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感測網路打造堅實基礎
智慧城市第一線

【作者: 王明德】   2016年02月01日 星期一

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透過關鍵技術的突破,及行動裝置與網路的興盛,物聯網在市場上的發展及應用開始快速成長,從智慧家庭到近年來備受矚目的智慧城市,都將成為物聯網的實踐領域。


多數業者都指出,智慧城市將成為物聯網下一個發展的領域,隨著技術與模式的擴散與成熟,物聯網應用會往更大範圍的智慧城市邁進,且真正的融入到人的生活當中,未來在永續發展、生活品質提升、新市鎮、防災、高齡化、基礎件數、零售、物流及醫療等,都將成為發展重點。


物聯網未來除了會聚焦在應用服務外,也會著重垂直領域的深化及異業結盟,來進行創新服務發想,除了仰賴既有企業的努力外,越來越多的創客(Maker)也開始加入,使市場更加活絡。


隨著物聯網快速興起,各廠商能在共同平台上積極發展具有競爭力的技術及應用,各種廠商與創新資源不斷被釋出,原本遭到閒置的資源也可利用共享機制進行再利用,未來將能讓不同行業之間,能透過物聯網平台進行異業合作及良性競爭。


物聯網已成智慧城市主幹

從架構面來看,物聯網由下而上可依序分為感知層(Sensor Layer) 、網路層(Network Layer)、應用層(Application Layer)、等三部份,感知層由各種RFID標籤、有線及無線感測器(Wired & Wireless Sensor)所組成,負責傳遞感測資料, 網路層由各種極低功耗的有線/無線網路規範,如802.15.4、6LoWPAN、ANT、WirelessHART、ZigBee、MiWi、WIA-PA、ISA100等協定,以及802.11 Wi-Fi、甚至2G GSM/2.75G GPRS/3G CDMA/3.5G WCDMA/4G LTE等行動通訊協定,將各種感測器的資料上傳到雲端伺服器,這部分將是提供各種無線網路協定的軟/硬體元件廠商,網通設備供應商、電信營運服務商,以及網際網路服務商(ISP)、雲端服務供應商的市場,應用層涵蓋到應用領域相當廣泛,從環境監測、無線感測網路(Wireless Sensor Network;WSN)、智慧電網(Smart Grid)與能源管理、醫療照護(Health Care)、食品管制系統、產品供應鏈,以及從智慧家庭(Smart Home)、智慧建築(Building Management)、智慧工廠(Smart Factory),以至於延伸到智慧交通運輸/物流、甚至智慧城市的大範圍的應用。


泓格由智慧社區切入

智慧城市部份,泓格選擇由智慧建築、智慧社區,以點連線,進而形成智慧城市的完整面貌。

台灣產業向來以軟體見長,在物聯網乃至於其應用的智慧城市,也都由硬體端投入,尤其是長期以工業領域為發展主力的工業電腦廠商,更是如此,泓格科技副總經理鄭樹發指出,物聯網的三層架構各有其技術專業,其中感知層負責訊號擷取、傳遞與部份的設備自動化控制,可說是物聯網的基石,泓格長期以來深耕此一領域,提供包括控制器、連接器等產品,讓感測器與設備可順利鏈接,近年來泓格也大力拓展應用,在智慧城市部份,泓格選擇由智慧建築、智慧社區,以點連線,進而形成智慧城市的完整面貌。



圖1 : 泓格科技副總經理鄭樹發指出,相對於由政府機關推動的智慧城市,智慧社區多由建商或社區住戶自主發展。(攝影/SmartAuto)
圖1 : 泓格科技副總經理鄭樹發指出,相對於由政府機關推動的智慧城市,智慧社區多由建商或社區住戶自主發展。(攝影/SmartAuto)

鄭樹發表示,智慧社區的涵蓋面相當廣,包括電信/網通、建築、保全、能源、運輸、醫療、資訊服務、家庭管理與智慧連網裝置等業者,皆積極推出相關方案、搶進該塊市場,由於智慧社區涉及的服務範疇很廣,包括智慧家電、智慧建築、智慧醫療、智慧水電等服務,不可能由單一廠商提供,因此,智慧社區服務供應商是否能透過策略聯盟等方式將一個個獨立的智慧系統無縫整合、串接起來,將決定服務能量高低。


相對於由政府機關推動的智慧城市,智慧社區多由建商或社區住戶自主發展,優點是執行力高,架構也可完全因應該社區需求,缺點則是各社區各行其是,引用的技術零散,在沒有採行統一標準的態勢下,未來要串連為智慧城市會有整合上的困擾,因此需要有技術能力與經驗的服務供應商協助建商或物業管理業者將紛雜的系統彙整至單一平台,鄭樹發指出,為了解決整合不同協定、資料處理的問題,發展智慧社區或智慧家庭的關鍵在於資料彙整的能力的極大化,以及針對有能力負擔的族群了解其真正追求的居住空間,泓格以資料採集的能力起家,以工業產品經營市場,深耕多年後已有建全的配套方案,對於各個裝置的整合均已有對應產品,已經能針對現況提供切確的整合服務。


凌華ARIP加快上市速度

凌華的ARIP平台,可完善利用凌華過去在各垂直產業所累積的專業知識,加速產品的上市時間。

與泓格相同,凌華在智慧城市的布局也以底層架構為主,其應用也包括建築、交通、環境等,其中工業領域的IIoT(工業物聯網)則是凌華的主力布局,凌華科技I/O平台產品中心協理張晃華指出,凌華由自動化測試起家,此一領域具有相當優勢,而工業物聯網是智慧城市的主要架構,凌華長期以來在此領域所培養的專業技術,可完全落實在智慧城市系統,以智慧交通為例,智慧交通系統透過長時間的資訊擷取,將資訊累積為龐大資料庫,用以分析、制定相關交通政策,同時建置於街上的交通設備也可利用此訊息即時控制燈號,而設置於戶外的設備要能在嚴苛的環境中穩定運作,端賴事先的強固設計,對於此部份,正是凌華的專長。



圖2 : 凌華科技I/O平台產品中心協理張晃華表示,凌華長期以來在此領域所培養的專業技術,可完全落實在智慧城市系統。(攝影/SmartAuto)
圖2 : 凌華科技I/O平台產品中心協理張晃華表示,凌華長期以來在此領域所培養的專業技術,可完全落實在智慧城市系統。(攝影/SmartAuto)

凌華科技I/O平台產品中心產品經理蔡雨利則指出,目前智慧城市所應用的IIoT架構,其技術都早已成熟,應用端賴各系統整合廠商與垂直產業系統業者的創意,為了因應客戶的快速上市需求,凌華的ARIP(Application-Ready Intelligent Platform)平台,可完善利用凌華過去在各垂直產業所累積的專業知識,加速產品的上市時間,張晃華表示,智慧城市涵蓋的範圍極廣,包括交通、醫療、建築…等,各領域都專業需求都相當高,尤其底層系統,還須考慮到設備所處的環境因素,因此選擇具有經驗的設備供應商相當重要。


ST全面感知智慧城市

ST的感測器從動作感測開始投入,多年來不斷開發出新產品,像是重力、加速度、溫濕度等感測器。

在智慧城市架構中,工業電腦廠商所提供的產品,還不是最底層,真正第一線的莫過於感測器,執感測器產業牛耳的意法半導體(ST),其產品近年來被大量應用在物聯網,智慧城市更是其發展重點。



圖3 : 意法半導體大中華暨南亞區資深產品行銷經理楊正廉指出,感測器是智慧城市的基石,所有的訊號都由此產生。(攝影/SmartAuto)
圖3 : 意法半導體大中華暨南亞區資深產品行銷經理楊正廉指出,感測器是智慧城市的基石,所有的訊號都由此產生。(攝影/SmartAuto)

意法半導體大中華暨南亞區資深產品行銷經理楊正廉指出,感測器是智慧城市的基石,所有的訊號都由此產生,而在底層感測網路中,MCU扮演了關鍵角色,他進一步表示,智慧城市的子系統相當多,從家庭到建築,乃至於戶外各類建置,MCU都是感測網路的中樞。


其實針對智慧城市等應用,ST並未設置專屬的研發團隊,楊正廉表示,ST在應用部份的策略是專注於創新技術的研發,透過不斷創新,提供更高規格的產品讓設備業者選用,目前ST在智慧城市的主力MCU產品為STM32系列,此系列產品與ARM積極配合,在效能、成本方面,都有頗獲市場口碑。


在感測器部份意法半導體大中華暨南亞區類比微機電與感測元件經理蘇振隆表示,智慧城市的系統建置是由下往上,感測網路是其架構的基礎,因此感測器的效能相當重要。



圖4 : 意法半導體大中華暨南亞區類比微機電與感測元件經理蘇振隆表示,ST在感測器設計與生產採一條龍方式,從裸晶到封裝均為自家生產,不必配合別人其他廠商的商業模式。(攝影/SmartAuto)
圖4 : 意法半導體大中華暨南亞區類比微機電與感測元件經理蘇振隆表示,ST在感測器設計與生產採一條龍方式,從裸晶到封裝均為自家生產,不必配合別人其他廠商的商業模式。(攝影/SmartAuto)

ST的感測器從動作感測開始投入,多年來不斷開發出新產品,像是重力、加速度、溫濕度等感測器,蘇振隆指出,感測器在智慧城市與其他智慧化應用逐漸增加,例如車用的重力、壓力感測器、環境監測的溫濕度、紫外線感測器,近年來興起的穿戴式裝置,也用了大量人體偵測元件,不管是哪類應用,感測器的技術發展趨勢都相同,無非是小體積、低功耗、高效能,ST的感測器產也近年來也都朝此方向發展,ST在感測器設計與生產採一條龍方式,從裸晶到封裝均為自家生產,不必配合別人其他廠商的商業模式,其產線的經驗也可累積,蘇振隆指出,智慧城市所需的感測器相當多元,ST將持續提供更高效率的感測元件,協助設備與系統業者,打造更精準的物聯網架構。


**刊頭圖片(Source: igovernment.in)


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