陈文辉：必须把家电串连起来，共同发挥记录与监测的功能，让家电真正能发挥智能的功能。

本刊副总编辑欧敏铨（以下简称欧）：家电可以上网似乎是未来的趋势，以一般家庭的情况，如何做才能建置出家电上网的环境？

陈文辉助理教授（以简称陈）：我们若想透过网络来控制家电，除了参考如HOME PNA等标准之外，应先考虑家电连网的方式。若要透过实体线来连接家电，可能会破坏居家原有装潢，有一个方法是透过电话线，但是电话线也并非每一个房间都有，例如厨房。另一个方式是经由电源线(power line)，也就是一般的插座，直接就能把讯息传送出去控制家电。

家电连成网络之后，可和信息网络结合，实行统一的TCP/IP协议，家电网络与信息网络的不同之处在于信息网络上的数据量较大，而家电网络只传递控制指令、或是回传家电目前状态，相较之下数据量是很少的。在这种情况下，就须整合两个不同的协议，例如SUN提出的Jini，或是微软主导的UPnP。

欧：假如家庭已经有了家电上网的需求，生产家电的业者们又该如何因应呢？

陈：对于业界来说，网络家电的开发深受市场影响，因为加装控制模块会使家电成本大幅提高，厂商都不敢大量生产。举个例来说，几年前声宝推出了网络冰箱，光控制模块的成本就要千元以上，相对于大冰箱的价格还好，但试想一个电风扇、或是一只台灯，也不过几百元，消费者可能会在价格上感到不划算。

目前工研院与SAA（智能家电联盟）提出的策略偏向由厂商自行研发，让成本降下来。采用Echelon的收发器，再搭配一个控制器，其他外围由厂商自行layout，这种方案较成熟的但成本仍高。台湾业者现阶段参考SAA所制定的标准，以XML的方式为不同的家电写出个别应用功能，比方说控制冷气与电视机不同，冷气机写入的包括温度、湿度、风向、运转状态等等。目前自动化科技实验室也已经测试过几种做法，包括LonWorks和SCP都可以成功联机，下个阶段我们会研究低功率的RF，让讯息的传递更有弹性。

欧：传统家电是不是只要加上一个模块就可以上网？

陈：计算机上网需要安装网络卡，家电上网也需要一个接口叫做「通讯模块」，我们可以将它想象成计算机与网络卡的对应关系。通讯模块有其一定的结构，首先，它必须包含一个收发器来进行数据转换，采用何种收发器则视硬件层的做法而定。其次是控制家电所需的微控制器，只要8位就能让家电运作、绰绰有余了。

如果家电经由电源线来进行联机，便可省去布线的工夫，因为家里的插座就属电源线最多，相对于Last mile的概念而言，以电源线做为基础线路的方式可望创造非常大的市场。

我自己曾经尝试以电源线来上网，先将计算机的电源插头接在通讯模块上，再将通讯模块接到电源插座，通讯模块本身只是一个盒子，在几个软件设定动作后，计算机也能顺利连上网络，联机质量与一般宽带上网相当，数据的传输可以很快速。

但由于电源线本身的线路并不是设计来作信息传输的，当多台家电同时开开关关，尤其是大型马达运转时，难免会产生一些噪声，电力的切换也会产生噪声，因此噪声的问题需要被克服。

相较之下，以太网络是专为数据传输所设计的信道，例如Cat5，这些线路在传递数据时不会有噪声产生。而家里所用的电源线原本只被用来传输110伏特的讯号，不太适合传送数据，数据在经过时会产生很大的衰减，以材质为铜的线材为例，我们将7伏特的数据传送上去，传不了多远可能就已经衰减成0.7伏特，这时如果噪声大于0.7伏特，机器就无法辨认哪一个讯号才是真正有用的数据。

大约20年前，「展频技术」被用来处理电源在线的通讯问题，但有一些状况仍无法克服。近年来DSP应用较为成熟，它能对数据及噪声作出相当程度的判别，并把噪声滤掉，让电源线传输数据的可行性大为提高，因此业者倾向改以DSP来处理噪声问题。

在本实验室，我与学生曾一同作过家电的干扰度测试，在启动一个电器设备的同时，另外加一些噪声进来，并刻意调高噪声的值，得出电器所能承受的噪声最大值为何，虽说每个家庭的电器配置都不同，真实情况各异，但我们所默认的情形在一般家庭是很难发生的。目前我们的实验室已针对不同的配线、电器，整理出噪声测试的完整报告。

欧：请问家电网络化的用途在哪里？

陈：也许很多人都有这层疑问，「为什么我的电冰箱要跟微波炉对话？」「为什么电视机要知道洗衣机现在的状况？」我的想法是，假设我坐在客厅，正在收看精彩刺激的棒球赛转播，洗衣机正在洗涤衣物，我担心洗衣机的蓄水已达到我要的水位，但是走到洗衣机的位置可能要花费好几分钟的时间，这时我只需要以电视机的遥控切换画面，就知道洗衣机的进度，并遥控设定它的操作。或者，在球赛达到紧张的时刻，忽然听到门铃响，我可能犹豫要不要立刻去应门，这时候我若能由电视屏幕切换，从监视器看到来访者是谁，然后以遥控开门，就很方便，诸如这类例子应该能激发出许多家电连网的需求。

欧：家电上嵌入的传感器是不是就变得很重要？

陈：传感器的重要性的确会愈来愈高，业界已有人专门开发感测网络（sensor network），或是投入将数个不同功能传感器的讯息融合之后再作判断的感测融合（sensor fusion）技术。以火警警报器为例，可分为温度感测、浓烟感测、光影捕捉等不同功能的感测，警报器在启动洒水指令前，须先搜集到各个传感器的信息，如温度已升高到几度、探测到浓烟、捕捉到火光的光影变化，整合判定为火灾之后，才能发出警报，以避免误判。

未来许多装置会走向嵌入式网络设备的应用趋势，由于它通常扮演控制功能的角色，所以可靠性跟安全性会受到重视。此外，小家电产品加上连网功能之后，其附加价值虽然提高，价格上仍不能高出太多，否则就难以普及。

在设计上，智能家电的设计要跟计算机有所区隔，设计时绝不能假设每个用户都懂计算机、或有用鼠标的经验，功能是不是很强是一回事，但操作接口（User Interface）一定要很简单。

欧：您认为智能家电如何才能发挥功能？是否有其他的应用类别？

陈：我个人觉得，许多被称为智能家电的产品其实让人看不出它的「智能」在哪，虽说业界称可以上网的家电为智能家电，但各位可以仔细想想「这些家电到底智能在哪里？」。

目前IT领域有所谓的Agent（软件代理）技术，很类似分布式的AI，我们实验室在Agent研究上也投入了两年的时间，而现在面临的问题是「这些技术可以应用在哪？」只要应用的主题出现，我想因技术产生的解决方案很快地也会跟着发展，因为软件应用必须以产品的设计为基础。

跟各位分享一个我想到的例子，台湾渐渐迈入老年化社会，许多年轻人出外工作，家里的老年人或是行动不便的人就很难依赖年轻一辈照顾，甚至时有所闻独居老人往生一段时间之后才被发现的悲剧。以高科技技术作为辅助，也许可以提供一些方法。

比方说，我们每天都需要喝水，饮水机就可以作为监控的工具，当一个人三天没有喝水，也就代表了生活作息有所改变，这些改变提醒家电监控设备做出反应、让我们提高警觉。家电的内存不像计算机，不可能建立专业的运算系统，因此必须把家电串连起来，共同发挥记录与监测的功能，我们实验室希望能以学术的角度设计出一套应用，让家电真正能发挥智能的功能。

欧：您认为嵌入式系统在后PC时代是否会益加受到重视？台湾的产业界有哪些可以加强的部分？

陈：从整个趋势来看，嵌入式这个领域的确在后PC时代蛮热门的，目前许多学校都开设了这类课程，相关工具也越来越多，除了软、硬件增加之外，厂商的投入与相关书籍（包括国内、外）也都跟着变多，显示出各界在嵌入式系统领域的需求提高，也希望能培养更多专精的人才。

以家电来讲，也许政府可以学习韩国的作法，辅导并投资未来性的产业，韩国的游戏产业与家电业能够转型成功，背后均有着政府强而有力的支持。家电产业虽然是蛮传统的产业，但走向国际化是未来的趋势，韩国三星、日本松下的国际化就是很好的例子，若能有政府的支持，我想台湾的家电业者（如东元、声宝）都能够走出更国际的脚步。