物联网打造便捷生活

物联网（IoT）根据所探讨的对象不同，定义也各异其趣。其包含生活的诸多应用面--从联网家庭与城市，到互连的汽车与道路，再到追踪个人行为的设备，以及使用所收集的资料播送新服务等应用。有些分析师预计在2025年以前，透过网际网路连接的设备将超过一兆台，并将行动电话定义为连接所有这些联网设备应用的眼睛和耳朵。此外，还有一些分析师则看好如Google的扩增实境（Augmented Reality）智慧眼镜以及目前还未出现的一系列设备。

　　在网路上搜寻有关物联网的关键字，即可发现智慧一词已被过度使用。那么，当消费者说某件物品具智慧化功能时，其真正含意为何？

　　物联网应用范畴多样

　　家中以机械式控制烤麵包颜色的旧式烤麵包机，现在可再加上一个微控制器（MCU），改由透过MCU来控制烤麵包的颜色。新式烤麵包机可以更一致且可靠地完成任务，并与使用者透过触控面板或开关以电子方式呈现讯息。一款设备在整合嵌入式处理能力而具有智慧功能后，下一个步骤就是以这款智慧设备进行远端通讯，让生活更轻鬆。

　　以下说明与物联网相关的应用类型，虽然不同产业订出数以百计的应用类型（图1），但这些类型可透过简单、合乎逻辑的方式加以归类。

　　图1 物联网对每个人来说分别代表不同意义。

　　第一类包括数以百万计异质且具有「认知」功能的互连元件，透过一身分识别（ID）系统而与其他机器/物件、基础设施和外在环境进行互动。在该类应用中，物联网在很大程度上扮演着远端追踪、命令、控制的角色。就物联网各方面来说，安全和可靠最重要，这些应用并非关于个人行为的资料採集（如无孔不入的监控），而是扩展有助于简化人们生活的机器对机器（M2M）、机器对基础设施（M2I）和机器对自然（M2N）的通讯自动化。

　　第二类则有关于如何利用终端节点（具感知和连接能力的智慧设备）收集到的资料，针对可产生有效市场资讯趋势与行为进行探勘，从而开发更多商品。不过，现在的问题是资料探勘将能走多远？应用案例包括消费者在商场的逛买追踪行为--消费者逛了哪条走道？在哪些商品区花最多时间？甚至记录消费者拿起哪些商品来看。

　　本文将专注探讨第一类应用--特别是使物联网得以实现追踪、命令、控制与路由用途所需的技术和设备。

　　远端追踪/监控与控制和路由

　　远端追踪/监控以及依需要时增加的「命令、控制和路由」功能可以实现目前通常用手动或需要更多基础设施才能进行的任务。如目前大多数家庭都以手动开/关电灯、设定空调温度区间以及开/关洗衣机。未来门、窗、电源插座、电器及许多其他类型的独立设备将成为具有个别身分识别的智慧设备，可透过有线或无线通讯连接，让使用者能以笔记型电脑或行动电话远端监视自己的家。

　　资产追踪/物流监测

　　目前的资产追踪是透过条码和各种手动步骤完成的，但在未来，该功能将可充分利用智慧标籤、近距离无线通讯（NFC）和无线射频辨识系统（RFID），在全球互动式地追踪各种物件。

　　这是利用各种感测器（无论是否具启动能力）进行监测并提供资料，以使运送过程可被远端控制。就像在输送带上用相机定位各种尺寸的箱子，以利标籤机正确地将标籤贴印在箱子上。

　　资源配置与最佳化

　　智慧能源市场提供此类应用的一个理想案例。智慧能源一词已用于各种情况中，但其基本上指的是接收有关能源消耗的资讯，并因应该资讯变化而使资源配置、使用情形最佳化。

　　背景认知自动化和决策最佳化

　　这一类应用最具有吸引力，因为其指的是监控未知因素（设备和基础设施间的环境与互动等），并由机器来做出最类似人类会做的决策，甚至还更高明。例如可植入感测节点持续追踪老年患者生理指标，并在输出异常时发送紧急讯号。又或者病患对于所服用的药物没有反应，该节点可自动拨打紧急电话给紧急连络人，如果没有回应，将接着联繫第二顺位联络人，最后，如果都找不到连络人，该节点便会迅速联繫进行监测的诊所。
感测与资料收发为基础能力

　　实现上述各种相关应用的必要条件包括感测节点的感测与资料收集能力、本地嵌入式处理能力层、有线/无线通讯能力、支援自动执行任务并实现新一类服务的软体、远端网路/基于云端的嵌入式处理能力，以及完整的讯号路径安全性（图2）。

　　图2 物联网技术功能架构图

　　例如上述的工厂自动化例子中，相机使用电荷耦合元件（CCD）感测器检测资讯，然后使用有线或无线通讯技术，将收集到的资料发送至嵌入式处理器/控制器，再由远端伺服器进行决策并传回命令，而产生一项进行校正的机械行动。以下将就物联网的基本建构模组进行剖析：

　　感测节点

取决于所涉及的应