2020年，每個家庭將會有多達50個裝置連上網(wǎng)絡(luò)，且聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不僅限于Wi-Fi，還會有藍牙(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、電視和無線喇叭等用品都將連上網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)GSMA報告指出，2012年，每個家庭大概有8個終端產(chǎn)品會鏈接到Wi-Fi路由器(Router)，而2020年，每個家庭將會有高達50個裝置鏈接上網(wǎng)，且聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不僅限于Wi-Fi，還會有藍牙(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大致來說延續(xù)過去幾年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是近幾年必定談?wù)摰闹攸c，隨著家中聯(lián)網(wǎng)裝置越來越多，未來幾年這些裝置預(yù)計也將從現(xiàn)階段的破碎化各自獨立連網(wǎng)，發(fā)展到結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，加上產(chǎn)業(yè)這兩年的幾個關(guān)鍵進展，如智能語音助理，讓廠商不約而同嗅到聯(lián)網(wǎng)智能家居的商機蠢蠢欲動，紛紛提出家庭無線連結(jié)解決方案。

　　圖1 Dialog Semiconductor產(chǎn)品營銷經(jīng)理同偉指出，該公司的低功耗智能家居解決方案可支持Apple Home Kit開發(fā)平臺。

　　智能家居蓄勢“再”發(fā)

　　智能家居從被提出到現(xiàn)在已經(jīng)超過20年，但其間不乏大廠戮力投入，不過截至目前為止，大致而言是失敗的，而從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來觀察，大概是透過無線個人網(wǎng)絡(luò)(WPAN)如藍牙，與無線局域網(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，掀起一股智能語音助理的開發(fā)風(fēng)潮，Dialog Semiconductor產(chǎn)品營銷經(jīng)理同偉(圖1)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開發(fā)平臺，另外，包括Google與Amazon預(yù)期是此領(lǐng)域三大平臺，除了開發(fā)的便利性與支持度之外，終端應(yīng)用上，語音助理Alexa、Siri、Google Assistant使用便利性與服務(wù)的豐富度也是決勝的重點。

　　圖2 高通創(chuàng)銳訊產(chǎn)品管理部門資深總監(jiān)Hugo Swart表示，聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用其實就是一個具體而微的物聯(lián)網(wǎng)。

　　從實際應(yīng)用情境來看，高通創(chuàng)銳訊(Qualcomm Atheros)產(chǎn)品管理部門資深總監(jiān)Hugo Swart(圖2)表示，聯(lián)網(wǎng)家庭應(yīng)用其實就是一個具體而微的物聯(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)裝置會出現(xiàn)在同一個環(huán)境中(圖3)，未來長距離廣域網(wǎng)應(yīng)用的智能三表：水表、電表、瓦斯表也會是家庭聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點之一，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(圖4)表示，在物聯(lián)網(wǎng)的帶動下，正使得家庭自動化的連接技術(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皆有所不同，各家廠商選擇各自喜好的陣營，無形中墊高家中網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，更進一步提升用戶網(wǎng)絡(luò)使用難度。

　　家庭無線聯(lián)網(wǎng)各顯神通

　　Computex 2017包括Qualcomm、芯科科技(Silicon Labs)、Dialog Semiconductor與安謀國際(ARM)等廠商都積極提出家庭無線連結(jié)解決方案，以下就針對各家的技術(shù)與產(chǎn)品簡要介紹：

　　圖3 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，針對物聯(lián)網(wǎng)時代，除了該公司的專長處理器之外，也推出從軟件、硬件到云管理平臺的mbed，包括系統(tǒng)底層mbed OS以及云平臺mbed Cloud，再透過并購的方式成立無線通信事業(yè)部，提供物聯(lián)網(wǎng)所需的短距離與中長距離無線傳輸技術(shù)IP。

　　圖4 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，網(wǎng)絡(luò)鏈接裝置數(shù)量暴增，促使Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求攀升。

　　ARM mbed計劃始于英國劍橋，主要是與芯片商以及開發(fā)板廠商合作，提供物聯(lián)網(wǎng)裝置開發(fā)的高度整合性以及安全性，mbed目前約有25萬名開發(fā)者，ARM物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)群亞洲市場總監(jiān)潘劭齊表示，透過mbed希望開發(fā)者更能由統(tǒng)一的云平臺管理，為裝置進行統(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，從短距離包括藍牙低功耗、以太網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、Thread等，到長距離的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，該公司無線通信事業(yè)部技術(shù)營銷經(jīng)理竇振誠表示，Cotex與Radio合起來就是Cordio，這個解決方案支持藍牙、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，也包含部份長距離的應(yīng)用需求，Cordio-N就是針對NB-IoT的IP。

　　走向物聯(lián)網(wǎng)時代，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特別針對短距網(wǎng)絡(luò)與長距離網(wǎng)絡(luò)提出解決方案，就是看好這些應(yīng)用的市場潛力，所以也可能發(fā)生在同一個節(jié)點中同時有短距與長距離傳輸需求的現(xiàn)象，因此設(shè)計上有機會共享同一個運算核心，并整合不同的無線電(Radio)IP，讓節(jié)點的設(shè)計可以更簡單、成本更低、整合度更高。

　　Qualcomm

　　家中網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度提高，對一般使用者來說，像是家中長輩的使用挑戰(zhàn)變大。也基于此，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商需要花費許多時間教導(dǎo)民眾使用網(wǎng)絡(luò)，間接花費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)營運商的需求有三點，第一、需要可以自動啟動與修復(fù)問題的平臺;第二、保障網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全與個人隱私;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)平臺方案(Qualcomm Mesh Networking Platform)，可因應(yīng)上述營運商的三大訴求，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。搭載高通網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)平臺的裝置將可設(shè)計用來為家中各種智能家居裝置提供穩(wěn)健且一致的連接功能，并提供包括語音控制功能、中控式管理與防護以及各種電信商等級網(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，2016年底采用Mesh Router占了23%，預(yù)估2017年秋季將會有更多聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品進入家中，預(yù)計2017年底將有50%消費者購買Mesh Router的相關(guān)產(chǎn)品，而標(biāo)準(zhǔn)型Router使用量則會逐年下降。

　　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的語音方案支持納入，未來用戶只需透過手機向IoT Hub下語音指令，即可將新添購的裝置新增至家庭網(wǎng)絡(luò)中，簡化繁復(fù)的設(shè)定流程。另外，QCA 4024則是支持藍牙5低功耗版本和802.15.4，為功能精簡低價版本，應(yīng)用于終端節(jié)點(Node)。

　　Silicon Labs

　　專注于家庭自動化、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，功能上強調(diào)RF性能、強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)品資深策略市場經(jīng)理Jason Rock(圖5)說明，EFR32xG12系列支持Zigbee和Thread網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、Bluetooth 5和專有無線協(xié)議。Silicon Labs藉由優(yōu)化其無線協(xié)議堆棧架構(gòu)實現(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智能手機上的Bluetooth來部署和配置裝置，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)百個終端節(jié)點。

　　為確保IoT安全性，EFR32xG12 SoC包含了第二個內(nèi)部安全加速器，以專門用于多重協(xié)議無線電和NIST認(rèn)證的真實隨機數(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強調(diào)，聯(lián)網(wǎng)裝置的安全性越來越重要，Thread標(biāo)準(zhǔn)加入更多安全防護規(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)用包羅萬象，Dialog針對該公司投入的應(yīng)用分為四類，同偉說，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)用包括智能門鎖(Smart Door Lock)、門窗傳感器(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)時間，能源應(yīng)用重視的面向則是可靠度、安全、低功耗、先進傳感器支持、小型化等，舒適性應(yīng)用則要求可靠度、安全、低成本、先進傳感器支持、快速反應(yīng)時間，控制類應(yīng)用則強調(diào)可靠度、低成本、小型化與快速反應(yīng)時間。

　　目前Dialog在已經(jīng)提供支持藍牙標(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)簽等較為簡易的應(yīng)用。DA14680則是一個穿戴式裝置單芯片解決方案，整合藍牙、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，是目前推動的一大瓶頸，所以先專注于范圍相對較小，但與每個人生活息息相關(guān)的家庭，應(yīng)該是一個可以突破的方式，如果能解決破碎化的問題，不同標(biāo)準(zhǔn)的互操作性，不同設(shè)備的整合，在家中發(fā)展一個完整的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，屆時智能家居的愿景就不再只是口號，甚至有助于未來更大型物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。