一個萬物皆可聯網的時代即將來臨，預估到了2020年時，市場上將有五百億個聯網裝置，這勢必帶來龐大的商機。目前包括聯網、感測、運算和應用的相關解決方案正如雨後春筍般出現在市場，CTIMES編輯部特別整理出一些關鍵技術方案及應用案例，提供您設計參考。

關鍵技術解決方案

方案：GreenNet無線感測器平台

應用：手機、機上盒應用開發人員和服務供應商

廠商：ST

簡介：

ST意法半導體提出了GreenNet無線感測器平台，由自行供電的無線網路節點組成，這些節點可以監視活動，如溫度和動態。這個開放式平台可為手機或機上盒應用開發人員和服務供應商開創新的市場機會。

GreenNet的無線傳感器節點支援IPv6開放式標準和802.15.4的ZigBee無線通訊協定。這些節點主要是以內建ST晶片能源管理為主，配合silicon-based傳感器和嵌入式無線連結，利用充電電池與太陽能電池，只需要結合環境光能，就可以放在家裡或辦公室來監測溫度、一氧化碳等動態，並將產生的資料傳輸到安裝在PC或機上盒的GreenNet接收器。

圖一

方案：GreenChip智慧燈泡解決方案

應用：住宅及工控應用

廠商：NXP

簡介：

NXP針對燈泡的物聯網應用，推出GreenChip智慧燈泡解決方案，這個解決方案整合包括基於IEEE 802.15.4的無線IP連結、節能照明以及最低50mW的低待機功耗，並且針對螢光燈與LED燈不同的特性推出不同版本。而GreenChip的無線技術是基於JenNet-IP網路層軟體為基礎的低功耗IP無線連接功能，JenNet-IP技術同時由NXP所主導、並在最近宣佈開源的無線連接網路層軟體，是被NXP列為物聯網實現計畫的一部分，適合住宅以及工控的相關應用。

方案：Ember ZigBee解決方案

應用：智慧能源、家庭自動化、安全、照明以及其他監測和控制應用

廠商：Silicon lab

簡介：

Ember ZigBee平台為2.4GHz無線網路提供完整且特性豐富的ZigBee解決方案，在緊湊的封裝內提供良好的無線效能、低功耗以及程式碼密度。作為網狀網路應用中最廣泛採用的ZigBee平台，EM35x元件可作為SoC部署，用於成本敏感的低功耗感測器網路以及其他簡易連接裝置，或者在複雜應用中配置為NCP，在高效能應用處理器上運行。EM35x元件整合2.4GHz IEEE 802.15.4收發器和+8dBm功率放大器、ARM Cortex-M3核心、高達192kB的Flash記憶體和12kB RAM。

方案：Microchip擴展電源解決方案

應用：消費電子和工業應用

廠商：Microchip Technology

簡介：

MCP19035為一小型的、基於類比的PWM控制器產品系列，包括整合同步MOSFET驅動器，可提供出色的瞬態性能。MCP19035元件可在4.5～30Vdc的寬廣電壓範圍下工作，開關頻率為300 kHz，並提供了工廠可調整Dead-Time的功能設定，有助於設計師面對眾多MOSFET元件時提供最佳化的性能。

在與Microchip的MCP87xxx MOSFET或任何低low-FOM MOSFET組合時，MCP19035系列能夠實現高效率的(>96%)DC/DC電源轉換解決方案。MCP87xxx系列高速MOSFET具有非常低的FOM，封裝在業界標準的5mm × 6mm和3.3mm × 3.3mm PDFN封裝內。新發佈的MCP87022、MCP87050和MCP87055元件，可分別提供2.2mΩ、5.0mΩ和5.5mΩ的導通電阻。全新MOSFET有助於實現高效率的電源轉換設計。

方案：智慧水錶解決方案

應用：水錶市場

廠商：Renesas

簡介：

目前水錶市場仍然以機械表為主，但是從發展角度來看，智慧化是一種必然的趨勢，可以節省人工，提高抄表的準確度，更可以實現階梯化收費，有效的利用有限的水資源。

Renesas提出了整合MCU與磁場感應器（MR Sensor）的智慧水錶方案，該方案的工作原理是在葉輪上裝上磁鐵，由MR Sensor感知出葉輪的旋轉。MR Sensor把磁場信號轉變成電信號，再由MCU進行計量的加法或減法運算，運算值由液晶顯示或對外部輸出。

方案：multi-GNSS定位方案

應用：搜尋與援救服務

廠商：u-blox

簡介：

UBX-G7020 multi-GNSS接收晶片為基礎的第七代GNSS接收平台－u-blox 7，該平台功耗低、尺寸小，同時兼具設計彈性。由於GNSS主要使用於小尺寸，以電池供電的行動裝置上，因此電耗對開發者來說至為關鍵，而這也是u-blox晶片的優勢所在，僅需目前競爭對手最新解決方案三分之一的功耗。

u-blox 7平台還具備靈活的設計彈性，讓開發者可以依據自身的介面需求來做調整。u-blox的方案皆採取「hardware-ready」的接收器，讓系統人員能迅速的運用在設計上。u-blox 7的另一個特點是模組式的設計，並採用同一規格的針腳設計，能讓開發者無需花費昂貴的硬體成本來做升級。

方案：SimpleLink CC3000無線處理器

應用：家電產品市場

廠商：TI

簡介：

SimpleLink Wi-Fi CC3000是內建的 802.11 網路處理器，極適合簡易快速將網際網路連結功能添加至任何嵌入式應用。SimpleLink Wi-Fi CC3000 將普及的 Wi-Fi 連結功能引進傳統及非傳統裝置。新型 SimpleLink Wi-Fi CC3000內含 802.11 網路處理器，並內建TCP、UDP及IP，相較於傳統Wi-Fi僅耗用0.5%資源，並且只需要6KB快閃記憶體與3KB的RAM軟體佔用量。該方案提供標準軟體API，無需具備網路專業知識即可將應用連結至網際網路。它能夠在低成本的微控制器上運作，無需作業系統，整合任何新的或現有嵌入式應用僅需數小時。

物聯網應用實例

圖二

方案：自動化溫室環控系統

應用：蘭花培育場

廠商：研華科技

簡述：

自動化溫室環控系統系統採用一台APAX-5520可程式自動化控制器作為控制主機，並且搭配數個I/O模組，用以擷取溫度計、濕度計、日照計、風向風量計等訊號，以及進行風扇、遮蔭網、水牆、冷熱泵、液體流量等元件的控制；並且透過WebAccess遠端監控軟體，讓操作人員能夠直接在辦公室電腦觀察各項數據的變化。透過這樣一個基於電腦與網路的控制系統，蘭場工作人員可以輕鬆透過圖控軟體監控溫室環境內的各項參數，並依照不同的生長需求，將溫室內的環境條件調整到符合設定。

方案：追蹤能源需求控制電力供應

應用：製造業市場

廠商：中華電信

簡述：

iEN-ASP（Intelligent Energy Network）智慧型節能服務提供企業客戶用電設備能源管理服務，可在各式用電設備安裝監控設備或數位電表，並搭配各式環境感測器，經由網路蒐集設備運作及環境狀態資料，並傳送到中華電信iEN-ASP雲端管理平台。

提供企業八大領域（電力管理、給排水管理、太陽光電、節水、照明、環境監控、熱泵及鍋爐、空調管理）之用電設備管理與八大系統（即時監控、需量控制、程序控制、排程管理、告警通報、電費模擬分析、系統管理、統計分析與報表）功能，除確保設備運轉品質外，更提供企業全面性節能技術服務，建置一個最佳化能源管理環境，有效提升系統運作效率與降低企業營運成本。

方案：能源管理系統

應用：全省便利商店、冷凍倉儲

廠商：能源管理業者

簡述：

冰庫、空調等設備，往往都有可能因為人員的進出頻繁、電動門開關、冰箱門開關等因素而影響了整體環境的溫度，設備也因此常需耗能升溫或降溫而造成損壞，並且增加電能的消耗。

建立能源管理系統的第一層連接，在為冰庫、空調和室內外環境皆加裝溫濕度感測器，並且連接RS485雙絞線將感測資料回傳至能源管理系統控制器，控制器可再透過RS485雙絞線轉接進入空調設備的通訊介面，自動化設定設備溫度。

能源管理系統可分析感測器所回傳的溫度資訊，整理出不同時段的溫度變化。以48小時作為一個資料分析的區間，讓能源管理系統依照感測器所回傳的48小時內資料，預測店舖每段時間內的最適溫度，並自動化設定所需溫度。

方案：緊急地震速報系統(Earthquake Early Warning；EEW)

應用：氣象局

廠商：日本氣象廳

簡述：

EEW預警運作模式為，透過監測密集分佈在日本境內的地震監測站，透過高速電腦運算地震發生時震波產生及傳遞，推測地震發生位置，提出示警。透過緊急地震速報系統，可以讓高速行駛中的火車減速，避免出軌意外；與ITS結合，可以通知高速公路上的車子減速避難；可以讓居家民眾就近找到安全點躲避；讓民眾避免搭乘電梯；工廠生產業可以及時因應；在集會中的民眾可以有效的疏散等，應用範籌廣，最主要目的，都是希望可以爭取多一點時間，緊急應變，以降低損害。

方案：遠端即時監控防洪系統

應用：水庫管理局

廠商：邑控科技

簡述：

當豪大雨來襲時，平時進行越域引水功能的攔河堰都將會面臨到嚴酷的考驗，湍急的水流可能會造成攔河堰滅頂並危及操作人員之安全。目前透過資訊網路化的作業模式用來即時監控攔河堰水位及雨量，就能夠達到將人員安全撤離危險區域，以及利用遠端即時監控攔河堰相關資訊，並視情況執行控制水閘門開啟或關閉等運作，不但能在平時做好適當儲水、合理用水，風災或雨季時也能達到防災防洪的功效。

TWINE 讓您掌控各項「家」的需求

圖三

美國MIT麻省理工學院媒體實驗室的應屆畢業生前後花了一年的時間，以Kickstarter發給的50萬美元開發出一種外型小巧簡單的家用感測器，名為TWINE。若不特別說明，第一次見到它的人可能還以為TWINE是個雪茄盒子，但事實上這個才巴掌大的小方盒內，羅列了數種Sensor，能幫你感測溫度、濕度、方位的變化以及震動；放在家庭中使用，它就是一個感觀四面的超級幫手!

發明者Kestner的初衷，純粹把TWINE塑造成為一個結構非常簡約且容易操作的個人化裝置，TWINE可透過USB傳輸線連接電腦供應電力，也可以裝入兩顆AAA電池，使用者只要開啟家裡的Wi-Fi，TWINE就能自動連線，接著使用者打開TWINE提供的UI頁面，即能下指令給家裡那些TWINE。

TWINE提供的服務項目包羅萬象，端看客倌將它安置在哪、希望它發揮哪些功能。例如您想要在剛剛好的時間點打開暖氣，為的是不用等到很冷了才開；也認為這樣做才最省電、最有效益，那麼您可以設定「若室溫低於10度，即發通知給您：該開暖氣了！」或是放在庭院內感測土壤溼度，判斷何時該為花園澆水了。 (CTIMES科技日報／巫姿惠)