聯盟在歐美和亞洲是以獨立的實驗室來檢測、查驗和認證平臺與產品是否符合規格。為爭取使用ZigBee聯盟的商標，以確保在協定的層次上能互通，開發人員必須從「ZigBee相容平臺 (ZigBee Compliant Platform)」著手，其中的矽晶和軟體堆疊組合，則是經過聯盟所指定的其中一家檢測單位所檢測。

ZigBee已壓倒較早期的專屬產品，這不僅是因為它的技術優異，也是因為它是目前唯一具有完整、成熟、開放、多家供應商的標準，而能使設計人員在價值鏈中擁有許多不同的平臺選擇。

ZigBee助陣HAN加速實現能源管理

公共事業對于管理能源需求高峰已經無能為力，現今所存在的總發電量大約有一成被使用不到百分之一。家庭區域網路將有助于智慧電網項目的成功，以滿足這些能源節約與需求響應的挑戰。ZigBee無線網狀網路技術是這些通訊系統的重要元素，其提供耐用性與可靠性、低成本、安全和易于布建，帶來確切的好處。