大步邁入智能家庭:智能家庭現(xiàn)有技術及驗證要點分析

關鍵詞： Z-Wave , ZigBee , AllSeen , 智能家庭

近幾年，除了便攜設備及穿戴式裝置大行其道之外，另一個逐漸嶄露頭角的新趨勢－智能家庭，從原本雷聲大雨點小的狀況，轉(zhuǎn)而開始抓住眾人目光。在今年的美國消費性電子大展（CES）上，眾多科技大廠共襄盛舉，并在會場展示了如何將數(shù)字影音內(nèi)容導入與整合使用于實際生活中。值得注意的是，硬件品牌大廠開始注重內(nèi)容服務的完整性，預料在軟硬件整合下，產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈將更加穩(wěn)健，對于推廣綜合效果將會有加乘效果。

據(jù)市調(diào)機構(gòu)IDC指出，智能家庭市場估計從2013至2020年間，年復合成長率將會達到17.74%，估計到了2020年時可望上看517.7億美元市場規(guī)模。此次CES結(jié)束之后，預料2014年智能家庭裝置市場將會有一波顯著的成長，包括電信業(yè)與有線電視業(yè)者對于規(guī)廣智能家庭應用服務的態(tài)度也都預期將轉(zhuǎn)趨積極。百佳泰身為專業(yè)測試實驗室，也與許多相關廠商合作切入智能家庭市場，因此希望透過此篇文章，能夠簡單地介紹現(xiàn)有的技術狀況、廠商開發(fā)產(chǎn)品時所需要注意的重點及未來的市場走向。

目前市面上有許多被運用在智能家電上的技術，如：Z-Wave、ZigBee、AllSeen、LightwaveRF和InsteOn…等，各有其優(yōu)缺點。在這邊文章中我們將鎖定在三個焦點技術上：

●Z-Wave
●ZigBee
●AllSeen

表一：ZigBee、Z-Wave與AllSeen的參數(shù)與比較

2014-5-4 14:47:53 上傳

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如表一所示，Z-wave和ZigBee都是基于無線射頻上所發(fā)展出來的技術，屬于硬件架構(gòu)跟協(xié)議上的技術。Z-wave是由Sigma Design所獨立開發(fā)出來的技術，但缺乏國際標準為其依靠，應用上也僅止于家庭自動化，不同于ZigBee能同時運用于醫(yī)療、安全等多種領域。ZigBee是建置于IEEE 802.15.4上的協(xié)議，應用層面較廣。雖然這兩種技術都以Wireless Sensor Networks（WSN）為前提，但Z-wave比較專注智能家庭的應用；ZigBee則開發(fā)出很多協(xié)議，目前除了采用于智能家庭之外，也同時應用在智能電網(wǎng)跟智能大樓上。雖然ZigBee和Z-Wave都以類似的無線網(wǎng)絡技術串聯(lián)，數(shù)百種產(chǎn)品也支持此兩種技術使用，然而現(xiàn)階段卻呈現(xiàn)出多頭馬車的市場現(xiàn)象，尚未有任一技術獨大的現(xiàn)象。

由LG、高通（Qualcomm）、夏普（Sharp）等合組的AllSeen聯(lián)盟（AllSeen Alliance），采用高通所開發(fā)的開放源始碼平臺AllJoyn為基礎，開發(fā)出AllSeen技術，是單純的協(xié)議規(guī)范，并不屬于硬件設計。一開始的概念是基于TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，制定一個類似UPnP、DLNA的概念，讓硬設備能透過AllSeen的協(xié)議，經(jīng)過Wi-Fi、電線或是以太網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)達到可被控制的目標，進而實踐智能家庭的理念于日常生活之中。

高通身為芯片大廠，目前也釋出軟件開發(fā)工具包（Software Development Kit，SDK）提供加入此聯(lián)盟的ODM、OEM業(yè)者，希冀吸引更多的廠商加入。因為有部分的人認為智能家庭的走向會直接使用現(xiàn)有技術，例如：Wi-Fi或藍芽技術，所以也有人視AllSeen為Z-wave跟ZigBee的殺手。博通（Broadcom）及高通都致力于開發(fā)低功耗、高整合度的芯片，預料市場還會有一番競爭。不過Z-wave跟ZigBee的基礎功耗遠低于Wi-Fi跟藍芽，在智能家庭的應用領域還是占有一定的優(yōu)勢。

軟硬件整合跟實際應用的規(guī)劃上來說，前一代的智能家庭控制接口常常是一個遙控器或是PC上的軟件，整體用戶接口并不是很友善。考慮到電視的大屏幕跟聯(lián)網(wǎng)能力及遠程控制的可能性，目前的大趨勢是整合在智能電視（機頂盒）跟手持式裝置上。市面上也已經(jīng)有不少號稱Smart Hub的產(chǎn)品，可以同時支持Z-wave、ZigBee、Wi-Fi等不同技術的聯(lián)機能力。用戶完全不需要擔心產(chǎn)品兼容性問題。單純地透過這個Smart Hub跟對應的APP，就可以整合所有市面上大部分產(chǎn)品，實現(xiàn)你的智能家庭。

2014-5-4 14:47:54 上傳

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圖1：智能家庭概念

試想一下：在智能家庭的建構(gòu)之下，當汽車開到家門口時就能自動感應到主人回家，云端上的軟件就可以先啟動智能家庭里的空調(diào)、電燈，打開窗簾并將電視轉(zhuǎn)到默認頻道，不需要等你進入家門以后，再一一的啟動。透過監(jiān)控的硬件，可以實時偵測戶外，當有人嘗試要入侵大門時，硬件發(fā)出警告到云端，再發(fā)出訊息到你的手機，讓你可以判斷要報警還是聯(lián)機到監(jiān)視器畫面確認狀況。如果你的小孩半夜偷偷起床打開電視，這時候你正在觀看的電視會顯示出小孩房間里的電視處于開啟狀態(tài)。你可以進房關掉小孩的電視，或是透過管理接口，直接遠程強制關掉他的電視，并改變電燈的顏色，警告他你已經(jīng)知道他偷偷起床了。

從上述的應用（圖1）可看到智能家庭可以幫助用戶提升居住的安全質(zhì)量和環(huán)境舒適度，尤其是針對家中長輩跟小孩，更能讓他們受到細心的照顧。然而時至今日，智能家庭的概念早已存在許久，但市場卻遲遲未起飛。百佳泰觀察其根本原因有三個：一、尚未出現(xiàn)讓人驚艷且實用的應用吸引消費者；二、智能傳感器、低功耗無線控制器等半導體產(chǎn)品的成本過高，進而影響消費者的采用意愿；三、智能家庭領域的互連互通標準規(guī)范尚待統(tǒng)一，還有待業(yè)界標準制定者、開發(fā)商以及半導體廠商的共同努力與合作。

不同于智能手表跟手機的配對相對地單純，智能家庭的環(huán)境中因為充斥著不同廠牌家電產(chǎn)品，因此在認證測試上更顯得復雜。家電產(chǎn)品本跟就應該比信息產(chǎn)品“穩(wěn)定”，不該因為它變聰明，增加聯(lián)網(wǎng)功能而降低標準，因此在認證測試上著重于產(chǎn)品的兼容性（Compatibility）跟穩(wěn)定性（Stability）的測試。此外環(huán)境中的手機、微波爐、Wi-Fi、藍芽等，彼此間都會造成干擾影響，為了確保效能（Performance）不受影響，“RF抗干擾能力測試”也是百佳泰的專業(yè)跨領域團隊一致認為相當重要的測試項目。

單一產(chǎn)品的驗證已經(jīng)有各自的協(xié)會規(guī)范在，但消費者需要的是更加“智能”的產(chǎn)品。百佳泰引以為傲的全面性、跨領域測試服務，能以整理解決整體方案為出發(fā)點，提供多廣角的測試以臻產(chǎn)品質(zhì)量。以下我們整理了相關廠商在開發(fā)產(chǎn)品時需要特別注意的要點：

●RF抗干擾能力與接收感度惡化驗證（RF Signal & De Sense Validation）

環(huán)境中的電子產(chǎn)品所產(chǎn)生的高頻，例如手機、微波爐等都彼此之間其造成影響。借由我們專精于電信、EMI、EMS、無線射頻通訊驗證方法的專業(yè)團隊，帶給您產(chǎn)品質(zhì)量的最高保證。

●APP應用及用戶接口測試（APP & User Interface Validation）

為了達成遠程遙控的實用性，使用者勢必會透過智能型手機或是平板電腦的APP控制及使用智能家庭的產(chǎn)品，因此其系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性及兼容性尤其重要。不同的操作系統(tǒng)例如：iOS、Android、Windows都有不同版本，需要警慎對待。

●同構(gòu)型及異質(zhì)性產(chǎn)品兼容性（Compatibility）

不同接口的產(chǎn)品組合越來越多，因此我們準備了熱門品牌的產(chǎn)品組合，包含不同品牌、產(chǎn)品類型、熱門排行與市占比率，才能更貼近實際的消費者使用環(huán)境，執(zhí)行兼容性測試可以確保良好使用質(zhì)量。

●實體情境驗證（User Scenario）

專業(yè)UX研究小組，致力于發(fā)展使用者使用情境模擬，能夠模擬一般家庭的狀況，設置電視、冰箱、冷氣、音響、水泥墻等環(huán)境。在實際的情境中驗證產(chǎn)品，透過從用戶觀點切入并分析產(chǎn)生的商業(yè)/營銷報告，提供廠商具參考價值且富有邏輯的指南。

從原本消費頂端的少許用戶才能負擔得起智能家庭，隨著技術成熟與相關標準逐漸邁向統(tǒng)一密切互連，以及高效能、低功耗的無線控制器產(chǎn)品的出現(xiàn)，預料將會有更多終端客戶采用智能家庭設備與應用系統(tǒng)。產(chǎn)品組合的廣度增加了認證深度，百佳泰樂觀看待這市場的發(fā)展，并認為唯有無微不至的認證測試方案，才能確保廠商所開發(fā)的產(chǎn)品在各方面都能完整呈現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)點，增加市場上的競爭優(yōu)勢。