2020年，每個(gè)家庭將會(huì)有多達(dá)50個(gè)裝置連上網(wǎng)絡(luò)，且聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不僅限于Wi-Fi，還會(huì)有藍(lán)牙(Bluetooth)、Zigbee、Thread等技術(shù)，促使網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)需求一觸即發(fā)。如果能解決破碎化的問(wèn)題，不同標(biāo)準(zhǔn)的互操作性、不同設(shè)備的整合、智能家居聯(lián)網(wǎng)前景可期。
家庭中聯(lián)網(wǎng)裝置與數(shù)據(jù)傳輸量逐年攀升，家電產(chǎn)品像是空調(diào)、游戲機(jī)、電視和無(wú)線喇叭等用品都將連上網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)GSMA報(bào)告指出，2012年，每個(gè)家庭大概有8個(gè)終端產(chǎn)品會(huì)鏈接到Wi-Fi路由器(Router)，而2020年，每個(gè)家庭將會(huì)有高達(dá)50個(gè)裝置鏈接上網(wǎng)，且聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不僅限于Wi-Fi，還會(huì)有藍(lán)牙(Bluetooth)、Zigbee等技術(shù)相繼出現(xiàn)，促使網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Mesh Networking)需求一觸即發(fā)。
Computex 2017大致來(lái)說(shuō)延續(xù)過(guò)去幾年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是近幾年必定談?wù)摰闹攸c(diǎn)，隨著家中聯(lián)網(wǎng)裝置越來(lái)越多，未來(lái)幾年這些裝置預(yù)計(jì)也將從現(xiàn)階段的破碎化各自獨(dú)立連網(wǎng)，發(fā)展到結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，加上產(chǎn)業(yè)這兩年的幾個(gè)關(guān)鍵進(jìn)展，如智能語(yǔ)音助理，讓廠商不約而同嗅到聯(lián)網(wǎng)智能家居的商機(jī)蠢蠢欲動(dòng)，紛紛提出家庭無(wú)線連結(jié)解決方案。
智能家居蓄勢(shì)“再”發(fā)
智能家居從被提出到現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)20年，但其間不乏大廠戮力投入，不過(guò)截至目前為止，大致而言是失敗的，而從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)觀察，大概是透過(guò)無(wú)線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)(WPAN)如藍(lán)牙，與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)如Wi-Fi，控制網(wǎng)絡(luò)如采用802.15.4協(xié)議的Zigbee、Thread等，這些標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展成熟，通常都是運(yùn)作于2.4GHz或Sub-GHz頻段，并且具備低成本的整合解決方案，也支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
另外，Amazon Echo在2016年竄起，成為智能家居控制中樞，掀起一股智能語(yǔ)音助理的開(kāi)發(fā)風(fēng)潮，Dialog Semiconductor產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理同偉指出，該公司推出的低功耗智能家居解決方案就支持Apple Home Kit開(kāi)發(fā)平臺(tái)，另外，包括Google與Amazon預(yù)期是此領(lǐng)域三大平臺(tái)，除了開(kāi)發(fā)的便利性與支持度之外，終端應(yīng)用上，語(yǔ)音助理Alexa、Siri、Google Assistant使用便利性與服務(wù)的豐富度也是決勝的重點(diǎn)。
從實(shí)際應(yīng)用情境來(lái)看，高通創(chuàng)銳訊(Qualcomm Atheros)產(chǎn)品管理部門(mén)資深總監(jiān)Hugo Swart表示，聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用其實(shí)就是一個(gè)具體而微的物聯(lián)網(wǎng)，也由于IoT應(yīng)用破碎化的特性，不同標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)網(wǎng)裝置會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)環(huán)境中，未來(lái)長(zhǎng)距離廣域網(wǎng)應(yīng)用的智能三表：水表、電表、瓦斯表也會(huì)是家庭聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點(diǎn)之一，可以整合這些不同標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)裝置 的技術(shù)/廠商，就很容易脫穎而出。
高通資深副總裁暨連接技術(shù)業(yè)務(wù)總經(jīng)理Rahul Patel表示，在物聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下，正使得家庭自動(dòng)化的連接技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)急速也轉(zhuǎn)換，聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、垂直領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)以及輸出與控制的平臺(tái)皆有所不同，各家廠商選擇各自喜好的陣營(yíng)，無(wú)形中墊高家中網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，更進(jìn)一步提升用戶網(wǎng)絡(luò)使用難度。
家庭無(wú)線聯(lián)網(wǎng)各顯神通
Computex 2017包括Qualcomm、芯科科技(Silicon Labs)、Dialog Semiconductor與安謀國(guó)際(ARM)等廠商都積極提出家庭無(wú)線連結(jié)解決方案，以下就針對(duì)各家的技術(shù)與產(chǎn)品簡(jiǎn)要介紹：
破碎又復(fù)雜的家庭聯(lián)網(wǎng)環(huán)境
ARM
嵌入式處理器核心授權(quán)商ARM，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，除了該公司的專長(zhǎng)處理器之外，也推出從軟件、硬件到云管理平臺(tái)的mbed，包括系統(tǒng)底層mbed OS以及云平臺(tái)mbed Cloud，再透過(guò)并購(gòu)的方式成立無(wú)線通信事業(yè)部，提供物聯(lián)網(wǎng)所需的短距離與中長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸技術(shù)IP。
ARM mbed計(jì)劃始于英國(guó)劍橋，主要是與芯片商以及開(kāi)發(fā)板廠商合作，提供物聯(lián)網(wǎng)裝置開(kāi)發(fā)的高度整合性以及安全性，mbed目前約有25萬(wàn)名開(kāi)發(fā)者，ARM物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)群亞洲市場(chǎng)總監(jiān)潘劭齊表示，透過(guò)mbed希望開(kāi)發(fā)者更能由統(tǒng)一的云平臺(tái)管理，為裝置進(jìn)行統(tǒng)一管理與韌體更新；而mbed OS也提供物聯(lián)網(wǎng)所需的連接性，從短距離包括藍(lán)牙低功耗、以太網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、Thread等，到長(zhǎng)距離的4G與NB IoT，都提供完整的資源。
ARM的嵌入式核心近年發(fā)展順利，已經(jīng)在業(yè)界建立起非常高的品牌知名度，該公司無(wú)線通信事業(yè)部技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理竇振誠(chéng)表示，Cotex與Radio合起來(lái)就是Cordio，這個(gè)解決方案支持藍(lán)牙、Zigbee與Thread標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用領(lǐng)域同樣鎖定在智能家居與穿戴式周邊。另外，智能家居聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，也包含部份長(zhǎng)距離的應(yīng)用需求，Cordio-N就是針對(duì)NB-IoT的IP。
走向物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能家居很可能是多網(wǎng)絡(luò)、多標(biāo)準(zhǔn)、多規(guī)格混合的應(yīng)用環(huán)境，ARM特別針對(duì)短距網(wǎng)絡(luò)與長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)提出解決方案，就是看好這些應(yīng)用的市場(chǎng)潛力，所以也可能發(fā)生在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)中同時(shí)有短距與長(zhǎng)距離傳輸需求的現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)上有機(jī)會(huì)共享同一個(gè)運(yùn)算核心，并整合不同的無(wú)線電(Radio)IP，讓節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)可以更簡(jiǎn)單、成本更低、整合度更高。
Qualcomm
家中網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度提高，對(duì)一般使用者來(lái)說(shuō)，像是家中長(zhǎng)輩的使用挑戰(zhàn)變大。也基于此，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商需要花費(fèi)許多時(shí)間教導(dǎo)民眾使用網(wǎng)絡(luò)，間接花費(fèi)許多客服電話和到府維修的成本。為降低聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜度與客服成本，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商應(yīng)提供消費(fèi)者更健全的聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)做為因應(yīng)策略。
高通資深副總裁暨連接技術(shù)業(yè)務(wù)總經(jīng)理Rahul Patel談到，網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商的需求有三點(diǎn)，第一、需要可以自動(dòng)啟動(dòng)與修復(fù)問(wèn)題的平臺(tái)；第二、保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全與個(gè)人隱私；最后則是提供可以覆蓋家中整體范圍的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
為此，高通推出一款結(jié)合眾多技術(shù)的高通網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)方案(Qualcomm Mesh Networking Platform)，可因應(yīng)上述營(yíng)運(yùn)商的三大訴求，協(xié)助OEM廠商與寬帶電信業(yè)者能夠提供新世代聯(lián)網(wǎng)住宅體驗(yàn)。搭載高通網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的裝置將可設(shè)計(jì)用來(lái)為家中各種智能家居裝置提供穩(wěn)健且一致的連接功能，并提供包括語(yǔ)音控制功能、中控式管理與防護(hù)以及各種電信商等級(jí)網(wǎng)絡(luò)必備的網(wǎng)狀系統(tǒng)功能。
Patel指出，2016年以前Mesh Router使用量很低，但隨著網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的攀升，刺激Mesh Router的需求成長(zhǎng)，2016年底采用Mesh Router占了23%，預(yù)估2017年秋季將會(huì)有更多聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品進(jìn)入家中，預(yù)計(jì)2017年底將有50%消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)Mesh Router的相關(guān)產(chǎn)品，而標(biāo)準(zhǔn)型Router使用量則會(huì)逐年下降。
另外，高通也提出以QCA 4020三頻系統(tǒng)單芯片(SoC)構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)集線器(IoT Hub)的智能家居解決方案。QCA 4020支持藍(lán)牙5低功耗版本、雙頻Wi-Fi、IEEE 802.15.4，包括Zigbee、Thread，方便IoT Hub整合區(qū)域內(nèi)所有居家裝置。高通也將Google的語(yǔ)音方案支持納入，未來(lái)用戶只需透過(guò)手機(jī)向IoT Hub下語(yǔ)音指令，即可將新添購(gòu)的裝置新增至家庭網(wǎng)絡(luò)中，簡(jiǎn)化繁復(fù)的設(shè)定流程。另外，QCA 4024則是支持藍(lán)牙5低功耗版本和802.15.4，為功能精簡(jiǎn)低價(jià)版本，應(yīng)用于終端節(jié)點(diǎn)(Node)。
Silicon Labs
專注于家庭自動(dòng)化、連接照明、穿戴式裝置和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的多重協(xié)議、多重頻段應(yīng)用，Silicon Labs于Computex展示EFR32xG12 Wireless Gecko解決方案，功能上強(qiáng)調(diào)RF性能、強(qiáng)化的安全加密加速器、更大的內(nèi)存容量選擇、內(nèi)部電容式觸控及額外的低功耗周邊和傳感器接口。
Silicon Labs IoT產(chǎn)品資深策略市場(chǎng)經(jīng)理Jason Rock說(shuō)明，EFR32xG12系列支持Zigbee和Thread網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、Bluetooth 5和專有無(wú)線協(xié)議。Silicon Labs藉由優(yōu)化其無(wú)線協(xié)議堆棧架構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議間的高效切換。例如，設(shè)備制造商可以利用單芯片透過(guò)智能手機(jī)上的Bluetooth來(lái)部署和配置裝置，之后使其加入Zigbee或Thread網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，以連接幾十甚至數(shù)百個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。
為確保IoT安全性，EFR32xG12 SoC包含了第二個(gè)內(nèi)部安全加速器，以專門(mén)用于多重協(xié)議無(wú)線電和NIST認(rèn)證的真實(shí)隨機(jī)數(shù)生成器(TRNG)。此額外的硬件加密區(qū)塊以最新的安全算法運(yùn)行，相較于傳統(tǒng)的軟件建置可提供更高性能和更低功率。Jason Rock強(qiáng)調(diào)，聯(lián)網(wǎng)裝置的安全性越來(lái)越重要，Thread標(biāo)準(zhǔn)加入更多安全防護(hù)規(guī)范，防止物聯(lián)網(wǎng)的黑客或網(wǎng)絡(luò)安全危害。
Dialog Semiconductor
智能家居應(yīng)用包羅萬(wàn)象，Dialog針對(duì)該公司投入的應(yīng)用分為四類，同偉說(shuō)，第一類控制應(yīng)用包括智能插頭(Smart Plug)、智能照明(Smart Lighring)、遙控器(Remote Control)等，第二類安全應(yīng)用包括智能門(mén)鎖(Smart Door Lock)、門(mén)窗傳感器(Door and Windows Sensor)、檢煙器(Smoke/CO)，第三類能源應(yīng)用包括空調(diào)(HVAC)、控溫器(Thermostat)、傳感器(Sensor)，第四類舒適應(yīng)用包括智能家電(Smart Appliance)、感應(yīng)標(biāo)簽(Proximity Tag)、信標(biāo)(Beacon)等。
以上這四類應(yīng)用分別有不同的要求，同偉解釋，安全性應(yīng)用重視可靠度、安全、低功耗、小型化與快速反應(yīng)時(shí)間，能源應(yīng)用重視的面向則是可靠度、安全、低功耗、先進(jìn)傳感器支持、小型化等，舒適性應(yīng)用則要求可靠度、安全、低成本、先進(jìn)傳感器支持、快速反應(yīng)時(shí)間，控制類應(yīng)用則強(qiáng)調(diào)可靠度、低成本、小型化與快速反應(yīng)時(shí)間。
目前Dialog在已經(jīng)提供支持藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的DA1458x系列與DA14680產(chǎn)品；DA1458x系列功耗低、尺寸小且系統(tǒng)成本較低，適合Beacono與感應(yīng)標(biāo)簽等較為簡(jiǎn)易的應(yīng)用。DA14680則是一個(gè)穿戴式裝置單芯片解決方案，整合藍(lán)牙、微控制器(MCU)以及充電功能，只須搭配傳感器與電池即可完成一個(gè)完整的穿戴式解決方案。
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜環(huán)境與破碎化應(yīng)用特性，是目前推動(dòng)的一大瓶頸，所以先專注于范圍相對(duì)較小，但與每個(gè)人生活息息相關(guān)的家庭，應(yīng)該是一個(gè)可以突破的方式，如果能解決破碎化的問(wèn)題，不同標(biāo)準(zhǔn)的互操作性，不同設(shè)備的整合，在家中發(fā)展一個(gè)完整的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，屆時(shí)智能家居的愿景就不再只是口號(hào)，甚至有助于未來(lái)更大型物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。
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