電子水電瓦斯表(eMeter)這個新名詞出現於五年前，相較於傳統的機械式水電瓦斯表，eMeter能夠以更快、更節省成本且更可靠的方式回報電力用度。公用事業公司透過eMeter長期節省的成本，可抵銷整體基礎建設系統升級所耗費的高額成本，如果加上政府方面的輔導與獎勵措施，這顯然是相當實惠的一套裝置。
eMeter掀起一場革命風潮，透過簡易追蹤用度，並將資料回報給公用事業公司。結合傳統通訊基礎建設與智慧家用網路，可連接各種家用電子產品，並提供安全便利的功能。
能源成本為目前備受關注的議題，隨著聯網電子產品不斷推出，對於聯網智慧家庭及智慧量表的需求更勝以往。總而言之，智慧電網(Smart Grid)與智慧家用網路必須提升層次，才能滿足使用者的需求。
聯網智慧家庭成形
隨著可連接智慧家用網路的裝置不斷地快速增加，消費者透過網路搜尋便能找出所有支援智慧連線的電力、水與瓦斯電表。目前市面上有各式各樣小型的商用及消費性產品，包括自動空調控制(HVAC)、照明控制、保全、煙霧警報感應、電動車充電器以及各種智慧家電用品(例如能夠讓使用者透過觸控螢幕留意家庭能源使用、上網搜尋食譜或觀看即時電視節目的冰箱)。這些新的智慧連線裝置加入智慧家庭網路後，實現了未來家庭的可能性。
真正的聯網智慧家庭具備什麼潛力？住戶是重大的因素，然而目前發展已朝向高度聯網家庭與易於使用的趨勢。在用電尖峰的地區或時段，公用事業公司得以獲得授權聯繫住家或公司，以調整電器使用、自動空調控制設定及其他活動等，達到防範斷電或用電量突破新高紀錄的情況。其他便利的措施還包括使用智慧型手機或公司電腦調整無人在家的調溫器運作、忘記關/鎖上窗戶的警示，或留意祖父母的動向。因此，聯網智慧家庭充滿無限可能性(圖1)。
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| 圖1 智慧聯網家庭的使用情境示例 |
聯網家庭使人連想到迪士尼樂園的「未來屋」，要實現「未來屋」的理想，可先將eMeter升級為智慧型eMeter，並將單一網路轉換為多個網路。
過去，只要透過ZigBee單一無線或有線電力線通訊(PLC)，便可將資料回報給公用事業公司(圖2)。但若要連接多種裝置並加以操作，必須建立多個網路，才可使網路同時進行通訊。同一系統可以同時使用無線區域網路(Wi-Fi)、1GHz以下、2.4GHz及乙太網路等通訊方式，這使得軟體必須更加精密準確地執行。
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| 圖2 PLC於智慧電網與智慧家庭的應用範例 |
Mentor Graphics及Green Hills等廠商曾推出高階即時作業系統(RTOS)，以及Android、Linux或Windows Embedded CE等高階作業系統(HLOS)，將這些作業系統與增加的軟體堆疊大小結合，以符合此類型通訊。嵌入式設計需要德州儀器Stellaris ARM Cortex-M3 32位元微控制器，並運用大量的嵌入式快閃記憶體與外部記憶體介面，或是德州儀器32位元微處理器(MPU)產品，如Sitara ARM Cortex-A8或ARM9 MPU。
ARM Cortex-A8是首款整合各種技術且適用於智慧家庭的處理器，該技術包括TrustZone安全技術、Thumb-2指令集，與可快速且有效執行Java的Jazelle-RCT。這些特點加上電力的高彈性，讓Cortex-A8相當適用於嵌入式智慧家庭系統。
不僅ARM技術不斷創新，包括德州儀器等各大半導體廠商也對技術相當有貢獻。德州儀器看好複合式IC，並認為是必要的下一步發展。超純量複合式處理器(SuperScalar Combo-processors)能使網路應用程式在透過智慧家用網路連接的各種裝置間分享豐富媒體內容，該複合式IC包括藍牙(Bluetooth)/全球微波存取互通(WIMAX)/Wi-Fi，並不斷推出許多組合。
安全問題受關注
安全因素也促使智慧家用網路被廣為接受。智慧電網不僅是一項絕佳的工具和壯舉，更是安全度提高的展現。美國政府制定嚴密的法律，確保電網不遭受恐怖份子、駭客和其他人侵害。由於電網越來越具高智慧與高連結，因此也形成更多的挑戰。
解決安全問題的其中一項方式是使智慧電網雲端化。威瑞森(Verizon)近期宣布與智慧電網技術的重要廠商合作，推出雲端智慧型eMeter服務。雲端化不僅有助於強化安全，而且公用事業公司的投資成本也因此減少。
考量國內老舊的基礎建設、防止全球暖化及更有效使用能源等，eMeter或智慧型eMeter確實是理想又具經濟效益的解決方案。2007年，美國總統歐巴馬簽署一項潔淨能源法案(Clean Energy Bill)，透過挹注45億美元將現有的電網全面換新成為智慧電網。
此外，美國底特律新一代電動車的上市也備受矚目，電動車上路能夠造福每個人，不僅更加環保，並能夠區別用電尖峰和離峰時段，因此公用事業公司和用電戶皆樂觀其成。
從eMeter轉換為智慧型eMeter後，用戶將因為真正聯網家庭的實現而節省開支、達到娛樂和日常生活的便利性，且促進環保，讓每一戶住宅成為真正的「智慧舒適家庭」。
(本文作者為德州儀器Sitara ARM微處理器事業部專責終端設備商用人機介面經理)