不管是稱M2M, 智慧聯網或是物聯網,物物相連上網遙控已勢不可擋! 從有線的PLC電力線通訊,到傳輸距離長短不一的WiFi、WiFi-Direct、Bluetooth 4.0、 ZigBee, Z-Wave等無線技術,由於所屬聯盟或企業的大力推動都在各自市場中發展出商機,業界已不見拼個你死我活的競爭, 反而展現如何在各種網路架構的機會下,彼此互補,攜手合作以讓聯網環境達到最理想的成效。本文將從前述備受關注技術的業界動向介紹,一窺物聯網商機下熱門技術的展望。
四大連網聯盟合作共創SEP2認證組織
八月初,各擁有龐大會員數的四大聯盟,包括HomePlug Alliance、Wi-Fi Alliance、 HomeGrid Forum 與 ZigBee Alliance針對智慧電能標準同意將共同成立名為Consortium for SEP 2 (Smart Energy Profile) Interoperability的SEP 2標準互通性認證聯盟。這個新的聯盟將促使這些組織所支援網際網路協定(IP)通訊的技術根據一致性的測試計畫認證SEP2標準。
由於體認到SEP2設備跨網路可互通操作的願景,唯有靠一致性的認證與互通性測試,這個新聯盟正在籌組成為一個開放性組織。這個四大聯盟之間的合作植基於許多產業致力於將智慧電網的好處帶給消費者。
這個合作認證測試計畫將會被運用在認證支援IP-based智慧型電能應用的無線與有線設備以及終端用戶設備諸如恆溫器,家電與閘道器等。該計畫針對在一個或多個各種不同底層連接技術的設備操作加以解決,並提供智慧電能的生態系統—包括公用電表,產品供應商與消費者---確保應用與設備/元件之間的互通性。
SEP 2 是在2009年獲美國國家標準局(U.S.National Institute of Standards and Technology,NIST)選為家用設備智慧能源管理應用的標準;該版標準是先前僅支援ZigBee網路,不支援IP網路的第一代標準之升級。SEP 2規格目前仍在0.7版草案階段,預計在今年底之前應該可進展到0.9版草案,可著手進行原型晶片與系統的實地測試。目前已經有數百萬台支援ZigBee與SEP 1標準的智慧電表出貨;而根據許多消息來源表示,有很多智慧電網的佈建案正在等待SEP 2底定,以利用新標準可支援IP網路與多重家庭網路的優點。
圖說: ZigBee, Bluetooth, WiFi, 3G/4G各是WPAN, WLAN, WWAN領域的代表技術
家庭遙控與照明市場ZigBee聲勢壯
IEEE802.15.4 無線電技術被視為目前發展最快的無線協定之一。據估計, 2010年約有40% 包含ZigBee 在內的IEEE 802.15.4晶片組出貨,預計到2016年這類晶片組所佔比例將成長到55%.單就消費性電子產業中採用的 RF4CE,預計到 2015 年將從 2010 年不到 1000 萬套的出貨量激增到 2.5 至 3 億套。同樣地,在各種家庭自動化解決方案中,ZigBee 連結的使用預計在 2015 年將增長到 2000 萬至 3000 萬套,比 2010 年增加約 35%。
ZigBee聯盟近年來動作非常積極,除相繼提出兩種規格:ZigBee(分ZigBee PRO與ZigBee)和ZigBee RF4CE外, 還針對九項熱門應用領域提出標準規範(如表列),日前該聯盟更發表第十項標準:ZigBee Gateway為新類別ZigBee Network Devices中第一套標準。由於應用涵蓋廣泛,吸引不少國內外廠商投入於ZigBee應用開發,例如國內資策會網路多媒體研究所即在ZigBee技術與應用的發展甚為深入,不久前獲得R&D100殊榮的作品─雲端智慧綠能管理系統即為善用ZigBee技術為基礎的成果.
系出同源, 同樣訴求低功耗,低成本的ZigBee與Z-wave兩聯盟之間的競爭一直相當白熱化,尤其在家庭遙控這塊應用上。隨著ZigBee聯盟推動廠商(PROMOTOR)如Freescale(飛思卡爾),TI(德州儀器),ST(意法)等晶片大廠相繼在ZigBee RF4CE晶片的量產出貨,對於以SigmaDesigns為首的Z-Wave聯盟造成的壓力可想而知.日前, SigmaDesigns授權技術給MITSUMI,終於見到Z-wave晶片的第二供應商,這對Z-wave聯盟的聲勢也加分不少.
*德州儀器 (TI)
以提供業界高整合度無線連結解決方案的領導公司德州儀器 (TI) 在數月前展示全球首款 Android 開發平台 將ZigBee® 與 ZigBee RF4CE技術帶入智慧型手機與平板電腦。
TI 低功耗 RF 產品市場行銷經理 Volker Prueller 指出,TI 是首家協助行動設備製造商將目前超過 2.94 億台智慧型手機及平板電腦與約 3.31 億套的家用網絡系統進行互連的公司,這個市場預計每年都會大幅成長,蘊含巨大商機。TI 簡化 ZigBee 與 ZigBee RF4CE 連結的整合,實現從數位錄影機到複雜家庭照明系統 等一切應用的邏輯控制,為希望透過最偏好的行動設備獲得更多功能的消費者提供豐富的體驗。
TI 針對行動設備開發的 IEEE 802.15.4 無線電解決方案基於 TI CC2530 系統單晶片元件之上,支援 ZigBee 與 ZigBee RF4CE 應用。該解決方案能夠與 TI WiLink™ 6.0 整合晶片(WLAN 802.11a/b/g/n、藍牙技術以及 FM 無線電連結)以及 WiLink 7.0 整合晶片(WLAN 802.11a/b/g/n、藍牙與藍牙低功耗技術、GPS 以及 FM 無線電)同步工作。
飛思卡爾
飛思卡爾半導體MC1323x系列首款針對消費性應用最佳化、使用ZigBee® RF4CE技術的元件,現已正式量產。內建Synaptics TouchPad™技術的MC1323x研發套件亦已面世,可協助加速設計時程,並簡化從紅外線(IR)升級至射頻技術(RF)的過程。
超低功率的MC13233C元件,係針對消費性電子市場而設計,同時也十分適於用來滿足價格限制較嚴、但同樣需要高效能的住宅、商業、工業及醫療應用。MC13233C包括所有必需的功能,可滿足RF遙控、鍵盤、觸控面板、滑鼠、3D眼鏡及其它許多消費性市場以外的應用,例如住宅、工業、以及醫療市場等等。
高性能的MC1323x元件系列具備最適於RF-控制消費性電子產品的成本與功能特色。最佳的RF4CE堆疊和研發環境,加上這新版的低價系列元件,,將可協助消費性電子產品加快從紅外線升級為RF規格的腳步。MC1323x研發套件與觸控板,其觸控介面可構成近似滑鼠操作的遙控效果。對於從電視上網瀏覽的消費者來說,這種遙控更為直覺,並且比傳統的點選式遙控更容易瀏覽。
MC1323x系列具備一組8位元HCS08微控制器、一組完全相容於IEEE® 802.15.4的收發器、快閃記憶體、RAM和高效能的精選週邊,最適合消費性電子設備。本系列支援最新版ZigBee RF4CE標準及應用(ZigBee遙控與日後的ZigBee輸入元件,及ZigBee 3D Sync)。它同時也支援和使用傳統的紅外線功能及元件,並提供射頻遙控與監控。
Sigma Designs的Z-Wave技術
聯網媒體平臺Sigma Designs公司宣佈,其屢獲殊榮的Z-Wave技術已被整合到百思買Insignia品牌的新型cTV系列寬頻聯網電視機中。Z-Wave是智慧聯網家庭市場的領先技術,以可交互操作的無線射頻網狀網路技術為特色,允許家庭內部和周邊的大量設備,包括照明設備、家用電器、空調、娛樂中心和安全系統相互之間可以通信。
新型Insignia電視機在Insignia遙控器和電視機中採用了最新的Z-Wave技術,為百思買客戶提供了一種獨特的、直觀的電視遙控體驗。Z-Wave支援超過500項指令,提供了一個易於使用的平臺,還能通過這種新型電視機連接其他Z-Wave控制器和設備。
百思買獨家品牌副總裁Patrick McGinnis表示:"將Z-Wave技術應用於Insignia遙控器,能讓消費者在房間的任何地方控制他們的Insignia電視機,而無需進入電視機的直視範圍內。遙控器的控制範圍達100英尺,甚至可以穿透牆壁和傢俱。Insignia很高興與Sigma Designs合作,幫助解決這個問題。我們很榮幸與Sigma Designs合作,為消費者帶來另一種易於使用的解決方案。"
Z-Wave的雙向遙控器是真正的"萬能"遙控器。雙向技術使Insignia TV易於設置,並可在需要時通過新命令和紅外代碼進行更新,這兩項功能在普通紅外遙控器中是沒有的。
透過將Z-Wave技術應用於電視機,新型百思買電視機還可控制其他設備。Z-Wave生態系統包括家庭監控、家庭醫療保健、安保以及節能設備,都可通過這種電視機進行控制。Z-Wave的認證產品在全球超過500種,目前領先的消費品牌都有這類產品。
恩智浦JenNet-IP軟體推動「物聯網」發展
恩智浦半導體(NXP Semiconductors)宣佈將以開源授權方式提供其JenNet-IP超低功耗IEEE 802.15.4無線連接網路層軟體,作為其「物聯網」實行計畫的一部分。近年來,人們對物聯網的興趣與日俱增,在物聯網中,每台設備都有一個IP位址,可透過安全網路連接進行監視和控制。然而,目前物聯網普及化所面臨的主要障礙在於每種應用皆有不同的網路軟體。透過發佈開源授權的JenNet-IP網路層軟體,同時為眾多研發工程師和用戶提供支援,恩智浦旨在簡化為多種設備增添「智慧」連接和雙向通訊功能的流程,為住宅和工業環境建立一套橫跨多種應用的無線連接標準。首款開源JenNet-IP軟體預計於2011年第四季開放。
JenNet-IP是一種增強型6LoWPAN網路層,特別針對以IEEE 802.15.4標準為基礎的超低功耗網路所設計,適用於住宅和工業應用。JenNet-IP目前已獲得IBM、TCP等主要客戶採用,由於它是以IP為基礎的解決方案,具備出色的擴充能力,可支援最多達500台設備的大型網路,具有極大的吸引力;在有無網路閘道的情況下均可運作;JenNet-IP整合眾多特性於一身,包含超低功耗、大幅度射頻範圍、佔用儲存空間小、整體擁有成本低等。JenNet-IP以恩智浦通過驗證的JenNet網路通訊協定棧為基礎 (該協議堆疊已獲得全球3,000多個網站採用),採用恩智浦JN5148超低功耗無線微控制器和模組。
IBM 合作夥伴John Cohn表示:「恩智浦發佈的JenNet-IP為開源社群提供珍貴的貢獻。建築物及其系統的互連性越來越強,相關的設備亦隨之增加,而JenNet和6lowpan IP標準將有助於形成嚴密的網路以應用於先進的通訊和控制解決方案,這也是IBM冀望未來智慧晶片所能達成的功能。」北美最大CFL照明燈具製造商TCP已開始在其智慧照明產品中結合恩智浦晶片和JenNet-IP軟體。