普及运算(Ubiquitous Computing)为近几年急速窜起的一个新兴议题,从日本的「U-Japan」计划、韩国的「U-Korea」计划到台湾的「U-Taiwan」推动,国际大厂如Philips、NEC、Honeywell、Samsung等,也积极投入研发与应用,而无线感测网络(Wireless Sensor Network;WSN)即为实现普及网络社会的一项重要技术。
无线感测网络主要运用大量感知器部署以达到数据收集分析与实时监测实时反应的运作,可应用于安全监控、物流追踪、居家照护、人员定位与国土安全等领域。为了符合大量布建的需求,无线感测网络必须具备低成本、低耗电、小体积、容易布建与可程序化、可动态组成等特性。
普及运算(Ubiquitous Computing)为近几年急速窜起的一个新兴议题,从日本的「U-Japan」计划、韩国的「U-Korea」计划到台湾的「U-Taiwan」推动,国际大厂如Philips、NEC、Honeywell、Samsung等,也积极投入研发与应用,而无线感测网络(Wireless Sensor Network;WSN)即为实现普及网络社会的一项重要技术。
无线感测网络应用以目前的市场趋势来看,无线感测网络大多使用于工业环境自动化、家庭自动化与商业大楼自动化等工业控制应用。对于无线感测网络而言,目前最大的问题在于不管是感知器本身或是网络通讯本身皆无标准存在,因此各家厂商只能以自身的方式来定义产品与应用解决方案,在互操作性上非常不利,无形之中也妨碍了无线感测网络技术的推广与发展。
所幸802.15.4/ZigBee技术的出现改善了这个情势,802.15.4/ZigBee本身为一种短距离无线传输通讯协议,而其低成本、低功率、低耗电的特性正适合无线感测网络需要大量部署的需求,在安全方面,ZigBee在标准规范中定义以128bits AES加密算法作为其安全机制,对于一般性的应用而言,ZigBee可提供用户最安全的传输环境。(图一)为ZigBee Alliance所提出的ZigBee应用范畴,主要是以建筑物自动化、个人健康照护、工业控制、家电控制为主要应用;另外ZigBee亦可取代传统的有线传输方式,
有些研发机构已经进行相关技术开发,例如资策会网络多媒体研究所采用以ZigBee无线传输技术为主开发无线感测网络环境,发展至今已近两年,除自行开发硬件平台设备外,也进行各种应用推广,同时结合国内外芯片大厂与模块业者一同合作,期望能藉由应用整合与硬件厂商合作,带动ZigBee相关产业快速起飞,并提升国内厂商于全球性市场中的竞争力。
由于ZigBee本身并不适合大量的数据传输,再加上传输距离不长,因此在许多应用上都必须搭配其他技术才能发展完整的解决方案,例如:在大量数据传输时可透过WiFi、WiMAX或其他技术,若需要长距离传输时则可搭配GSM、GPRS、3G、WiMAX或其他方式,如此一来,整个应用所提供的功能将更为完善,并且顾及到各阶层的需要。不可否认的,在芯片设计方面国外业者的技术层次的确比我国进步且时程也较快,但就应用面而言,全球皆处于刚起步的阶段,因此如果国内业者想在无线感测网络领域上取得一席之地,不妨试着从应用面切入,当市场的需求量被激发出来之后,就可更进一步的回头去影响标准的制订与新芯片的功能开发设计。对于国内业者来说无线感测网络技术或许是台湾可以在全球应用市场中取得领先地位的好机会。
智能化居住空间解决方案
普及运算概念可说是智能化空间或环境的实现,目前世界各资通大国或大厂莫不以普及运算概念来擘画未来IT产业的发展蓝图,并依其既有擅长的优势各自阐述此概念及拟定发展策略。智能化居住空间主要以探索居家生活者与社会居住生活空间与环境安全的需求价值、跨领域科技整合及应用研究为主,其构想为从用户的需求洞察出发,探索人们对于未来生活居住空间的憧憬及理想,构思能让科技与感性层面结合,在居住空间与环境安全里为人带来价值的创新产品概念,透过创新应用情境及示范系统的建置展现创意概念,规划与研拟具有高产业影响力的智能居住空间应用情境,并整合多元化环境感知与无线感测网络先进技术,建置具有高附加价值的智能化居住空间应用雏型。
(图二)为智能化居住空间范畴与概念,主要将应用发展方向分为三个领域:智能居家生活、智能大楼与智能公众服务。智能居家生活主要为开发家庭、小区中的各式服务平台。随着科技进步,对于家庭小区来说网络已成标准配备之一,而如何应用网络来对生活质量与生活机能有所帮助,成为主要思考的课题,运用无线感测网络技术,可提供小区人员/车辆进出入管理、危险区域接近警告、小区内紧急求救等功能,经由这些应用的实现,未来在小区中生活将更为安全与便利。
对智能大楼来说,所谓的「智能」,应植基于提供足够的「智能化设施及服务」以吸引承租户选择使用,并迅速帮助其迁入、使用、本业经营甚至迁出,乃至于增加本身各项物业资产使用率及其管理作业的效率、灵活度及准确度,进而提升整体物业的使用价值而加速其达成投资损益平衡及获利。因此,良好的通信及信息架构加上迅速精准的管理自然提升了此物业的ROI(Return on Investment)。
大致说来,对智能型建筑物而言,应涵盖以下主要四类「智能」范围:工作区域的自动化管理、节约能源与环境控制、安全系统与通讯网络系统。在规划上,必须着重透过用户需求的收集与分析,除此之外,还可以同时结合无线感测网络与802.15.4/ZigBee网络的特定,透过各式感知器进行环境参数收集,根据不同环境参数的数据搭配进行办公室设备自动控制。另外对于办公室中高单价的物品,亦可利用定位系统来追踪物品目前位置,除了可以搜寻遗失物品外,更可防止物品失窃。
国立自然科学博物馆可说是全球第一个布建结合ZigBee、WiFi与PDA等技术与设备的定位导览系统,定位精准度已可达91%~99%,定位范围可达3~5公尺,这样的效果已可满足大部分的应用需求。
P-Si的直线偏亮度异方特性
国立自然科学博物馆可说是全球第一个布建结合ZigBee、WiFi与PDA等技术与设备的定位导览系统,定位精准度已可达91%~99%,定位范围可达3~5公尺,这样的效果已可满足大部分的应用需求。无线感测网络技术运用低成本、低耗电的优势,将各种感知器网网相连,串连成一个感测网络,透过该网络可以实现各种过去所做不到的生活应用,如家庭保全、环境监测、家庭/大楼自动化、定位应用等。