今年六月初分別有兩場重量級科技盛事，即Apple的WWDC 2014開發者大會以及臺北國際電腦大展（Computex 2014），不約而同的是，這兩場大會的主題內容皆對物聯網的應用著墨不少，如Apple提出「Home Kit」開發套件能夠讓手持裝置與智慧型家俱連結，遙控包括門鎖、燈具等開關，而在台北舉行的Computex，則除了有不少的廠商針對物聯網提供新應用和解決方案之外，還有引人注目的是聯發科針對智慧穿戴與物聯網應用所推出的LinkIt開發平臺和MediaTek Labs開發者社群計畫。
一）什麼是物聯網(Internet Of Things)？
您可能會好奇什麼是「物聯網」這個名詞，而且如果您是處在資訊業，那麼最近可能更常聽到旁人提起，那麼到底「物聯網」是什麼呢？讓我們將時光回溯接近20年前,最早在1995年BillGates所著的《未來之路》一書中曾經描述過，遺失的相機將會自動發送目前所在位置訊號給失主的情境，這可能是物聯網概念的起源，我們用最淺顯的方式來說，最基本的「物聯網」就是指數以百萬計的設備，不需要人為的介入就能相互連接並延伸至網際網路。
近年來隨著網際網路快速的發展，除了在網路上進行單純的人與人之間的互動之外（Human to Human, H2H），我們也產生了將網際網路的好處應用在生活周遭物品上的欲望，一旦我們將這些物品連上網路，這些物品很容易的便能透過我們的電腦、手機來操控，形成一種人對物的聯網模式（Human to Thing, H2T），例如，即使我們人不在家中，只要利用手機連上網路，就能操控家中電風扇、瓦斯、冷氣開關、門窗鎖等等，不用回到家便能在遠處即時的控制家中設備，實在是相當的方便。
但是人的欲望是無限的，每到一定時間總需要記得去操控家中設備的動作，難然不困難但總讓人厭煩，因而我們會開始思考為什麼不能讓設備時間到了就自行去做呢？而且若這些設備能夠在動作之前亦能夠先與周遭設備確認彼此的狀態就更完美了，例如冷氣要自動打開前，能否先詢問一下溫控設備目前溫度，太熱才打開；門窗在自動上鎖前能否先透過監視器偵測屋內的人員動態？冰箱可否隨時依據目前的食材提供相關的食譜建議？或者當欠缺食材時自動上網訂購？這類的物體和物體之間自行溝通、運算、執行，且無人為介入的行為，就是所謂物聯網的運作概念（Thing to Thing, T2T）。
因此您可以想像，在一棟房子中有一群嘰嘰喳喳、吵吵鬧鬧的物品，正隨時地透過網際網路發送、接收、檢視訊息，並忙碌的依照指令結果做事，而別的地方可能也有同樣的一大群物品也在作同樣的事，這麼多物品同時使用網路的結果，就形成了一種虛擬的網路世界，我們稱之為物聯網。
二）物聯網的系統說明
物聯網雖已發展多年，但至今仍沒有形成一套共通的標準與模式，在每一個物聯網的環節，都有不同廠商制定了不同的標準，例如，光是物與物之間的溝通協定，就有RFID、NFS、iBeacon、ZigBee、Hotknot…等等不同的協議在檯面上競逐，而且這此些技術彼此之間並不相容，但大體上，我們可以將物聯網簡單分成如下圖中所示的各個區塊，該圖代表了一個單純物聯網的組成，而實際上的物聯網是由無數個圖中的實體物件端、系統端及控制系統端等三種子系統區塊所構成的：
實體物件端：
由不定數量的Sensor(感測器)加上Sink (資料彙集點)所構成，例如眾多的RFID標籤(Sensor)加上RFID Reader(Sink)或者房子內部各個門窗的感應器(Sensor)及資料搜集主機(Sink)等等；這些Sensor與Sink彼此之間是透過無線網路的方式來交換及儲存訊息，這些經由Sensors與Sinks所構成的網路，我們稱之為WSN無線感測網路（Wireless Sensor Network），在WSN環境中，Sensor會將搜集到的資料經由Sink彙整後透過網路交由雲端的系統端主機來處理。
實體物件端的特性：
- Sensors可能就在你我四週，以搜集環境資訊，並回傳到資料彙集點Sink。
- Sensors之間的通訊模式採用短距離無線通訊方式來交換資料，例如ZigBee、Z-Wave、NFS、iBeacon等等。
- Sensors需大量佈建，因此必須有低成本、體積小、耗電低等特性。
- WSN內部僅限資料搜集及簡單的控制，若需跨物件的控制或複雜的決策需透過系統端來處理。
系統端（網宇實體系統Cyber Physical Systems）：
如上圖中所示，WSN偵測實體環境的資訊會傳送給雲端的系統端進行處理，而系統端會依據資訊進行分析並作出決策，然後再下達指令回傳到各對應的系統執行，我們由此可知該系統是一結合運算、通訊、控制的複雜智慧型系統，一般稱之為Syber Physical Systems（業界中文翻譯為網宇實體系統）。
系統端的特性：
- Syber Physical Systems以功能為導向，讓系統依照不同的事件自動作出決策。
- 需要網路支援才能成功進行資訊接收及命令回傳。
- 每個Syber Physical Systems大多僅針對特定的系統，尚缺乏跨系統的溝通與協調。
控制系統端：
Syber Physical Systems下達指令給各個控制系統端，以便透過它們來進行設備的調整及設定動作，達到控制設備的目的。
控制系統端的特性：
- 與實體裝置相連，可透過系統來控制。
- 與感知端相同，皆位於使用者端。
- 接收來自Syber Physical Systems的指令，執行相對應的動作。
三）物聯網的三個層次
要構成如上所述的物聯網環境，必需依賴各項技術和既有網路環境來達成，我們可將物聯網由下而上分為三個層次：
- 感知層：物品對於周邊環境的感測、溝通能力（全面感知）
- 網路層：轉換不同網路間溝通的技術並負責傳送感知層與應用層之間的資訊（可靠傳遞）
- 應用層：針對感知層傳送的資訊，依不同的需求目的進行處理及應用（智慧處理）
接下來我們看看每一層的概念及所需要的技術。
Ａ）感知層Device：
感知層是物聯網的最基礎的部份，資訊在此層經過搜集及簡單的處理後再傳送到網路層，由上圖中，可看出此層應用的技術包含了感知、辨識、控制與通訊等領域；感知層廣義上所涵蓋的技術包括感知、辨識、控制與通訊等領域，我們可以把實際使用到的技術歸納成三個部分：
- 感測器(Sensor)技術：用來蒐集數據資訊。例如Webcam影像處理器、溫／濕度Sensor、儲存在無線射頻辨識技術(RFID)的標籤(Tag)或二維條碼上的資訊。
- 無線傳輸技術：此部份又可分為短距離與長距離兩種
- 短距離無線傳輸技術：亦指無線感測網路(Wireless Sensor Network)；已經收集到並被儲存在Tag或二維條碼上的資訊，透過RFID、Zigbee、NFS、iBeacon或紅外線等短距離無線傳輸技術，傳送到嵌入式系統。
- 長距離無線傳輸技術：當感知層作業完畢，接著透過物聯網網路層的長距離無線通訊技術，如3G/4G或Wi-Fi等，進一步將儲存在應用平台上的資訊提供給遠端使用者，之後便可以透過網路存取與分析資料。
- 嵌入式技術：針對每樣物品的應用進而設計出一個專用的嵌入式系統，而所謂嵌入式系統是綜合了微型電腦（CPU）、感應器（Sensor）、電路技術及電子應用等多項技術為一體，軟體結合硬體裝置的複雜系統。
實際上在我們生活周遭已經有很多感知層的應用了，例如採用被動式RFID的悠遊卡、寵物晶片、ETC儲值卡等，還有目前相當流行的二維條碼以及GPS導航等等，此外，一些具有網路孔或無線網路功能的攝影機，能夠自動將影片資料上傳網路，有的甚至於還能偵測光線的明喑以及物體的移動而進行相對應的動作，這些都是生活上常見的感知層例子。
B）網路層Connect：
物聯網的網路層就是架構在我們所熟知的網路系統上，該網路系統可能包含了內網（區域網路）或外網（Internet），所以其網路種類涵蓋了我們平常所接觸的網路系統，如WIFI、3G、4G、WiMAX等等。另外，物聯網的網路層中也包含了廠商提供的雲端服務，如下方的服務虛擬化與運算平台支援等，補充說明的是，有的學者會將此部份另外歸屬於所謂的「應用支援層」，但本文在此仍將其列於網路層來看待。
- 服務虛擬化：讓資訊可快速方便不限地域的透過雲端來存取。
- 運算平台支援：例如大量資料（BigData）的儲存、分析、處理等等。
C）應用層Application：
應用層是物聯網與需求端（如不同行業）的接合部份，此層必須針對各種不同類型的使用需求，將來自於感知層的資料進行分析處理，並依據結果提供各個不同領域系統的應用。
四）聯發科與物聯網
這次在Computex大會上，聯發科發布了最新開發的LinkIt ONE平台及LinkIt SDK開發軟件，揭示了他們即將進軍物聯網與穿戴式運算領域；LinkIt ONE平台是以Aster系統晶片解決方案為基礎，可協助業者快速開發穿戴式物件並與物聯網串連應用，其中所謂Aster系統晶片依其支援設備不同，可分為針對穿戴設備的MediaTek Aster (MT2502) ，以及針對智慧家居設備的MT7681（針對插座和燈泡等小型設備）和MT7688（針對家居安全領域）；前者MT2502是目前市場上體積最小的穿戴式SoC，後者之一的MT7688則是目前業界擁有最低功耗的系統晶片。這些SoC晶片透過LinkIt平台的軟硬整合，就可以提供業者開發出各種低成本、功能規格完整的穿戴式與物聯網產品的各種解決方案應用。（註：LinkIt是聯發科技的開發者社群計畫MediaTek Labs™ 的一環，支援全球開發者進行穿戴式與物聯網裝置的開發；MediaTek Labs將於今年第三季正式開放。）
因此在今年的Computex大會上，各界莫不驚訝於聯發科在物聯網領域的投入規模遠較過去所認知的為大，而聯發科的大動作宣示，似乎也暗示著物聯網的時代來臨了，以下先介紹幾項聯發科相關的物聯網技術：
開發平台LinkIt
什麼是LinkIt？我們可以從聯發科剛剛公佈的MediaTek穿戴式暨物聯網裝置競賽公告內容（網址在http://www.mobilehero.com/mediatek2014/）中的平台介紹去瞭解；基本上，LinkIt是一個包含專屬OS的開發平台，它支援智慧手錶、智慧手環以及智慧手機三種設備，並且特別針對耗電問題作過改善，其電池續航力約可維持5-7天，比起Android更適合用於較小型的物聯網裝置中，最重要的是該平台不僅支援Android設備，還支援iOS設備，用意非常明顯，聯發科企圖利用該平臺打造屬於MTK自己的LinkIT平台生態圈。
LinkIt ONE 開發板
解決方案semi-Turkey
還記得嗎？憑借著「Turn key solution」整體解決方案，自2005年以來，聯發科除了做IC設計環節外，還將手機研發核心工作中的軟體和系統設計等基本功能高度集成並模組化，降低了產業鏈後端手機廠商的難度和工作量，讓廠商們只要進行簡單的後端設計就可以快速推出自己的手機產品，而針對目前即將興起的物聯網產業，聯發科則提出了硬體加軟體的semi-turkey新口號，整合各種通訊界面、多媒體應用等，讓開發者更易於開發各種穿戴式裝置或物聯網應用。
通訊技術Hotknot
Hotknot是聯發科與大陸的阿里巴巴共同開發的一項類似NFC的物件與物件之間資料交換的技術，兩者的共同之處都屬於近場通訊，NFC是在極短的距離內，而Hotknot則是透過觸碰雙方螢幕完成資料的交換，但Hotknot卻擁有NFC不能企及的優勢，就是Hotknot不需要額外的晶片，它借助手機內建的觸控IC為主要感應媒介，並輔以光線、重力感測來完成設備間的資料交換，下圖為兩支手機相互觸碰雙方螢幕建立Hotknot連結的方式。
Hotknot在推出後便被認為是窮人的「NFC」，因為它既不需要天線也不需要射頻通訊晶片，只要更換為新一代支援HotKnot的電容觸控驅動晶片就可以實現接近觸控的功能，說得更具體點，它透過三軸重力感測儀(G-Sensor)確保雙方螢幕實際接觸，再由距離感測器(P-Sensor)檢測鄰近物體的存在，進而驗證兩個物體是否足夠靠近，當確定設備發生觸碰後，再由觸控晶片發送通信協定訊號透過藍牙或者WiFi來傳輸資料，因此最高傳送速率可達54Mbps。
五）物聯網的未來發展
透過各式各樣的通訊技術如網際網路、APP軟體、感測器、RFID、藍芽、衛星通訊等等，物聯網其實已經被廣泛使用在我們的日常生活許多層面之中，實現許多令人意想不到的物聯網應用，例如，這期的今週刊雜誌(6/25)，便介紹了一項屬於物聯網應用的創意產品：Sentri智慧時鐘，這個產品是台灣新創團隊Sentri在著名的群眾募資網站Kickstarter上的一個提案，它在短短兩天內的募資金額就已經超過二十萬美元的預定目標。
「早上匆匆忙忙出門上班，走到半路手機突然出現警示訊號，顯示家中現在的溫度不正常，趕快點開Sentri的視訊鏡頭一看，原來是冷氣忘了關！」透過Sentri智慧時鐘，出門在外也可以隨時知道家中溫度、溼度、是否有人闖入，以及空氣品質變化等等，並且經由視訊鏡頭即時了解家中的實況。
隨著雲端技術的更加成熟、更多元的無線感測網路(WSN)的發展、以及手持裝置盛行等等因素，這些都提供了物聯網興起的良好條件，類似Sentri智慧時鐘的互聯網創意產品也將如雨後春荀般的出現，因此台積電董事長張忠謀在今年三月提到，物聯網將會是「Next big thing（下一件大事）」，聯發科技董事長蔡明介也在COMPUTEX展上預言，我們將會進入一個智慧裝置無所不在的世界，而郭台銘也在6/26的股東大會上指出，他曾一再述說的「8屏1網1雲」，現已更新為「11屏3網2雲」，其中的3網就是指互聯網、物聯網、智慧電網（其它新增的3屏是穿戴式裝置、智慧電動車與機器人。3網是互聯網、物聯網、智慧電網，2雲是雲計算及霧計算）。
無論你願不願意，我們生活周遭的物品都將逐漸升級為智慧個體，再由智慧個體發展成智慧家庭直到智慧城市，這些由物件串連而成的物聯網路最終將形成一個智慧的世界，改變你我的生活作息與習慣。computerworld.com這一期有一篇slide，列舉了目前物聯網的14種可能改變生活的新產品，我挑了幾種介紹如下，如果您有興趣的話也可以原網頁上看看所有的產品：
Belkin(貝爾金)的家庭自動化系統WeMo可以透過瀏覽器以及APP來監測和控制WeMo系列的智慧型牆壁開關、插座、LEF燈泡、移動偵測器以及各式燈具，而且它們不需要一台集中的控制器，一切都是透過Belkin免費的雲端系統來管理。
每一個WeMo設備都擁有自已的網路通道，您可以藉由各種線上服務例如Gmail來啟動它們的服務；未來Belkin還計劃支援小型的家電設備，例如稱為Mr. Coffee的智慧型咖啡沖泡機以及Crock-Pot燉煮鍋，這些智慧型家電附加了極低的直流電開關或感測器在既有的WeMo控制器上，讓您可以遠端的控制管理並且監測它們的情況。
智慧型開關
該開關內建網路晶片，所以可利用家中的WIFI連上網路，您可以透過iOS或Android的手持裝置來控制它的開關。
移動感測+智慧型開關
在智慧型開關上加入了移動感測控制器，因此除了提供遠端開關的功能之外，還可感測10英呎範圍之內的物體移動事件，並自動作出開或關的動作。
Canary (http://canary.is)
這款產品剛開始是透過群眾募資平台Indiegogo來籌募資金，由於受到大家的歡迎很快便募資成功並成立公司開始販售；Canary強調簡單易用，它的作法不是在家中佈滿了一堆sensors，而是儘可能的將所有sensors放入同一個裝置之中，此外它還擁有自我學習功能，放到家裡一段時間後，它就會儲存家中的溫度、溼度等變化的資料，要是有任何異常，比如說火災或者是非法入侵所造成的異常聲響，它就會發出警告並推播到使用者已經配對好的Android或者是iPhone手機上。
Canary內建相機有147度的廣角視野以及1080P高解析的錄影格式，並且擁有夜視功能；提供的感測器有：
- 被動式紅外線移動偵測
- 溫度、濕度、空氣狀態（煙霧）
- 三軸加速感應器
- 環境光線感測器
- 電容式觸摸感測器
TCP (http://www.tcpwireless.com)
TCP提供的家居自動化照明系統是由一台路由器、無線遠端控制器、智慧型LED燈泡以及裝在您手持設備上的APP所構成；實際上這套系統可控制高達250個燈具，所以您也可以再自行加裝燈具；此外，該系統也有群組設定功能，可以將燈具設定組別來分別作控制。
控制的方式是透過APP，您可以遠端的開或關，或者設定夜晚自動打開，也可以調整燈光的強度，或者讓燈具自動依照周遭環境的亮度來自動調整，不過這些功能只適用在TCP自家廠牌的燈具。
Neurio (https://www.neur.io/)
Neurio也是透過群眾集資而成功的產品之一，它可監控家裡所有設備的電量消耗，而且出門了它還會提醒你什麼設備忘了關，因此節能是Neurio主打的功能之一，它號稱可節省家中44%的電費。
Neurio由四個子系統組成：
- 一台Neurio Sensor（支援WiFi），需安裝在家中的配電盤中
- 多個Neurio Trigger，安裝在需要監控的設備上
- 安裝於手機上的APP，管理及監控電量使用，免費的。
- Neurio的雲端儲存服務，免費的。
我們只要將Neurio Sensor安裝於家中的配電盤，並將Trigger裝在需要監控的家電上，Neurio Sensor就會自動分析有安裝Trigger設備的電量使用，也會特別提示您那些設備開了很久沒有關，您也可以透過手機來查看每台家電的電量使用；此外，Neurio也開放API給程式開發人員，可開發相關的控制介面，例如設定早上當廚房的燈打開之後，就自動開啟咖啡機的開關煮咖啡，或者打開門後自動開啟客廳電視或冷氣等等。但Neurio尚未正式開賣，目前必須用預購方式。
安裝於配電盤的Neurio Sensor
安裝於設備端的Neurio Trigger
手機APP
控制管理及監看
Sen.se Mother（https://sen.se/store/mother/）
這是由Sen.Se推出針對家中的物體、寵物和人的監控設備，它的外形酷似白色俄羅斯套娃，強調可以維護家中成員的安全、舒適和健康，彷彿是照顧他們的母親。
此產品由一個稱為Mother的HUB設備和多個稱為Cookies的無線感測器所組成，這些傳感器小而光滑，幾乎可以貼在任何東西上，並且能夠感應移動和溫度，在查覺外界變化時報告給Mother，後者則將發出提醒或警報到您的手機。
用戶透過手機的APP來告訴Mother要「注意」什麼，也可以設定某個目標，然後把Cookie貼在相對應的物體上，就可以開始監測該物體的各種活動，因此它可以作出很多的應用，例如，你把一個 cookie 貼在了藥瓶上，但有一次你忘記要按時打開它，Mother收到感應后將發出警報通知，直到你想起來並打開藥瓶為止；您也可以把Cookie放在孩童身上，當他們跑出去或者身上的體溫超過正常時，會自動發警報通知；如果您擔心小朋友早上起床沒有刷牙，可以把cookie貼在牙刷上就可以監測小孩有沒有按時間去刷牙。
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