如同社交網路連結至數億個使用者，目前工程師正致力於設計可將數十億台設備連接的智慧電網、智慧電錶和智慧插頭。目前主要的發展方向有三方面，降低總能耗量，促進能源供需平衡（減少尖峰負載值），提高風能和太陽能等具週期性特點的綠色能源利用效率。

上述三個目標皆需要對配電網的實際情況進行深入瞭解，而配電網的基本架構在近百年的歷史中未曾出現重大改變。在不久的將來，電能資訊將可與電能同時穿梭於智慧電網中。為了有效利用這些電能資訊，工程師已著手開發具下列功能的應用程式：

家庭網路、鄰近網路與廣域網路

網路是不同領域如住宅與電網之間的最佳資訊交換平台。在綜合性智慧能源策略中，廣域網路（wide-area-network；WAN）透過智慧電網在電能管理資料中心與家庭網路（home-area-network；HAN）之間進行來回資訊傳遞，而家庭網路則利用鄰近網路（neighborhood-area-network；NAN）達成資料聚合。

操作性資訊（如開/關或調暗電燈，以及將電流負荷從高成本或高碳生產方式轉變成更環保的生產方式）在網路中來回流動。圖一為住宅環境示意圖。

《圖一　以現有電網技術為基礎進行改良後形成智慧電網》

智慧電錶

千里之行始於足下，節電億瓦始於邁開的第一步。就電力公司而言，此第一步即為智慧電錶。

控制代表測量，能源測量是智慧電錶及其嬌小的近親智慧插頭的主要使命。為使能源消耗達成最佳化，感測器不僅需測量能源，同時還須測量濕度、熱量、光、空氣品質等因素，以減少節能對日常生活的影響。沒有人願意為了節約能源使霜淇淋融化，走廊陷入黑暗或室內植物死亡。

當電力公司意識到上述議題時，首要任務即是安裝採用高精確度半導體元件的電錶，此種電錶即使在非線性負載的條件下仍可維持極高的精確度。智慧電錶整合了總諧波失真、功率因數、電壓下降感測等基本的功率品質測量技術，有助於電力公司在平衡電流負荷上大步邁進。

智慧插頭

以屋主和企業主的角度看來，智慧電錶是接入公有設備與智慧電網的介面。就此方面而言，電錶要求房屋的內部系統具節能效果。為有效達成此目標，需完成兩件事：一是需要來自家庭或企業內部的資訊，二是可在細微層面上改變照明、設備、馬達和溫度調節系統的工作狀態例如開/關、調暗及減緩。

此即為智慧插頭的功用，用工程學術語而言，智慧插頭即為支援計量引擎的設備。換言之，智慧插頭提供更為經濟的方式使智慧和通訊功能可整合至每個設備中。如何製造一個智慧插頭？取下智慧電錶中與功率調節和電力公司計價相關的元件，再將剩餘部分縮小至姆指大小就告完成。

此方法看似相當容易，但若要真正實行卻並非如此。但對於電器、照明系統和制熱、通風與空調控制（Heating, Ventilating, and Air Conditioning；HVAC）系統的設計工程師而言卻非常實用，因為最終將可能產生一款隨插即用式的解決方案。產品上市時間將更短，具有支援標準協定的軟體和通訊功能，皆使得智慧插頭深具吸引力。依據應用的不同，智慧插頭的功能既可直接應用於插頭，也可以整合至電器中。

只要重新配置線路系統的成本在可接受的範圍內，企業主或屋主就可利用智慧插頭和智慧電錶控制能源消耗。此外，智慧插頭亦可應用於監控房間或整棟建築的用電情況。

由於製造標準洗衣機或HVAC設備的公司並非智慧電錶製造公司，因此在設計智慧插頭或電器時採用標準應用程式介面（application programming interface；API）相當實用。儘管智慧電錶製造商可能擁有大量計量學工程師，但白色家電製造商仍需要一款標準相容的模組，使其產品可達成隨插即用。

明智選擇

為減少二氧化碳排放，降低使用能源且盡可能不影響日常生活，必須將智慧電網、智慧電錶和智慧插頭視為一整體的生態系統，而非相互獨立的技術。此為恩智浦的願景，秉持在消費電子、無線通訊和控制領域的深厚技術，恩智浦具備完全的能力達成此願景。

綠化電網

智慧電網是網路駭客攻擊的主要目標。恩智浦在智慧卡和電子護照領域擁有豐富經驗，其領先的技術可有效對付諸如此類的攻擊威脅。

智慧電網應用需要低功耗的無線和窄頻通訊解決方案。恩智浦提供的解決方案採用M-Bus以及802.15.4無線網路技術。

恩智浦EM773能量計量晶片具備完整功能，充分符合智慧插頭對於封裝、功能和成本限制等要求。該晶片為市場上整合度最高、最具成本優勢的解決方案，其計量精確度超過1％，大幅超越市場要求。

---本文由NXP恩智浦半導體提供---