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無線感測網路 智慧化美麗境界     

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ZigBee之應用領域/Source:ZigBee Alliance;拓墣產業研究所整理,2009/05
 


政府愛台12建設藍圖裡包括智慧台灣、智慧生活產業與環境營造,是12項優先基礎建設的重要規劃;其中,無線感測網路(Wireless Sensor Network;WSN)是實現此一美夢的推手。尤其近年台灣網通廠面臨發展瓶頸,新應用缺乏、新標準出現、低毛利掙扎是多家一線網通專業代工大廠的困境;政府2007-2011年國家資訊發展方案的優質網路社會主軸,提供了無線感測網路的發展養分,給予網通產業新的發展方向。透過網路匯流、感知環境、創新服務,科技將與不同產業產生密切連結,例如水、電、土木工程、醫療、農漁畜牧、媒體、藝術創作等。拓墣產業研究所ITIS計畫主持人楊勝帆表示,除了積體電路、微電機、無線技術和網通等一般認知的科技產業外,每一個搭配的領域都會孕育出新的產業環境,進而帶動新興產業價值鏈體系,預期未來五到十年將對許多主要產業帶來衝擊。因此,在拓墣產業研究所ITIS計畫裡,WSN是一重要研究項目,拓墣產業研究所並將於6月30日假福華國際文教會館103室,舉辦『無線感測網路WSN發展趨勢與應用服務研討會』,提供各界一個產業提升的新知與協助。

安全、娛樂加節約 感測技術樣樣通

目前WSN以應用於商業大樓自動控制大宗的ZigBee技術為核心,提供特定人物追蹤、無線環境監控、設備管控、安全監控、醫療等服務,ITIS預估2008年ZigBee晶片出貨量為3,400萬個,預期2011年可達18,100萬個,2010年價格降至1美元後,無線感測網路市場將開始浮出水面。在各類技術當中,除ZigBee外,Z-Wave目標市場為家庭自動化及數位家庭、Bluetooth則著重於資訊(無線鍵盤/滑鼠)、通訊(無線耳機/話筒)、消費電子(電玩控制器)等領域,搭配感測器後,可建構無線感測的網路世界。根據On World預測,至2012年在樂觀預估下,當市場普及率達2.5%,將有6,950萬個Sensor Node市場規模,因此僅硬體的部分,就將有驚人的市場,更遑論軟體和服務端的無窮潛力。

在油電齊漲恐無止歇與節能風潮推動下,能源管理與效能規劃是各國政府發展重要政策,此時WSN技術提供了妥善的解決之道。美國歐巴馬政府的振興經濟方案藍圖中,就預計兩年內將投入110億美元建置智慧電網及先進電表(Advanced Metering Infrastructure;AMI);義大利也已完成近3,000萬個電表,總投入金額達21億歐元。這個智慧型電表並不只用於電力,亦包含了水力、燃油、瓦斯等能源計算管控,目前全球智慧型電表的市場規模約為4,000萬台,只有6%的電表、8%的瓦斯表及4%的水表完成了數位化,未來倍數成長趨勢可期;因為需求端降低成本、二氧化碳減量、能源安定供給、節能效益等目標,是無論個人消費者或官方都期望達成的。不但IBM、西門子、GE、Intel等硬體大廠相繼投入相關產業,Google也與電力公司合作跨足智慧電網市場,開發Google PowerMeter應用程式,iGoogle使用者申請此項服務後,可顯示消費者家中各種電器用電量,並讀取智慧型電表的資訊及分析,找出節能方式以減少電費。IBM則計畫於2012年底完成智慧型電表佈建,取代25萬個類比電表,將水表與先進的IT應用整合為一,同時提供管理、讀表與遠端監控等功能。

 

台廠零組件具優勢 產業整合為成功關鍵

目前台灣業者從上游的晶片至下游服務、設備等皆有跨足,達盛電子提供包括硬體、軟體及佈建工程諮詢之無線感測解決方案;華寶、台達電在Zigbee模組部分有專擅;Zigbee服務的供應者有睿盛、泰博等;華寶、正文、亞旭也生產諸多Zigbee設備;被動元件廠商禾伸堂亦積極跨入系統模組的領域,待消費終端產品加入發展行列後,將有利於產業鏈的完整建構。

觀察台灣廠商在相關領域的產業鏈發展,技術與硬體生產本身是問題最小的,因為不論是 MAC(Medium Access Control Layer,媒體存取控制層)、PHY(Physical Layer,實體層)、基頻、射頻、MCU及ADC(Analog to Digital Converter,類比數位轉換器)等各零件,大廠幾乎囊括並掌握所有技術,反而最大問題在於科技產業跨入不同產業時的障礙。例如建築業、醫療界、公共事務領域(水、電、瓦斯)、基礎工程、一般電器等產業,各行有各自的產業文化、行銷方式、消費需求、獲利模式,對所謂『科技、數位化』的瞭解和接受度也有很長的磨合期,是以如何弭平供給端與需求端的歧異,事實上才是WSN要尋求發展及醞釀商機的最大鴻溝。

現在經濟部技術處成立了智慧生活聯盟,宗旨即為跨業平台進行異業整合,以實質研發整合不同產業,共同發展創新產品與服務,「節能減碳」與「智慧生活」是發展重點。節能減碳應用包括建築物主動式感測節能、照明系統和能源負載調整的整合,產業供應鏈的智慧型能源供給調配、低耗能/低排碳硬體設備生產作業流程等系統整合;智慧生活應用在於煙霧/火災偵測、門禁管理、遠距安全監控、遠距防防災監控等安全監控,以及具有節能、環境調節的建物智慧化;而內政部建築研究所的智慧化居住空間產業聯盟,也極力促進國內業者異業合作並提昇國際競爭力。拓墣產業研究所認為各聯盟的出現,也顯示了WSN發展過程中,整合是最關鍵的要素;除了國際大廠能扮演整合角色,政府也是主角的不二人選,在政策上推動新一代技術之上中下游合作,促成國內各產業與新技術密切結合,強化整合各方資源,統籌運用輔導,才能讓台灣業者更上一層樓,搶佔全球市場先機。


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