陳文輝：必須把家電串連起來，共同發揮記錄與監測的功能，讓家電真正能發揮智慧的功能。

本刊副總編輯歐敏銓（以下簡稱歐）：家電可以上網似乎是未來的趨勢，以一般家庭的情況，如何做才能建置出家電上網的環境？

陳文輝助理教授（以簡稱陳）：我們若想透過網路來控制家電，除了參考如HOME PNA等標準之外，應先考量家電連網的方式。若要透過實體線來連接家電，可能會破壞居家原有裝潢，有一個方法是透過電話線，但是電話線也並非每一個房間都有，例如廚房。另一個方式是經由電源線(power line)，也就是一般的插座，直接就能把訊息傳送出去控制家電。

家電連成網路之後，可和資訊網路結合，採行統一的TCP/IP協定，家電網路與資訊網路的不同之處在於資訊網路上的資料量較大，而家電網路只傳遞控制指令、或是回傳家電目前狀態，相較之下資料量是很少的。在這種情況下，就須整合兩個不同的協定，例如SUN提出的Jini，或是微軟主導的UPnP。

歐：假如家庭已經有了家電上網的需求，生產家電的業者們又該如何因應呢？

陳：對於業界來說，網路家電的開發深受市場影響，因為加裝控制模組會使家電成本大幅提高，廠商都不敢大量生產。舉個例來說，幾年前聲寶推出了網路冰箱，光控制模組的成本就要千元以上，相對於大冰箱的價格還好，但試想一個電風扇、或是一隻檯燈，也不過幾百元，消費者可能會在價格上感到不划算。

目前工研院與SAA（智慧家電聯盟）提出的策略偏向由廠商自行研發，讓成本降下來。採用Echelon的收發器，再搭配一個控制器，其他週邊由廠商自行layout，這種方案較成熟的但成本仍高。台灣業者現階段參考SAA所制定的標準，以XML的方式為不同的家電寫出個別應用功能，比方說控制冷氣與電視機不同，冷氣機寫入的包括溫度、溼度、風向、運轉狀態等等。目前自動化科技實驗室也已經測試過幾種做法，包括LonWorks和SCP都可以成功連線，下個階段我們會研究低功率的RF，讓訊息的傳遞更有彈性。

歐：傳統家電是不是只要加上一個模組就可以上網？

陳：電腦上網需要安裝網路卡，家電上網也需要一個介面叫做「通訊模組」，我們可以將它想像成電腦與網路卡的對應關係。通訊模組有其一定的結構，首先，它必須包含一個收發器來進行資料轉換，採用何種收發器則視硬體層的做法而定。其次是控制家電所需的微控制器，只要8位元就能讓家電運作、綽綽有餘了。

如果家電經由電源線來進行連線，便可省去佈線的工夫，因為家裡的插座就屬電源線最多，相對於Last mile的概念而言，以電源線做為基礎線路的方式可望創造非常大的市場。

我自己曾經嘗試以電源線來上網，先將電腦的電源插頭接在通訊模組上，再將通訊模組接到電源插座，通訊模組本身只是一個盒子，在幾個軟體設定動作後，電腦也能順利連上網路，連線品質與一般寬頻上網相當，資料的傳輸可以很快速。

但由於電源線本身的線路並不是設計來作資訊傳輸的，當多台家電同時開開關關，尤其是大型馬達運轉時，難免會產生一些雜訊，電力的切換也會產生雜訊，因此雜訊的問題需要被克服。

相較之下，乙太網路是專為資料傳輸所設計的通道，例如Cat5，這些線路在傳遞資料時不會有雜訊產生。而家裡所用的電源線原本只被用來傳輸110伏特的訊號，不太適合傳送資料，資料在經過時會產生很大的衰減，以材質為銅的線材為例，我們將7伏特的資料傳送上去，傳不了多遠可能就已經衰減成0.7伏特，這時如果雜訊大於0.7伏特，機器就無法辨認哪一個訊號才是真正有用的資料。

大約20年前，「展頻技術」被用來處理電源線上的通訊問題，但有一些狀況仍無法克服。近年來DSP應用較為成熟，它能對資料及雜訊作出相當程度的判別，並把雜訊濾掉，讓電源線傳輸資料的可行性大為提高，因此業者傾向改以DSP來處理雜訊問題。

在本實驗室，我與學生曾一同作過家電的干擾度測試，在啟動一個電器設備的同時，另外加一些雜訊進來，並刻意調高雜訊的值，得出電器所能承受的雜訊最大值為何，雖說每個家庭的電器配置都不同，真實情況各異，但我們所預設的情形在一般家庭是很難發生的。目前我們的實驗室已針對不同的配線、電器，整理出雜訊測試的完整報告。

歐：請問家電網路化的用途在哪裡？

陳：也許很多人都有這層疑問，「為什麼我的電冰箱要跟微波爐對話？」「為什麼電視機要知道洗衣機現在的狀況？」我的想法是，假設我坐在客廳，正在收看精彩刺激的棒球賽轉播，洗衣機正在洗滌衣物，我擔心洗衣機的蓄水已達到我要的水位，但是走到洗衣機的位置可能要花費好幾分鐘的時間，這時我只需要以電視機的遙控切換畫面，就知道洗衣機的進度，並遙控設定它的操作。或者，在球賽達到緊張的時刻，忽然聽到門鈴響，我可能猶豫要不要立刻去應門，這時候我若能由電視螢幕切換，從監視器看到來訪者是誰，然後以遙控開門，就很方便，諸如這類例子應該能激發出許多家電連網的需求。

歐：家電上嵌入的感測器是不是就變得很重要？

陳：感測器的重要性的確會愈來愈高，業界已有人專門開發感測網路（sensor network），或是投入將數個不同功能感測器的訊息融合之後再作判斷的感測融合（sensor fusion）技術。以火警警報器為例，可分為溫度感測、濃煙感測、光影捕捉等不同功能的感測，警報器在啟動灑水指令前，須先蒐集到各個感測器的資訊，如溫度已升高到幾度、探測到濃煙、捕捉到火光的光影變化，整合判定為火災之後，才能發出警報，以避免誤判。

未來許多裝置會走向嵌入式網路設備的應用趨勢，由於它通常扮演控制功能的角色，所以可靠性跟安全性會受到重視。此外，小家電產品加上連網功能之後，其附加價值雖然提高，價格上仍不能高出太多，否則就難以普及。

在設計上，智慧家電的設計要跟電腦有所區隔，設計時絕不能假設每個使用者都懂電腦、或有用滑鼠的經驗，功能是不是很強是一回事，但操作介面（User Interface）一定要很簡單。

歐：您認為智慧家電如何才能發揮功能？是否有其他的應用類別？

陳：我個人覺得，許多被稱為智慧家電的產品其實讓人看不出它的「智慧」在哪，雖說業界稱可以上網的家電為智慧家電，但各位可以仔細想想「這些家電到底智慧在哪裡？」。

目前IT領域有所謂的Agent（軟體代理）技術，很類似分散式的AI，我們實驗室在Agent研究上也投入了兩年的時間，而現在面臨的問題是「這些技術可以應用在哪？」只要應用的主題出現，我想因技術產生的解決方案很快地也會跟著發展，因為軟體應用必須以產品的設計為基礎。

跟各位分享一個我想到的例子，台灣漸漸邁入老年化社會，許多年輕人出外工作，家裡的老年人或是行動不便的人就很難依賴年輕一輩照顧，甚至時有所聞獨居老人往生一段時間之後才被發現的悲劇。以高科技技術作為輔助，也許可以提供一些方法。

比方說，我們每天都需要喝水，飲水機就可以作為監控的工具，當一個人三天沒有喝水，也就代表了生活作息有所改變，這些改變提醒家電監控設備做出反應、讓我們提高警覺。家電的記憶體不像電腦，不可能建立專業的運算系統，因此必須把家電串連起來，共同發揮記錄與監測的功能，我們實驗室希望能以學術的角度設計出一套應用，讓家電真正能發揮智慧的功能。

歐：您認為嵌入式系統在後PC時代是否會益加受到重視？台灣的產業界有哪些可以加強的部分？

陳：從整個趨勢來看，嵌入式這個領域的確在後PC時代蠻熱門的，目前許多學校都開設了這類課程，相關工具也越來越多，除了軟、硬體增加之外，廠商的投入與相關書籍（包括國內、外）也都跟著變多，顯示出各界在嵌入式系統領域的需求提高，也希望能培養更多專精的人才。

以家電來講，也許政府可以學習韓國的作法，輔導並投資未來性的產業，韓國的遊戲產業與家電業能夠轉型成功，背後均有著政府強而有力的支持。家電產業雖然是蠻傳統的產業，但走向國際化是未來的趨勢，韓國三星、日本松下的國際化就是很好的例子，若能有政府的支持，我想台灣的家電業者（如東元、聲寶）都能夠走出更國際的腳步。