在今年的Computex Taipei 2004中，Intel等资讯大厂所揭橥的主题，无疑就是「数位家庭网路（Digital-Home Networking），这也是本刊上期深入探讨的主题。目前​​资讯业者的焦点集中在家庭娱乐的数位化市场，即刻意打造一个大一统的影音格式环境，让传统视听家电和新兴的数位多媒体播放设备（PC、游戏主机、数位相机、DV等等）能透过网路，彼此无碍地沟通。这正是DHWG规格制定联盟所推动的方向所在。

这个方兴未艾的运动，可以说是后PC时代的另一波滥觞，将更多的消费性电子设备拉进数位化、网路化的潮流中。若从设计角度来看，这些产品都算是嵌入式设备的成员之一，大多采用专属性的软、硬体设计。

除此之外，还有一股不容忽视的嵌入式网路趋势，这些设备早已存在于家庭、建筑、交通等各个地方，也就是与我们的生活息息相关的照明、冷气、厨房家电、卫浴、门禁、安防、电梯、窗帘、环境监测、供水、能源等等的相关设备。它们过去是各安其位、井水不泛河水，然而在网路化的大潮流下，不论是资讯／电子业者或是传统厂商，无不乐于支持这个新的改变，让自己数十年如一日的产品改头换面，以「智慧性」形象加入「控制网路（Control Network）」的行列。

谁需要控制网路？

在谈嵌入式的控制网路之前，得先确定我们是否有这样的需要？

这个问题在三、四年前的资讯家电（IA）话题还甚热时，曾经争论多时，当推动多时而不见具体成效时，甚至被人指为失败的理由，认为家电连网是个不切实际的虚幻想法。在今日，我们仍不能肯定得说所有的电器设备都会成为网路上的一员，然而在某些应用上，控制网路确实有其发挥的优势，也已有具体、令人耳目一新的应用案例，尤其是在一些公共设施的控制上。

以义大利来说，该国政府自2000年起即开始推动家庭电表网路化的计画，预定陆续在两千七百万个义大利的家庭中装上可连网的电子数位电表，这个电表具有远端数据读取功能，也能让电力公司从远端实施供电或断电控制措施。

此外，在2002年的世界杯足球赛中，在韩国?山这座足以容纳上万人的巨蛋式大球场中，日夜皆能灯火通明、四季皆能提供最舒适的比赛温度，这得靠散布全场665个灯光、空调等设备来完成，而能完成这项复杂的控制任务，正是靠智慧性的嵌入式网路，也就是让这些灯光、空调设备都具有连网的功能。

还有一种重要的应用领域，那就是「嵌入式感测网路」。不同的嵌入式感应器可以用来追踪存货，或在运送过程中监控对温度敏感的食物或饮料（如红酒），也可侦测地面震动以及早发布地震警告，并能监控毒性气体或液体的排放量。不仅如此，试想想一个城市的所有路灯，若都嵌入感测器来调节明暗，例如在感应到路人或行车时才亮起，那可节省多少的电力消耗。当然，这些感测的数据会传回管控中心，让管理者能24小时即时的掌握系统状况、适时远端操控，并在发生故障时及早处理。

这类感测网路的发展潜力相当大，其实仅仅是在街灯上装上一个影像感应器，并将视讯传上网路这个想法，就可以让人透过手机获得该处的气象或交通资讯，当然更可以应用于搜寻市区中空的停车位，实用性不可谓不大。因此连Intel都看好此一应用市场，早已开始积极在此应用上进行布局，并在日前提出了一套IrisNet（Internet-scale resource-intensive sensor network services）网路服务架构，其目标就是想成?感测器网路的“Google”。在这套架构中，分散于全球的感测器将连结成为一套无远弗届的感测器网路，服务商则利用XML Query技术将分散于感测器网路上的资料集中起来，让用户透过网路来搜寻特定人、事、物的监测资讯。

「IP网路」VS.「控制网路」

如上所述，还只是嵌入式网路应用性的冰山一角，而随着控制网路上的设备增加，可以预期就如同资讯网路上PC连网数不断增加一样，将对人类的生活产生极巨大的影响力。因此，控制网路的发展应该是可以确定的，问题是它会以什么形式来发生。

最简单的实现想法是给每个设备一个唯一的IP位址，并在每个设备中安置一个微型的网路服务器，于是任何网路浏览器都能监控这些嵌入设备上的控制参数。把各种网路当做一种网路来处理而不管它的内容（资料或控制），显然是最理想的状况，这该是网路世界演变中的长远目标，但是这种“IP Anywhere”的构想，在这控制网路的发展初期，不论是技术上与经济上都不是切合实际需求的作法。

今日的IP网路与控制网路间显然还存在着不小的区隔：TCP/IP协议主要用于数据网路（大的文档、长的回应时间），而控制网路主要用于讯息监控（小而频繁的数据封包）；此外，TCP/IP堆叠较复杂庞大，并不适用于规模和费用为先决条件的设备中。

因此，可以预期自动化的控制网路会以和PC网路相似的路径发展演进。也就是从一个主/从系统（例如主机和终端机）构成的集中化系统，发展到多主/从系统（例如minis），再发展到对等性的分散网路（例如基于PC的网路），如图一所示。

《图一 IP网络与控制网络的发展演进》

对等式分散网路架构

在主从式的分层网路结构中，从一个设备来的资讯在到达目标设备前首先必须传输到控制设备或闸道。所以，在非主机设备之间的每次通信一定要包括这额外的步骤，就有可能会增加故障。相较之下，对等性的分散网路允许两个设备间直接通信，从而避免了主控制器的故障可能性，排除了潜在的效能瓶颈。并且，对等式设计中的设备故障有可能只影响到一个设备，不像在分层的非对等式体系结构中可能会影响到多个设备。

在IP网路与控制网路的关系上，控制网路会依不同的应用（照明、安控、环境监测）或各个?业、单位（如家庭、企业、建筑）或区域（社区或城市）而形成自己专用的具有当地控制、监测和传感功能的自动化控制网路。 IP网路则用作主干网，汇集资讯传输给管理中控系统（例如，服务时序安排、跟踪商业保证、顾客资源管理等），同时作为远端网路管理的资讯通道，如图二所示。

《图二 IP网络与控制网络关系》

设备层互可操作性

因此，一个理想的设备控制网路有着共同的特点，包括：开放的协定、分散的对等式网路结构、设备层互操作性以及一个能够提供简便管理、安装和远端服务的网路作业系统，分述如下：

纷歧的控制网路通讯标准

控制网路的可互操作性有赖于业界的通讯标准来达成，然而目前并未有像IP网路的全球统一标准出现，目前呈现区域型的技术规格，并以美国、日本及欧洲地区为主，其较具代表性的技术规格，于美国地区有UPnP（UniversalPlugandPlay）、SCP（SimpleControlProtocol）及LonWorks；于日本地区有ECHONET（EnergyConservationandHomecareNetwork）技术；而于欧洲地区则有KNX标准。

以应用性来说，在家庭网路中的控制技术传输速度多在10Kbps以下，在此低速范围目前公认有三种主要的技术标准，分别是X-10、CEBus以及LonWorks。 X-10以价格低与可DIY两个特性在目前市场上应用最为广泛，而CEBus与LonWorks则提供较多的功能，可靠性较高。

在传输方式上，则可以分为有线与无线两种方式。有别于乙太网路，控制网路的有线方式以电源线为主，随着技术的突破，电源线上的载波技术已可由原先10Kbps等级的传输速率提升至10Mbps之等级，并朝100Mbps等级的方向进行。

在无线方面，由于可以省却布线成本，并可提升设备的移动性，因此无线传输的解决方案极受注目，包括当红的802.11、蓝芽，或是强调低功率的Zigbee。然而对于一些很单纯的控制设计来说（如温度感测），它们每分钟可能只传送数个位元组（byte）的资料，对于这类的应用，上述的无线标准都显得太贵、太复杂、和太耗电，它们需要更低成本、低频宽的无线传输方案。

结论

其实嵌入式的控制网路在设备端的技术上已相当可行，但至今仍未见到其风行草偃，显然还有许多潜在性、整体性的障碍存在。预料在消费性电子产品的数位化、网路化运动取得可观的进展后，才会有更多业者将注意力集中到控制网路上头。所以换个角度来看，资讯、电子产业的发展契机仍然源源不绝。

然而，在一些极具效益的系统应用上，例如能源管理服务、居家照护服务、智慧家电远端维修服务及居家保全服务等，会在控制网路的发展潮流中打头阵。技术的突破也会是应用发展的重要关键，尤其是一些感测元件，如RFID、影像感测器的技术进展，将让感测网路的想法更有容易实现。

很显然地，无所不在的嵌入式网路会为今日网路带来很不一样的风貌，不过既有趣也颇讽刺的是，对这个网路的应用很大部分会是无中生有，最大的限制可能只在于想像力。试想想家里的洗衣机为何需要和厨房里的烤箱，或浴室的热水器交换讯息呢？你若想得通，可能已为自己找到一个创业的大好良机。至于软体工程师也该准备转移阵地，因为这个新的网路世界需要无穷的应用软体创意。

最后，当一项新技术?生时，除了沉醉于它的新奇与商机外，不能不加入人文立场的反思，认真看待它所可能引发的负面冲击：是否只是一场刺激消费的商业包装、在更便利与更疏离间的社会型态拉扯、新产品从生产到垃圾场整个过程的生态冲击等问题。例如在街灯感测网路系统中，在提供时空资讯的同时，如何保障经过路人的隐私权呢？没有人愿意随时处在被监控的环境中吧。

延 伸 阅 读	控制网与因特网 要将日常接触的电子设备连结上网，并非为它们都装上网路服务器就可以了，实际上这些设备有自己的特征，与资讯网路有不少差异。本文将比较控制网路与IP网路的差异。 开放式可互操作设备网路带来的好处 组建自动化控制网路系统的方法有很多，从定制的专用软/硬体的解决方案到开放、可互操作的控制网路都能做到，但基于标准的开放式作法显然是大势所趋。本文将分析开放架构的好处。

相关组织网站	INTEL PITTSBURGH研究中心 UPnP Forum IrisNet计画 Echelon(LonWorks倡导公司) EchoNet Consortium Zigbee Alliance