物联网推波助澜 智能家居应用加速发展
小明评测智能家居网讯：广泛的物联网应用当中，门坎最低且相关应用最多的当属智能家居(Smart Home)，因家庭最贴近人们的生活，将日常生活与物联网结合，从最初的物联网装置到系统整合演变为平台及服务的延伸，此过程为的就是不断满足消费者的需求。
近年来，由于互联网及智能移动装置的普及，物联网(Internet of Things, IoT)在各领域的应用迅速拓展，并带动相关市场的兴起。根据市调机构IDC预测，物联网于2015~2020的年复合成长率(Compound Annual Growth Rate, CAGR)为15.6%，全球市场规模于2020年将达到1.29兆美元。而物联网的装置数量也将超越智能手机，于未来几年，总数将累积达到300亿个。由上述这些数据可看出，物联网仍是未来科技的发展重点。
简单来说，物联网就是让物体能够实现互联互通的网络，结合不同产业的资源，将现有的技术延伸。对于广大的物联网市场，各家厂商纷纷投入相关技术研发，为的是尽早开始布局以抢先取得商机。为了因应物联网对于网络低功耗、低成本、长距离及大量联机等要求，低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN)则是为此而发展之网络技术。
目前较为被关注之LPWAN技术分别为LoRa、NB-IoT及Sigfox，这三项技术各自具有优势，根据不同的需求及特性，将决定LPWAN技术适用于哪种物联网应用。以LoRa为例，台北市政府去年布建了十二个LoRa无线通信基地台，利用其低功耗、低成本及长距离等特性，打造一个通讯范围覆盖全台北市的大型物联网网络，将整个城市当做智能城市的创新实验平台。
除了通讯技术之外，不论是软件(Software)、硬件(Hardware)、半导体(Semiconductor)、制造(Manufacturer)或系统整合(System Integration)等厂商，皆陆续推出相关之产品与解决方案。随着各项技术逐渐趋近成熟，使得物联网装置的效能持续提升，体积随之越来越小，价格则变得更加便宜。
物联网加速智能家居发展
在广泛的物联网应用当中，门坎最低且相关应用最多的当属智能家居(Smart Home)，主要是家庭最贴近人们的生活，将日常生活与物联网的概念相互结合，在家庭生活中体现人与物或是物与物之间相连的目标。借助整合家中的各种装置及系统以促成家庭自动化，进而提高人们的生活质量，如智能家电、能源管理、家庭娱乐、安全监控及居家照护等皆为智能家居考虑的重点。
智能家电的相关产品大多皆是透过无线网络(Wireless Network)与移动应用程序(Mobile Application, Mobile App)连接，主要可分为两种类型。一种是让家电支持联网的功能来提供不同的服务，如智能冷气、智慧冰箱及智慧洗衣机等家电。以洗衣机为例，当洗衣机连上网络，即可在衣服洗完之后，利用推播讯息主动通知用户，以减少衣服被遗忘而未晾干的情形。另一种则是借助其他的装置使既有之家电实现联网及控制等功能，例如智能插座、窗帘控制器及红外线控制器等装置。
以目前市面上的红外线控制器为例，即是将微控制器(MCU)、红外线发射器(Infrared Emitters)、无线网络模块(Wi-Fi Module)等现有技术结合，用户可以在移动装置上针对家中红外线遥控的电器设备进行远程控制(如图1)。由于红外线遥控属于标准的无线通信技术，因此可以达到不同厂牌、不同产品之间的互操作性。
图1 红外线控制器应用
当终端设备及装置联网之后，透过不同功能的结合能够让智能家电提供更全面的应用及服务。举例来说，温湿传感器主要用来监控室内的温度及湿度，跟冷气及除湿机串联之后，就可以从量测的结果来判断是否达到预先设定之条件，以远程遥控冷气及除湿机的状态。
除了调节温度之外，若是加上用户的行为分析，像是将用户调整温度的习惯与室内的温度、湿度、光线及其他因素进行分析并学习，即可因应室内的环境因素自动调整至最舒适的环境，借此还可以提升电器的使用效率，进一步达到节能的效果。
在现今的社会当中，居家安全一直是民众的重要考虑，对于家中没有保全系统的一般家庭或是租屋族，可以避免昂贵的费用及额外的施工来达到智能家居安全的诉求。以安全监测来看，烟雾传感器、水滴传感器及门窗开阖传感器等皆是相关的应用产品，当侦测到家中的异常情形可实时通知住户进行相对应的处理。
而智能门锁较一般门锁具有更高的安全性，可减少门锁被破坏及窃盗的情形发生，提供完善的居家防护。而网络摄影机也是智能家居常见的一项产品，不论是关心小朋友读书的情形，或是观看宠物在家中的举动，甚至是长辈的居家照护，即使是出门在外也能随时掌握家中动态。全球人口老化已经是必然的趋势，根据估计，台湾在2025年高龄人口占比将超过20%，因此，居家照护也是智能家居未来不可或缺的一环。
面对市面上众多的智能家居产品，每个产品皆有专属的应用程序，即便是再怎么人性化的操作接口，也将显得繁琐及复杂。因此，如何整合不同厂商的产品将是一个重要的关键，而当前声势较为浩大的当属Amazon、Apple及Google三大公司，皆提供第三方的开发工具，让厂商得以将终端硬件和平台整合在一起，串联并发展出许多自动化的智能家居服务(表1)。
表1 Amazon、Apple、Google于智能家居之发展
智能语音助理进驻客厅
而近年来不断推陈出新的语音装置，可视为继计算机及手机之后的下一个运算平台，且随着人工智能(Artificial Intelligence)的兴起，于自然语言处理(Natural Language Processing, NLP)方面有相当的进展，可望以语音做为用户与装置间友善的互动方式，减化复杂繁琐的操作过程以提升更高的便利性。无论是查询当天的天气、交通、新闻及个人行程，播放音乐或控制家中的电灯、窗帘、空调等电器设备，都可透过语音来达成。
Amazon
由网络书店起家的Amazon，于2014年推出智能蓝牙喇叭Amazon Echo，内建自家开发的语音助理Alexa，让用户可以轻松的透过语音使用Amazon及第三方服务商提供之服务，像是达美乐披萨(Domino's Pizza)、福特汽车(Ford)、美国智能手表品牌Fitbit、智能家居品牌SmartThings及优步(Uber)等等。在2017年2月23日，Amazon宣布Alexa支持的服务指令已达到10,000个，代表Alexa可提供相当丰富的语音服务。
而今年又相继推出Amazon Look及Amazon Show等产品，加上镜头和触控屏幕之后，使语音助理进一步升级为个人穿搭助理并让信息可视化，以提供用户更多的互动方式。Amazon深耕电子商务多年，从网络零售到无人商店一直专注于使用者的需求，将有助于Amazon在智能家居市场之扩展。
Apple
2014年的全球开发者大会(Apple Worldwide Developers Conference, WWDC)，Apple首次发表HomeKit智能家居平台，主要致力于智能家电之整合，提供标准化的协议以实现与配件之间的共通性，并透过统一的应用接口针对不同的配件进行管理及控制。至今已吸引许多厂商投入硬件的开发，如Elgato、Honeywell、iDevices、Philips、Schlage等厂商，皆陆续推出支持HomeKit的相关产品。
于2016年的WWDC也看到Apple开始跟建筑公司合作，在房屋建设的过程即加入与HomeKit兼容的智能家居配件，让部分的消费者可以抢先体验做为智能家居市场营销的一部分。而Apple产品多年以来的语音助理Siri，同样可以借助简单的指令进行相对应的设备控制，在今年的WWDC当中，Apple也宣布发表第一款智能喇叭HomePod，可望成为未来智能家居产品的中心。
Google在2014年先后收购智能家居设备制造商Nest及监控技术服务供货商Dropcam，Nest主要以智能恒温器及烟雾传感器闻名，而Dropcam则是主打云端家庭监控摄影机，可见Google智能家居市场之布局。之后在2016年10月4日的开发者大会(Google I/O)当中，Google正式发表智能喇叭Google Home，结合语音助理Google Assistant期望成为家庭中之智慧管家。
虽与Amazon Echo初始的设计相当类似，但Google拥有Android系统及智能移动装置之开发经验，使得厂商在开发兼容于Google Home之智能家电产品的进展非常迅速。而Google强大的搜索引擎及人工智能技术，在与用户的语音互动上有相当不错的表现。若是成功整合自身的服务，如Gmail、Google Calendar、Google Map及YouTube等服务，对于未来的市场仍然具有相当大的竞争力。
根据市场研究机构CIRP的报告显示，Amazon Echo的系列产品自发售以来在美国的销售量已经达到1,700万台，可见搭载语音助理的智能喇叭相当有机会成为未来智能家居的控制中心。从市场研究机构eMarketer的报导指出，Amazon Echo拥有美国七成左右的使用者，其次为Google Home约有两成左右，如图2所示，在Apple及其他科技公司先后推出智能喇叭之后，或许又将影响市场的变化。
图2 语音助理于美国用户之分析
智能家居的概念早在多年前就已经被提出，随着物联网及相关应用与技术的发展，各家厂商也相继投入这个庞大的消费性市场，从最初的物联网装置到系统整合演变为平台及服务的延伸，此过程为的就是不断满足消费者的需求，如何运用自身的优势，提供多元的服务、智能的操作界面及良好的使用体验皆是影响消费者购买意愿的关键。
而随着无线网络、人工智能、深度学习及语音识别等热门技术的发展，将使智能家居在未来变得更加普及，进而实现智慧、安全、舒适、便利、节能及高效率等核心价值。
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