先检视不久将来家庭内可能出现的科技变化。目前大部分电子设备并没有信息传输（communication）功能，甚至没有搭配处理器；而大部分的娱乐电子产品虽然搭载了处理器，但实际上仍以视讯与音频数据串流等数字信息处理为主，仅有少部分的控制功能。这种状况可望有所突破，因为未来传输处理器（communicating processors）的性价比将可使绝大多数电子设备以低廉成本搭配具传输功能的处理器。甚至节能灯（CFL）及其他高亮度输出/低电流灯具，乃至于一般厨房家电及流理台工具，均能内建处理器。上述装置并没有大量信息传输需求，不过至少要能与家庭的通讯中心「沟通」（可能是智能型电表，或可能是ADSL调制解调器连接至计算机或类计算机的装置），然后再连接到某些外部来源。
《图一 灯泡将从象征新构想的图形，转变为具备智能功能的装置？》  |
产业
我们一生有一半时间在家里度过，不过居家设备应用的新科技却非常有限。一般人添购装置与设备时，并不一定了解其中潜在的信息传输及网络连接功能，也未必会为了设置家庭网络而会特别规划，购买居家设备。一般人不会在某个特定时间突然计划「打造智能型房屋」；相反地，大部分人没有接纳新科技的习惯；只希望东西「能用就好」、或希望它满足特定需求即可。这种习惯除了出现在购买娱乐、通讯、安全、能源、设备、医疗保健产品，也出现在包括计算机及 IT 产品的购置过程。
随着更多系统具备互联功能，「家」将变得愈来愈聪明，不过，除非绝大部分基础设备都安装完成，短时间消费者仍无法体会这些功能带来的便利性；换句话说，「智能房屋」逐渐进入生活，但却很难被察觉。
《图二 部分的智能型家庭基础设备与处理程序》
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家庭娱乐
整体而言，目前的技术，可以在家里享受各种形式的娱乐：可以播放 DVD，体验戏院般的声光效果；也可以透过系统，重现摇滚演唱会或中世纪大教堂的音效。此外像是 iTunes、iPlayer等服务，也可以使用通讯系统及宽带连接，依据需求随时取得服务。在目前的影音领域中，几乎所有需求都能获得满足。
《图三 家庭娱乐系统网络》
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不过，这不代表上述各系统间能紧密配合运作。事实上，除了DLNA与HANA所提供的制造商系统以及特定接口规格，其他组件的整合运作能力非常有限。
单就现状来看，家庭计算机、影音系统，及通讯之间的界线分明，但这情况将有所转变。假设想拥有可读取所有已知CD及DVD（蓝光除外）格式的系统，最好的解决方法，通常是选购一台质量优良的 DVD 播放器，因为它可支持大部分格式，但这种状况正在慢慢改变，譬如随着蓝光格式的逐渐风行，播放器将往整合支持蓝光及其他各种格式的方向前进。
除了娱乐用途外，家庭显示设备（通常是电视）的使用动机相当有限，但随着各种设备之间的传输、以及和人的互动愈来愈高，这种情况也会慢慢改变。
此外，值得一提的是，娱乐设备配备了微处理器及操作系统，因此我们不需要投入过多的开发工作，就能串连多个设备，又可以了解个别装置的运作（例如，是否播放盗版内容？），同时可以关闭个别装置以节省能源。
《图四 传输与通讯，是一切的核心》 - BigPic:799x359
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《图四 传输与通讯，是一切的核心》 - BigPic:799x359
通讯无论身在何处，传输与通讯服务总是如影随形，在家里也不例外。透过各种不同类型的媒介，家里的电子设备可以找到最便宜有效的路径，连接到适合传输信息的网络。此外，通讯装置也将出现在各种类型的装置中，深入家庭各个角落。目前，这些智能型功能仍依赖选单与数字进行，未来则将透过各种互动及智能方式进行，不须再仰赖键盘输入。在不久的将来，只要说出希望通话的对象，就能用语音进行连系、操控这些智能型设施。
而且，这些功能除了运用在家中任何地点，也可以向室外拓展，涵盖范围紧密没有死角。
目前已有许多设定智能家庭的工具，只是实际生活并未全然加以运用。由于带宽、安全、完整性、优先级，以及延迟等考虑，大家仍倾向使用特定媒介来完成特定的目的。例如语音电话、娱乐数据、安全，或节能等功能所使用的传输方式并不相同，某些传输方式可能较为稳定，但不一定拥有相同的带宽。必须在质量、安全与整合性等方面进行取舍。
家用电子的传输及通讯功能，势必普及于各个家庭，而且还会逐渐加入更多功能。除了当红的娱乐功能之外，将来还会有更多功能进入智能家庭。
家庭安全
虽然普及率不能算很高，但很多家庭安装了安全系统。为了确保安全，一般安全系统在制造及安装等方面皆遵循严格标准，而且为了维持安全，大多无法与家中其他装置整合，而且即便是特定类型的装置，不同制造商生产的产品之间也大都无法直接替换。
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《图五 安全系统的链接》
然而，虽然安全系统缺乏整合性，它却具有技术已臻纯熟的优势。譬如其中的传感器材，其实也可传输信息给其他设备，虽然目前没有实际施行，但是相关技术已经存在，可以马上运用在其他部分。
家庭医疗保健未来的智能家庭也可以创造医疗保健及远距照护环境。目前市面上已出现各种可以照护家中老残人士的医疗系统及设备，如此一来就不必强迫他们栖身赡养院或照护中心。这种监控的功能已经可以自动解读护理对象的健康程度、甚至正在进行的活动，取代早期必须投入的大批人力。未来的家庭保健功能应该再加入新的信息传输概念，以减少医护人员探视次数，并且再加入诊断的功能，让被看护的对象可以在病情急速恶化之前，先做好预防工作。
《图六 智能家庭医疗保健系统》
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带动这项功能发展的主要因素，就是老年人口渐增、而降低看护成本的需求相对应提高。毕竟，住在自己家里的费用，远低于照护机构或医院的收费。
目前市面上这种类型的设备依然有限，像具备感应能力、藉由侦测家庭个人活动来判定健康状况的系统，虽然已经在进行测试，但是尚未实际进入家庭应用中。虽然目前不同厂商制造的系统之间并不相通，不过大型的医疗保健设备厂正进行多项创新方案，例如 Continua 联盟就着重于制造可以互通的系统与设备。
《图七 家电系统的链接》
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家电装置
在智能家庭中，家电等装置具有稳定性高的优势；只要能避免设备突然故障、临时需要维修的状况，生产商就能建立起实用的营运策略。对热水器这类的装置，稳定性显得特别重要，因为热水器只要设定不当，就可能无法充分使用燃料，某些情况下还会产生致命的一氧化碳。厂商可以监控热水器或其他家电设备功能、确保数值正常，以提供更优异的服务质量，并协助客户降低能源使用，而且成本并不高。
《图八 部分系统可进行能源管理监控》
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能源
能源监控功能的核心是智能型电表，它可将数据回传给能源供货商以及客户。这项功能的发展重点应该在于统一数据回传的形式，可让能源业者或任何授权机构都能自由读取电表信息。
另外，如何增强互联能力与扩大应用范围，也是这种监控功能的发展方向之一。随着智能家庭的设备和功能渐增，现在最大的挑战是如何让设备间互相进行控管、分散负载、降低控管次数，并依然能够回馈给用户详细的信息，而且这些功能未来只会愈来愈重要。由于处理器成本持续下降、功能持续增加，各厂商得以用更低廉的价格推出各种智能家庭所需的设备，不过，各种不同的网络及传输方式将更加复杂；图八所表示的网络连接方式，只是简单的范例！
居家系统
以上许多功能只是区域内各种装置间的信息传递，但是真正的智能家庭还具备了回报温度、湿度、门窗、房间是否有人、门口访客身分，以及其他各种信息的功能。
目前像 Lonworks、Konnex及Echonet等居家系统，皆以单一产品领域为基础，整合其中各种装置的通讯指令协议。因此，虽然有不同的居家系统，但背后的运作模式倒是十分相似。
复杂度与协同作业能力
目前大部分厂商，都只针对自家产品功能，发展该领域内的互联功能与解决方案，却导致造成资源无法共享，反而效率不彰。随着技术持续发展，以及前述的整合趋势，若能改善领域各自闭门造车的现况，对智能家庭的应用与推广将有很大帮助。
例如，简单的传感器就可应用于不同产业：对节能功能而言，如果房间是空的，就能暂停空调来省电；对保全功能来说，可藉此了解房间是否有人，并依情况执行保全工作；对医疗看护功能而言，则可辨识病患位置及活动能力；而居家系统则可在确认房中无人后自动关灯。单是一种感应装置，我们就可以马上提出四种应用方式，而它的应用范围其实是可以继续扩展的。
为了创造优化的智能家庭，各项功能必须互相整合成单一的大系统。真正的智能家庭，需要针对不同的需求，建立相关的优先处理顺序。例如家庭看护等功能，尽管需要高度的数据完整性，以及快速的反应时间，但这些未必仰赖高速带宽通讯；相对地，有些功能可能需要非常大的带宽，但不需要高度的数据完整性，系统就必须视情况进行调配。举例来说，对于装有心脏监测器的家庭，节能功能就需要随时维持室内温度恒定，就算账单未缴也不能停止空调运作；而就算娱乐功能需要大带宽，偶尔损失一、二个画面倒还可以忍受。
而智能家庭的风险在于，如果各项功能的互联架构不够完整，就无法预测各功能之间协同运作的能力。这种潜在的不稳定，是推动智能家庭的最大障碍。
我们无法强迫推动统一的智能家庭系统，也不可能要求所有厂商重新发展彼此兼容的设备。其实部分产品类别，特别是计算机、IT、娱乐、广播以及通讯等，已各自拥有高度的互联性，甚至有些类别底下的厂商已经开始相互整合，投入大量时间、配合客户需求建立一致标准；居家系统的厂商也已投入标准化工作。必须设法以公开透明的原则，结合现有成果。
在现有成果中，其中一项对发展较为有利的讯息，就是在了解与建立系统的过程中有许多相似之处，而且也可以采用许多共通技术，例如因特网通讯协议、Web 2.0以及XML。
2001年成立的应用家庭联盟（TAHI），便以前述共同点为基础。TAHI于初期成立工作团体，针对家庭服务市场，探讨因特网与通讯应用。但问题也很快浮上台面：如何提供服务、指定服务需求、控制服务使用的设备，以及如何决定服务质量等，都没有统一的标准，造成沟通上的困难，也成为整合各类别功能的主要障碍。
由TAHI开发的TAHI开放式架构，指定了各种设备与控制方式、服务设定、服务供应链的内容，以及各厂商与服务之间的依存关系。
协同作业规范与需求
TAHI也检视各种功能，特别是能源与医疗保健，并了解在创造智能家庭设备互联功能之前，必须先建立的架构、设定全球规范，才能真正让各种功能互相配合运作。这些规范有 6 项基本的主要原则：
(1)解构服务供应链：对于任何服务或应用而言，应当先厘清服务供应链的组成要素及之间的依存关系。（包括服务质量、延迟、带宽、可靠性、安全、加密、DRM，以及其他项目）。
(2)服务内容：应当针对特定服务内容制定一组评判与叙述的标准规范，才能统一对装置、系统、应用，以及服务的认知方式。（服务内容的定义、功能、属性、参数及所属的网络及系统，是否属于应用的一部分，及监控与操控方式等）。
(3)声明：对任何系统、通讯协议或规格而言，应描述其对象特色、属性以及互相作用的方式。（提供服务内容信息时，应以预先定义、适合且清晰的表格呈现）。
(4)服务代理人（service agents）：任何服务与应用，应具备一组内建规范的智能型代理人（intelligent agents，与各种服务与应用程序大致耦合），建立、维持端对端的服务供应链，并侦测与解决协同作业冲突，其中包括探索、报告、管理所有服务需要的实体和对象可用性，以及监控并维持服务或应用的功能。（可能负责启动服务或应用，监控、操控运作中的服务或应用，或提供并终止已完成的服务或应用）。
(5)应用模式：对于普遍的应用，应该拟定应用模式，并可利用中间件进行说明。此外，应用模式可以互相结合，以建立服务或更广泛的用途。（提供一组模式/模板，以中间件的方式，叙述任何应用）。
(6)非实体服务：任何的供应链中的厂商、服务内容，以及服务代理商，都可以在远程提供服务。各种功能的应用可由远程驱动，各种设备也可独自指定服务或应用。（用于远程管理、故障、系统诊断以及其他功能）
《图九 典型的服务对象与可能的叙述》 - BigPic:799x390
一般预测，在不久的将来，就会有10亿组智能家庭系统开始运作。不过这不是指那些预先设计要在家中设置各种智能功能的家庭，而是指有装设具备智能功能设施、并另外委请服务供货商在家里安装各项智能型应用、服务与系统的家庭，而业者也有信心确保自身系统与服务能顺利搭配现有设施运作。所有产业均可利用协同作业架构标准，因应更多不同的家庭需求，市场潜力不可限量。
TAHI计划让CENELEC采用其标准，以建立不同系统的互操作性，因为这是现有最开放且快速的标准。整个架构将以统一规范为基础，但同时考虑各种功能与类别之间的异同；其中还将特别考虑所有IP与Web的功能，因为IP与Web应用日渐增加，在未来可能成为许多现有问题的解答。TAHI的企图心会不会太过强烈？是否不自量力，试图完成不可能的任务？其实，各界都需要有人发声，结合所有进行中的工作成果，共同建立务实规范，设定各种需求。对于解决方案已发展成熟或接近成熟的领域，不能任意插手或干涉。但是，例如能源之类尚未有任何成果的领域，只要设定架构的脚步够快，就可确保未来的该领域的研发成果符合架构标准。
那又凭什么说我们有信心完成将架构标准化的目标？TAHI是相当特别的组织，成员来自各不同产业，也支持TAHI的目标。这些成员拥有非常丰富的知识，其中也有成员同属于ISO/IEC或CENELEC，多年来致力于智能家庭架构标准化工作，了解成功推动标准化所需的策略。
如果建立了各种功能都可以互通互控的智能家庭标准，究竟会带来什么好处？最直接的影响就是市场将更为开放，任何服务供货商都能（在住户允许之下）检视家庭状况，评估家中各项装置的应用，并立即使用现有的可能资源，建立新的服务与应用。另外，无论是家庭设备，还是提供智能功能的嵌入式装置，相关市场都将因此成长。至于成长速度则取决于装置互相配合运作的难易程度，而这也就是 TAHI 推动智能家庭统一架构的动机。
---作者为Telemetry Associates Limited协理暨首席顾问；本文出自ARM Information Quarterly杂志---
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